每日一题[3304]面积转化

已知 $\triangle ABC$ 中.角 $A,B,C$ 所对的边分别为 $a,b,c$,已知 $a-c\cos 2 B=c+2 b\cos C\cos B$.

1、求 $B$ 的大小;

2、若 $a+c=6$,$b=\sqrt 3 a$,求 $\triangle ABC$ 外接圆的半径;

3、若点 $M$ 在线段 $AC$ 上.$\angle ABM=\angle CBM$,$BM=4$,求 $4 a+c$ 的最小值.

解析

1、根据正弦定理,有\[\sin A-\sin C\cos 2B=\sin C+2\sin B\cos C\cos B,\]即\[\sin A=\sin C+\sin(2B+C)\iff \sin A=\sin (A+B)+\sin(A-B)\iff \sin A=2\sin A\cos B,\]于是 $B=\dfrac{\pi}3$.

2、根据余弦定理,有\[\cos B=\dfrac{a^2+c^2-b^2}{2ac}\implies \dfrac 12=\dfrac{a^2+(6-a)^2-3a^2}{2a(6-a)},\]解得 $a=2$,于是 $b=2\sqrt 3$,所求外接圆半径为 $\dfrac{b}{2\sin B}=2$.

3、如图.

根据题意,有\[[\triangle ABC]=[\triangle ABM]+[\triangle BCM]\implies ac\sin60^\circ=a\cdot BM\cdot \sin30^\circ+c\cdot BM\cdot \sin30^\circ\implies \dfrac 1a+\dfrac 1c=\dfrac{\sqrt 3}4,\]于是\[4a+c\geqslant \dfrac{(2+1)^2}{\frac 1a+\frac 1c}=12\sqrt 3,\]等号当 $2a=c$ 时取得,因此所求最小值为 $12\sqrt 3$.

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