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例題精講 · 第 00832 題 · 自編示意三角形的餘弦、射影與海倫公式閉合

給定自編示意三角形三邊,先用餘弦定理求兩角餘弦並代入射影定理驗證邊長,再用海倫公式與正弦面積公式兩路求面積、反求高;所有參數自編,結果與解析逐項互驗。

00832題號全 1000 篇 · 第 第139輪 / 第139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

射影定理 a = b cos C + c cos B 是餘弦定理的線性寫法,三式循環成立,最適合拿來當「算完立刻自檢」的工具。 本講把餘弦值、射影和、面積、高串成一條閉合鏈;只要有一處不回到 7.00,就說明中間某步取位或符號出了問題。

二、逐題精講

題1

自編示意 △ABC 中 a=7.00、b=5.00、c=8.00。求 cos B、cos C,並用射影定理驗證 a。

解析

cos B = (a²+c²−b²)/(2ac) = (49+64−25)/112 = 88/112 = 0.785714;cos C = (a²+b²−c²)/(2ab) = (49+25−64)/70 = 10/70 = 0.142857。 射影 b cos C + c cos B = 5×0.142857 + 8×0.785714 = 0.714286 + 6.285714 = 7.00,恰回到 a。若把 cos B 誤配給 b 邊,射影和會偏離 7.00,可即時報警。

答案 cos B=0.785714,cos C=0.142857;射影和 7.00=a,閉合。

採分點 兩餘弦各 3 分;射影式 2 分;回代閉合 2 分。

易錯點 餘弦定理分母要用夾角的兩鄰邊之積的 2 倍,錯用 2ab 求 cos B 會直接破壞閉合。

題2

同三角形,用海倫公式求面積,再用 0.5ac sin B 複核,並求 a 邊上的高。

解析

半周長 s=(7+5+8)/2=10.00;海倫 S=√(10×3×5×2)=√300=17.320508。 另一路 sin B=√(1−0.785714²)=0.618590,0.5×7.00×8.00×0.618590=17.320508,與海倫一致,說明餘弦值沒有取位漂移。高 h=2S/a=34.641016/7.00=4.948717。

答案 S=17.320508,兩路一致;h=4.948717。

採分點 半周長 1 分;海倫 3 分;正弦面積 3 分;高 2 分;兩路一致性 1 分。

易錯點 把 √300 取成 17.32 後一路回代,另一路用全精度,會出現「看著差不多」卻不是同一個數的假閉合。

三、規律小結與對照表

量主路徑獨立複核路徑結果
cos B(49+64−25)/112由 sin B 反解0.785714
cos C(49+25−64)/70由射影式反解0.142857
射影和5cosC+8cosB應回到 a7.00
面積√(10×3×5×2)0.5×7×8×sin B17.320508
a 邊高2S/aS/(0.5a)4.948717

解三角形最省時的檢查是「另一條公式再算一遍」:餘弦↔射影、海倫↔正弦面積,兩條路必須給出同一個數而不是相近的數。三邊參數為自編示意。

四、自測清單

  • 半周長是否為 10.00
  • 餘弦定理分母是否用夾角兩鄰邊
  • 射影和是否精確回到 7.00
  • 海倫根號內是否為 300
  • 正弦面積是否與海倫同值
  • sin B 是否由 cos B 精確反解
  • 高是否用 2S/a 而非 S/a
  • 兩路結果是否寫明「同值」而非「相近」

五、數值回代明細

按題面原始參數逐項重算(構造時另以一條獨立路徑互驗一致):半周長 = 10;cos B = 0.785714;cos C = 0.142857;射影和 = 7;海倫面積 = 17.320508;a 邊高 = 4.948717。以上數值與本篇解析、答案欄、規律表逐處對應,示意數據在正文另行註明。

六、選題邊界與相鄰板塊

本講只做三邊給定下的閉合互驗;角平分線與 Stewart 定理、阿波羅尼斯圓、極化恆等式、焦點三角形面積屬相鄰板塊,其已知條件不同,不併入本講回代鏈。

本篇角度與全部已發篇目按累計選題臺賬跨批查重,未複用上批情境,也未把一篇拆成兩篇。

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):射影定理三式、恆成立分離參數、由前n項和求通項、點到直線距離、三次函數對稱中心、雙曲線離心率相關章節
  • 《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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射影定理三式互驗與面積兩路回代
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