专题6.6 解三角形的最值(范围)及图形切割(解析版).docx
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- 专题6.6 解三角形的最值范围及图形切割解析版 专题 6.6 三角形 范围 图形 切割 解析
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1、专题6.6 解三角形的最值(范围)及图形切割题型一利用基本不等式求最值(范围)题型二利用三角函数值域求角的范围题型三利用三角函数值域求边的范围题型四图形切割题型五角平分线的应用题型六中线的应用题型七解三角形的结构不良题型一利用基本不等式求最值(范围)例1(2023湖北武汉华中师大一附中校考模拟预测)已知中,角,所对边分别为,若满足(1)求角的大小;(2)若,求面积的取值范围【答案】(1)(2)【分析】(1)根据正弦定理和三角恒等变换化简等式,可以得到角.(2)根据勾股定理,由基本不等式得到两直角边积的最值即可.【详解】(1)由正弦定理知,化简得,(其中舍去),即(2)由(1)知,则,那么的面积
2、(当且仅当时等号成立),则面积的取值范围为例2(2023春浙江高二期中)已知平面向量,函数(1)求的单调增区间(2)在ABC中,a,b,c分别是内角A,B,C所对的边,若,求ABC周长的取值范围【答案】(1)(2)【分析】(1)利用向量数量积的坐标运算求出,再通过二倍角与辅助角公式化简,带入三角函数的单调递增区间即可求得;(2)代入已知条件,余弦定理可以获得边之间的关系,再结合基本不等式即可求得周长的取值范围.【详解】(1),所以令,解得,所以函数的单调递增区间为;(2)因为,即,解得,即,因为A为三角形的内角,所以,又因为,所以,即即,解得,又因为a,b,c是的边,所以,故ABC周长.所以周
3、长的取值范围是.练习1(2023全国高三专题练习)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且(1)求;(2)求的最小值【答案】(1)(2)【分析】(1)由题意和余弦定理可得,结合计算即可求解;(2)由(1)可得,则,代入,结合基本不等式计算即可求解.【详解】(1)由余弦定理知,所以,由,得,即,又因为,所以,即,在中,所以(2)由(1)知,则,得,所以,当且仅当时等号成立所以的最小值为练习2(2023湖南校联考模拟预测)在中,分别是角所对的边,向量,且(1)求角的大小;(2)若,求外接圆半径的最小值【答案】(1)(2)【分析】(1)利用正弦定理边化角求解即可;(2)由正,余弦定理及重要不等
4、式求解即可【详解】(1),且,由正弦定理知:(是外接圆半径),即,而是的三内角,;(2),当且仅当,等号成立.,即外接圆半径的最小值为练习3(2023春四川南充高三四川省南充高级中学校考阶段练习)已知向量,函数.(1)求函数的最大值及相应自变量的取值集合;(2)在中,角的对边分别为,若,求面积的最大值.【答案】(1),此时自变量的取值集合为(2)【分析】(1)根据题意,由向量数量积的坐标运算即可得到解析式,再由辅助角公式化简,由正弦型函数的最值即可得到结果;(2)根据题意,结合(1)中解析式可得,再由余弦定理以及基本不等式即可得到结果.【详解】(1)由题知,当,即时,最大,且最大值为,即,此时
5、自变量的取值集合为.(2)由(1)知,则,因为在中, ,所以,所以,所以,又由余弦定理及,得:,即,所以,即(当且仅当时等号成立).所以.练习4(2023河南洛阳模拟预测)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若.(1)求;(2)若,求的面积的最大值.【答案】(1)(2)【分析】(1)利用三角形内角和,正弦定理即可求出角;(2)利用向量加法,余弦定理和基本不等式求出的取值范围,即可得到的面积的最大值.【详解】(1)由题意,在中,,即,可得,解得:.(2)由题意及(1)得在中,为边的中点,,,即,设,则,所以,当且仅当时,等号成立.,当且仅当时,等号成立,的面积的最大值为.练习5(2023
6、春内蒙古赤峰高三校考阶段练习)在中,内角,所对的边为,且,则下列说法正确的是_.;周长的最大值为3;的最大值为【答案】【分析】对于、,利用正弦定理判断即可,对于,利用余弦定理结合基本不等式可判断,对于,由选项可知,结合基本不等式可得,从而可求出的最大值【详解】对于,因为,所以由正弦定理得,所以,所以错误;对于,因为,所以由正弦定理得,所以,所以正确;对于,根据余弦定理得,所以,即,所以,所以,当且仅当时,等号成立,所以,所以正确.对于,由选项可知,所以,则,当且仅当时,等号成立. 所以,所以正确.故答案为:题型二利用三角函数值域求角的范围例3(2023春全国高三专题练习)锐角ABC中,角A,B
7、,C所对的边分别为a,b,C,若,则sinA的取值范围是()A BCD【答案】C【分析】根据余弦定理和正弦定理化简得,再求出的范围即可.【详解】由,得,由余弦定理得,即,由正弦定理得,即.,又为锐角三角形,解得,又,.故选:C.例4(2023全国高三专题练习)在锐角中,内角、所对边分别为、,且(1)求角;(2)求的最大值【答案】(1)(2)【分析】(1)利用正弦定理将边化角,即可求出,从而得解;(2)将转化为关于的三角函数,再结合的取值范围,求出最大值.【详解】(1)由结合正弦定理可得,因为为锐角三角形,所以,又,故.(2)由(1)可得(或者) 由,可得,当时,即的最大值是.练习6(2023春
8、全国高三专题练习)锐角中,内角,所对的边分别为,且,则的取值范围为()ABCD【答案】B【分析】由正弦定理边化角可得,由为锐角三角形可得,运用二倍角的正弦公式以及辅助角公式将已知式化为,再由三角函数的性质求解即可.【详解】因为在锐角中,且,所以,则,所以,则或(舍去),所以,因为为锐角三角形,所以,所以,所以,故选:B.练习7(2023春河南南阳高三河南省桐柏县第一高级中学校考期中)已知锐角的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且(1)求A;(2)求的取值范围【答案】(1)(2)【分析】(1)利用余弦定理进行求解即可;(2)利用两角差的正弦公式和辅助角公式,结合正弦函数的性质进行求解即可【详
9、解】(1)由条件得,由余弦定理得,因为,所以,得,即,因为,所以,又,所以(2)因为为锐角三角形,所以,且,所以所以,即的取值范围是练习8(2023陕西榆林统考三模)已知分别为的内角所对的边,且(1)求;(2)求的取值范围【答案】(1)(2)【分析】(1)利用向量的数量积的定义及正弦定理的边角化即可求解;(2)根据(1)的结论及三角形的内角和定理,利用诱导公式、两角和的正弦公式及降幂公式,结合辅助角公式及三角函数的性质即可解.【详解】(1),由及正弦定理,得,得,代入得,又因为,所以(2)由(1)知,所以. 所以,因为,所以,所以,所以,故的取值范围是.练习9(2023春河南平顶山高三校联考阶
10、段练习)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若的面积,则角_,的最大值为_【答案】 【分析】运用余弦定理及三角形面积公式可得B,再运用三角恒等变换得(),转化为求三角函数在区间上求最值即可.【详解】因为,所以,则,因为,所以又因为,所以,所以,则,所以的最大值为.故答案为:,.练习10(2023春四川成都高三成都实外校联考阶段练习)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,则的取值范围为_【答案】【分析】利用正弦边角关系得,进而有,应用三角恒等变换将目标式化为,注意角的范围,即可求范围.【详解】由正弦定理边角关系知:,而,所以,又,则,故,即,所以,而,故.故答案为:题型三利用三角
11、函数值域求边的范围例5(2023重庆统考模拟预测)在锐角中,角A、B、C的对边分别为a、b,c,其面积为S,且(1)求角A的大小;(2)若,求S的取值范围【答案】(1);(2).【分析】(1)根据给定条件,利用余弦定理、三角形面积公式变形给定等式,求出即可作答.(2)利用正弦定理把三角形面积表示为角C的函数,再利用正弦函数性质求解作答.【详解】(1)在锐角中,由余弦定理,得,即,又,因此,有,而,解得,所以.(2)由(1)知,由正弦定理得:,即,则,又是锐角三角形,则有,即,亦即,于是,所以S的取值范围是.例6(2023全国高三专题练习)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知(1)求A
12、的值;(2)若是锐角三角形,求的取值范围【答案】(1)(2)【分析】(1)根据同角三角函数关系得出,再应用两角和差公式计算求解即可;(2)先应用正弦定理边角互化,再结合二倍角公式及辅助角公式化简,最后根据余弦型函数求值域可得.【详解】(1)因为,所以,即,所以或(舍去)所以,结合,得(2)由(1)得:因为是锐角三角形,所以B,C均为锐角,即,所以,所以,所以的取值范围是练习11(2023全国高三专题练习)在中,角的对边分别为,已知,且.(1)求的外接圆半径;(2)求内切圆半径的取值范围.【答案】(1)(2)【分析】(1)由正弦定理及余弦定理求得,由求;(2)由正弦定理求的范围,再用求得后即可求
13、的取值范围.【详解】(1)由正弦定理,可得再由余弦定理,又,所以.因为,所以.(2)由(1)可知:,则.则.在中,由正弦定理,所以,则,又,所以,所以,所以.练习12(2023春浙江宁波高二余姚中学校考期中)在中,角的对边分别为,且.(1)求角;(2)若为锐角三角形,为边的中点,求线段长的取值范围.【答案】(1)(2)【分析】(1)根据正弦定理和三角恒等变换的化简可得,即可求解;(2)由向量的线性运算可得,等式两边同时平方可得,由正弦定理可得,结合角B的范围可得,即可求解.【详解】(1),由正弦定理,得,即.因为,所以,由,得,即.因为,所以.(2)因为为边的中点,所以,所以.在中,由正弦定理
14、,得.因为为锐角三角形,且,所以,则,故.所以,即线段长的取值范围为.练习13(2023高三单元测试)在锐角三角形中,则边上的高的取值范围是()ABCD【答案】D【分析】由题意可得,所以有,由三角形为锐角三角形,可得,由正弦定理可得有,最后由即可得答案.【详解】解:由可得: ,所以,又因为,所以,所以,又因为三角形为锐角三角形,所以,所以,在中,由正弦定理可得:,即,故有,因为,所以,所以,所以,又因为边上的高,所以.故选:D.练习14(2023春重庆万州高三重庆市万州第二高级中学校考阶段练习)在锐角中,分别是角所对的边,且.(1)求;(2)若周长的范围【答案】(1)(2)【分析】(1)利用正
15、弦定理、诱导公式和二倍角正弦公式化简已知等式可求得,由此可得;(2)利用正弦定理边化角,结合两角和差公式和辅助角公式可得,利用正弦型函数值域的求法可求得的范围.【详解】(1)由得:,由正弦定理知:,又,又,则,解得:.(2)由正弦定理得:,;为锐角三角形,解得:,即周长的取值范围为.练习15(2023全国高三专题练习)在锐角中,角A,B,C所对的边为a,b,c,已知,(1)求c;(2)求的取值范围【答案】(1)(2)【分析】(1)由得出,再利用正弦定理,两角和的正弦公式及诱导公式,将转化为,即可求出答案;(2)利用正弦定理,将转化为,再根据三角形内角和得出,代入,根据两角差的正弦公式及辅助角公
16、式得出,再由为锐角三角形得出角的范围,即可的取值范围【详解】(1)解:,即,又,即,解得(2)解:由正弦定理得, ,则 ,为锐角三角形, ,即题型四图形切割例7(2023春陕西榆林高三绥德中学校考阶段练习)在中,为的角平分线上一点,且与分别位于边的两侧,若(1)求的面积;(2)若,求的长.【答案】(1)(2)【分析】(1)根据余弦定理解出的长,再利用三角形面积公式即可得到答案;(2)利用两次正弦定理得到,两式相比得,再结合同角平方和关系即可解出,再代回正弦定理式即可得到答案.【详解】(1)在中,即,解得(负根舍),所以.(2)因为,平分,所以,又,所以,在中,由正弦定理,得,在中,由正弦定理,
17、得,得,所以,又,且,所以,将代入,得,所以.例8(2023全国高三专题练习)如图,在梯形中,已知,求:(1)的长;(2)的面积【答案】(1)(2)【分析】(1)由已知求得,再利用正弦定理即可求得的长;(2)先求得的正余弦值,再利用余弦定理求的长,最后用面积公式即可.【详解】(1)解:在中,由正弦定理得:,即故:(2)解:在中,由余弦定理得:即,解得:或舍故:的面积为7.练习16(2023秋浙江高三浙江省永康市第一中学校联考期末)如图,在中,点在边上,(1)证明:;(2)若,求.【答案】(1)证明见解析(2)【分析】(1)在中根据题意结合正弦定理分析运算;(2)不妨设,在、中利用余弦定理运算求
18、解.【详解】(1)在中,由正弦定理知:,即又,可得,在中,所以,所以.(2)不妨设,则在中,由余弦定理知;在中同理可知:在中,即有解得.练习17(2023山东烟台二中校联考模拟预测)已知平面四边形ABCD中,(1)求;(2)若,求四边形ABCD的面积【答案】(1)(2)【分析】(1)在和中,利用正弦定理和已知条件,建立等量关系:,从而得到,求出结果;(2)利用条件得到为等边三角形,进而求出,再利用三角形面积公式即可求出结果.【详解】(1)如图,在中,由正弦定理可得,在中,由正弦定理可得因为,所以,所以而,故,又,所以得到因为,故,故(2)因为,且,故,为等边三角形所以,因为,所以,故梯形ABC
19、D的面积练习18(2023春全国高三专题练习)如图,在中,内角,的对边分别为,已知,且为边上的中线,为的角平分线(1)求及线段的长;(2)求的面积【答案】(1),BC6(2)【分析】(1)利用二倍角正弦公式结合正弦定理推出,再利用余弦定理即可求得a,即得答案.(2)求出,即可求出,利用角平分线性质可推出,从而,即可求得答案.【详解】(1)由题意在中,而,由余弦定理得(舍去),即.(2)在中,AE平分BAC,由正弦定理得:,其中,则,AD为BC边的中线,.练习19(2023春广东深圳高三深圳外国语学校校考阶段练习)如图,在平面四边形中,若,(1)求B;(2)求证:【答案】(1)(2)证明见解析【
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