在
△ABC 中,内角
A,
B,
C 的对边分别为
a,
b,
c,且
a2=b2+c2+3bc.
(1) 求
A;
(2) 设
a=3,
S 为
△ABC 的面积,求
S+3cosBcosC 的最大值. 并指出此时
B 的值.
\begin{solution}
\begin{enumerate}
\item 由余弦定理
a2=b2+c2−2bccosA
与题设比较可得
−2bccosA=3bc,
cosA=−23.
因为
0<A<π,所以
A=65π
\item 由三角形内角和
B+C=π−A=6π
又由正弦定理及
a=3、
sinA=21,有
b=23sinB,
c=23sinC.
令
t=B−C,则
−6π<t<6π,并且
sinBsinC=2cost−cos(B+C)=2cost−23
cosBcosC=2cost+cos(B+C)=2cost+23
三角形面积为
S=21bcsinA=41bc=3sinBsinC
所以
S+3cosBcosC=3sinBsinC+3cosBcosC=3cos(B−C)=3cost⩽3
当且仅当
t=0,即
B=C 时取等号. 此时
B=C=2B+C=12π
故最大值为
3,且此时
B=12π.
\end{enumerate}
\end{solution}