内容正文:
第二编 主干知识突破
专题三 三角函数与解三角形
规范答题系列二 三角函数与解三角形类解答题
思路分析:第(1)问,求角,利用正弦定理边化角后整理化简即可;第(2)问,范围问题,利用正弦定理及三角恒等变换化a2+c2为角A的三角函数,利用三角函数的性质求最值.
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例 (2024·山东济宁模拟)(15分)在锐角三角形ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,eq \r(3)(acosC+ccosA)=2bsinB.
(1)求角B的值;
(2)若b=2eq \r(3),求a2+c2的取值范围.
规范答题
细节指导
解:(1)因为eq \r(3)(acosC+ccosA)=2bsinB,
由正弦定理得eq \r(3)(sinAcosC+sinCcosA)=2sinBsinB,….1分
所以eq \r(3)sin(A+C)=eq \r(3)sinB=2sinBsinB,…….….….…..2分
又sinB≠0,所以sinB=eq \f(\r(3),2),………. …….….….….….….3分
又B为锐角,则B=eq \f(π,3).……….…….…… ………. ….…..4分
解三角形问题,边角互化,得1分;
恒等变换正确,得1分;
注明sinB≠0求出sinB,得1分;
求出B=eq \f(π,3),得1分;
(2)由正弦定理eq \f(a,sinA)=eq \f(c,sinC)=eq \f(b,sinB)=eq \f(2\r(3),\f(\r(3),2))=4,…….5分
则a=4sinA,c=4sinC,……………………………….6分
所以a2+c2=16sin2A+16sin2C=8(1-cos2A)+8(1-cos2C)
=16-8cos2A-8cos2C=16-8cos2A-8coseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(π-A-\f(π,3)))))
=16-8cos2A-8eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)cos2A-\f(\r(3),2)sin2A))
=16+4eq \r(3)sin2A-4cos2A
=16+8sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2A-\f(π,6))),…………………………………….10分
由正弦定理得出a=4sinA,c=4sinC,得2分;
正确得出a2+c2=16+8sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2A-\f(π,6))),得4分,若结果错误,无过程分;
因为在锐角三角形ABC中,所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(0<A<\f(π,2),,0<π-A-\f(π,3)<\f(π,2),))………….11分
得eq \f(π,6)<A<eq \f(π,2),……………………………………………………….12分
所以eq \f(π,6)<2A-eq \f(π,6)<eq \f(5π,6),…………………………………………….13分
则eq \f(1,2)<sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2A-\f(π,6)))≤1,20<16+8sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2A-\f(π,6)))≤24,
所以a2+c2的取值范围为(20,24]. …………………………….15分
正确建立A的不等式组,得1分;
正确求得A的取值范围,得1分;
正确求得2A-eq \f(π,6)的取值范围,得1分;
正确求得a2+c2的取值范围,得2分.
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