7.已知α,β是銳角,α+β≠$\frac{π}{2}$,且滿足3sinβ=sin(2α+β).
(1)求證:tan(α+β)=2tanα;
(2)求證:tanβ$≤\frac{\sqrt{2}}{4}$,并求等號(hào)成立時(shí)tanα與tanβ的值.

分析 (1)把條件3sinβ=sin(2α+β)中的角都用所要證明的結(jié)論中的角表示為3sin[(α+β)-α]=sin[(α+β)+α];再利用兩角和與差的正弦公式展開(kāi),整理即可證明結(jié)論;
(2)先由(1)得tanβ=tan[(α+β)-α]=$\frac{tan(α+β)-tanα}{1+tan(α+β)tanα}=\frac{tanα}{1+2ta{n}^{2}α}=\frac{1}{\frac{1}{tanα}+2tanα}$,再利用基本不等式求出分母的最值;即可求出tanβ的最大值,并求出其取最大值時(shí)tanα的值.

解答 證明:(1)由3sinβ=sin(2α+β)得:
3sin[(α+β)-α]=sin[(α+β)+α],
∴3sin(α+β)cosα-3cos(α+β)sinα=sin(α+β)cosα+cos(α+β)sinα,
得sin(α+β)cosα=2cos(α+β)sinα,
∵α、β是銳角,α+β≠$\frac{π}{2}$,
∴$\frac{sin(α+β)cosα}{cos(α+β)cosα}=\frac{2cos(α+β)sinα}{cos(α+β)cosα}$,得tan(α+β)=2tanα;
(2)∵tanβ=tan[(α+β)-α]=$\frac{tan(α+β)-tanα}{1+tan(α+β)tanα}=\frac{tanα}{1+2ta{n}^{2}α}=\frac{1}{\frac{1}{tanα}+2tanα}$,
又∵α是銳角,
∴$\frac{1}{tanα}+2tanα$≥2$\sqrt{\frac{1}{tanα}•2tanα}=2\sqrt{2}$,當(dāng)且僅當(dāng)$\frac{1}{tanα}$=2tanα?xí)r取等號(hào),
此時(shí)tanα=$\frac{\sqrt{2}}{2}$.
故tanβ≤$\frac{1}{2\sqrt{2}}=\frac{\sqrt{2}}{4}$.
∴當(dāng)tanα=$\frac{\sqrt{2}}{2}$,tanβ=$\frac{\sqrt{2}}{4}$時(shí)等號(hào)成立.

點(diǎn)評(píng) 本題考查兩角和與差的正切函數(shù),在三角恒等式的證明中,一般都是把已知條件與所證結(jié)論相結(jié)合,即要看條件,又要分析條件和結(jié)論之間的關(guān)系,是中檔題.

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