1708

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平面凸四边形 ABCD 中, A=π3, cos⁡B=−36, AB=1, AD=2, 若满足上述条件的平面凸四边形 ABCD 有且只有 1 个, 则 CD 的取值范围为_____.

解

如图, ΔABD 就是经典的带 30∘ 角的直角三角形. 因为 ∠B 已经确定, 所以 C 在一条固定的射线 l 上移动, 记 C0 为 D 在 l 上的投影, C1 为 AD 延长线与 l 的交点.
在 ΔABE 中, sin⁡B=1−cos2⁡B=336, 所以 sin⁡C1=sin⁡(A+B)=12⋅336+32⋅(−36)=33−312, 所以根据正弦定理 AC1=AB⋅sin⁡Bsin⁡C1=11+334, 这样 DC1=AC1−AD=3+334>3=BD, 所以如果 ABCD 只有一个, 则 CD∈[B1D,C1D)∪{DC0}, 这里 B1 是 B 关于 C0 的对称点, 在线段 C0C1 上, 而 DC0=DBsin⁡(B−π2)=−3cos⁡B=12, 所以最后的答案是 [3,3+334)∪{12}.
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