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专题06 解三角形(周长(边长)问题(含定值,最值,范围问题))
(典型例题+题型归类练)
一、必备秘籍
核心技巧1:基本不等式(无约束条件的三角形)
利用基本不等式,在结合余弦定理求周长取值范围;
核心技巧2:利用正弦定理化角(受约束的三角形,如:锐角三角形)
利用正弦定理,,代入周长(边长)公式,化角,再结合辅助角公式,根据角的取值范围,求周长(边长)的取值范围.
二、典型例题
例题1.在中,角的对边分别为,且.
(1)求角;
第(2)问思路点拨:由(1)知,且,要求周长,只需求出,再由的面积且,联立求出解答过程:由(1)知且
第(2)问思路点拨:由(1)知,且,要求周长,只需求出,再由的面积
且,联立求出
解答过程:
由(1)知且,的面积
将代入,联立
则周长=
将代入已知条件
【答案】(1)(2)
(1)因为,由余弦定理,得到,
又,所以;
(2)因为△的面积,且,
所以有,
联立,则,
所以△的周长为
例题2.已知中,角,,的对边分别为,,,且.
(1)求角的大小;
(2)若的面积,且,求的值.
第(2)问思路点拨:由(1)知
第(2)问思路点拨:由(1)知,且,要求,可利用面积公式求出,再由余弦定理求出,联立,可求出
解答过程:
由(1)知且
将代入,联立
则
将代入已知条件
【答案】(1)(2)
(1)解:因为,
由正弦定理可得,即,即,
由余弦定理可得,
故,因为,所以.
(2)解:因为,所以,
再由,即,所以,
所以.
例题3.在中,角所对的边分别为,已知.
(1)若,求; (2)求的最大值.
第(2)问思路点拨:由(1)知
第(2)问思路点拨:由(1)知,且,要求的最大值,可优先考虑余弦定理+基本不等式
解答过程:
由(1)知且,由余弦定理
对使用基本不等式
两边同时加上
两边同时加上
,
,当且仅当时,等号成立
【答案】(1)(2)
(1)∵∵,∴,∴
所以.
(2)在中由余弦定理可知
∴
当且仅当时,的最大值为.
例题4.在中,角,,的对边分别为,,,且.
(1)求角;
(2)若,求的取值范围.
第(2)问思路点拨:由(1)知
第(2)问思路点拨:由(1)知,且,要求的取值范围,注意到连接符号是“”,并且,前系数不一致,基本不等式不能直接解决问题,考虑利用正弦定理化角.
解答过程:
由(1)知且,由正弦定理.,
化角,求范围
先拆,后合(辅助角公式)
因为,所以
【答案】(1)(2)
(1)解:因为,
由正弦定理得,
即,
即,
因为,所以,
所以.
因为,所以,
所以,因为,所以.
(2)解:由正弦定理得,
所以
,
所以.
因为,所以,
所以,所以.
例题5.在中,内角所对的边分别为,且.
(1)求角的值;
(2)若为锐角三角形,利用(1)所求的角值求的取值范围.
第(2)问思路点拨:由(1)知
第(2)问思路点拨:由(1)知,且为锐角三角形,要求的取值范围,不适合直接利用基本不等式解决问题,当涉及到有约束条件的三角形(锐角三角形)优先考虑利用正弦定理化角.
解答过程:直接化角
由(1)知,(注意到,统一化成一个角)
(注意到此时分子分母都含有角,不容易直接求范围)
先拆,后合(辅助角公式),化简
化半角,继续化简,直到角,函数名统一
,即,∴
∴的取值范围是.
(角,函数名统一,问题转化为求的取值范围)
求取值范围
求取值范围
【答案】(1)(2)
(1)因为,所以,
因为,∵,
∴,∵,∴,∴,
因为,∴,∴.
(2)由正弦定理,
,
∵为锐角三角形,∴,即,,
∴}
∴的取值范围是.
例题6.已知的内角所对的边分别是,.
(1)求角;
(2)若外接圆的周长为,求周长的最大值.
第(2)问思路点拨:由(1)知
第(2)问思路点拨:由(1)知,且外接圆的周长为,可求出外接圆直径要求周长的最大值,由于三角形不受约束,可优先考虑基本不等式.
解答过程:求
由(1)知,,因为外接圆的周长为,所以外接圆的直径为(问题转化为求取值范围)
利用余弦定理求解
利用基本不等式求解
(两边同时加上)
当且仅当等号成立
求周长最大值
【答案】(1)(2)9
(1)由正弦定理可得,即.
由余弦定理得.
又,所以.
(2)因为△外接圆的周长为,所以△外接圆的直径为.
由正弦定理得,则.由余弦定理得.
因为,所以,即,
由三角形性质知,当且仅当时,等号成立.所以故△周长的最大值9.
例题7.已知的内角的对边分别为,且.
(1)判断的形状;(2)若,,求周长的取值范围.
第(2)问思路点拨:由(1)知
第(2)问思路点拨:由(1)知,由(1)及知为直角三角形且不是等腰三角形,要求周长的取值范围,有约束条件下,建议优先考虑利用正弦定理化角求范围.
解答过程:
由(1)及知为直角三角形且不是等腰三角形,且,故,且
周长可表示
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