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第2题

设 aa、bb、cc 为一个三角形的三边长,α\alpha、β\beta、γ\gamma 为对应的三个角,且 a+b=tan⁡γ2(atan⁡α+btan⁡β)a+b=\tan\frac{\gamma}{2}\left(a\tan\alpha+b\tan\beta\right)。证明该三角形是等腰三角形。
第 2/6 步:用和角公式按 aa、bb 分组
通俗地说

识别出 cos⁡θcos⁡ϕ−sin⁡θsin⁡ϕ\cos\theta\cos\phi-\sin\theta\sin\phi 就是 cos⁡(θ+ϕ)\cos(\theta+\phi),能把四个三角项压缩成两个简洁的余弦因子。

acos⁡βcos⁡(α+γ2)+bcos⁡αcos⁡(β+γ2)=0a\cos\beta\cos\left(\alpha+\frac{\gamma}{2}\right) + b\cos\alpha\cos\left(\beta+\frac{\gamma}{2}\right) = 0
详细分析

把所有项移到一边并因式分解:含 aa 的项合并为 acos⁡β(cos⁡αcos⁡γ2−sin⁡αsin⁡γ2)a\cos\beta(\cos\alpha\cos\frac{\gamma}{2}-\sin\alpha\sin\frac{\gamma}{2}),含 bb 的项合并为 bcos⁡α(cos⁡βcos⁡γ2−sin⁡βsin⁡γ2)b\cos\alpha(\cos\beta\cos\frac{\gamma}{2}-\sin\beta\sin\frac{\gamma}{2})。由余弦和角公式,每个括号都等于 cos⁡(θ+γ2)\cos(\theta+\frac{\gamma}{2}),由此得到上式。