在三角形ABC中,∠A,∠B,∠C的对边分别为a、b、c且b2+c2=bc+a2 (1)求∠A; (2)若a=3,求b2+c2的取值范围.

问题描述:

在三角形ABC中,∠A,∠B,∠C的对边分别为a、b、c且b2+c2=bc+a2
(1)求∠A;
(2)若a=

3
,求b2+c2的取值范围.

(1)由余弦定理知:
cosA=

b2+c2a2
2bc
=
1
2
,又A∈(0,π)
∴∠A=
π
3

(2)由正弦定理得:
a
sinA
b
sinB
c
sinC
=2

∴b=2sinB,c=2sinC
∴b2+c2=4(sin2B+sin2C)=2(1-cos2B+1-cos2C)
=4-2cos2B-2cos2(
3
-B)
=4-2cos2B-2cos(
3
-2B)
=4-2cos2B-2(-
1
2
cos2B-
3
2
sin2B)
=4-cos2B+
3
sin2B
=4+2sin(2B-
π
6
),
又∵0<∠B<
3
,∴
π
6
<2B-
π
6
6

∴-1<2sin(2B-
π
6
)≤2
∴3<b2+c2≤6.