外接円の半径が$2$である鋭角三角形$ABC$を考える。 辺$AB,BC,CA$をそれぞれ$c,a,b$とし、 $cos ∠ABC=c$、$b=3$、$a³-a²+a-1=0$ を満たしている。これについて、以下の問に答えよ。ただし、$a,c$はいずれも実数とする。
$(1)$ $a$ の値を求めよ。
$(2)$ $cos ∠ABC$を求めよ。
$(3)$ $△ABC$の面積$S$を求めよ。
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