内容正文:
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二轮· 数学
突破考点 · 全析考法
高考集训 · 考情分析
限时规范训练· 巩固提升
第三讲 三角函数与解三角形的综合问题
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把脉考情 继续以解答题形式考查学生逻辑推理与数学运算核心素养,利用正、余弦定理求解三角形边、角、面积问题,常涉及最值、范围问题.
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1.(2021·新高考全国Ⅰ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知b2=ac,点D在边AC上,BDsin∠ABC=asin C.
(1)证明:BD=b;
(2)若AD=2DC,求cos∠ABC.
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解析:(1)证明:在△ABC中,由BDsin∠ABC=asin C及正弦定理可得BD·b=a·c,又b2=ac,所以BD·b=b2,故BD=b.
(2)由AD=2DC得AD=b,DC=,
在△ABD中,cos A===,
在△ABC中,cos A==.
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故=,化简得3c2-11b2+6a2=0,
又b2=ac,
所以3c2-11ac+6a2=0,即(c-3a)(3c-2a)=0,
所以c=3a或c=a.
当c=3a时,b2=ac=3a2,所以b=a,
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此时a+b<c,故a,b,c构不成三角形;
当c=a时,b2=ac=a2,所以b=a,
此时a,b,c可以构成三角形,
故c=a,b=a,所以在△ABC中,cos∠ABC===.
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方向 正、余弦定理的应用.
素养 逻辑推理、数学运算.
方法 灵活运用正、余弦定理.
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2.(2020·全国卷Ⅱ)在△ABC中,sin2A-sin2B-sin2C=sin Bsin C.
(1)求A;
(2)若BC=3,求△ABC周长的最大值.
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解析:(1)由正弦定理和已知条件得
BC2-AC2-AB2=AC·AB. ①
由余弦定理得BC2=AC2+AB2-2AC·ABcos A. ②
由①②得cos A=-.
因为0<A<π,所以A=.
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(2)由正弦定理及(1)得===2,
从而AC=2sin B,
AB=2sin(π-A-B)=3cos B-sin B.
故BC+AC+AB=3+sin B+3cos B=3+2sin.又0<B<,所以当B=时,△ABC周长取得最大值3+2.
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方向 正、余弦定理的应用、三角形周长.
素养 逻辑推理、数学运算.
方法 利用余弦定理求A,表示出三角形周长,利用函数性质或基本不等式求最值.
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合作探究
[典例] 已知函数f(x)=sin(2x+φ)-cos(2x+φ)(0<φ<π).
(1)若φ=,在给定的平面直角坐标系(如图所示)中画出函数f(x)在区间[0,π]上的图象;
(2)若f(x)为偶函数,求φ的值;
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(3)在(2)的前提下,将函数f(x)的图象向右平移个单位长度后,再将得到的图象上各点的横坐标变为原来的4倍,纵坐标不变,得到函数g(x)的图象,求函数g(x)在[0,π]上的单调递减区间.
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[解析] (1)当φ=时,f(x)=sin-cos=2sin,列表如下:
x
0
π
2x+
π
2π
f(x)
1
2
0
-2
0
1
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作出函数y=f(x)在区间[0,π]上的图象,