内容正文:
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二轮· 数学
专题提能 三角函数与解三角形
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二轮· 数学
任何范围问题,其本质都是函数问题,三角形的范围(或最值)问题也不例外.三角形中的范围(或最值)问题的解法主要有两种:一是利用函数求解,二是利用基本不等式求解.由于三角形中的范围问题一般是以角为自变量的三角函数问题,所以除遵循函数问题的基本要求外,还有自己独特的解法.
若选③,则由正弦定理得,
sin Bcos C+sin Ccos B=sin A·⇒sin(B+C)=⇒asin A=3sin A,因为A∈(0,π),所以sin A≠0,因此a=3.
(2)若A=,则由余弦定理得9=b2+c2+bc,即(b+c)2-9=bc,又bc≤2,故(b+c)2-9≤,即b+c≤2,当且仅当b=c=时取等号,∴a+b+c的最大值为3+2.
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[对点训练]
1.(2021·内江模拟)已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且sin A,sin B,sin C成等比数列,则角B的取值范围为( )
A. B. C. D.
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解析:∵在△ABC中,sin A,sin B,sin C成等比数列,∴sin2B=sin Asin C,结合正弦定理,得b2=ac,再由余弦定理,得cos B==≥=(当且仅当a=c时取等号).∵0<B<π,∴B的取值范围为.
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2.(2021·成都调研)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且2c·cos B=2a+b,若△ABC的面积为S=c,则ab的最小值为( )
A.8 B.10 C.12 D.14
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三角形中边或角范围问题的解决方法
求解边或角的取值范围是命题的热点,主要形式和解决方法有:
要建立所求式子与已知角或边的关系,然后把角或边作为自变量,所求式子的值作为函数值,转化为函数关系,将原问题转化为求函数的值域问题.这里要利用条件中的范围限制,以及三角形自身范围限制,要尽量把角或边的范围(也就是函数的定义域)找完善,避免结果范围扩大.
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A
解析:在△ABC中,由已知及正弦定理可得2sin Ccos B=2sin A+sin B=2sin(B+C)+sin B,即2sin Ccos B=2sin Bcos C+2sin Ccos B+sin B,∴2sin Bcos C+sin B=0.∵B∈(0,π),即sin B≠0,∴cos C=-,C=.由于△ABC的面积为S=ab·sin C=ab=c,∴c=ab.由余弦定理可得c2=a2+b2-2ab·cos C,整理可得a2b2=a2+b2+ab≥3ab,当且仅当a=b时,取等号,∴ab≥12.
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2.与面积有关的范围或最值问题
[例2] (2021·枣庄调研)若AB=2,AC=BC,则S△ABC的最大值为( )
A.2 B. C. D.3
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C
[解析] 依题意,设BC=a,则AC=a.又∵AB=2,∴由余弦定理,得2a2=a2+4-2a·2cos B,∴cos B=-,∴cos2B=+-,∴sin2B=1-cos2B=--.∴S△ABC=AB·BCsin B=×2asin B=asin B,
∴(S△ABC)2=a2sin2B=a2=-(a2-12)2+8,∴当a2=12,即a=2时,(S△ABC)=8,∴(S△ABC)max=2.
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解析:由题意得∠BOC=180°-=120°,在△OBC中,BC2=OB2+OC2-2OB·OC·cos 120°,1=OB2+OC2+OB·OC≥3OB·OC,即OB·OC≤,所以S△OBC=OB·OC·sin 120°≤,当且仅当OB=OC时取最大值.
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A
答案:
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(二)三角函数与平面向量的综合
[例3] 已知向量a=(sin x,cos x),b=(cos x,cos x),f(x)=a·b.
(1)求函数f(x)的最小正周期;
(2)在△ABC中,BC=,sin B=3sin C,若f(A)=1,求△ABC的周长.
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求解三角形中面积的范围(或最值)问题的方法
一般要由题目已知条件(三角恒等关系式、边角大小等)结合正、余弦定理,先得到面积的表达式,再通过基本不等式、三角函数的最值等方法求得面积的最值或范围.
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[对点训练]
(2021·太原模拟)已知点O是△ABC的内心,∠BAC=60°,BC=1,则△BOC面积的最大值为________.
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[解析] (1)由题意可得,f(x)=a·b=sin xcos x+