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在 ΔABC 中, a,b,c 是角 A,B,C 的对应边, 满足 cos⁡Asin⁡B+cos⁡Bsin⁡A=2, a+b+c=12, 下列说法正确的是

  • A. 2sin⁡C=b2+c2−a22b2+a2+b2−c22a2
  • B. tan⁡A⋅tan⁡B 的最小值为 1
  • C. 若 b2=a(a+c), 则 sin⁡Asin⁡Bsin⁡C=34
  • D. ΔABC 的面积最大值为 36(3−22)
解

  • A 在第一个条件式左右同成 sin⁡C, 有 2sin⁡C=cos⁡Asin⁡Csin⁡B+cos⁡Bsin⁡Csin⁡A=b2+c2−a22bccb+a2+c2−b22acca=b2+c2−a22b2+a2+c2−b22a2, 和选项并不一致. 事实上, 注意到 A,B 应该保持对称, 就知道 A 错误.
  • B 直接由第一个条件式 2=cos⁡Asin⁡B+cos⁡Bsin⁡A≥21tan⁡Atan⁡B⇒tan⁡Atan⁡B≥1. 可以给出取等条件 A=B=π4, 所以 B 正确.
  • C 我们现在要进一步挖掘第一个条件式. 把它变为sin⁡Acos⁡A+sin⁡Bcos⁡B=2sin⁡Asin⁡B>0. 左边变形为 12(sin⁡2A+sin⁡2B)=sin⁡Ccos⁡(A−B), 所以 cos⁡(A−B)>0. 再把右边变形为 cos⁡(A−B)−cos⁡(A+B)=cos⁡(A−B)+cos⁡C, 从而 (sin⁡C−1)cos⁡(A−B)=cos⁡C≤0, 所以 C≥π2. 而 C>π2 时根据 B: tan⁡C=−tan⁡(A+B)=−tan⁡A+tan⁡B1−tan⁡Atan⁡B>0, 与 tan⁡C<0 矛盾, 所以 C=π2.
    现在回到选项, 根据勾股定理 b2=c2−a2=a(a+c), 所以 c−a=a, 所以 sin⁡A=acsin⁡C=12, 所以 sin⁡B=cos⁡A=32, 所以 sin⁡Asin⁡Bsin⁡C=34, C 正确.
  • D 因为 C=π2, 所以可以设 a=cos⁡θ, b=sin⁡θ, 这样第二个条件式等价于 c(1+sin⁡θ+cos⁡θ)=12. 设 t=sin⁡θ+cos⁡θ=2sin⁡(θ+π4)∈(1,2], 则 sin⁡θcos⁡θ=t2−12. 所以 S=12ab=12c2sin⁡θcos⁡θ=12(121+t)2t2−12=36(t−1)t+1≤36(3−22), 所以 D 正确.

综上, 答案是 BCD.