内容正文:
专题04 解三角形期末复习题型【三大题型+过关检测卷】
目录
【题型一 判断三角形解的个数及形状】 1
【题型二 正余弦定理有关的边角互化问题】 3
【题型三 解三角形中的最值和范围问题】 6
【期末题型】
【题型一 判断三角形解的个数及形状】
一、单选题
1.在中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,若且,则是( )
A.等边三角形 B.顶角为的等腰三角形
C.等腰直角三角形 D.非直角三角形,也非等腰三角形
2.已知分别是三个内角的对边,下列关于的形状判断一定正确的为( )
A.,则为直角三角形
B.,则为等腰三角形
C.,则为直角三角形
D.,则为等腰三角形
3.已知,,分别是三内角,,的对边,则“”是“为直角三角形”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
4.在中,内角,,的对边分别为,,,且,,则( )
A.为直角三角形 B.为锐角三角形
C.为钝角三角形 D.的形状无法确定
5.在中,内角的对边分别为若满足,则该三角形为( )
A.直角三角形 B.等腰三角形 C.等边三角形 D.不能确定
6.已知中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若,且,则是( )
A.锐角三角形 B.钝角三角形 C.等边三角形 D.等腰直角三角形
7.在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,已知,则此三角形( )
A.无解 B.一解 C.两解 D.解的个数不确定
二、多选题
8.的内角的对边分别为,则下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若,则为等腰三角形
C.若,则有两解
D.在中,若,则必是等边三角形
9.已知,,分别为内角,,的对边,是平面内一点,下列结论正确的是( )
A.若,则为钝角三角形
B.若,则
C.若,则为等腰三角形
D.若,则为的垂心
10.已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,下列四个命题中正确的命题,( )
A.若 则△ABC一定是等边三角形
B.若,,,则△ABC有两解
C.若,则△ABC一定是等腰三角形
D.若,则△ABC一定是锐角三角形
11.已知的内角,,的对边分别为,,,则下列说法正确的是()
A.若,则
B.若,则为等腰三角形
C.若,的三角形有两解,则的取值范围为
D.若为斜三角形,则
12.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,则下列说法中正确的有( )
A.若,,,则有两解
B.若,则为锐角三角形
C.若,则为等腰三角形
D.若,,则为等边三角形
13.在中,角、、的对边分别为、、,且已知,则( )
A.若,且有两解,则的取值范围是
B.若,且,则恰有一解.
C.若,且为钝角三角形,则的取值范围是
D.若,且为锐角三角形,则的取值范围是
三、填空题
14.在中,角的对边分别为,,,且,则的形状为 三角形.
【题型二 正余弦定理有关的边角互化问题】
一、单选题
1.在中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且.若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
二、多选题
2.已知锐角的内角的对边分别为若,则的值可能为( )
A. B. C. D.
三、解答题
3.在锐角中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,满足.
(1)求证:;
(2)若,求a边的范围;
(3)求的取值范围.
4.已知,,分别为三个内角,,的对边,且.
(1)求角;
(2)若,求的值;
(3)若的面积为,,求的周长.
5.已知的周长为20,角,,所对的边分别为,,
(1)若,,求的面积;
(2)若的内切圆半径为,,求的值.
6.在中,.
(1)求角的大小;
(2)若在边上,,且,求的面积.
7.在中,角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若的面积为7,,求的周长.
8.在中,(a,b,c分别为角的对边)
(1)求角C的大小;
(2)若,延长AB至点D,使得,,求AB的长度.
9.记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)证明:;
(2)若,,求的面积.
10.已知的内角,,的对边分别为,,,且,.
(1)若,求,的值;
(2)若的面积为,求的大小及的周长.
11.在中,角的对边分别为.
(1)求的大小;
(2)若,且边上的中线长为,求的面积.
【题型三 解三角形中的最值和范围问题】
一、单选题
1.设锐角的三个内角的对边分别为,且,则的取值范围为 ( )
A. B. C. D.
2.在锐角中,内角,,的对边分别为,,,且满足.则的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、多选题
3.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,,则( )
A.若,则 B.若,则
C.面积的最大值为 D.周长的最大值为
三、填空题
4.在梯形中,,则该梯形周长的最大值为 .
5.在锐角三角形中,边长为1,且,则边的长度取值范围是 .
6.“不以规矩,不能成方圆”出自《孟子・离娄章句上》.“规”指圆规,“矩”指由相互垂直的长短两条直尺构成的方尺,是古人用来测量、画圆和方形图案的工具.敦煌壁画就有伏羲女娲手执规矩的记载(如图(1))今有一块圆形木板,以“矩”量之,如图(2).若将这块圆形木板截成一块四边形形状的木板,且这块四边形木板的一个内角满足,则这块四边形木板周长的最大值为 (单位:厘米)
四、解答题
7.已知内角的对边分别为,,
(1)求的取值范围
(2)求内切圆的半径的最大值
8.在中,内角所对的边分别是,且,.
(1)求角;
(2)若,求边上的角平分线长;
(3)求边上的中线的取值范围.
9.在中,角,,所对的边分别记为,,,且.
(1)若,求的大小.
(2)若,求的取值范围.
10.在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(1)求角A的大小;
(2)若为锐角三角形,点F为的垂心,,求的取值范围.
11.在,为边上的中线,点在边上,设.
(1)当时,求的值;
(2)若为的角平分线,且点在边上,求的值;
(3)在(2)的条件下,若,求最小值?
12.已知锐角的内角A,B,C所对的边分别为,向量,,且.
(1)求角C的值;
(2)若,求的取值范围.
13.已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,向量 , ,且 ,外接圆面积为
(1)求A;
(2)求周长的最大值.
14.记的内角的对边分别为,已知
(1)试判断的形状;
(2)若,求周长的最大值.
15.已知向量,,.
(1)若将函数图象向左平移个单位长度,再把得到的图象上所有点横坐标缩短为原来的,得到函数,试求在上的单调递减区间;
(2)锐角中角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,,求周长的取值范围.
16.在中,内角,,所对的边分别是,,,且,.
(1)若,求边上的角平分线长;
(2)求边上的中线的取值范围.
17.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,.
(1)求角B的大小;
(2)若,求的取值范围.
【过关检测卷】
一、单选题
1.在中,如果,,,则的面积为( )
A.1 B. C.2 D.4
2.在中,角,,所对的边分别为,,,已知,,若三角形有两解,则边的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.在中,内角,,的对边分别为,,,已知,,,则的面积为( )
A.2 B. C.4 D.
4.在中,内角所对的边分别为已知的外接圆半径是边的中点,则长为( )
A. B. C. D.
5.已知中,,则( )
A. B. C. D.
6.化橘红具有散寒燥湿,利气消疾,止咳、健脾消食等功效.如图,小明为了测量一棵老橘红树的高度,他选取与树根部在同一水平面的、两点,在点测得树根部在西偏北的方向上,沿正西方向步行20米到处,测得树根部在西偏北的方向上,树梢的仰角为,则树的高度是( )
A.米 B.米 C.米 D.米
二、多选题
7.的内角,,的对边分别为,,,则下列结论正确的有( )
A.若,,,则符合条件的只有一解
B.若,,,则符合条件的只有一解
C.若,,,则符合条件的无解
D.若,且符合条件的有二解,则的取值范围为
8.已知内角,,的对边分别为,,,为的重心,,,则( )
A. B.
C.的面积的最大值为 D.的最小值为
三、填空题
9.在中,若,,,则为 .
10.已知中,对应边分别是,若,则 .
四、解答题
11.已知的内角的对边分别为,且满足.
(1)求角的大小;
(2)若为锐角三角形且,求面积的取值范围.
12.已知的内角的对边分别为为锐角,且.
(1)求角的大小;
(2)若的面积为,,求的值.
13.记的内角A、B、C的对边分别为a,b,c,已知,
(1)求B;
(2)若的面积为,求c.
14.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知.
(1)求角B的大小;
(2)若,,求周长的取值范围.
15.在中,与的角平分线交于点D,已知.
(1)求角B的大小;
(2)若,求面积的最大值.
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专题04 解三角形期末复习题型【三大题型+过关检测卷】
目录
【题型一 判断三角形解的个数及形状】 1
【题型二 正余弦定理有关的边角互化问题】 9
【题型三 解三角形中的最值和范围问题】 18
【期末题型】
【题型一 判断三角形解的个数及形状】
一、单选题
1.在中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,若且,则是( )
A.等边三角形 B.顶角为的等腰三角形
C.等腰直角三角形 D.非直角三角形,也非等腰三角形
【答案】A
【分析】由条件利用余弦定理求得,可得,由,再根据正弦定理和余弦定理再可得,从而得出结论.
【详解】在中, ,
,,
又由可得,
,故是等边三角形.
故选:A.
2.已知分别是三个内角的对边,下列关于的形状判断一定正确的为( )
A.,则为直角三角形
B.,则为等腰三角形
C.,则为直角三角形
D.,则为等腰三角形
【答案】C
【分析】将用正弦定理转化为,由的取值范围可判断的形状;由进行化简可得,由解方程,进而可判断可判断的形状.
【详解】对于AB,当时,由正弦定理可得,即,
因为,所以,
所以,即,得,
所以,则,
于是为直角三角形或钝角三角形,故AB错误;
对于CD,当时,由,
得,
整理得,
由正弦定理,,(是外接圆的半径)
由余弦定理,,即,
解得或,即,
解得或,故为直角三角形,故C正确,D错误;
故选:C.
3.已知,,分别是三内角,,的对边,则“”是“为直角三角形”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】在中,由,利用正弦定理结合三角形内角和及三角形内角取值范围求出,所以 “”是“为直角三角形”的充分条件;举出反例可以说明“”不是“为直角三角形”的必要条件;最后选出答案即可.
【详解】在中,由正弦定理可得:,
由,可得:,
所以,因为,所以,
即,所以,
因为,所以,
所以,所以为直角三角形,
故“”是“为直角三角形”的充分条件;
若为直角三角形,设,,
则,所以,
所以,
所以“”不是“为直角三角形”的必要条件;
即“”是“为直角三角形”的充分不必要条件.
故选:A.
4.在中,内角,,的对边分别为,,,且,,则( )
A.为直角三角形 B.为锐角三角形
C.为钝角三角形 D.的形状无法确定
【答案】A
【分析】由正弦定理得,利用正余弦的二倍角公式、两角和与差的正弦展开式化简可得,解方程可得答案.
【详解】由,可得,
则,
,
,
即,
由,故只能为锐角,可得,
因为,所以,.
故选:A.
5.在中,内角的对边分别为若满足,则该三角形为( )
A.直角三角形 B.等腰三角形 C.等边三角形 D.不能确定
【答案】B
【分析】利用正弦定理以及两角和差的正弦公式得到,再求解即可.
【详解】在中,已知
由正弦定理得,
所以即
又,则,则,
所以所以该三角形为等腰三角形.
故选:B.
6.已知中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若,且,则是( )
A.锐角三角形 B.钝角三角形 C.等边三角形 D.等腰直角三角形
【答案】D
【分析】由正弦定理和得到,,求出,得到答案.
【详解】,
即,故,
,
因为,所以,故,
因为,所以,
故为等腰直角三角形.
故选:D
7.在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,已知,则此三角形( )
A.无解 B.一解 C.两解 D.解的个数不确定
【答案】C
【分析】由正弦定理可得,进而可求,可得结论.
【详解】由正弦定理,得,解得 ,
因为,所以 ,
又因为,所以或,
故此三角形有两解.
故选:C.
二、多选题
8.的内角的对边分别为,则下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若,则为等腰三角形
C.若,则有两解
D.在中,若,则必是等边三角形
【答案】ACD
【分析】利用正弦定理判断A、C,举反例判断B,利用余弦定理计算判断D.
【详解】对于A,因为,所以,由正弦定理得,故A正确;
对于B,当,,时,满足,所以,
此时不是等腰三角形,故B错误;
对于C,因为,所以,
即,又,所以有两解,
所以有两解,故C正确;
对于D,由已知,整理得,即,
所以,则,即为等边三角形,故D正确.
故选:ACD
9.已知,,分别为内角,,的对边,是平面内一点,下列结论正确的是( )
A.若,则为钝角三角形
B.若,则
C.若,则为等腰三角形
D.若,则为的垂心
【答案】AD
【分析】利用正弦定理将角化边,再由余弦定理判断A,利用特殊值判断B,利用余弦定理将角化边,即可判断C,根据数量积的运算律得到,同理可得,,即可判断D.
【详解】对于A,因为,由正弦定理可得,
所以,则为钝角,所以为钝角三角形,故A正确;
对于B,因为,当时,
,故B错误;
对于C,因为,
根据余弦定理可得,
整理可得,所以或,
故为等腰三角形或直角三角形,故C错误;
对于D,由题意可得,
所以,同理可得,,故为的垂心,故D正确.
故选:AD
10.已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,下列四个命题中正确的命题,( )
A.若 则△ABC一定是等边三角形
B.若,,,则△ABC有两解
C.若,则△ABC一定是等腰三角形
D.若,则△ABC一定是锐角三角形
【答案】AD
【分析】根据正弦定理边角互化,以及变形条件,即可判断A;根据判断三角形个数的公式,即可判断B;根据正弦定理边化角,再根据三角函数恒等变形,即可判断C;根据两角和的正切公式,变形条件,即可判断D.
【详解】A.若,再根据正弦定理可得,即,
同理,所以,即,是等边三角形,故A正确;
B.,,所以有一解,故B错误;
C.若,即,即,
所以或,即或,则是等腰或直角三角形,故C错误;
D.,
,
因为,且,
所以都是锐角,故D正确.
故选:AD
11.已知的内角,,的对边分别为,,,则下列说法正确的是()
A.若,则
B.若,则为等腰三角形
C.若,的三角形有两解,则的取值范围为
D.若为斜三角形,则
【答案】ACD
【分析】根据正弦定理、余弦定理、三角恒等变换的知识对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】对于A,若,由正弦定理可得,所以,故A正确;
对于B,若,由正弦定理可得,
所以,所以或者,
所以为等腰三角形或者直角三角形,所以B不正确;
对于C,若,的三角形有两解,
则,即的取值范围为,所以C正确;
对于D,在斜三角形中,,所以,
所以,所以,
则,所以D正确;
故选:ACD.
12.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,则下列说法中正确的有( )
A.若,,,则有两解
B.若,则为锐角三角形
C.若,则为等腰三角形
D.若,,则为等边三角形
【答案】AD
【分析】A.直接利用正弦定理求解判断;B.根据三个角均为锐角的三角形为锐角三角形来判断;C.利用正弦定理边化角,然后整理计算;D.利用余弦定理计算求解.
【详解】对于A:若,,,由正弦定理得,此时可取锐角也可能取钝角,则有两解,A正确;
对于B:只能推出,为锐角,但不确定角的大小,故不能确定的形状,B错误;
对于C:由及正弦定理得,即,
所以,在中有或,所以为等腰三角形或直角三角形,C错误;
对于D:由已知,整理得,即,所以,则,即为等边三角形,D正确.
故选:AD.
13.在中,角、、的对边分别为、、,且已知,则( )
A.若,且有两解,则的取值范围是
B.若,且,则恰有一解.
C.若,且为钝角三角形,则的取值范围是
D.若,且为锐角三角形,则的取值范围是
【答案】AD
【分析】根据正弦定理,判断三角形的解的个数,即可判断AB,根据余弦定理和三边的关系,即可判断CD.
【详解】A选项:由正弦定理,,,
且,则,选项A正确;
选项B:,所以无解,故B错误;
C选项:①为最大边:,且,此时;
②为最大边:,且,此时,选项C错误;
D选项:,且,所以,选项D正确;
故选;AD.
三、填空题
14.在中,角的对边分别为,,,且,则的形状为 三角形.
【答案】直角
【分析】由余弦定理化简可得,从而可判断为直角三角形.
【详解】根据余弦定理,得,
化简得,所以为直角三角形.
故答案为:直角.
【题型二 正余弦定理有关的边角互化问题】
一、单选题
1.在中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且.若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】将已知等式利用余弦定理统一成边的形式,化简变形可求得结果.
【详解】,
,
,.
,即.
,,即.
故选:D
二、多选题
2.已知锐角的内角的对边分别为若,则的值可能为( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【分析】利用正弦定理可得,进而可知,结合三角恒等变换化简得,结合正弦函数分析求解.
【详解】因为,
由正弦定理得,即.
又因为是锐角三角形,即,可知.
由,解得,
则
,
且,可知,则,
所以的取值范围为.
结合选项可知:AC错误,BD正确;
故选:BD.
三、解答题
3.在锐角中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,满足.
(1)求证:;
(2)若,求a边的范围;
(3)求的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3).
【分析】(1)由,进而得到,再利用正弦定理将边转化为角,利用两角和的正弦公式求解;法二:由,利用正弦定理转化为,进而得到,再利用和差化积求解.
(2)由(1)知,进而得到,再根据为锐角三角形,得到,再由,利用正弦定理求解;
(3)由(2)知,转化为,再令,得到求解.
【详解】(1)解:因为,
所以,
由正弦定理可得,
又因为,
代入可得,
即,
因为,,则,故,
所以或,即或(舍去),
所以.
法二:由正弦定理可得:,
则,
则,
又,故,
因为,,则,故,
所以或,即或(舍去),
(2)因为为锐角三角形,,
所以,
由,解得,
又故.
(3)由(2)知.
由,
,
令,则在上单调递增,所以,
所以的取值范围为.
4.已知,,分别为三个内角,,的对边,且.
(1)求角;
(2)若,求的值;
(3)若的面积为,,求的周长.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由正弦定理化边为角,利用内角和定理与和角的正弦公式化简得到,即可求得角A;
(2)由求得,利用二倍角公式求得的值,利用差角的正弦公式计算即得;
(3)由三角形面积公式求出,利用余弦定理变形转化求出,即得的周长.
【详解】(1).由正弦定理可得,
因,
所以,可得,
为三角形内角,,解得,,
.
(2)由已知,,所以,
,,
.
(3),,
由余弦定理得,
即,解得,
的周长为.
5.已知的周长为20,角,,所对的边分别为,,
(1)若,,求的面积;
(2)若的内切圆半径为,,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由余弦定理,可得,又的周长为20,可得,则可得,由三角形的面积公式即可求出的面积;
(2)由的内切圆的性质,可得,,再由的周长为20,可求出,进而求出,即可求出的值.
【详解】(1)在中,由余弦定理,可得,
由,,则,
得,
由的周长为20,即,则,
所以,则,即,
所以,
故的面积为,.
(2)根据题意,如图所示,
圆为的内切圆,半径为,切点分别为,
则,且,
由内切圆性质,圆心为内角平分线的交点,
则,且,
由中,即,
所以,又,即,
所以,则,则,
在中,
故,
即.
6.在中,.
(1)求角的大小;
(2)若在边上,,且,求的面积.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)由正弦定理及余弦定理化简即可得出所求角;
(2)由正弦定理求出,再由三角形的面积公式求解.
【详解】(1)由题意得,
即,
由正弦定理得,
由余弦定理得.
因为,所以.
(2)如图,
因为,所以.
在中,由正弦定理得,
解得,
则或(舍去),
得,则.
故.
7.在中,角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若的面积为7,,求的周长.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据给定条件,利用正弦定理边化角,结合和角的正弦求解即得.
(2)利用三角形面积公式求出,再利用余弦定理求出即得.
【详解】(1)在中,由正弦定理及,得,
则,而,
所以.
(2)由(1)知,,
则的面积,解得,
由余弦定理得,
所以的周长为.
8.在中,(a,b,c分别为角的对边)
(1)求角C的大小;
(2)若,延长AB至点D,使得,,求AB的长度.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,由正弦定理的边角互化,代入计算,即可求解;
(2)根据题意,在中由余弦定理可得,再由正弦定理可得,从而可得,然后在中由正弦定理即可求得,从而得到结果.
【详解】(1)因为,由正弦定理得,
,,
又,,.
(2)因为
所以在中由余弦定理可得:
,
即,解得,
由正弦定理得,即,解得,
所以,
,
在中由正弦定理得:,则,
解得,所以.
9.记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)证明:;
(2)若,,求的面积.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)先用二倍角公式化简,然后用正弦定理即可得到答案.
(2)结合(1)中结果即可求出,然后带入面积公式,即可求出面积.
【详解】(1)由得,
化简得,
由正弦定理可得,故得证.
(2)由(1)及得,,
所以,.
所以.
10.已知的内角,,的对边分别为,,,且,.
(1)若,求,的值;
(2)若的面积为,求的大小及的周长.
【答案】(1),
(2)或,周长为或
【分析】(1)由正弦定理计算得,根据,再次利用正弦定理计算得;
(2)由三角行面积公式计算得,再由余弦定理计算得后,即可计算三角形周长.
【详解】(1)因为,所以,即,
又,所以,
因为,由正弦定理得,所以.
(2)的面积,则,
因为,所以或.
当时,,得,
的周长为;
当时,,得,
的周长为.
综上,的周长为或.
11.在中,角的对边分别为.
(1)求的大小;
(2)若,且边上的中线长为,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用余弦定理化角为边,再根据余弦定理即可得解;
(2)取的中点,连接,在和中,分别利用余弦定理表示,结合化简求出,再利用三角形的面积公式即可得解.
【详解】(1),
由余弦定理得,
化简得.
;
(2)由(1)可得①,
又②,
取的中点,连接,
在中,③,
由②③得④,
由①④得,解得或(舍去),
,
.
【题型三 解三角形中的最值和范围问题】
一、单选题
1.设锐角的三个内角的对边分别为,且,则的取值范围为 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据正弦定理,转化为三角函数,化简后换元,根据二次函数的单调性求范围即可.
【详解】在中,由可得,
由正弦定理得:
又为锐角三角形,所以,解得,
令,则,
因为在时单调递增,
所以,则.
故选:C
2.在锐角中,内角,,的对边分别为,,,且满足.则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】化简为,结合余弦定理可求解;根据两角差的正弦公式及同角三角函数关系化简,进而结合正切函数的图象及性质求解即可.
【详解】由,
整理得,所以,
又,则,故,
,
因为为锐角三角形,
所以,即,所以,
即,
所以的取值范围为.
故选:B
二、多选题
3.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,,则( )
A.若,则 B.若,则
C.面积的最大值为 D.周长的最大值为
【答案】BCD
【分析】对于AB,由正弦定理求解即可判断;对于C,由余弦定理及基本不等式得,代入三角形面积公式即可判断,对于D,由余弦定理及基本不等式得,即可判断.
【详解】对于A,若,又,,由正弦定理得,故A错误;
对于B,由题意,,,由正弦定理得,故B正确;
对于C,由余弦定理得,,
所以,当且仅当时取等号,
所以,
所以面积的最大值为,故C正确;
对于D,由,,及余弦定理得,
,所以,
当且仅当时取等号,
所以的周长,
所以周长的最大值为,故D正确.
故选:BCD
三、填空题
4.在梯形中,,则该梯形周长的最大值为 .
【答案】
【分析】设,在和中,分类利用余弦定理求出,再根据三角函数的性质求出的最大值即可得解.
【详解】设,
则,
在中,由余弦定理得
,
所以,
在中,由余弦定理得
,
所以,
则,
因为,所以,所以,
则当时,取得最大值,
所以梯形周长的最大值为.
故答案为:.
【点睛】方法点睛:解三角形的基本策略:
(1)利用正弦定理实现“边化角”;
(2)利用余弦定理实现“角化边”.
求三角形有关代数式的取值范围也是一种常见的类型,主要方法有两类:
(1)找到边与边之间的关系,利用基本不等式来求解;
(2)利用正弦定理,转化为关于某个角的三角函数,利用函数思想求解.
5.在锐角三角形中,边长为1,且,则边的长度取值范围是 .
【答案】
【分析】利用二倍角的正弦公式和正弦定理,结合锐角三角形确定角的范围,从而求出边的取值范围.
【详解】因为,所以,
再由正弦定理角化边得:,因为,所以,
又由是锐角三角形,,解得:,
则.
故答案为:.
6.“不以规矩,不能成方圆”出自《孟子・离娄章句上》.“规”指圆规,“矩”指由相互垂直的长短两条直尺构成的方尺,是古人用来测量、画圆和方形图案的工具.敦煌壁画就有伏羲女娲手执规矩的记载(如图(1))今有一块圆形木板,以“矩”量之,如图(2).若将这块圆形木板截成一块四边形形状的木板,且这块四边形木板的一个内角满足,则这块四边形木板周长的最大值为 (单位:厘米)
【答案】
【分析】作出图形,利用余弦定理结合基本不等式可求得这个矩形周长的最大值.
【详解】由题图(2)得,圆形木板的直径为.
设截得的四边形木板为,设,,,,,,如下图所示.
由且可得,
在中,由正弦定理得,解得.
在中,由余弦定理,得,
所以,,
即,可得,当且仅当时等号成立.
在中,,
由余弦定理可得
,
即,即,当且仅当时等号成立,
因此,这块四边形木板周长的最大值为.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:解答本题的关键是将四边形周长问题转化为三角形边长和的范围,利用余弦定理和基本不等式求解即可.
四、解答题
7.已知内角的对边分别为,,
(1)求的取值范围
(2)求内切圆的半径的最大值
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据三角恒等变换的化简计算可得,求得,结合正弦定理、三角恒等变换的化简和三角函数的性质即可求解;
(2)由(1),利用余弦定理和基本不等式的应用可得,的面积为,进而,即可求解.
【详解】(1)因为,
所以,
即,
得,所以或,
解得或(舍去),又,
所以,又,由正弦定理得,则,
所以(),
由知,当时,取到最大值,
又,所以;
(2)由(1),由余弦定理得,即,
得,即,
得,当且仅当时等号成立,所以.
的面积为,设的内切圆半径为,
则的面积为,所以,
又,所以,
则,
即的最大值为.
8.在中,内角所对的边分别是,且,.
(1)求角;
(2)若,求边上的角平分线长;
(3)求边上的中线的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据三角形内角和定理结合两角和的正弦公式化简求值即可;
(2)依据余弦定理及已知求出,然后利用面积分割法列方程求解即可;
(3)利用向量的加法运算及数量积模的运算得,利用正弦定理得,然后利用正弦函数的性质求解范围即可.
【详解】(1)因为,
所以,
所以,
又,所以,
又,所以;
(2)由及余弦定理得,
即,
又因为,所以,
所以,
所以,
即;
(3)因为E是AC的中点,所以,
则,
由正弦定理得,
,
即,
因为,
所以,
所以,
所以,
所以,
所以,
所以,
即边上的中线的取值范围为.
【点睛】方法点睛:解三角形的基本策略:
(1)利用正弦定理实现“边化角”;
(2)利用余弦定理实现“角化边”.
求三角形有关代数式的取值范围也是一种常见的类型,主要方法有两类:
(1)找到边与边之间的关系,利用基本不等式来求解;
(2)利用正弦定理,转化为关于某个角的三角函数,利用函数思想求解.
9.在中,角,,所对的边分别记为,,,且.
(1)若,求的大小.
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由,得,再利用两角和差的正余弦公式化简,进而可求得的关系,即可得解;
(2)利用正弦定理求出,再根据的关系结合三角函数的性质即可得解.
【详解】(1)因为,所以,
即,
即,
所以,即,
而,所以或,
所以或(舍去),
又因为,所以,
所以;
(2)由(1)得,
因为,
所以,
,
则,
又由,得,
所以,所以,
所以.
10.在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(1)求角A的大小;
(2)若为锐角三角形,点F为的垂心,,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由正弦定理及余弦定理可得的值,再由角的范围,可得角的大小;
(2)设,分别在两个三角形中,由正弦定理可得,的表达式,由辅助角公式可得的取值范围.
【详解】(1)因为,
所以,
所以,
由正弦定理可得,
由余弦定理可得,,
可得;
(2)延长交于,延长交于,延长交于,,
根据题意可得,,因为,所以,
设,,在中,由正弦定理可得,
即,可得,
同理在中,可得,
所以
,
因为,所以,
所以,
所以.
11.在,为边上的中线,点在边上,设.
(1)当时,求的值;
(2)若为的角平分线,且点在边上,求的值;
(3)在(2)的条件下,若,求最小值?
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由,平方后整理即可.
(2)由角平分线性质可得,结合为的中点求解即可.
(3)由余弦定理及三角形面积公式可得,结合三角恒等变换及基本不等式求解即可.
【详解】(1)由题意可得:,
所以,即,
所以.
(2)
由角平分线性质定理可得,,
又因为为的中点,
故,所以.
(3)
由题(2)可知,由可得,设,
,则(※),
由余弦定理可得:,
代入(※)式,得:,
令,
则 ,
当且仅当时,即时,长度最小,此时.
12.已知锐角的内角A,B,C所对的边分别为,向量,,且.
(1)求角C的值;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据数量积的坐标表示,方法一:利用正弦定理和余弦定理角化边可得;方法二:利用和差公式化简即可得解.
(2)方法一:利用正弦定理将表示为关于角的函数,根据二倍角公式化简,由正切函数的性质可得;方法二:利用正弦定理将b表示为关于角的函数,利用正切函数性质求出b的范围,由余弦定理用b表示c,然后表示出,根据函数单调性可解.
【详解】(1)因为,
所以
,
方法一:利用正弦定理角化边得,
又,
,则,
又为锐角三角形,故.
方法二:由和差公式可得,
又因为,所以,
又为锐角三角形,故.
(2)由正弦定理得,
,
由于为锐角三角形,则,
又,解得,
方法一:所以
,
而,即,
,故的取值范围为.
方法二:所以,所以,
又,所以,
由余弦定理得,
记,
易知在上单调递增,
所以,即,
所以的取值范围为.
13.已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,向量 , ,且 ,外接圆面积为
(1)求A;
(2)求周长的最大值.
【答案】(1)
(2)9
【分析】(1)由向量数量积的坐标表示得 ,代入已知等式,结合正余弦边角关系得,最后由三角形内角性质求角的大小;
(2)由(1)得,,再由正弦定理可得,结合基本不等式求周长最大值,注意取值条件.
【详解】(1)已知向量 ,
则 ,
则,
所以,
则,
所以,
又,
故且,
所以,
又,
则;
(2)由(1)知:,
则,
由正弦定理可得:的外接圆半径为,
则,
即,
所以,
则,当且仅当且,即时等号成立,
故三角形周长的最大值为
14.记的内角的对边分别为,已知
(1)试判断的形状;
(2)若,求周长的最大值.
【答案】(1)是直角三角形
(2)
【分析】(1)根据题意,求得,利用余弦定理列出方程,得到,即可求解;
(2)由(1)和,得到,则周长为,结合三角函数的性质,即可求解.
【详解】(1)解:由,可得,所以,
即,所以,
又由余弦定理得,可得,所以,
所以是直角三角形
(2)解:由(1)知,是直角三角形,且,可得,
所以周长为,
因为,可得,
所以,当时,即为等腰直角三角形,周长有最大值为.
15.已知向量,,.
(1)若将函数图象向左平移个单位长度,再把得到的图象上所有点横坐标缩短为原来的,得到函数,试求在上的单调递减区间;
(2)锐角中角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,,求周长的取值范围.
【答案】(1).
(2).
【分析】(1)先利用向量数量积的坐标运算及三角公式变形整理得,然后根据平移变换和周期变换求出,再利用正弦函数的性质求解单调性;
(2)先通过求出,然后利用正弦定理表示出,在通过三角恒等变形的公式及三角函数的性质求解最值.
【详解】(1)因为,
将函数图象向左平移个单位长度得,
再把得到的图象上所有点横坐标缩短为原来的,得,
由得,
要求在上的单调递减区间,则,解得,
即在上的单调递减区间为;
(2)由可得,,即,
又,则,所以,则,
又为锐角三角形,则,解得,
因为,所以,
所以,,
则
,
因为,可得,所以,
所以,则,
所以周长的取值范围为.
16.在中,内角,,所对的边分别是,,,且,.
(1)若,求边上的角平分线长;
(2)求边上的中线的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先根据正弦定理结合两角和的正弦公式化简求,再依据余弦定理及已知得,然后利用面积分割法列方程求解即可;
(3)利用向量的加法运算及数量积模的运算得,利用正弦定理得,然后利用正弦函数的性质求解范围即可.
【详解】(1)因为,根据正弦定理有,
所以,
即,
,
,
即,又,
所以,因为,所以,
由及余弦定理得,
即,
又因为,所以,
所以,
所以,即,
所以
(2)因为是的中点,所以,
则,
因为,,由余弦定理有:,
即,所以
由正弦定理得:
,
即,
因为,所以,
所以,所以,
所以,所以,
所以,即边上的中线的取值范围为.
17.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,.
(1)求角B的大小;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据正弦定理得到,由余弦定理得到;
(2)由正弦定理得到,,故,由得到,进而得到,求出答案.
【详解】(1)因为,,
由正弦定理得,即,
由余弦定理得,
因为,所以;
(2)由正弦定理得,
所以,
由(1)得,
故
因为,所以,故,
所以,,
故,
则.
【过关检测卷】
一、单选题
1.在中,如果,,,则的面积为( )
A.1 B. C.2 D.4
【答案】B
【分析】由正弦定理可得,再由余弦定理,求得,得到,结合三角形的面积公式,即可求解.
【详解】因为,由正弦定理可得,
又由余弦定理,得,即,
解得,所以,
所以的面积为.
故选:B.
【点睛】本题主要考查了正弦定理、余弦定理和三角形的面积公式的应用,其中在解有关三角形的题目时,要抓住题设条件和利用某个定理的信息,合理应用正弦定理和余弦定理求解是解答的关键,着重考查了运算与求解能力,属于基础题.
2.在中,角,,所对的边分别为,,,已知,,若三角形有两解,则边的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用正弦定理列出关系式,将的值代入表示出,求得角B的范围,要使得三角形有两解确定出B的范围,利用正弦函数的值域,即可求解.
【详解】因为在中,,,
由正弦定理,可得,
因为,所以,
要使得三角形有两解,可得且,即,
即,解得.
故选:C.
【点睛】本题主要考查了正弦定理的应用,以及正弦函数的性质的应用,其中解答中熟练应用正弦定理是解答的关键,着重考查了推理与计算能力.
3.在中,内角,,的对边分别为,,,已知,,,则的面积为( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】B
【解析】由正弦定理化简得,再由余弦定理得,进而得到,利用余弦定理,列出方程求得,最后结合三角形的面积公式,即可求解.
【详解】在中,,
由正弦定理,可得,即,
又由余弦定理可得,可得,
因为,,
由余弦定理,可得,即,
即,解得,
所以三角形的面积为.
故选:B.
【点睛】本题主要考查了正弦定理、余弦定理和三角形的面积公式的应用,其中在解有关三角形的题目时,要抓住题设条件和利用某个定理的信息,合理应用正弦定理和余弦定理求解是解答的关键,着重考查了运算与求解能力,属于基础题.
4.在中,内角所对的边分别为已知的外接圆半径是边的中点,则长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先利用正弦定理求得,再利用余弦定理列方程求得,进而求角,从而利用可得的长度.
【详解】由的外接圆半径,得,
由和得,
又,解得,所以.
因为中,是边的中点,所以,
于是
.
故选:D.
5.已知中,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用余弦定理求出,再利用正弦定理计算即得.
【详解】在中,,由余弦定理得:
,
由正弦定理得.
故选:B
6.化橘红具有散寒燥湿,利气消疾,止咳、健脾消食等功效.如图,小明为了测量一棵老橘红树的高度,他选取与树根部在同一水平面的、两点,在点测得树根部在西偏北的方向上,沿正西方向步行20米到处,测得树根部在西偏北的方向上,树梢的仰角为,则树的高度是( )
A.米 B.米 C.米 D.米
【答案】D
【分析】根据图形,在中利用正弦定理求得的值,在中求出的值.
【详解】依题意可得如下图形,
在中,,,,
由正弦定理得,,解得,,
在中,,
所以,.
所以树的高度为米.
故选:D.
二、多选题
7.的内角,,的对边分别为,,,则下列结论正确的有( )
A.若,,,则符合条件的只有一解
B.若,,,则符合条件的只有一解
C.若,,,则符合条件的无解
D.若,且符合条件的有二解,则的取值范围为
【答案】BCD
【分析】根据正弦定理以及三角形的边角关系即可结合选项逐一求解.
【详解】对于A,由正弦定理得,则,显然角不存在,A错误;
对于B,由正弦定理得,所以,
因为,所以,故唯一,为锐角,所以B正确,
对于C,由得,而,此时三角形显然不存在,C正确;
若,且符合条件的有两解,则,故,D正确,
故选:BCD.
8.已知内角,,的对边分别为,,,为的重心,,,则( )
A. B.
C.的面积的最大值为 D.的最小值为
【答案】ABC
【分析】延长交于点,根据平面向量的线性运算可得出,可判断选项A;结合,利用平面向量的数量积定义、数量积运算法则及基本不等式可判断选项B;由和平面向量数量积的定义可得出,由求出,再根据三角形面积公式可判断选项C;结合选项B得出,再利用余弦定理即可判断选项D.
【详解】
延长交于点.
因为是的重心,
所以点是中点,,
则.
对于选项A:因为,故选项A正确;
对于选项B:由得:,
所以,当且仅当时等号成立.
又因为,即,,
所以,
即,当且仅当时等号成立,故选项B正确;
对于选项C:因为,当且仅当时等号成立,,
所以,故选项C正确;
对于选项D:由,,
得,
所以由余弦定理可得:
,即,当且仅当时等号成立,
所以的最小值是,故选项D错误.
故选:ABC.
三、填空题
9.在中,若,,,则为 .
【答案】
【分析】利用三角形内角和定理及正弦定理即可求解.
【详解】∵,
,
由正弦定理得:,
∴.
故答案为:
10.已知中,对应边分别是,若,则 .
【答案】2
【分析】根据余弦定理,结合已知条件得,再根据正弦定理与正弦的和差角公式整理得,最后结合角的范围即可得答案.
【详解】解:因为,,
所以,即,
所以,由正弦定理得,
因为,
所以,
所以,即,
因为,
所以,
所以或,即或(舍)
所以.
故答案为:
四、解答题
11.已知的内角的对边分别为,且满足.
(1)求角的大小;
(2)若为锐角三角形且,求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据条件由正弦定理边化角,结合三角恒等变换求得答案;
(2)由正弦定理得,,代入三角形面积公式化简得,结合角的范围求出答案.
【详解】(1)由正弦定理得,,
所以,
即,
化简得:,即,
又,所以.
(2)由正弦定理得:,
所以,,
所以
,
因为是锐角三角形,所以,解得,
所以,所以,
所以.
12.已知的内角的对边分别为为锐角,且.
(1)求角的大小;
(2)若的面积为,,求的值.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据正弦定理可得,即可求解;
(2)根据三角形的面积公式可得,结合余弦定理计算即可求解.
【详解】(1)由,有.
又由,可得,
因为为锐角,所以;
(2)由题意得,,得,
由余弦定理得,
可得.
13.记的内角A、B、C的对边分别为a,b,c,已知,
(1)求B;
(2)若的面积为,求c.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由余弦定理、平方关系依次求出,最后结合已知得的值即可;
(2)首先求出,然后由正弦定理可将均用含有的式子表示,结合三角形面积公式即可列方程求解.
【详解】(1)由余弦定理有,对比已知,
可得,
因为,所以,
从而,
又因为,即,
注意到,
所以.
(2)由(1)可得,,,从而,,
而,
由正弦定理有,
从而,
由三角形面积公式可知,的面积可表示为
,
由已知的面积为,可得,
所以.
14.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知.
(1)求角B的大小;
(2)若,,求周长的取值范围.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)先用正弦定理边化角,再由两角和正弦公式即可进一步求出角B.
(2)先由确定角B,然后用正弦定理边化角得,再利用和三角恒等变换公式化为一角一函数,接着利用三角函数的有界性即可求解.
【详解】(1)由正弦定理和得:
,
故,
又,所以,即,
又,所以或.
(2)若,则,
所以由(1),又,
所以由正弦定理得,
所以
,
又由上,所以,
所以,
所以,即周长的取值范围为.
15.在中,与的角平分线交于点D,已知.
(1)求角B的大小;
(2)若,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)结合角的关系利用二倍角公式及余弦差角公式化简即可;
(2)由(1)可知,由余弦定理及基本不等式可得,再根据三角形面积公式求最值即可.
【详解】(1)由题意可知,
由,
可知
,
所以,
.
因为,
所以.因为,所以.
(2)因为,所以,
所以,所以.
由余弦定理得,
所以,
所以,当且仅当时,等号成立.
因为,
所以△ACD面积的最大值为.
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