- 1、本文档共9页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
?
?
一道三角形面积最值真题引发的探究
?
?
魏东升
摘要:本文通过对2019年高考北京卷文科第8题及其变式进行探究,试图呈现解决一类解三角形面积最值问题的常用思想方法.
关键词:高考;解三角形;最值;方法
:G632??:A??:1008-0333(2022)04-0069-03
解三角形和三角函数、三角恒等变形等知识一样,是高中数学中的一块非常重要的内容,在历年的高考中一直是考查的热点之一.笔者在一节“正余弦函数的综合应用”习题课中给出了一道2019年高考北京卷文科的真题,同学们出色的表现让笔者感慨!为方便讨论,笔者把探究过程整理如下.
1试题再现
题目如图1,A,B是半径为2的圆周上的定点,P为圓周上的动点,∠APB是锐角,大小为β,则图中阴影区域的面积的最大值为(?).
A.4β+4cosβ?B.4β+4sinβ
C.2β+2cosβD.2β+2sinβ
2试题解析
这是一道关于解三角形最值的问题,是选择题中的压轴题.主要考查了学生分析问题、解决问题的能力和数学的应用意识,是一道不可多得的好题.
分析如图2,设圆心为O,连接OA,OB,OP,AB,则∠AOB=2∠APB=2β.
所以S扇形OAB=12×2β×22=4β,
S△AOB=12×2×2sin2β=4sinβ·cosβ.
记S弓形=S扇形OAB-S△AOB=4β-4sinβ·cosβ,
所以S阴影=S弓形+S△ABP,其中S弓形为定值.
所以当S△ABP最大时,S阴影最大.
对于S△ABP最值的求法,由于题设直接给出了外接圆半径及相应的图象,因而运用数形结合思想计算S△ABP是最自然的选择,但如果不给图象,且把题目作如下改编:
△ABP中,AB=4sinβ,∠APB=β,则△ABP面积的最大值为.
又该如何作答呢?笔者班上的学生见此变式甚为兴奋,学生A快速地给出了如下作答:
解法1由图3可知,当AP=BP时,S阴影最大.
因为AB=4sinβ,此时
S△ABP=12×4sinβ(2+2cosβ)
=4sinβ(1+cosβ).
通过外接圆解题无疑是最佳途径.此法完全是“站”在刚才真题这个“巨人的肩膀”上作出的完美解答,但这在考场上并不容易想到,特别是在没有“巨人”的帮助下.
这时,学生B和学生C分别给出了以下两种思路:
解法2假设边PA,PB的长分别为b,a,在△ABP中,AB=4sinβ,由余弦定理,得
AB2=16sin2β
=16(1-cos2β)
=a2+b2-2abcosβ
≥2ab-2abcosβ
=2ab(1-cosβ).
即ab≤8(1+cosβ).
从而S△ABP=12absinβ≤4(1+cosβ)sinβ.
所以△ABP面积的最大值为4(1+cosβ)sinβ.
解法3假设边PA,PB的长分别为b,a,
结合正弦定理,知
S△ABP=12absinβ
=8sinA·sinB·sinβ
=8sinβ·sinA·sin(β+A)
=8sinβ·sinA(sinβ·cosA+cosβ·sinA)
=4sinβ·[sin2A·sinβ+cosβ·(1-cos2A)]
=4sinβ·[cosβ-cos(2A+β)]
≤4sinβ·(cosβ+1).
所以△ABP面积的最大值为4(1+cosβ)sinβ.
解法2是在解三角形的余弦定理中巧妙地引入了均值不等式,利用了不等式的有界性,这是求二元最值的一种常见手法;解法3是把所求问题中关于边的变量通过正弦定理转化为关于角的变量,进而利用三角函数的性质求解.
以上两种解法实际是我们处理解三角形最值问题的常见方法,说明这两位同学的基本功很扎实.就在我给学生B和学生C给予肯定话语时,学生D给我带来了惊喜:
解法4假设边PA,PB的长分别为b,a,记S△ABP为S,在△ABP中,由S=12absinβ和
AB2=16sin2β=a2+b2-2abcosβ,
消去b整理得到关于a2的二次方程
sin2β·a4-(16sin4β+4S·sinβ·cosβ)a2+4S2
=0.
要使该方程有意义,则判别式
△=(16sin4β+4S·sinβ·cosβ)2-16sin2β·S2
≥0,
从而得到S≤4(1+cosβ)sinβ.
所以△ABP面积的最大值为4(1+cosβ)sinβ.
解法4其实是把所求问题看作是方程的一个变量,利用二次方程有解,用判别式非负得到所求量的最值,体现了函数与方程思想.我情不自禁地给学生D投去了赞许的目光.
“老师,我还想到了一种方法”,数学课代表E站了起来:
解法5以圆心为原点建立如图4所示的直角坐标系,其中A,B两点关于y轴对称.
在△ABP中,AB=4sinβ,经计算可得
A(-2sinβ,-2cosβ),
B(2sinβ,-2cosβ).
您可能关注的文档
- 民间美术元素融入高校美术教学研究.docx
- 初中体育课堂教学中存在的主要问题与对策研究.docx
- 会计政策选择对会计信息质量的影响毕业论文.docx
- 炮采工作面支护研究.docx
- 加强采油厂HSE管理工作的措施浅析.docx
- 梗阻性脑积水术后疼痛的护理.docx
- 2025届河南省周口市扶沟高级中学高考化学全真模拟密押卷含解析.doc
- 陕西省延安中学2025届高考考前模拟化学试题含解析.doc
- 2025届林芝市重点中学高考化学四模试卷含解析.doc
- 云南省云天化中学2025届高考历史考前最后一卷预测卷含解析.doc
- 四川省德阳市罗江中学2025届高三考前热身化学试卷含解析.doc
- 山东省枣庄现代实验学校2025届高三下学期第五次调研考试化学试题含解析.doc
- 吉林省长春市十一高中等九校教育联盟2025届高三一诊考试生物试卷含解析.doc
- 2025届江苏省盐城市伍佑中学高考仿真模拟化学试卷含解析.doc
- 2025届广西贺州中学高考冲刺押题(最后一卷)生物试卷含解析.doc
- 安徽省池州市贵池区2025届高三第一次模拟考试生物试卷含解析.doc
- 宁夏银川一中2025届高三(最后冲刺)化学试卷含解析.doc
- 广东省广州市增城区四校联考2025届高考压轴卷化学试卷含解析.doc
- 2025届邯郸市第一中学高考生物必刷试卷含解析.doc
- 2025届安徽省安庆市石化第一中学高考仿真卷化学试卷含解析.doc
文档评论(0)