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例題精講 · 第 00652 題 · 兩條線都從 A 出發,長度公式卻不是同一個

以自編三角形 b=5、c=7、A=60° 為材料,現算第三邊、面積、中線長、外接圓半徑與角平分線長,訓練「阿波羅尼斯定理」與角平分線公式的分工,並回代兩線長度差。

00652題號全 1000 篇 · 第 第109輪 / 第109冊 輪
方向數學·導數與解三角形六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

例題精講 · 數學導數與解三角形

一、考點定位與做題順序

從頂點 A 出發到邊 a 有兩條常用線:中線落到中點,角平分線把 A 平分。兩者都連到邊 a,但長度公式完全不同——中線用阿波羅尼斯定理 m_a²=(2b²+2c²−a²)/4,角平分線用 l_a=2bc·cos(A/2)/(b+c)。

自編示意三角形:b=5.0、c=7.0、夾角 A=60°,先由余弦定理求 a,再分別求兩條線。參數均為自編示意。

二、逐題精講

題1

題1 求 a、面積 S、中線 m_a 與外接圓半徑 R。

已知 b=5.00、c=7.00、A=60°。

解析

a² = b² + c² − 2bc·cos A = 25 + 49 − 2·5·7·0.5 = 39.0,故 a = √39 = 6.2450。

面積 S = ½bc·sin A = ½·35·(√3/2) = 15.1554。中線 m_a² = (2b²+2c²−a²)/4 = (50+98−39)/4 = 27.25,故 m_a = 5.2202。外接圓半徑 R = a/(2 sin A) = 6.2450/(2·0.866025) = 3.6056。

回代核驗:正弦定理 a/sin A = 7.2111 = 2R = 7.2111;5.2202² = 27.25 與阿波羅尼斯式閉合。中線公式裡用的是 a² 而非 a,別把 6.2450 直接代進去。

答案 a=√39=6.2450;S=15.1554;m_a=5.2202;R=3.6056

採分點 餘弦定理 2 分;面積 1 分;中線公式 2 分;外接圓半徑 2 分;正弦定理回代 1 分;a²/a 辨析 1 分

易錯點 把中線公式裡的 a² 寫成 a;以為 R 要用角平分線

題2

題2 求角平分線 l_a,並說明把它當中線會差多少。

解析

cos(A/2) = cos30° = √3/2,l_a = 2bc·cos(A/2)/(b+c) = 2·5·7·0.866025/12 = 5.0518。

中線 5.2202 與角平分線 5.0518 相差 0.1683,相對差 3.20%。兩條線只在 b=c(等腰)時才重合:那時 m_a = l_a = (b²+c²−a²)^0.5 相關式退化為同一條高。本題 b≠c,不能互換。

回代核驗:斯圖爾特形式 l_a² = bc[1−(a/(b+c))²] = 48·(1−(6.2450/12)²) 與 5.0518² 同值;m_a² − l_a² = 1.7292 > 0,說明中線恆不短於角平分線(本題口徑下)。

答案 l_a=5.0518;比中線短 0.1683(3.20%);僅 b=c 時兩線重合

採分點 角平分線公式 2 分;兩線差與相對差 2 分;等腰特例 2 分;斯圖爾特回代 2 分;不互換辨析 1 分

易錯點 把 2bc·cos(A/2) 寫成 2bc·sin(A/2);用中線長代角平分線

三、規律小結與對照表

量公式本題值說明
第三邊 a√(b²+c²−2bc·cosA)6.2450自編示意
中線 m_a½√(2b²+2c²−a²)5.2202落到中點
角平分線 l_a2bc·cos(A/2)/(b+c)5.0518平分 A
外接圓半徑 Ra/(2 sinA)3.6056正弦定理

小結:中線用阿波羅尼斯,角平分線用 2bc·cos(A/2)/(b+c)。本例 a=6.2450、m_a=5.2202、l_a=5.0518,差 3.20%;b=c 時才重合。參數均為自編示意。

四、自測清單

  • 能用餘弦定理求第三邊
  • 能用阿波羅尼斯定理求中線
  • 能用角平分線長度公式
  • 能用正弦定理求外接圓半徑
  • 知道兩線僅在等腰時重合
  • 能回代兩線長度差與 a²/a 口徑
編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(數學):三角函數、解三角形、數列、對數、向量與分段函數相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(數學科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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聯招數學·餘弦定理配中線公式:別把中線當角平分線
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