内容正文:
专题6.12 解三角形中的最值与范围必考七类问题
【人教A版(2019)】
【类型1 三角形面积的最值或范围问题】 1
【类型2 三角形边长的最值或范围问题】 2
【类型3 三角形周长的最值或范围问题】 3
【类型4 三角形的角的最值或范围问题】 4
【类型5 利用基本不等式求最值(范围)】 5
【类型6 转化为函数求最值(范围)】 6
【类型7 坐标法求最值(范围)】 7
【知识点1 三角形中的最值与范围问题及其解题策略】
1.三角形中的最值(范围)问题的常见解题方法:
(1)利用正、余弦定理结合三角形中的不等关系求最值(范围);
(2)利用基本不等式求最值(范围);
(3)转化为三角函数求最值(范围);
(4)转化为其他函数求最值(范围);
(5)坐标法求最值(范围).
2.三角形中的最值(范围)问题的解题策略:
(1)正、余弦定理是求解三角形的边长、周长或面积的最值(范围)问题的核心,要牢牢掌握并灵活运
用.解题时要结合正弦定理和余弦定理实现边角互化,再结合角的范围、辅助角公式、基本不等式等研究其最值(范围).
(2)转化为三角函数求最值(范围)问题的解题策略
三角形中最值(范围)问题,如果三角形为锐角三角形,或其他的限制,一般采用正弦定理边化角,利
用三角函数的范围求出最值或范围.
(3)坐标法求最值(范围)求最值(范围)问题的解题策略
“坐标法”也是解决三角形最值问题的一种重要方法.解题时,要充分利用题设条件中所提供的特殊边
角关系,建立合适的直角坐标系,正确求出关键点的坐标,将所要求的目标式表示出来并合理化简,再结合三角函数、基本不等式等知识求其最值.
【类型1 三角形面积的最值或范围问题】
1.(24-25高一下·河南信阳·阶段练习)在中,若,则的面积的最大值为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一下·福建泉州·阶段练习)在锐角中,、、分别是角、、所对的边,已知且,则锐角面积的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一下·山东菏泽·期中)的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,且.若D是外一点,DC=1,AD=2,则下列说法中正确( )
A. B.
C.四边形ABCD面积有最小值 D.四边形ABCD面积有最大值
4.(24-25高一下·上海金山·阶段练习)在中,、、三个内角所对的边依次为、、,且,若,则的面积的最大值为 .
5.(23-24高一下·新疆乌鲁木齐·阶段练习)的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,点D在AC上,且,.
(1)求角B;
(2)求面积的最大值.
【类型2 三角形边长的最值或范围问题】
6.(23-24高一下·广东茂名·期中)在中,角的对边分别为,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.(23-24高一下·宁夏石嘴山·期末)在中,角的对边分别为,若,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.(23-24高一下·江苏泰州·期中)在锐角中,边长,,则边长c可能的取值是( )
A. B.2 C. D.
9.(23-24高一下·江苏南通·阶段练习)锐角的角A,B,C的对边分别为a,b,c,满足,则的取值范围为 .
10.(23-24高一下·重庆·期末)在锐角中,分别为内角的对边,已知,
(1)求的大小;
(2)求的取值范围.
【类型3 三角形周长的最值或范围问题】
11.(24-25高三下·河南·开学考试)在中,若内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,的平分线交AC于点D,且,则周长的最小值为( )
A.7 B. C. D.4
12.(23-24高一下·江苏连云港·期中)已知锐角的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若且外接圆半径为,则△ABC周长的取值范围是( )
A. B. C. D.
13.(23-24高一下·甘肃天水·期中)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
14.(23-24高一下·四川泸州·期中)在锐角中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若,则周长的取值范围为 .
15.(23-24高一下·广东惠州·期中)已知的内角所对的边分别是.
(1)求角;
(2)若外接圆的直径为,求周长的取值范围.
【类型4 三角形的角的最值或范围问题】
16.(2024·四川成都·模拟预测)记的内角的对边分别为.若,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
17.(23-24高一下·四川成都·期中)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.
18.(23-24高一下·河北·期末)在锐角中,角、、所对的边分别为、、,已知,且,则( )
A.
B.角的取值范围是
C.的取值范围是
D.的取值范围是
19.(24-25高一下·全国·课后作业)在中,三边a,b,c互不相等,且a为最长边,若,则A的取值范围是 .
20.(23-24高一下·河南郑州·期中)如图,在四边形中,,,.
(1)当时,求四边形的面积;
(2)当时,求的取值范围.
【类型5 利用基本不等式求最值(范围)】
21.(2024·江西·二模)在中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,若,则面积的最大值为( )
A.1 B.3 C.2 D.4
22.(2025高三·全国·专题练习)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,满足,,则b+c的取值范围是( )
A. B. C. D.
23.(23-24高一下·浙江·期中)在中,内角,,所对的边分别为,,,,内角的平分线交于点且,则下列结论正确的是( )
A. B.的最小值是2
C.的最小值是 D.的面积最小值是
24.(23-24高一下·福建莆田·阶段练习)已知的外接圆的半径为,的长为周长的最大值为 .
25.(24-25高一上·全国·期中)已知的内角的对边分别为,若.
(1)求角C的大小;
(2)若的面积为,求的最小值.
【类型6 转化为函数求最值(范围)】
26.(23-24高一下·湖北武汉·期中)在锐角中,角的对边分别为为的面积,,且,则的周长的取值范围是( )
A. B. C. D.
27.(23-24高一上·福建宁德·期末)如图,在扇形中,半径,圆心角,是扇形弧上的动点,是半径上的动点,.则面积的最大值为( )
A. B. C. D.
28.(23-24高一下·四川内江·期中)在△ABC中,角A、B、C所对的边分别为a、b、c,且,则下列说法正确的是( )
A.若,则面积的最大值为
B.若,且只有一解,则b的取值范围为
C.若,且为锐角三角形,则周长的取值范围为
D.若为锐角三角形,,则AC边上的高的取值范围为
29.(23-24高一下·江苏苏州·阶段练习)在锐角中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若,则的取值范围为 .
30.(23-24高一下·重庆·阶段练习)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.
【类型7 坐标法求最值(范围)】
31.(2024·安徽马鞍山·模拟预测)已知平行四边形中, ,,分别为边,的中点,若,则四边形面积的最大值为( )
A.2 B. C.4 D.
32.(2024·江西南昌·三模)如图,在扇形OAB中,半径,,C在半径OB上,D在半径OA上,E是扇形弧上的动点(不包含端点),则平行四边形BCDE的周长的取值范围是( )
A. B.
C. D.
33.(23-24高一下·四川宜宾·期末)如图,在平面四边形中,,,,,,,若点F为边AD上的动点,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
34.(23-24高一下·江西萍乡·期中)如图,在中,,,,动点在线段上移动,则的最小值为 .
35.(23-24高一下·天津·期末)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足.
(1)求角B的大小;
(2)若,且,,求的面积;
(3)如图,平面四边形ABCP中,,,,动点E,F分别在线段BC,CP上运动,且,,求的取值范围.
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专题6.12 解三角形中的最值与范围必考七类问题
【人教A版(2019)】
【类型1 三角形面积的最值或范围问题】 1
【类型2 三角形边长的最值或范围问题】 6
【类型3 三角形周长的最值或范围问题】 9
【类型4 三角形的角的最值或范围问题】 12
【类型5 利用基本不等式求最值(范围)】 16
【类型6 转化为函数求最值(范围)】 19
【类型7 坐标法求最值(范围)】 24
【知识点1 三角形中的最值与范围问题及其解题策略】
1.三角形中的最值(范围)问题的常见解题方法:
(1)利用正、余弦定理结合三角形中的不等关系求最值(范围);
(2)利用基本不等式求最值(范围);
(3)转化为三角函数求最值(范围);
(4)转化为其他函数求最值(范围);
(5)坐标法求最值(范围).
2.三角形中的最值(范围)问题的解题策略:
(1)正、余弦定理是求解三角形的边长、周长或面积的最值(范围)问题的核心,要牢牢掌握并灵活运
用.解题时要结合正弦定理和余弦定理实现边角互化,再结合角的范围、辅助角公式、基本不等式等研究其最值(范围).
(2)转化为三角函数求最值(范围)问题的解题策略
三角形中最值(范围)问题,如果三角形为锐角三角形,或其他的限制,一般采用正弦定理边化角,利
用三角函数的范围求出最值或范围.
(3)坐标法求最值(范围)求最值(范围)问题的解题策略
“坐标法”也是解决三角形最值问题的一种重要方法.解题时,要充分利用题设条件中所提供的特殊边
角关系,建立合适的直角坐标系,正确求出关键点的坐标,将所要求的目标式表示出来并合理化简,再结合三角函数、基本不等式等知识求其最值.
【类型1 三角形面积的最值或范围问题】
1.(24-25高一下·河南信阳·阶段练习)在中,若,则的面积的最大值为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据题意,利用余弦定理得到关于的表达式,再利用三角形面积公式,结合二次函数最值的求法即可得解.
【解答过程】依题意,不妨设,,,则,,
由余弦定理得,即,则,
故,则,
所以,
又因为,
故,
当,即时,取得最大值,此时,,能组成三角形.
所以,即.
故选:A.
2.(23-24高一下·福建泉州·阶段练习)在锐角中,、、分别是角、、所对的边,已知且,则锐角面积的取值范围为( )
A. B. C. D.
【解题思路】首先利用正弦定理求出角,再利用三角形面积公式结合正弦定理化边为角,再根据三角恒等变换转化为三角函数求范围即可.
【解答过程】 且, ,
根据正弦定理得,,
即,
整理得,
, , ,解得,,
,
,,
的面积
为锐角三角形, ,,
,,
,
.
故选:C.
3.(24-25高一下·山东菏泽·期中)的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,且.若D是外一点,DC=1,AD=2,则下列说法中正确( )
A. B.
C.四边形ABCD面积有最小值 D.四边形ABCD面积有最大值
【解题思路】利用正弦定理化边为角,结合两角和的正弦定理可求出角,进而求出,即可判断AB;先求出的关系,再在中,利用余弦定理求出,再根据三角形的面积公式结合三角函数即可判断CD.
【解答过程】在中,因为,
所以,
即,
又,所以,
在中,因为,则,
所以,则,故AB正确;
在中,,
在中,,
四边形ABCD面积
,其中(为锐角),
又,
所以,
因为函数在上递增,在上递减,
所以四边形ABCD面积有最大值,无最小值,故C错误,D正确.
故选:ABD.
4.(24-25高一下·上海金山·阶段练习)在中,、、三个内角所对的边依次为、、,且,若,则的面积的最大值为 .
【解题思路】使用余弦定理求出后,再使用余弦定理、基本不等式和三角形面积公式求解即可.
【解答过程】由余弦定理,,
∵,∴.
由余弦定理及基本不等式,,
∴,当且仅当时取等号,
∴当且仅当时,的面积的最大值为.
故答案为:.
5.(23-24高一下·新疆乌鲁木齐·阶段练习)的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,点D在AC上,且,.
(1)求角B;
(2)求面积的最大值.
【解题思路】(1)利用余弦定理化角为边,再利用余弦定理即可得解;
(2)向量化结合基本不等式求出的最大值,再根据三角形的面积公式即可得解.
【解答过程】(1)因为,
由余弦定理可得,
整理得,
所以,
又,所以;
(2)因为,
所以,
故,
即,
所以,
当且仅当,即时取等号,
所以,
所以面积的最大值为.
【类型2 三角形边长的最值或范围问题】
6.(23-24高一下·广东茂名·期中)在中,角的对边分别为,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据余弦定理化简题中条件,得到,再利用基本不等式求的取值范围即可.
【解答过程】中,,
解得;
,由余弦定理得:,
,
.
故选:D.
7.(23-24高一下·宁夏石嘴山·期末)在中,角的对边分别为,若,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【解题思路】先根据已知式子化简得出角,再由余弦定理结合基本不等式求边长和范围即可.
【解答过程】由余弦定理得,
所以由正弦定理得,
所以,
所以,
所以,
可得
由余弦定理可得,
又因为基本不等式所以,
所以,
当且仅当时,取最大值2,
因为,所以,
所以.
故选:B.
8.(23-24高一下·江苏泰州·期中)在锐角中,边长,,则边长c可能的取值是( )
A. B.2 C. D.
【解题思路】根据c边最大边或最大边,利用余弦定理的变形形式即可求解.
【解答过程】若c边为最大边,则,
,,
若边为最大边,则,
,,
所以,
所以边长c可能的取值是2、.
故选:BD.
9.(23-24高一下·江苏南通·阶段练习)锐角的角A,B,C的对边分别为a,b,c,满足,则的取值范围为 .
【解题思路】利用正弦定理的边角变换与三角函数的和差公式得到,从而利用三角函数的性质与锐角三角形的特点推得的取值范围,再次利用正弦定理的边角变换转化所求为,从而得解.
【解答过程】因为,则,
所以,
由正弦定理得,
又,故,
因为在锐角中,,所以或,
当时,,
所以,解得,符合题意;
当时,,此时,不合题意;
综上,,
又,
而,所以,
则的取值范围为.
故答案为:.
10.(23-24高一下·重庆·期末)在锐角中,分别为内角的对边,已知,
(1)求的大小;
(2)求的取值范围.
【解题思路】(1)利用余弦定理化角为边,再利用余弦定理即可得解;
(2)利用正弦定理化边为角,再根据三角恒等变换化简,结合三角函数的性质即可得解.
【解答过程】(1)因为,
由余弦定理得,
整理得,
所以,
又,所以;
(2)由正弦定理得
,
因为,所以,
所以,所以,
而,
所以,则,
所以.
【类型3 三角形周长的最值或范围问题】
11.(24-25高三下·河南·开学考试)在中,若内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,的平分线交AC于点D,且,则周长的最小值为( )
A.7 B. C. D.4
【解题思路】先利用面积相等与三角形面积公式,结合正弦的倍角公式求得,再利用余弦定理的推论与余弦的倍角公式得到的关系式,从而利用基本不等式求得,由此得解.
【解答过程】由题可得,,即,
又,所以,则,
因为,所以,则,
所以,即,
又因为,,
所以,整理得,
所以,
解得或(舍去),
所以,当且仅当时,等号成立,
则,
故周长的最小值为.
故选:C.
.
12.(23-24高一下·江苏连云港·期中)已知锐角的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若且外接圆半径为,则△ABC周长的取值范围是( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据题意,化简得到,求得,得到,且,又由外接圆半径为,化简得到,结合三角函数的性质,即可求解.
【解答过程】因为,由正弦定理的
又因为,可得,
所以,
即,
因为,可得,可得,即,
解得或(舍去),
因为,所以,则,
又因为外接圆半径为,所以,
又由
,
因为为锐角三角形,且,所以且,
解得,可得,所以,
所以.
故选:C.
13.(23-24高一下·甘肃天水·期中)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
【解题思路】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.
【解答过程】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.
14.(23-24高一下·四川泸州·期中)在锐角中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若,则周长的取值范围为 .
【解题思路】由正弦定理可以把表示为角的函数,由锐角三角形得出角的取值范围,进而可得的取值范围.
【解答过程】在锐角中,,,,则,
由正弦定理, 得, ,
所 ,
由,得,而,则,
因此,所以周长的取值范围为.
故答案为:.
15.(23-24高一下·广东惠州·期中)已知的内角所对的边分别是.
(1)求角;
(2)若外接圆的直径为,求周长的取值范围.
【解题思路】(1)根据题意,利用正弦定理化简得到,再由余弦定理,即可求解;
(2)方法一:由正弦定理求得,利用余弦定理和基本不等式,求得,进而求得周长的取值范围;
方法二:根据题意,利用正弦定理求得,化简得到,结合三角函数的性质,即可求解.
【解答过程】(1)因为,
由正弦定理可得,即,
又由余弦定理得,又因为,所以.
(2)方法一:因为外接圆的直径为,
由正弦定理得,则,
由余弦定理得,
因为,所以,即,
由三角形性质知,当且仅当时,等号成立,
所以,故周长的取值范围为.
方法二:因为外接圆的直径为,
由正弦定理得,则,
因为,可得,所以,
所以,故周长的取值范围为.
【类型4 三角形的角的最值或范围问题】
16.(2024·四川成都·模拟预测)记的内角的对边分别为.若,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【解题思路】先根据边的关系求出的范围,然后表示出,求出其范围,进而可得的范围i,则的范围可求.
【解答过程】根据三角形三边关系可得,即,
又,
因为函数在上单调递减,在上单调递增,
所以,
又,所以,
所以,又为三角形的内角,
所以,
所以.
故选:C.
17.(23-24高一下·四川成都·期中)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.
【解题思路】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.
【解答过程】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.
18.(23-24高一下·河北·期末)在锐角中,角、、所对的边分别为、、,已知,且,则( )
A.
B.角的取值范围是
C.的取值范围是
D.的取值范围是
【解题思路】利用正弦定理以及二倍角的正弦公式可判断A选项的正误;利用三角形的内角和定理以及已知条件求出角的取值范围,可判断B选项的正误;利用余弦函数的基本性质可判断C选项的正误;利用二倍角的正弦公式可判断D选项的正误.
【解答过程】因为,所以,
,,则,所以或.
因为,所以,所以,则,故A正确;
因为,所以.
因为是锐角三角形,所以,即,解得,
所以,则,故B错误,D正确;
因为,所以,所以,则C正确.
故选:ACD.
19.(24-25高一下·全国·课后作业)在中,三边a,b,c互不相等,且a为最长边,若,则A的取值范围是 .
【解题思路】利用余弦定理即可判断角的范围,从而集合a为最长边,即可得出答案.
【解答过程】∵,∴,
则,∴,
又∵a为最长边,∴.
所以A的取值范围是.
故答案为:.
20.(23-24高一下·河南郑州·期中)如图,在四边形中,,,.
(1)当时,求四边形的面积;
(2)当时,求的取值范围.
【解题思路】(1)连接,在中利用余弦定理求出,再利用勾股定理求出,结合三角形面积公式求解即可;
(2)连接,作于点,利用正弦定理和二倍角公式求解.
【解答过程】(1)如图,连接,则当时,
在中,由余弦定理可得
,
所以在中,由勾股定理可得,所以,
所以;
(2)如图,连接,作于点,
则由,可得为的中点,设,
则,
在中,由正弦定理可得,
所以,
又因为,
所以,
由,可得,
所以
【类型5 利用基本不等式求最值(范围)】
21.(2024·江西·二模)在中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,若,则面积的最大值为( )
A.1 B.3 C.2 D.4
【解题思路】根据利用三角恒等变换和正余弦定理得到,再根据余弦定理和基本不等式可得cosB的范围,由此得B的范围,从而得到sinB的最大值,从而根据可求△ABC面积的最大值.
【解答过程】,
,
即,
即,
则,
整理得,
∴,
当且仅当时取等号,
,
则.
故选:C.
22.(2025高三·全国·专题练习)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,满足,,则b+c的取值范围是( )
A. B. C. D.
【解题思路】由余弦定理与基本不等式求出,再由三角形三边关系得到,从而求出b+c的取值范围.
【解答过程】依题意得b2+c2-bc=3,即,
解得:,,当且仅当时取等号,
又,因此b+c的取值范围是.
故选:B.
23.(23-24高一下·浙江·期中)在中,内角,,所对的边分别为,,,,内角的平分线交于点且,则下列结论正确的是( )
A. B.的最小值是2
C.的最小值是 D.的面积最小值是
【解题思路】由三角形面积公式寻找,关系,再利用基本不等式判断.
【解答过程】解:由题意得:,
由角平分线以及面积公式得,
化简得,所以,故A正确;
,当且仅当时取等号,
,,
所以,当且仅当时取等号,故D正确;
由余弦定理
所以,即的最小值是,当且仅当时取等号,故B正确;
对于选项:由得:,,
当且仅当,即时取等号,故C错误;
故选:ABD.
24.(23-24高一下·福建莆田·阶段练习)已知的外接圆的半径为,的长为周长的最大值为 21 .
【解题思路】根据给定条件,利用正弦定理求出角,再利用余弦定理结合基本不等式求解即得.
【解答过程】由的外接圆的半径为且,得,
而,则或,由余弦定理得,
当时,
,当且仅当时取等号,
因此当时,,的周长最大值为21;
当时,
,当且仅当时取等号,
因此当时,,的周长最大值为,
而,所以的周长最大值为21.
故答案为:21.
25.(24-25高一上·全国·期中)已知的内角的对边分别为,若.
(1)求角C的大小;
(2)若的面积为,求的最小值.
【解题思路】(1)利用辅助角公式求解即可;
(2)先利用三角形的面积公式求出,再根据余弦定理结合基本不等式求解即可.
【解答过程】(1)由,得,
所以,
因为,所以,
所以,所以;
(2)因为,所以,
由余弦定理得,
所以,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为.
【类型6 转化为函数求最值(范围)】
26.(23-24高一下·湖北武汉·期中)在锐角中,角的对边分别为为的面积,,且,则的周长的取值范围是( )
A. B. C. D.
【解题思路】利用面积公式和余弦定理可得,然后根据正弦定理及三角变换可得,再根据三角形是锐角三角形,得到的范围,转化为三角函数求值域的问题.
【解答过程】,
,
∴,即,为锐角,
∴,又,
由正弦定理可得,
所以
,其中,,
因为为锐角三角形,
所以,则,
即:,
所以,又,
∴,即,
故的周长的取值范围是.
故选:D.
27.(23-24高一上·福建宁德·期末)如图,在扇形中,半径,圆心角,是扇形弧上的动点,是半径上的动点,.则面积的最大值为( )
A. B. C. D.
【解题思路】设,利用正弦定理可表示出,代入三角形面积公式,结合三角恒等变换知识可化简得到,由正弦型函数最值求法可求得结果.
【解答过程】设,则,
,,,,,
在中,由正弦定理得:,
,
,,
当,即时,取得最大值.
故选:B.
28.(23-24高一下·四川内江·期中)在△ABC中,角A、B、C所对的边分别为a、b、c,且,则下列说法正确的是( )
A.若,则面积的最大值为
B.若,且只有一解,则b的取值范围为
C.若,且为锐角三角形,则周长的取值范围为
D.若为锐角三角形,,则AC边上的高的取值范围为
【解题思路】根据正弦定理边角互化可得,即可根据余弦定理,结合不等式求解A;根据正弦定理即可求解B,根据正弦定理,结合三角恒等变换以及三角函数的性质即可求C,根据余弦定理得,即可根据二次函数的性质求解D.
【解答过程】由正弦定理可得,即
因为,所以,所以,
对于A,若,
由余弦定理得,
由,,可得,
即,当且仅当时等号成立,
则面积,所以面积的最大值为,故A正确;
对于B,若,且,由正弦定理得,
所以,
当时,即,时有一解,故B错误;
对于C,若,由正弦定理得,所以
,
由于为锐角三角形,故且,故,
因此,故,故C正确;
对于D,由于为锐角三角形,,,
所,
故AC边上的高为,故D错误.
故选:AC.
29.(23-24高一下·江苏苏州·阶段练习)在锐角中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若,则的取值范围为 .
【解题思路】
根据正弦定理和余弦定理可得,再由三角恒等变换可得 ,由的范围可得的范围,再结合双勾函数的性质即可得解.
【解答过程】∵,∴,
∴,∴,
∴,∴,
∴,
∵是锐角的内角,
∴或(不符合题意舍去),∴,
∴
,
设,
∵是锐角三角形,
∴,∴,
∴,令,
由双勾函数的性质可得函数在上单调递增,故,
∴.
故答案为:.
30.(23-24高一下·重庆·阶段练习)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.
【解题思路】(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.
【解答过程】(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.
【类型7 坐标法求最值(范围)】
31.(2024·安徽马鞍山·模拟预测)已知平行四边形中, ,,分别为边,的中点,若,则四边形面积的最大值为( )
A.2 B. C.4 D.
【解题思路】建立适当的平面直角坐标系,设,写出各个点的坐标,将转换成条件等式,结合平行四边形面积公式以及基本不等式即可求解.
【解答过程】以点为原点,所在直线为轴建立如图所示的平面直角坐标系,
设,
则,
所以,
所以,
从而,即,等号成立当且仅当,
四边形面积的表达式为,
从而,等号成立当且仅当,
所以四边形面积的最大值为.
故选:D.
32.(2024·江西南昌·三模)如图,在扇形OAB中,半径,,C在半径OB上,D在半径OA上,E是扇形弧上的动点(不包含端点),则平行四边形BCDE的周长的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】由于点E在弧上运动,引入恰当的变量,从而表达,再利用正弦定理来表示边,来求得周长关于角的函数,然后求出取值范围;也可以建立以圆心为原点的坐标系,同样设出动点坐标,用坐标法求出距离,然后同样把周长转化为关于角的函数,进而求出取值范围.
【解答过程】
(法一)如图,连接设,则,,
故.在中,由正弦定理可得,
则 .
在中,由正弦定理可得,则.
平行四边形的周长为
.
因为,所以,所以,所以,
所以,则,
即平行四边形BCDE的周长的取值范围是.
(法二)以O为原点,所在直线分别为x,y轴,建立平面直角坐标系.
设,则,,
从而,,,
,
故平行四边形的周长为.
因为,所以,所以,
则,即平行四边形的周长的取值范围是.
故选:A.
33.(23-24高一下·四川宜宾·期末)如图,在平面四边形中,,,,,,,若点F为边AD上的动点,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
【解题思路】以为原点建立平面直角坐标系,求得,设,令,得出,利用数量积的运算得到,结合二次函数的性质,即可求解.
【解答过程】以为原点,以所在的直线为轴,建立如图所示的平面直角坐标系,
依题意得,又,
在中,由余弦定理得,
所以,所以,故,
在中,由余弦定理得,
所以,所以,
因为,,故,
因为,,所以,
所以在中,,
所以为等边三角形,
所以,所以,
设,由题意令,即,
解得,所以,
所以,
设,可得其对称轴为,且开口向上,
所以时,取得最小值,即的最小值为.
故选:B.
34.(23-24高一下·江西萍乡·期中)如图,在中,,,,动点在线段上移动,则的最小值为 .
【解题思路】利用余弦定理可得,然后建立如图所示的直角坐标系,利用平面向量积表示出,结合二次函数即可求解.
【解答过程】在中,,,,
所以,又,
所以,
以所在直线为轴,以为原点,建立如图所示的直角坐标系,
则,,设,,
所以,
所以,
所以当时,有最小值.
故答案为:.
35.(23-24高一下·天津·期末)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足.
(1)求角B的大小;
(2)若,且,,求的面积;
(3)如图,平面四边形ABCP中,,,,动点E,F分别在线段BC,CP上运动,且,,求的取值范围.
【解题思路】(1)由正弦定理及三角形的性质即可求解;
(2)利用向量求出,利用余弦定理求出,代入面积公式求解即可;
(3)建立平面直角坐标系,设出点的坐标,利用数量积的坐标运算表示,利用二次函数知识求出值域即可.
【解答过程】(1)因为,所以由正弦定理得,
所以,又,所以,
又,所以.
(2)因为,且,,所以,,
在中,由余弦定理得,
即,解得,或(舍),
所以的面积;
(3)以A为坐标原点,AP所在直线为x轴,垂直AP的直线为y轴建立平面直角坐标系,
则,,,由得,
因为,,,所以设,,
由得,
由得,
所以
,
当时,取得最小值,最小值为,
当或时,取得最大值,最大值为,
所以的取值范围是.
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