Question

在△ABC中，已知∠A=45°，∠B=75°，點(diǎn)D在AB上，且CD=10．
（1）若點(diǎn)D與點(diǎn)A重合，試求線段AB的長(zhǎng)；
（2）在下列各題中，任選一題，并寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，求出結(jié)果．
①（解答本題，最多可得6分）若CD⊥AB，求線段AB的長(zhǎng)；
②（解答本題，最多可得8分）若CD平分∠ACB，求線段AB的長(zhǎng)；
③（解答本題，最多可得10分）若點(diǎn)D為線段AB的中點(diǎn)，求線段AB的長(zhǎng)．

Answer 1

【答案】分析：（1）先由A和B的度數(shù)求出C的度數(shù)，若點(diǎn)D與點(diǎn)A重合，DC即為AC的長(zhǎng)，故由AC，sinB及sinC的值，利用正弦定理即可求出AB的長(zhǎng)；
（2）若選①，由A和B的度數(shù)求出∠ACB的度數(shù)，根據(jù)CD與AB垂直，由A的度數(shù)求出∠ACD的度數(shù)，進(jìn)而得到∠BCD的度數(shù)，在直角三角形ACD中，由CD的長(zhǎng)及tan∠ACD的值，求出AD的長(zhǎng)，在直角三角形BCD中，由tan∠BCD及CD的長(zhǎng)，求出BD的長(zhǎng)，利用AD+DB即可求出AB的長(zhǎng)；
若選②，由A和B的度數(shù)求出∠ACB的度數(shù)，根據(jù)CD為角平分線，可得∠ACD=∠BCD=∠ACB，在三角形ACD中，由CD，sinA及sin∠ACD的值，利用正弦定理求出AD的長(zhǎng)，同理在三角形BCD中，由CD，sinB及sin∠BCD的值，利用正弦定理求出BD的長(zhǎng)，根據(jù)AD+DB=AB，即可求出AB的長(zhǎng)；
若選③，延長(zhǎng)CD到E，使ED=CD，連接AE及BE，由D為AB中點(diǎn)，根據(jù)對(duì)角線互相平方的四邊形為平行四邊形可得ACBE為平行四邊形，得到兩組對(duì)邊相等，在三角形ACE中，根據(jù)余弦定理表示出CE²=AC²+AE²-2AC•AE•cos∠CAE，且由AE與CB平行，根據(jù)∠ACB的度數(shù)求出∠CAE的度數(shù)，BC=AE，同時(shí)根據(jù)正弦定理，用sinB，sin∠ACB及AB表示出AE積AC，代入表示出的式子中，得到關(guān)于AB的方程，求出方程的解得到AB的長(zhǎng)．
解答：解：（1）∵∠A=45°，∠B=75°，
∴∠ACB=60°，又，
由正弦定理，得；
（2）根據(jù)題意畫(huà)出相應(yīng)的圖形，如圖所示：

若選①，如圖①所示：
若CD⊥AB，∠ACD=∠ACB-∠BCD=60°-15°=45°，又∠A=45°，
∴∠ACD=∠A，
∴AD=CD=10，又∠BCD=15°，由，
得，
故；
若選②，如圖②所示：
∵∠A=45°，∠B=75°，
∴∠ACB=60°，又CD為角平分線，
∴，；
若選③，根據(jù)正弦定理得：，
如圖③所示：延長(zhǎng)CD到E，使DE=CD，連接EA、EB，
由余弦定理可得CE²=AC²+AE²-2AC•AE•cos∠CAE，
又cos∠CAE=cos（π-∠ACB）=-cos∠ACB，BC=AE，
得（2CD）²+AB²=2AC²+2BC²，
即，
解得：．
點(diǎn)評(píng)：此題考查了正弦定理，余弦定理，誘導(dǎo)公式，兩角和與差的正弦函數(shù)公式，銳角三角形函數(shù)定義及特殊角的三角函數(shù)值，第二問(wèn)是多選一的問(wèn)題，學(xué)生只需選擇一個(gè)解答即可．正弦、余弦定理很好的建立了三角形的邊角關(guān)系，熟練掌握定理是解本題的關(guān)鍵．