题目内容

4.在锐角三角形△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,${a^2}+{c^2}-{b^2}=\sqrt{3}bc$,则cosA+sinC的取值范围为(  )
A.$({\frac{3}{2},\sqrt{3}})$B.$({\frac{{\sqrt{3}}}{2},\frac{3}{2}})$C.$({\frac{3}{2},\sqrt{3}}]$D.$({\frac{{\sqrt{3}}}{2},\sqrt{3}})$

分析 由已知利用余弦定理可求cosB,结合B是锐角,可求B,进而可得$C=\frac{5π}{6}-A$,利用三角函数恒等变换的应用化简可求cosA+sinC=$\sqrt{3}sin({A+\frac{π}{3}})$,由已知可求范围$\left\{\begin{array}{l}0<A<\frac{π}{2}\\ 0<\frac{5π}{6}-A<\frac{π}{2}\end{array}\right.$,利用正弦函数的图象和性质即可计算得解.

解答 (本题满分为12分)
解:由条件${a^2}+{c^2}-{b^2}=\sqrt{3}ac$,
根据余弦定理得:$cosB=\frac{{{a^2}+{c^2}-{b^2}}}{2ac}=\frac{{\sqrt{3}}}{2}$,
∵B是锐角,
∴$B=\frac{π}{6}$.
∴$A+C=\frac{5π}{6}$,即$C=\frac{5π}{6}-A$,
∴cosA+sinC=cosA+sin($\frac{5π}{6}-A$)
=cosA+sin$\frac{5π}{6}$cosA-cos$\frac{5π}{6}$sinA
=$\frac{\sqrt{3}}{2}sinA+\frac{3}{2}cosA$
=$\sqrt{3}sin(A+\frac{π}{3})$,
又△ABC是锐角三角形,
∴$\left\{\begin{array}{l}0<A<\frac{π}{2}\\ 0<C<\frac{π}{2}\end{array}\right.$,即$\left\{\begin{array}{l}0<A<\frac{π}{2}\\ 0<\frac{5π}{6}-A<\frac{π}{2}\end{array}\right.$,
∴$\frac{π}{3}<A<\frac{π}{2}$,
∴$\frac{2π}{3}<A+\frac{π}{3}<\frac{5π}{6}$,
∴$cosA+sinC∈({\frac{{\sqrt{3}}}{2},\frac{3}{2}})$.
故选:B.

点评 本题主要考查了余弦定理,三角函数恒等变换的应用,正弦函数的图象和性质在解三角形中的应用,考查了计算能力和转化思想,属于中档题.

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