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如图,在△ABC中,AB=4,AC=1,∠BAC=60°.
(1)求BC的长和sin∠ACB的值;
(2)延长AB到M,延长AC到N,连结MN,若四边形BMNC的面积为3
3
,求
BM
CN
的最大值.
考点:平面向量数量积的运算,正弦定理,余弦定理
专题:平面向量及应用
分析:对第(1)问,已知两边和这两边的夹角,考虑用余弦定理,再用正弦定理求sin∠ACB的值;
对第(2)问,利用三角形面积公式“S=
1
2
absinC
”,将四边形BMNC的面积转化为△AMN的面积与△ABC的面积之差,从而建立方程,得到|
AM
||
AN
|
AM
AN
的值,将
BM
CN
|
AM
|
|
AN
|
表示,再探求其最大值.
解答: 解:(1)由余弦定理得BC2=AB2+AC2-2AB•AC•cos∠BAC
=42+12-2×4×1×cos60°=13,
∴BC=
13

sin∠BAC=sin60°=
3
2
,∴由正弦定理得
BC
sin∠BAC
=
AB
sin∠ACB

13
3
2
=
4
sin ∠ACB
,得sin∠ACB=
2
39
13

(2)S四边形BMNC=S△AMN-S△ABC=
1
2
(|
AM
|
AN
-|
AB
||
AC
|)sin∠BAC=3
3

|
AB
|=4
|
AC
|=1
,∠BAC=60°代入上式,得|
AM
||
AN
|=16

于是
AM
AN
=|
AM
||
AN
|cos∠BAC
=16×
1
2
=8

AB
AC
=|
AB
||
AC
|cos∠BAC
=4×1×cos60°=2,
BM
CN
=(
AM
-
AB
)•(
AN
-
AC
)
=
AM
CN
+
AB
AC
-
(
AB
AN
+
AM
AC
)

=10-(2|
AN
+
1
2
|
AM
|)
≤10-2
2|
AN
|•
1
2
|
AM
|
=10-2
16
=2
,即
BM
CN
≤2,
当且仅当2|
AN
|=
1
2
|
AM
|
,即|
AM
|=4|
AN
|
时,联立|
AM
||
AN
|=16
,得
|
AM
|=8
|
AN
|=2
时,
BM
CN
=2,
BM
CN
的最大值为2.
点评:1.本题考查了正、余弦定理,已知两边及其中一边的对角,或已知两角及任意一边,可使用正弦定理;已知两边及这两边的夹角,或已知三边,可用余弦定理.
2.向量的数量积运算在本题中运用较为灵活,可用于求模,求夹角,还可以通过模或角与三角形面积公式联系.
3.运用基本不等式求解最值问题时,应注意“一正,二定,三相等”,尤其是取“=”号的条件.
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2

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4

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x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)上一点(x0,y0)处的切线方程(不必证明);
(2)如图1,TA,TB为圆x2+y2=r2的切线,A,B为切点,OT与AB交于点P,则OP•OT=r2.如图2,TA,TB为椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)上的切线,A,B为切点,OT与AB交于点P,请给出椭圆中的类似结论并证明.

(3)若过椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)上外一点M(s,t)作两条直线与椭圆切于A,B两点,且AB恰好过椭圆的左焦点,求证:点M在一条定直线上.

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12
21
,向量β=
2
2

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2a2
c
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