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在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且
2b+c
a
=-
cosC
cosA

(1)求角A的值;
(2)若
AB
AC
=-2,求|
BC
|的最小值;
(3)若b=
2
m
,c=2m,O是△ABC的外心,且
AO
=x
AB
+y
AC
,求x+y的最小值.
考点:正弦定理,平面向量数量积的运算
专题:解三角形
分析:(1)已知等式左边利用正弦定理化简,整理后求出cosA的值,即可确定出A的度数;
(2)利用平面向量的数量积运算法则化简已知等式,将cosA的值代入求出bc的值,再利用余弦定理列出关系式,并利用基本不等式变形,将bc的值代入即可求出所求式子的最小值;
(3)利用平面向量的数量积运算法则化简
AB
AC
,将b,c,cosA的值代入求出值,设AB的中点为D,则有OD⊥AB,即
DO
AB
=0,利用平面向量数量积运算法则表示出
AO
AB
,以及
AO
AC
,根据题意表示出x与y,利用基本不等式即可求出x+y的最小值.
解答: 解:(1)由正弦定理得:
2b+c
a
=
2sinB+sinC
sinA

代入已知等式得:
2sinB+sinC
sinA
=-
cosC
cosA

即2sinBcosA=-(sinAcosC+sinCcosA)=-sin(A+C)=-sinB,
∵sinB≠0,∴cosA=-
1
2

∵A为三角形内角,
∴A=
3

(2)由
AB
AC
=-2,得到bccosA=-2,
将cosA=-
1
2
代入得:bc=4,
由余弦定理得:|
BC
|2=a2=b2+c2-2bccosA=b2+c2+bc,
∵b2+c2≥2bc,
∴|
BC
|2≥3bc=12,即|
BC
|≥2
3

则当b=c时,|
BC
|的最小值为2
3

(3)∵
AB
AC
=|
AB
|•|
AC
|•cosA=2m•
2
m
•(-
1
2
)=-2,
设AB的中点为D,则有OD⊥AB,即
DO
AB
=0,
AO
AB
=(
AD
+
DO
)•
AB
=
AD
AB
+
DO
AB
=
AD
AB
=
1
2
AB
2=2m2
同理可得
AO
AC
=
1
2
AC
2=
2
m2

AO
AB
=x
AB
2
+y
AB
AC
AO
AC
=x
AB
AC
+y
AC
2
,即
4m2x-2y=2m2
-2x+
4y
m2
=
2
m2

解得:
x=
2m2+1
3m2
y=
m2+2
3

∴x+y=
2m2+1
3m2
+
m2+2
3
=
4
3
+
1
3
(m2+
1
m2
)≥
4
3
+
2
3
=2,
当且仅当m=1时,m2+
1
m2
的最小值为2,
则x+y的最小值为2.
点评:此题考查了正弦定理,以及平面向量的数量积运算,熟练掌握正弦定理是解本题的关键.
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3
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57
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