内容正文:
大题专攻(二) “解三角形”大题的思维建模
一 宏观掌握解题通路:解三角形问题重在“变”——变角、变式
尽管解三角形的解答题起点低、位置前,但由于其公式多、性质繁,使得不少同学对其有种畏惧感.突破此难点的关键在于“变”——变角与变式,从“变角”来看,主要有:已知角与特殊角的变换、已知角与目标角的变换、角与其倍角的变换、两角与其和差角的变换以及三角形内角和定理的变换运用,如:α=(α+β)-β=(α-β)+β,2α=(α+β)+(α-β),2α=(β+α)-(β-α),α+β=2·,=-等.从“变式”来看,在解决解三角形的问题时,常利用正、余弦定理化边为角或化角为边等.
[解题示范]
[典例] 2022·新课标Ⅰ卷记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知
=
1若C=,求B;
2求的最小值.
[关键点拨]
1.利用正弦定理、余弦定理解三角形的步骤
找条件
寻找三角形中已知的边和角,确定转化方向
定工具
根据已知条件和转化方向,选择使用的定理和公式,进行边角之间的转化
求结果
根据前两步分析,代入求值得出结果
再反思
转化过程中要注意转化的方向,审视结果的合理性
2.解三角形中的注意点
(1)涉及求范围的问题,一定要搞清已知变量的范围,利用已知的范围进行求解,已知边的范围求角的范围时可以利用余弦定理进行转化.
(2)注意题目中的隐含条件,如A+B+C=π,0<A<π,b-c<a<b+c,三角形中大边对大角等.
(3)注意挖掘特殊关系量,如:
①已知两角A,B与一边a,由A+B+C=π及==,可求出角C,再求b,c;
②已知两边b,c与其夹角A,
由a2=b2+c2-2bccos A,求出a,再由余弦定理,求出角B,C;
③已知三边a,b,c,由余弦定理可求出角A,B,C.
[应用体验]
在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知边c=6,且sin A+sin B=2sin C.
(1)求△ABC面积的最大值;
(2)设当△ABC的面积取最大值时的内角C为φ,已知函数f(x)=sin(ωx-φ)(ω>0)在区间上恰有三个零点和两个极值点,求ω的取值范围.
解:(1)由sin A+sin B=2sin C得a+b=2c=12,
∵cos C===,∴sin C== ,
所以S△ABC=absin C=3≤3=9,当且仅当a=b时取等号,
此时△ABC是等边三角形,C=,△ABC的面积的最大值为9.
(2)由(1)有f(x)=sin,
当x∈时,ωx-∈,
∵函数f(x)=sin(ωx-φ)(ω>0)在区间上恰有三个零点和两个极值点,
则2π<-≤,解得<ω≤.
故ω的取值范围为.
二 微观优化解题细节:解三角形必须具备的三个意识
“解三角形”的总体难度适中,入手比较容易,但在具体解决问题时,学生易出现“会而不对,对而不全”的情况.主要表现:公式记忆不准确;在三角函数公式变形中转化不当,导致后续求解复杂或运算错误;忽视三角形中的隐含条件,求边、角时忽略其范围等.基于以上误区,解决此类问题要强化以下三个意识.
意识(一) 边角互化
[例1] 已知a,b,c分别为锐角△ABC内角A,B,C的对边,2asin A=(2sin B-sin C)b+(2sin C-sin B)C.
(1)求A;
(2)若c=2,试问b的值是否可能为5?若可能,求△ABC的周长;若不可能,请说明理由.
[解题观摩]
(1)因为2asin A=(2sin B-sin C)b+(2sin C-sin B)c,
由正弦定理可得2a2=(2b-c)b+(2c-b)c,即a2=b2+c2-bC.⇨
再由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A,
所以cos A=.
因为A∈(0,π),所以A=.
(2)假设b=5,则由余弦定理,
得a2=b2+c2-2bccos A=19,
所以cos B==<0,⇨
所以B为钝角,这与△ABC为锐角三角形矛盾,故b的值不可能为5.
[反思领悟]
正弦定理、余弦定理应用的主要功能是实现三角形中的边角互化.一般地,如果式子中含有角的余弦或边的二次式,要考虑用余弦定理;如果遇到的式子中含有角的正弦或边的齐次式,则考虑用正弦定理;以上特征都不明显时,则要考虑两个定理是否都要应用.正弦定理、余弦定理的灵活应用需深入领会化归与转化思想,需要在解题中多归纳、多总结,抽象概括,总结方法规律.
意识(二) 函数与方程思想的应用
[例2] 在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且c=7,sin C=.
(1)若cos B=,求b的值;
(2)若a+b=11,求△ABC的面积.
[解题观摩]
(1)在△ABC中,因为cos B=,且B∈(0,π),所以sin B=.根据正弦