每日一题[2505]到角公式

如图,在 $\triangle A B C$ 中,已知 $A B=2$,$A C=5$,$\cos \angle B A C=\dfrac{7}{20}$,$B C, A C$ 边上的两条中线 $A M, B N$ 相交于点 $P$,则 $\angle M P N$ 的余弦值为_______.

答案    $\dfrac{\sqrt 3}4$.

解析    设 $B$ 在 $AC$ 上的投影为 $H$,建立平面直角坐标系 $H-CB$,有 $B\left(0,\dfrac{3\sqrt{39}}{10}\right)$,$A\left(-\dfrac{7}{10},0\right)$,$C\left(\dfrac{43}{10},0\right)$,进而 $M\left(\dfrac{43}{20},\dfrac{3\sqrt{39}}{20}\right)$,$N\left(\dfrac 95,0\right)$,$P\left(\dfrac 65,\dfrac{\sqrt{39}}{10}\right)$,从而直线 $PN,PM$ 的斜率分别为\[k_{PN}=-\dfrac{\sqrt{39}}6,\quad k_{PM}=\dfrac{\sqrt{39}}{19},\]因此根据到角公式,有\[\tan\angle MPN=\dfrac{k_{PM}-k_{PN}}{1+k_{PM}\cdot k_{PN}}=\sqrt{\dfrac{13}3},\]因此 $\cos\angle MPN=\dfrac{\sqrt 3}4$.

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