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在 ΔABC 中,角 A,B,C 所对边分别为 a,b,c, 其外接圆半径为 1, sin⁡2A+sin⁡2B+sin⁡2C=1, 则 ΔABC 的面积为_____; 当 A 取得最大值时,则 a4−8a= _____.

解

取 ΔABC 外心 O, 则SΔABC=SΔBOC+SΔCOA+SΔAOB=12R2(sin⁡2A+sin⁡2B+sin⁡2C)=12.
(这里可以将面积理解为有向面积,因此对于钝角三角形也成立.)进一步地,根据条件,结合和差化积公式:1=sin⁡2A+2sin⁡(B+C)cos⁡(B−C)≤2sin⁡Acos⁡A+2sin⁡A,
(等号成立当且仅当B=C.)这是关于A的唯一可以取等的约束条件,因此当A取得最值时,直接让这个不等式取等,进而消去cos⁡A得(12sin⁡A−1)2=cos2⁡A=1−sin2⁡A⇒4sin4⁡A−4sin⁡A=−1.
又由正弦定理得asin⁡A=2R=2, 故a4−8a=4(4sin4⁡A−4sin⁡A)=−4.