(1): Gọi G là trọng tâm của ΔABC, M là trung điểm của BC, N là trung điểm của AC
Theo đề, ta có: AM=3; BN=3/2; \(S_{ABC}=3\)
Xét ΔABC có
AM,BN là các đường trung tuyến
G là trọng tâm
Do đó: G là giao điểm của AM và BN
Xét ΔABC có
AM là đường trung tuyến
G là trọng tâm
Do đó: \(AG=\frac23AM=\frac23\cdot3=2\)
Xét ΔABC có
BN là đường trung tuyến
G là trọng tâm
Do đó: \(BG=\frac23BN=\frac23\cdot\frac32=1\)
G là trọng tâm của ΔABC
=>\(S_{BGA}=\frac13\cdot S_{ABC}=\frac13\cdot3=1\)
=>\(\frac12\cdot GA\cdot GB\cdot\sin AGB=1\)
=>\(\frac12\cdot2\cdot1\cdot\sin AGB=1\)
=>sinAGB=1
=>\(\hat{AGB}=90^0\)
=>AM⊥BN tại G
ΔGAB vuông tại G
=>\(GA^2+GB^2=AB^2\)
=>\(AB^2=1^2+2^2=5\)
=>\(c=AB=\sqrt5\)
Gọi K là trung điểm của AB
=>\(GK=\frac13\cdot m_{C}\)
ΔGAB vuông tại G
mà GK là đường trung tuyến
nên \(GK=\frac{AB}{2}=\frac{\sqrt5}{2}\)
=>\(m_{C}=\frac{3\sqrt5}{2}\)
Xét ΔABC có AM,BN là các đường trung tuyến
nên \(MA^2=m_{a}^2=\frac{2(b^2 + c^2) - a^2}{4}\) và \(BN^2=m_{b}^2=\frac{2(a^2 + c^2) - b^2}{4}\)
=>\(m_a^2 + m_b^2 = \frac{a^2 + b^2 + 4c^2}{4}\)
Xét ΔABC có CK là đường trung tuyến
nên \(CK^2=m_{c}^2=\frac{2(a^2 + b^2) - c^2}{4}\implies2(a^2+b^2)=4m_{c}^2+c^2\)
=>\(4m_c^2 + c^2 = 4 \cdot \frac{45}{4} + 5 = 50 \implies a^2 + b^2 = 25\)
\(m_{a}^2+m_{b}^2=\frac{a^2 + b^2 + 4c^2}{4}\)
\(m_{a}^2+m_{b}^2=\) \(3^2+\left(\frac{3}{2}\right)^2=\frac{25 + 4(5)}{4}=\frac{45}{4}\quad\)
\(m_{a}^2-m_{b}^2=\frac{3(b^2 - a^2)}{4}\)
\(\implies9-\frac{9}{4}=\frac{27}{4}=\frac{3(b^2 - a^2)}{4}\)
\(\implies b^2-a^2=9\)
Do đó, ta có hệ phương trình:
\(\begin{cases}a^2+b^2=25\\ b^2-a^2=9\end{cases}\)
=>\(2a^2=16\)
\(\implies a^2=8\)
\(\implies a=2\sqrt{2}\)
(2): \(a^2 = \frac{8}{9}(m_b^2 + m_c^2) - \frac{4}{9} m_a^2\)
=>\(a^2=\frac{8}{9}(2+3)-\frac{4}{9}(1)=\frac{36}{9}=4\)
=>a=2
\(b^2 = \frac{8}{9}(m_a^2 + m_c^2) - \frac{4}{9} m_b^2\)
=>\(b^2 = \frac{8}{9}(1 + 3) - \frac{4}{9}(2) = \frac{24}{9} = \frac{8}{3}\)
\(c^2 = \frac{8}{9}(m_a^2 + m_b^2) - \frac{4}{9} m_c^2\)
=>\(c^2 = \frac{8}{9}(1 + 2) - \frac{4}{9}(3) = \frac{12}{9} = \frac{4}{3}\)
\(\cos A = \frac{b^2 + c^2 - a^2}{2bc} = \frac{\frac{8}{3} + \frac{4}{3} - 4}{2 \cdot \sqrt{\frac{8}{3}} \cdot \sqrt{\frac{4}{3}}} = \frac{0}{2bc} = 0\)
\(\cos B = \frac{a^2 + c^2 - b^2}{2ac} = \frac{4 + \frac{4}{3} - \frac{8}{3}}{2 \cdot 2 \cdot \frac{2}{\sqrt{3}}} = \frac{\frac{8}{3}}{\frac{8}{\sqrt{3}}} = \frac{\sqrt{3}}{3}\)