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在 ΔABC 中, D 是 BC 边上一点, 且 AD=BD, ∠DAC=2∠ACB, AB+AC=5, 则 BC 的最小值为_____.

解

设 ∠BAD=∠ABD=β, ∠BCA=α, ∠DAC=2α. 则 3α+2β=π. 记 α=2t, β=π2−3t. 根据正弦定理 csin⁡α=bsin⁡β=asin⁡(α+β), 于是 5a=b+ca=sin⁡α+sin⁡βsin⁡(α+β)=sin⁡2t+cos⁡3tcos⁡t=2sin⁡tcos⁡t+4cos3⁡t−3cos⁡tcos⁡t=−4sin2⁡t+2sin⁡t+1≤54, 取等条件为 sin⁡t=12 也即 t=π6, 所以 a≥4.