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专题03 解三角形及其应用
目录
01 理·思维导图：呈现教材知识结构，构建学科知识体系。
02 盘·基础知识：甄选核心知识逐项分解，基础不丢分。
【知能解读01】余弦定理
【知能解读02】正弦定理
【知能解读03】三角形的面
公式
积
【知能解读04】
量距离
测
问题
【知能解读05】
量高度
测
问题
【知能解读06】解三角形的
用
实际应
03 破·重点难点：突破重难点，冲刺高分。
【重
点突破
难
01】正弦定理
角互化的
用
边
应
【重
点突破
难
02】三角形面
公式及其
用
积
应
【重
点突破
难
03】余弦定理
角互化的
用
边
应
【重
点突破
难
04】正、余弦定理判定三角形形状
【重
点突破
难
05】
明三角形中的恒等式或不等式
证
【重
点突破
难
06】求三角形中的
或周
的最
或范
边长
长
值
围
【重
点突破
难
07】正余弦定理与三角函数性
的
合
用
质
结
应
04 辨·易混易错：辨析易混易错知识点，夯实基础。
【易混易错01】正弦定理判定三角形解的个数忽略大角
大
对
边
【易混易错02】求三角形面
的最
或范
条件
不清
积
值
围时
转换
05 点·方法技巧：点拨解题方法，练一题通一类
【方法技巧01】余弦定理解三角形
【方法技巧02】正弦定理求外接
半径
圆
【方法技巧03】几何
形中的
算
图
计
【方法技巧04】距离
量
测
【方法技巧05】高度
量
测
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01 余弦定理
文字语言
三角形中任何一边的平方，等于其他两边平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍
符号语言
推论与变形
推论：
变形：
1．余弦定理与勾股定理的关系在
中，有
，若
，则
．因此勾股定理是余弦定理的特例。
2．由余弦定理知，在
中，若
为锐角，则
，从而
，即
；若
为钝角，则
，从而
，即
；若
为直角，则
，从而
，可作为判断三角形形状的方法．
【真题实战】（2025·湖南岳阳·二模）记
的内角
的对边分别为
，已知向量
，
，且
.
(1)求
；
(2)若
的面积为
，且
，求
.
02 正弦定理
文字语言
在一个三角形中，各边和它所对角的正弦的比相等
符号语言
常见变形
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1.正弦定理中,各边与其对角的正弦严格对应,体现了数学中的对称美
2.正弦定理是直角三角形对角关系的一个推广,正弦定理对任意三角形都成立,它的主要功能是实现三角形
中边角关系的互化.
【真题实战】（2025·江苏南京·一模）在锐角
中，角
所对的边分别为
.若
，则
（ ）
A．
B．
C．1
D．2
03 三角形的面积公式
在
中，设A, B, C 的对边分别为a, b, c, a, b, c 边上的高分别为
，则
（1）
；
（2）
．
三角形面积公式的其他形式
1．在
中，A, B, C 的对边分别为a, b, c, r 为
的内切圆半径，
为
的外接
圆半径，
周长的一半），则
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1）
（海伦公式）；
2）
；
3）
．
2．数量积形式的三角形面积公式：
在
中，设
，
且
3．坐标形式的三角形面积公式：
在
中，设
，
，则
【真题实战1】（2025·陕西安康·二模）
的内角
，
，
的对边分别为
，
，，已知
．
(1)求
；
(2)若
，
的面积为
．求
的周长．
【真题实战2】（2025·北京昌平·二模）在
中，
为锐角，
．
(1)求
；
(2)若
，求
的面积．
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04 测量距离问题
问题
图形
可测元素
解法
测量不相通的两点
A ,B 间的距离( A ,B
均可到达)
测量可视的两点A ,B
间的距离(B 点不可到
达)
测量两个不可到达的点
A ,B 间的距离
（1）在
中，用正
弦定理求A C；
（2）在
中，用正
弦定理求B C；
（3）在
中，用余
弦定理求A B
解决求距离(长度)问题的思路
1.求距离(长度)时,应设法将已知量与未知量集中在一个三角形中,用正弦定理或余弦定理求解.
2.若实际问题经抽象概括后,涉及的三角形只有一个,则常需连续使用正弦定理或余弦定理求解,涉及两个
或多个三角形,需按一定顺序逐步在几个三角形中求解.
05 测量高度问题
问题
图形
可测元素
解法
测量AB 的高度(底部B
点可到达)
测量AB 的高度(底部
B 点不可到达)
（1）在
中，用
正弦定理求A D；
（2）
（1）在
中，用
正弦定理求B C；
（2）
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测量高度问题的解题技法
测量高度问题一般涉及方向角、仰角、俯角等,在画图时,要注意运用空间想象能力.解题时要尽可能地寻
找直角三角形，利用直角三角形中的特殊关系解决问题,避免复杂的运算
【真题实战】（24-25 高三上·河北邢台·期中）如图，已知
为某建筑物的高，
，
分别为该建筑
物附近的参照物甲、乙的高，
，
，
分别为该建筑物、甲、乙的底部且均在同一水平面上，A，B，C
分别为该建筑物、甲、乙的顶点，经测量得
米，
米，
，
，
在C 点测得B 点的仰角为33.69°，在B 点测得A 点的仰角为51.34°，则该建筑物的高
约为（参考数据
，
，
）（ ）
A．268 米
B．265 米
C．266 米
D．267 米
06 解三角形的实际应用
名称
意义
图形表示
仰角与俯角
在目标视线与水平视线所成的角中，目标视
线在水平视线方的叫做仰角，目标视线在水
平视线方的叫做俯角
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方位角
从某点的指方向线起按顺时针方向到目标方
向线之间的夹角叫做方位角，方位角θ 的范
围是0°≤θ<360°
方向角
正北或正南方向线与目标方向线所成的角，
通常表达为北(南)偏东(西)
例：(1)北偏东α： (2)南偏西
α：
（1）方位角和方向角本质上是一样的，方向角是方位角的一种表达形式，是同一问题中对角的不同描述．
（2）将三角形的解还原为实际问题时，要注意实际问题中的单位、近似值要求，同时还要注意所求的结
果是否符合实际情况．
01 正弦定理边角互化的应用
正弦定理边角互化的应用解题技巧
1．熟定理，明转化：牢记
（
为外接圆半径），边化角就用
等
替换；角化边则反之，根据式子特征选方向。
2．借定理，化式子：边化角后，用
把角凑成可化简形式，再结合三角公式（和差、倍角
等）简化，像
，利用
变
。
3．练题型，勤总结：做边角互化专项题，从基础求角、边，到综合（锐角三角形取值、角平分线），错
题归类找原因（定理用错、公式不熟），归纳＂何时化、咋处理＂，快速吃透技巧。
【典例1】（2025·黑龙江哈尔滨·一模）
的内角
的对边分别为
，已知
.
(1)求
；
(2)若
为锐角三角形，
，求
的取值范围.
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【典例2】（2025·山西吕梁·一模）如图，已知三角形
的内角
的对边分别为
，且
.
(1)求
的大小；
(2)若
，设
为三角形
的角平分线，求
的长.
【典例3】（2025·浙江温州·三模）已知
的内角
所对的边分别为
，且
．
(1)求角
的大小；
(2)点
在边
上，且
，求
的周长．
02 三角形面积公式及其应用
核心公式：
.
解题时，若公式中边或角未知（如已知两边但缺夹角，或知角缺边），用正弦定理（
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为外接圆半径）实现边角转化，或用余弦定理（
等）求未知边／角，补充公式所需条件。
【典例1】（2025·宁夏内蒙古·模拟预测）在
中，
，则
的面积为
（ ）
A．6
B．8
C．24
D．48
【典例2】（2025·湖北·二模）记
的内角
，
，
的对边分别为
，
，，已知
.
(1)求
；
(2)若
，
的面积为
，求边
上的高.
【典例3】（2025·北京·高考真题）在
中，
．
(1)求c 的值；
(2)再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知，使得
存在，求BC 边上的高．
条件①：
；条件②：
；条件③：
的面积为
．
03 余弦定理边角互化的应用
余弦定理边角互化解题，核心是利用
等余弦定理表达式，将角的余弦转化为边的关系，
或把边的平方和形式转化为角的余弦。遇到含边和角余弦的等式，先替换余弦为边，化简后结合正弦定理
（
）进一步边角转化，求出角；再根据角与边的新关系，用定理求边，解决面积等
问题，通过＂边化角、角化边＂实现条件整合。
【典例1】（2025·河南驻马店·模拟预测）记
的内角A，B，C 的对边分别为a，b，c，已知
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．
(1)求B；
(2)若
，求
的值．
【典例2】（2025·福建厦门·三模）记
的内角A，B，C 的对边分别为a，b，c，已知
.
(1)求
；
(2)
为边
上一点，若
，且
，求
的面积.
【典例3】（2025·江西赣州·一模）记
的内角
的对边分别为
，已知
．
(1)求证：
；
(2)已知
，当角
取最大值时，求
的面积.
【典例4】（24-25 高三上·重庆·阶段练习）记
的内角
的对边分别为
.已知
为边
的中点，且
.
(1)求证：
；
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(2)若
，求
的面积.
04 正、余弦定理判定三角形形状
用正、余弦定理判定三角形形状，先观察条件，若有边的关系，用余弦定理
等将角化
为边；若有角的关系，用正弦定理
将边化为角，结合三角恒等变换化简，得出边或
角的等量关系 （如
、
，或
等），进而判定形状，像等腰、直角、等边三角形等。
【典例1】（2025·内蒙古赤峰·三模）在
中，角A，B，C 的对边分别是a，b，c，且
，
，则
的形状是（ ）
A．等腰三角形
B．钝角三角形
C．直角三角形
D．不确定的
【典例2】（2025·广东惠州·模拟预测）在
中，角
所对的边分别为
，
，，且
，
.
(1)若
边上的高
，求证：
为等边三角形；
(2)已知直线
为
的平分线，且与
交于点
，若
，求
的周长.
【典例3】（24-25 高三上·河南·期末）记
的内角
的对边分别为
，已知
.
(1)求
；
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(2)设
的平分线交线段
于点
，若
，证明：
为直角三角形.
05 证明三角形中的恒等式或不等式
证明三角形中的恒等式或不等式，对于含边、角的式子，利用正、余弦定理实现边角转化，将角化为边
（如用
等代换）或边化为角（如用
代换）。对于不等式，可通过放缩法、
构造函数（利用函数单调性），结合变量范围（如
）分析最值；证明角的倍数关系，可通过
正弦定理化边为角，结合三角恒等式（如二倍角公式）推导，逐步化简式子，达成证明或求最值目的。
【典例1】（2024·河南·三模）已知
，且
，则
的最小值为
.
【典例2】（2025·北京东城·一模）在
中
.
(1)求
的值及
的面积；
(2)求证：
.
【典例3】（2025 高三·全国·专题练习）已知
的内角
的对边为
，且
．
(1)求
；
(2)若
，求证：
．
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06 求三角形中的边长或周长的最值或范围
求三角形边长或周长的最值／范围，先借正、余弦定理边角互化，将条件转化为边或角的关系。若求面积，
结合已知边与角公式计算；求边的比值范围，利用定理化角为边（或反之），结合角的范围（如钝角、锐
角限制），用三角恒等变换、函数单调性（如正弦函数在区间内的取值）推导，确定边长、周长的最值或
范围。
【典例1】（24-25 高三上·安徽合肥·阶段练习）
的内角
的对边分别为
，
，，已知
．
(1)若
，
，求
的面积；
(2)若角
为钝角，求
的取值范围．
【典例2】（24-25 高三上·山东烟台·期末）在锐角
中，角
所对的边分别为
，且
.
(1)求
；
(2)若
，求
周长的取值范围.
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【典例3】（24-25 高三上·湖南长沙·阶段练习）在锐角
中，角
的对边分别为
，已知
(1)求角
；
(2)若
，求
面积的取值范围.
07 正余弦定理与三角函数性质的结合应用
正、余弦定理与三角函数性质的结合应用需融合正、余弦定理与三角函数性质。先利用正、余弦定理进行
边角转化，把边化为角或角化为边，简化条件。再结合三角函数的单调性、值域等性质，处理外接圆半径、
周长、面积的取值范围问题。比如求范围时，将边用角表示，依据锐角三角形等角的限制，确定角的区间，
进而推导所求量的范围，实现定理与函数性质的综合应用。
【典例1】（2025·湖南永州·模拟预测）在
中，角A，B，C 所对的边分别为a，b，c，
，
，
.
(1)求
的外接圆半径；
(2)若
为锐角三角形，求
周长的取值范围.
【典例2】（24-25 高三上·江苏扬州·阶段练习）已知锐角
的内角
，所对的边分别为
，
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满足
.
(1)求角
的大小；
(2)若
，求
面积的取值范围.
【典例3】（2025·湖北黄冈·二模）如图，锐角
的内角A ,B , C 的对边分别为
，直线与
的边AB，AC 分别相交于点D，E，设
，满足
.
(1)求角
的大小；
(2)若
且
，求
的取值范围.
01 正弦定理判定三角形解的个数忽略大角对大边
正弦定理判定三角形解的个数
利用正弦定理判定三角形解的个数，关键是分析已知边、角关系，结合＂大边对大角＂及三角函数值的有
界性（
）.
在
中，已知边
、
及角
（
对A,b 对
），用正弦定理
得
，再
根据
的值及边的大小关系判断解的个数：
（1）若
：无解；
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（2）若
：
，1 解；
（3）若
：
①当
（即
）：因
已知（锐角／钝角），
为锐角，1 解；
②当
（即
）：
可能为锐角或钝角
也满足
），2 解；
③当
解（需结合
是否合理）。
【典例1】（2025·四川达州·模拟预测）在
中，内角
，
，
的对边分别为
，
，.下列条件中
能使
唯一确定的是（ ）
A．
，
，
B．
，
，
C．
，
，
D．
，
，
【典例2】（2025·江西·二模）在
中，分别根据下列条件解三角形，其中有两解的是（ ）
A．
，
，
B．
，
，
C．
，
，
D．
，
，
【典例3】（2025·安徽·模拟预测）设
的内角
的对边分别为
，已知
．
(1)若
，求
的面积；
(2)若存在两个这样的
，求x 的取值范围．
02 求三角形面积的最值或范围时条件转换不清
解题技巧
1．条件转化：遇到边的平方关系（如
），利用余弦定理
转化，
结合基本不等式
求最值；含边与角混合式（如
），用正弦定理
化边为角，结合三角恒等变换（和角公式等）求角。
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2．面积公式选择：三角形面积
（
为a, b 夹角），根据已知条件选合适边角表示，结合
变量范围或最值条件，用函数思想（如二次函数、三角函数值域）求面积最值。
【典例1】（24-25 高三下·河北保定·阶段练习）在
中，内角A，B，C 的对边分别为a，b，c，且
，则
面积的最大值为 .
【典例2】（24-25 高三上·湖北武汉·期中）在
中，内角
，
，
的对边分别为
，
，，
．
(1)求
；
(2)若角
的平分线交边
于点
，
，求
面积的最小值．
【典例3】（24-25 高三下·重庆·阶段练习）在
中，内角A、B、C 所对的边分别为a、b、c，
．
(1)求A；
(2)若
外接圆的面积为
，求
面积的最大值．
方法1 余弦定理解三角形
解题技巧总结：
1.公式应用：已知三边（如例1），利用
算角，代入数值得余弦值，再对应角度（
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2.图形处理：遇复杂图（如例2），抓对顶角、等边等条件，用余弦定理表边，结合条件列方程（如借
推
）。
3.范围验证：算完余弦值，看
内对应角，避免钝角、锐角误判（如余弦负则角为钝，正为锐），
保证结果合理。
【典例1】（2025·全国二卷·高考真题）在
中，
，
，
，则
（ ）
A．
B．
C．
D．
【典例2】（2025·湖北武汉·二模）如图，
与
存在对顶角
，
，
，且
．
(1)证明：
为
中点；
(2)若
，求
的长．
【典例3】（2025·天津·高考真题）在
中，角
的对边分别为
．已知
，
，
．
(1)求A 的值；
(2)求c 的值；
(3)求
的值．
方法2 正弦定理求外接圆半径
正弦定理求外接圆半径及相关几何计算解题技巧总结
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这类问题涉及三角形外接圆半径及圆锥等几何形体与外接球结合的计算，核心依托正弦定理、几何图形性
质（如圆锥轴截面、三角形边角关系），技巧如下：
1．正弦定理基础：三角形中，
（
为外接圆半径），可通过＂边化角＂＂角
化边＂，关联已知条件与
。
2．条件整合与转化：
遇三角恒等式（如例题1＂
），利用三角恒等变换（和角公式、倍角公式 ）
结合三角形内角和
化简，找到边、角与面积的联系。
－遇几何形体（如例题2 圆锥与外接球），先分析轴截面、外接球的几何特征（如圆锥轴截面为正三角形
时，母线、底面半径、高的关系），再结合外接球半径公式（或几何关系）列方程。
【典例1】（25-26 高三上·湖北武汉·开学考试）已知
的内角
，
，
满足
，其面积
，则
的外接圆半径
为（ ）
A．2
B．
C．4
D．
【典例2】（2025·江苏宿迁·二模）已知圆锥的轴截面为正三角形，外接球的半径为，则圆锥的体积为
（ ）
A．
B．
C．
D．
【典例3】（2025·山东济宁·一模）在
中，内角
的对边分别为
，且
，则下列结论正确的是（ ）
A．
B．
外接圆的面积为
C．
面积的最大值为
D．
周长的最大值为
【典例4】（2025·安徽·模拟预测）已知
的内角
所对的边分别为
，且
．
(1)求
；
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，求
周长的最大值．
方法3 几何图形中的计算
核心要点：
1．定理灵活切换：根据已知条件结构（边、角数量及关系），灵活选正弦、余弦定理，优先将＂角＂转
化为＂边＂ （或反之），简化计算。
2．线段比例与向量：遇线段比例（如例题2
＂），用向量分解或线段和差，将目标量（如
）转化为已知比例的边，结合函数思想（二次函数、均值不等式）求最值。
3．综合问题分步解：边、角、面积综合题（如例题3），先抓核心条件（如
），分步求角
的余弦、边的长度，再代入局部三角形（如含
的三角形）求目标量，每一步依托定理，环环相扣。
【典例1】（2025·河北石家庄·一模）如图，在
中，已知
，D 是BC 边上的一点，
，
，
，则
（ ）
A．
B．
C．
D．
【典例2】（2024·四川自贡·三模）如图，D 为
的边AC 上一点，
，
，
，则
的最小值为 .
【典例3】（2025·山东潍坊·一模）在
中，角
、
、
所对的边分别为
、
、，已知
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，
．
(1)求
；
(2)若
的面积为
，
是
上的点，且
，求
的长．
【典例4】（24-25 高三下·重庆沙坪坝·阶段练习）设
的内角
、
、
所对的边分别为
、
、，
且
.
(1)求
；
(2)若
，在
边上存在一点
，使得
，
，
的平分线交
于
点，求
的
值.
方法4 距离测量
距离测量问题解题技巧
距离测量问题常依托三角形（一般三角形、直角三角形），运用正弦定理、余弦定理求解，核心思路是：
1．定三角形与已知量：识别观测点、目标点构成的三角形，梳理已知角（如仰角、方位角、内角）和边
（观测点间距等）。
2．选定理列方程：
①已知两角及一边（或可求角），用正弦定理
）；
②已知两边及夹角（或可求夹角），用余弦定理（
等）。
3．分步推导：若直接关联目标边的三角形条件不足，先在其他三角形（如拆分的小三角形）中求过渡边
／角，再代入目标三角形计算。
【典例1】（2025·安徽黄山·二模）如图1，为了测量两山顶
，
间的距离，飞机沿水平方向在
，
两点进行测量，
，
，
，
在同一个铅垂平面内，其平面图形如图2 所示．已知
，
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，
，
，
，则
（ ）
A．
B．
C．
D．10
【典例2】（24-25 高三上·安徽六安·阶段练习）如图，为了测量河对岸两点
间的距离，现在沿岸相距
的两点
处分别测得
，则
间的距离为（ ）
A．
B．
C．
D．
【典例3】（24-25 高三上·湖南长沙·阶段练习）如图所示，已知
船在灯塔
北偏东
的方向，且
，
间的距离为2km，
船在灯塔
北偏西
的方向，且
，
两船间的距离为3km，则
，
间的距离为
km.
方法5 高度测量
高度测量问题解题方法总结
1．核心原理：利用三角函数（仰角、俯角）结合几何图形（直角三角形、矩形等），将高度与水平距离
关联，通过观测点位置关系列方程求解。
2．通用步骤：
构建直角三角形：利用建筑高度与水平面的垂直关系，形成以高度为直角边、水平距离为另一直角边的直
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角三角形。
设未知量：设建筑高度（或高度差）为
，用三角函数（正切为主，
距离。
关联观测点：依据观测点位置关系（共线、向量、中点等），将水平距离转化为线段关系，列方程解
。
3．常用技巧
①向量关系可转化为线段长度（如
推出
）。
②多观测点共线时，用中点、线段和差列水平距离等式（如借中点得
）。
③矩形结构利用＂对边相等＂传递水平距离（如矩形对边对应观测点水平间距）。
4．关键提醒：区分＂总高度＂与＂高度差＂，确保三角函数中＂对边＂＂邻边＂对应准确。
【典例1】（24-25 高三下·四川乐山·期末）某数学兴趣小组成员为测量某建筑的高度OP，选取了在同一
水平面上的A，B，C 三处，如图.已知在A，B，C 处测得该建筑顶部P 的仰角分别为
，
，
，
，
米，则该建筑的高度
（ ）
A．
米
B．
米
C．
米
D．
米
【典例2】（2025·云南昆明·一模）如图，测量河对岸的塔高
时，可以选取与塔底
在同一水平面内的
两个测量基点
与
.现测得
，
，
米，在点
测得塔顶
的仰角
，则塔高
约为（ ）（单位：米，
）
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A．30.42
B．42.42
C．50.42
D．60.42
【典例3】（24-25 高三上·湖南·阶段练习）某中学数学兴趣小组，为测量学校附近正在建造中的某建筑物
的高度，在学校操场选择了同一条直线上的
，
，
三点，其中
，点
为
中点，兴趣小组
组长小王在
，
，
三点上方5m 处的
，
，
观察已建建筑物最高点
的仰角分别为
，
，
，
其中
，
，
，点
为点
在地面上的正投影，点
为
上与
，
，
位于同
一高度的点.
(1)求建造中的建筑物已经到达的高度
；
(2)求
的值.
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