内容正文:
专题6-5 三角形周长(边长代数和)问题
题型一:三角形周长定值问题
典型例题
例题1.(24-25高三上·江苏扬州·期末)在中,已知角所对的边分别,的面积,,,则的周长为 .
例题2.(河南省漯河市2024-2025学年高三上学期期末质量监测数学试题)在中,角的对边分别为,已知.
(1)求角;
(2)若是的一条内角平分线,,,求的周长.
例题3.(24-25高三下·贵州·开学考试)设的内角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若的角平分线与交于点,且,求的周长.
精练核心考点
1.(24-25高三下·福建福州·开学考试)在中,角的对边分别为.
(1)求;
(2)若的面积为,求的周长.
2.(2025·江西新余·一模)在中,已知角的对边分别是,且.
(1)求角的大小;
(2)若边上的高为,求三角形ABC的周长.
3(2025·广东惠州·模拟预测)在中,角所对的边分别为,,,且,.
(1)若边上的高,求证:为等边三角形;
(2)已知直线为的平分线,且与交于点,若,求的周长.
题型二:三角形周长最值问题
典型例题
例题1.(24-25高二上·广东汕尾·期末)函数,已知的图象上两相邻最高点的横坐标分别为和,点在图象上,且在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.
(1)求a与的值;
(2)若,求周长的最大值.
例题2.(24-25高三上·陕西咸阳·期中)在中,角的对边分别为,已知.
(1)求角A;
(2)若,求的周长的最大值.
例题3.(23-24高三下·河南开封·阶段练习)在中,内角的对边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)点是上的一点,,且,求周长的最小值.
精练核心考点
1.(23-24高一下·广西南宁·期末)已知中,角所对的边分别是,其中,.
(1)求的外接圆半径;
(2)求周长的最大值.
2.(23-24高三上·重庆·阶段练习)记的内角的对边分别为,已知().
(1)求;
(2)若是角的内角平分线,且,求周长的最小值.
3.(23-24高一下·江苏连云港·阶段练习)的角A,B,C所对的边分别为a,b,c,点D在上,
(1)若,,求c;
(2)若是的角平分线,,求周长的最小值.
题型三:三角形周长范围问题
典型例题
例题1.(24-25高三上·山东·期中)在中,内角,,的对边分别是,,,且满足.
(1)求角;
(2)若,求周长的取值范围.
例题2.(23-24高一下·海南海口·期末)已知函数,的最小值为.
(1)求的值;
(2)求的解集;
(3)在锐角中,角,,的对边分别为,,,若,,求周长的取值范围.
例题3.(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.
精练核心考点
1.(23-24高一下·广西南宁)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求角C的大小;
(2)若,求周长的取值范围.
2.(23-24高一下·湖北黄冈·期中)已知三个内角,,的对边分别为,,,向量,,且.
(1)求角;
(2)若,求的面积的最大值;
(3)若,求的周长的取值范围.
3.(23-24高一下·贵州遵义·阶段练习)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且
(1)求C;
(2)若,求 周长的取值范围.
题型四:三角形边长问题
典型例题
例题1.(24-25高三上·广东湛江·期末)在中,角的对边分别是,若,且,则的最小值是( )
A. B.2 C. D.
例题2.(24-25高三上·福建漳州·阶段练习)在中,的对边分别为,且满足__________.
请在①;②,这两个中任选一个作为条件,补充在横线上,并解答问题.
(1)求;
(2)若的面积为为的中点,求的最小值.
例题3.(23-24高一下·湖南·期末)已知内角所对的边长分㓩为.
(1)求;
(2)若为锐角三角形,且,求的取值范围.
精练核心考点
1.(2024·广东广州·模拟预测)三角形中,内角,,对应边分别为,,,面积.
(1)求的大小;
(2)如图,若为外一点,在四边形中,边长,,,求的最小值.
2.(23-24高一下·陕西铜川·期末)在中,角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若为锐角三角形,且,求的取值范围.
3.(23-24高二下·湖北武汉·期末)已知函数的内角所对的边分别为,且.
(1)求角;
(2)设为边的中点,且的面积为,求的长.
题型五:三角形边长代数和问题
典型例题
例题1.(24-25高三上·安徽马鞍山·阶段练习)在中,内角、、所对的边分别为、、,且.
(1)求;
(2)求的取值范围.
例题3.(23-24高一下·广东佛山·期中)记的内角的对边分别为,已知的面积.
(1)求;
(2)若,求;
(3)若,且存在最大值,求正数的取值范围.
精练核心考点
1.(24-25高三上·湖北·期末)记锐角的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知
(1)求
(2)已知边,求的取值范围.
2.(23-24高一下·辽宁·期中)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.
3.(23-24高一下·广东佛山·阶段练习)在中,角A,B,C的对边分别为已知.
(1)证明:.
(2)证明:.
(3)若为锐角三角形,求的取值范围.
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专题6-5 三角形周长(边长代数和)问题
题型一:三角形周长定值问题
典型例题
例题1.(24-25高三上·江苏扬州·期末)在中,已知角所对的边分别,的面积,,,则的周长为 .
【答案】
【知识点】正弦定理边角互化的应用、余弦定理解三角形、用和、差角的余弦公式化简、求值、三角形面积公式及其应用
【分析】由条件结合三角形面积公式和正弦定理可得,结合两角和余弦公式求,再结合余弦定理及三角形面积公式求,由此可求的周长.
【详解】因为的面积,,
所以,
所以,又,
所以,又,
,
所以,
又,所以,
由余弦定理可得,
由,,可得,
所以,
所以,
所以,
所以的周长为.
故答案为:.
例题2.(河南省漯河市2024-2025学年高三上学期期末质量监测数学试题)在中,角的对边分别为,已知.
(1)求角;
(2)若是的一条内角平分线,,,求的周长.
【答案】(1)
(2)
【知识点】正弦定理边角互化的应用、三角形面积公式及其应用、三角恒等变换的化简问题、余弦定理解三角形
【分析】(1)利用正弦定理将边转化为角,再通过三角函数的运算求出角;(2)根据三角形内角平分线性质以及三角形面积公式建立等式,结合余弦定理求出的值,进而得到三角形的周长.
【详解】(1)由已知及正弦定理:,
,
,
,.
(2)在中,由,
可得:,
又平分,则,
所以,
整理得①.
又由余弦定理,可得,即,
则有②,
由①②解得:或(舍),
所以的周长为.
例题3.(24-25高三下·贵州·开学考试)设的内角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若的角平分线与交于点,且,求的周长.
【答案】(1)
(2)
【知识点】三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形、三角恒等变换的化简问题、正弦定理边角互化的应用
【分析】(1)利用正弦定理以及余弦定理对已知条件进行化简即可求解.
(2)利用正弦定理进行边角互化可得,再根据角平分线的定义可得,再由 以及三角形面积公式可得 值,再利用余弦定理即可求得 值,从而得出结论.
【详解】(1)
由于 ,两边同时乘以 并化简可得:,
根据正弦定理可得 ,代入可得,
化简得:,进一步化简:,
由余弦定理可知,代入上面的等式:
,化简得,
即
所以由余弦定理可得:,
由于,所以.
(2)已知,
由正弦定理可得 ,即 ,
因为是的角平分线,且由(1)可知 ,
所以 ,
因为 ,根据三角形面积公式可得:
,
将 代入上式可得: ,
化简可得: ,即 ,
将 代入 可得: 即,
因为 ,所以解得,,
代入余弦定理可得:
,则 .
所以,
综上,的周长为.
精练核心考点
1.(24-25高三下·福建福州·开学考试)在中,角的对边分别为.
(1)求;
(2)若的面积为,求的周长.
【答案】(1)
(2)6
【知识点】三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形、正弦定理边角互化的应用
【分析】(1)解法一:利用正弦定理边化角,结合两角和差正弦公式可化简求得,由此可得;解法二:利用余弦定理角化边,进而利用余弦定理求出,由此可得;
(2)由三角形面积公式可求得,利用余弦定理可构造方程求得,由此可得三角形周长.
【详解】(1)解法一:
因为,
由正弦定理得,
所以,
,
即,
因为,所以,
因为,所以.
解法二:
因为,
由余弦定理得,
即,
即,
所以,
所以,
因为,所以.
(2)解法一:因为的面积,
所以,
因为,所以,
由(1)得,
所以,故,
解得,
所以的周长.
解法二:
由(1)得,
因为,
所以,整理得,
即,又,所以为等边三角形,
即,
因为的面积,
所以,
所以的周长为6
解法三:
(2)由(1)得,
所以,
当且仅当时取”,
因为,
所以,
因为的面积,
所以,
所以的周长为6.
2.(2025·江西新余·一模)在中,已知角的对边分别是,且.
(1)求角的大小;
(2)若边上的高为,求三角形ABC的周长.
【答案】(1);
(2).
【知识点】余弦定理解三角形、余弦定理边角互化的应用、三角形面积公式及其应用
【分析】(1)由余弦边角关系及已知可得,再应用余弦定理即可求角的大小;
(2)由三角形面积公式,应用等面积法列方程得,结合(1)的结论,并应用余弦定理求边长,进而确定三角形的周长.
【详解】(1)由题设及余弦定理知,整理得,
所以,,则;
(2)由题意及(1)知:,则,
由,即,
所以(负值舍),故,而,
所以三角形ABC的周长为.
3(2025·广东惠州·模拟预测)在中,角所对的边分别为,,,且,.
(1)若边上的高,求证:为等边三角形;
(2)已知直线为的平分线,且与交于点,若,求的周长.
【答案】(1)证明见解析;
(2).
【知识点】正、余弦定理判定三角形形状、三角形面积公式及其应用、几何图形中的计算、余弦定理解三角形
【分析】(1)利用余弦定理并结合三角形面积公式计算可得,可得结论;
(2)根据角平分线以及角度大小利用等面积法解方程可得,可得其周长.
【详解】(1)证明:在中,,,
由余弦定理得,即①.
又,
即,故②.
由①②得,即,
故.
所以为等边三角形.
(2)在中,由,
得,
又直线为的平分线,
则,
所以,即③,
又由余弦定理可得,即.④,
由③④可知,
解得或(舍),
所以的周长为.
题型二:三角形周长最值问题
典型例题
例题1.(24-25高二上·广东汕尾·期末)函数,已知的图象上两相邻最高点的横坐标分别为和,点在图象上,且在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.
(1)求a与的值;
(2)若,求周长的最大值.
【答案】(1),.
(2)6
【知识点】辅助角公式、求三角形中的边长或周长的最值或范围、正弦定理解三角形、余弦定理解三角形
【分析】(1)利用辅助角公式将函数化成,结合题设条件即可确定a与的值;
(2)根据(1)已得,由求得,方法一:利用正弦定理和恒等变换知识,将表示成,由三角函数的性质即可求得周长的最大值;方法二:利用余弦定理和基本不等式,推理求出周长的最大值.
【详解】(1).
由题意知,,因,则可得,
故,
由在的图象上,可得,故.
(2)(解法一)由(1)知,则,
即,因为,所以,
所以,解得,
由正弦定理,,
则得,,因,
则
.
因为,所以,
所以,即有,
从而,所以周长的最大值为6.
(解法二)由(1)知,所以,
即,因为,所以,
所以,即,
在中,由余弦定理,,
由(1)知,即,
所以,
故,即,
当且仅当时,等号成立,
故,所以周长的最大值为6.
例题2.(24-25高三上·陕西咸阳·期中)在中,角的对边分别为,已知.
(1)求角A;
(2)若,求的周长的最大值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】正弦定理边角互化的应用、求三角形中的边长或周长的最值或范围、三角恒等变换的化简问题、余弦定理解三角形
【分析】(1)利用正弦定理结合三角恒等变换分析求解即可;
(2)利用余弦定理结合基本不等式可得,即可得周长的最大值
【详解】(1)因为,
由正弦定理可得,
且,则,
可得,所以.
(2)由余弦定理得,
且,,
可得,
当且仅当时取等号,
则,即,可得,
所以周长的最大值为.
例题3.(23-24高三下·河南开封·阶段练习)在中,内角的对边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)点是上的一点,,且,求周长的最小值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】正弦定理边角互化的应用、求三角形中的边长或周长的最值或范围、三角恒等变换的化简问题、余弦定理解三角形
【分析】(1)利用正弦定理边化角,结合两角和的正弦公式化简已知等式,可得的值,即可求得答案.
(2)利用正弦定理推出,设,确定t的范围,再利用余弦定理推得,谈论和时两种情况,即可求得答案.
【详解】(1)由得,
故,
因为,故,
则,
而,
故,则;
(2)由于,则,
在中,;
在中,;
而,故,设,
则,即,
在中,,
即,于是,故,
分别在利用余弦定理得,
两式相减得,
当时,上式恒成立,此时为正三角形,周长为;
当时,,于是,
故,
由于,故当时,取最小值,
故周长的最小值为.
精练核心考点
1.(23-24高一下·广西南宁·期末)已知中,角所对的边分别是,其中,.
(1)求的外接圆半径;
(2)求周长的最大值.
【答案】(1)3
(2).
【知识点】正弦定理求外接圆半径、求三角形中的边长或周长的最值或范围、已知弦(切)求切(弦)、余弦定理解三角形
【分析】(1)利用同角三角函数的基本关系及正弦定理即可求解;
(2)根据(1)的结论及余弦定理,再利用基本不等式及三角形的周长公式即可求解.
【详解】(1)依题意,解得,
故的外接圆半径.
(2)由(1)知,,
由余弦定理,,
因为,则,
则,
当且仅当时,等号成立,
故,
所以周长的最大值为.
2.(23-24高三上·重庆·阶段练习)记的内角的对边分别为,已知().
(1)求;
(2)若是角的内角平分线,且,求周长的最小值.
【答案】(1);
(2).
【知识点】正弦定理边角互化的应用、求三角形中的边长或周长的最值或范围、三角形面积公式及其应用
【分析】(1)由已知结合正弦定理以及三角恒等变换公式即可求解;
(2)由是角的内角平分线,可得到,化简得到,表示出周长,利用基本不等式计算即可.
【详解】(1)因为,
由正弦定理可得:,
所以
因为在内,有,所以,
所以,
所以,或,
即, 或,由,故.
(2)因为是角的内角平分线,且,
所以,即,
整理得:,所以,所以,
当且仅当时,上式取到最小值,
在中由余弦定理可得:,
所以周长:
,
当且仅当时,等号成立,所以周长的最小值为.
3.(23-24高一下·江苏连云港·阶段练习)的角A,B,C所对的边分别为a,b,c,点D在上,
(1)若,,求c;
(2)若是的角平分线,,求周长的最小值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】正弦定理解三角形、求三角形中的边长或周长的最值或范围、余弦定理解三角形、基本(均值)不等式的应用
【分析】(1)运用三角形外角性质及正弦定理即可求得结果.
(2)由等面积法可得,再由余弦定理可得,再结合基本不等式即可求得结果.
【详解】(1)如图所示,
,
,,
,
,
在中,由正弦定理得,即,
(2),是的角平分线,如图所示,
则,
由得,
又,所以,
在中,由余弦定理得,则,
设的周长为l,则,
由基本不等式得,,当且仅当时等号成立,
即:,当且仅当时等号成立,
所以,当且仅当时等号成立,
所以的周长最小值为
题型三:三角形周长范围问题
典型例题
例题1.(24-25高三上·山东·期中)在中,内角,,的对边分别是,,,且满足.
(1)求角;
(2)若,求周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】求三角形中的边长或周长的最值或范围、辅助角公式、余弦定理解三角形、正弦定理边角互化的应用
【分析】(1)由,利用正弦定理求解;
(2)由(1)知,利用余弦定理得到,再利用基本不等式求解.
【详解】(1)由及正弦定理得:
,
故,
所以.
因为,,
所以,
因为,所以.
(2)由(1)可知,,由余弦定理,得,
又,所以.
由基本不等式得:,即,
所以,当且仅当时,等号成立.
又,
即,又,所以,
所以,
即周长的取值范围是.
例题2.(23-24高一下·海南海口·期末)已知函数,的最小值为.
(1)求的值;
(2)求的解集;
(3)在锐角中,角,,的对边分别为,,,若,,求周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【知识点】三角恒等变换的化简问题、求含sinx(型)函数的值域和最值、求三角形中的边长或周长的最值或范围、求函数的零点
【分析】(1)化简,求出最小值,建立关于的方程,解方程得解;
(2)解三角函数方程可得或,最后写成集合形式得解;
(3)求周长范围转化为求的范围,然后利用正弦定理边化角,利用三角函数知识即可求得取值范围.
【详解】(1)
因为的最小值为,所以当时,,
所以.
(2)由(1)知,,则,即,
所以或,解得或,,
的解集为:或.
(3)因为在锐角中,,,,
所以,即
所以,所以,
设的外接圆半径为R,则有
所以
所以
又
所以,所以,
所以周长的取值范围为
例题3.(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.
【答案】(1)
(2)
【知识点】余弦定理解三角形、求三角形中的边长或周长的最值或范围、正弦定理边角互化的应用
【分析】(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.
【详解】(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.
精练核心考点
1.(23-24高一下·广西南宁)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求角C的大小;
(2)若,求周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】余弦定理解三角形、求三角形中的边长或周长的最值或范围、三角恒等变换的化简问题、正弦定理边角互化的应用
【分析】(1)在中,由正弦定理边角关系得,由余弦定理求,进而可得答案.
(2)由正弦定理可得,推出,,借助辅助角公式及三角函数性质得周长的取值范围.
【详解】(1)在中,,
由正弦定理得:,
由余弦定理得:,
因为为的内角,则,所以.
(2)由正弦定理得:,
所以,,
所以的周长为:
,
因为,所以,则,
所以,则,
所以周长的取值范围为.
2.(23-24高一下·湖北黄冈·期中)已知三个内角,,的对边分别为,,,向量,,且.
(1)求角;
(2)若,求的面积的最大值;
(3)若,求的周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】求三角形中的边长或周长的最值或范围、求三角形面积的最值或范围、数量积的坐标表示、基本不等式求积的最大值
【分析】(1)依题意可得,根据数量积的坐标表示得到,再由正弦定理将边化角,即可得解;
(2)由余弦定理及基本不等式求出的最大值,再由面积公式计算可得;
(3)结合(2)的结论求出的范围,即可得解.
【详解】(1)因为,,且,
所以,
由正弦定理可得,
又,所以,所以,则,
又,所以;
(2)因为,,
由余弦定理,即,
所以,当且仅当时取等号,
所以,当且仅当时取等号,
即的面积的最大值为;
(3)由(2)可知,
则,又,
所以,即,显然,
所以,当且仅当时取等号,
所以,
即的周长的取值范围为.
3.(23-24高一下·贵州遵义·阶段练习)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且
(1)求C;
(2)若,求 周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】用和、差角的正弦公式化简、求值、求三角形中的边长或周长的最值或范围、求含sinx(型)函数的值域和最值、正弦定理边角互化的应用
【分析】(1)利用两角和差的正弦公式化简已知等式可得,即可求得答案;
(2)利用正弦定理可得三角形周长的表达式,结合正弦函数性质,即可求得答案.
【详解】(1)由,得,
即,
则,
则,而,
故,即,
故,而,,
故;
(2)由,结合正弦定理得,
则,
故
,
而,故,
故的范围为,
即周长的取值范围为.
题型四:三角形边长问题
典型例题
例题1.(24-25高三上·广东湛江·期末)在中,角的对边分别是,若,且,则的最小值是( )
A. B.2 C. D.
【答案】B
【知识点】正弦定理边角互化的应用、求三角形中的边长或周长的最值或范围、用和、差角的正弦公式化简、求值
【分析】由正弦定理边化角,结合两角和的正弦公式可得,再由余弦定理结合基本不等式即可得的最小值.
【详解】因为,
由正弦定理,得.
因为,
所以,
所以,
所以.
因为,所以,则.
由余弦定理,得,
当且仅当时,等号成立,
所以,即的最小值为.
故选:B.
例题2.(24-25高三上·福建漳州·阶段练习)在中,的对边分别为,且满足__________.
请在①;②,这两个中任选一个作为条件,补充在横线上,并解答问题.
(1)求;
(2)若的面积为为的中点,求的最小值.
【答案】(1)任选一条件,都有
(2)
【知识点】三角形面积公式及其应用、正弦定理边角互化的应用、求三角形中的边长或周长的最值或范围、余弦定理解三角形
【分析】(1)选①,由正弦定理角化边结合余弦定理,即可求得答案;选②,利用三角函数诱导公式求出,结合角的范围即可求得答案;
(2)利用三角形面积可求出,再将平方后结合基本不等式,即可求得答案;另外,也可利用的面积以及在中利用余弦定理求解.
【详解】(1)选择条件①,,
则,
由正弦定理可得,即,
所以,由,所以.
选择条件②,,
即,所以,
由,则,
所以,则.
(2)由,解得.
又,
所以
所以,当且仅当时等式成立,
所以的最小值是.
另解:因为为中点,
所以,得,
在中,由余弦定理得
所以,当且仅当时等式成立,
所以的最小值是.
例题3.(23-24高一下·湖南·期末)已知内角所对的边长分㓩为.
(1)求;
(2)若为锐角三角形,且,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】正弦定理边角互化的应用、用和、差角的正弦公式化简、求值、求三角形中的边长或周长的最值或范围、余弦定理解三角形
【分析】(1)利用余弦定理即可由已知条件得到,进而得到角A;
(2)先由(1)以及为锐角三角形得到角B的范围,进而利用正弦定理即可得,再结合三角恒等变换公式以及角B的范围进行推算即可得解.
【详解】(1)由,得,
由余弦定理得,
整理得,
所以,
又,则.
(2)因为为锐角三角形,,
所以可得,
又,故由正弦定理得:
,
因为,所以,所以,则,
所以 ,
故的取值范围为.
精练核心考点
1.(2024·广东广州·模拟预测)三角形中,内角,,对应边分别为,,,面积.
(1)求的大小;
(2)如图,若为外一点,在四边形中,边长,,,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】余弦定理解三角形、三角恒等变换的化简问题、求三角形中的边长或周长的最值或范围、正弦定理解三角形
【分析】(1)根据面积公式以及余弦定理可得,即可求解,
(2)根据正弦定理可得,即可根据二倍角公式化简得,利用余弦函数的性质即可求解.
【详解】(1)因为,即,
所以,
所以,
因为,所以.
(2)在和中,由正弦定理可得,
设,,则,
故两式相除可得,即,
因此,
故当时,即时,此时取最大值1,故取最小值.
2.(23-24高一下·陕西铜川·期末)在中,角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若为锐角三角形,且,求的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【知识点】辅助角公式、求含sinx(型)函数的值域和最值、求三角形中的边长或周长的最值或范围、正弦定理边角互化的应用
【分析】(1)由正弦定理可得,再利用辅助角公式可得;
(2)利用正弦定理可得,再由并利用三角函数单调性可求得的取值范围.
【详解】(1)因为,
由正弦定理得,
,
所以,
因为,所以,
所以,即,
所以,因为,
所以,即,
可得.
(2)由正弦定理得,
即,且,
所以.
因为为锐角三角形,,所以,
所以,即.
可得,
即的取值范围为.
3.(23-24高二下·湖北武汉·期末)已知函数的内角所对的边分别为,且.
(1)求角;
(2)设为边的中点,且的面积为,求的长.
【答案】(1)
(2)
【知识点】正弦定理边角互化的应用、求三角形中的边长或周长的最值或范围、用和、差角的正弦公式化简、求值、数量积的运算律
【分析】(1)利用三角函数特殊值和角的范围,直接求出角;
(2)利用正弦定理角化边,再利用余弦定理和面积公式,以及中线向量公式来求出中线长.
【详解】(1)因为,所以.
所以.因为,所以,所以.
(2)因为,所以.
所以.因为,所以.
所以.
由余弦定理,得,且,
所以,即.
所以,即.
因为,所以.
所以,即.所以.
因为,所以.
所以,
所以.
题型五:三角形边长代数和问题
典型例题
例题1.(24-25高三上·安徽马鞍山·阶段练习)在中,内角、、所对的边分别为、、,且.
(1)求;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】余弦定理解三角形、求三角形中的边长或周长的最值或范围、正弦定理边角互化的应用
【分析】(1)由正弦定理边角互换,结合恒等变换证结论;(2)由(1)及余弦公式,结合基本不等式可解.
【详解】(1)由题,
因为,所以.
(2)由(1),
(当且仅当时取等号)
则,又,则.
例题2.(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.
【答案】(1)
(2)
【知识点】辅助角公式、求三角形中的边长或周长的最值或范围、三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形
【分析】(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.
【详解】(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.
例题3.(23-24高一下·广东佛山·期中)记的内角的对边分别为,已知的面积.
(1)求;
(2)若,求;
(3)若,且存在最大值,求正数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】求三角形中的边长或周长的最值或范围、三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形、正弦定理边角互化的应用
【分析】(1)由三角形面积公式及余弦定理即可求解;
(2)由及同角三角函数的平方关系求出,结合(1)得,计算出,再根据正弦定理即可得出;
(3)由正弦定理得出,由两角差的正弦公式及辅助角公式得出,其中,结合题意得,根据正切函数的单调性列出不等式求解即可.
【详解】(1)由已知可得,
因为,所以,
所以.
由余弦定理可得,
所以.
(2)因为,所以,
又因为,所以,
于是,
由正弦定理得.
(3)因为,且,所以,
所以
,其中.
要使得存在最大值,则能取到,因为,
所以,于是,所以,
于是,解得.
精练核心考点
1.(24-25高三上·湖北·期末)记锐角的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知
(1)求
(2)已知边,求的取值范围.
【答案】(1);
(2)
【知识点】正弦定理边角互化的应用、求三角形中的边长或周长的最值或范围
【分析】(1)根据已知等式和正弦定理,化简即可求解.
(2)利用正弦定理得,又为锐角三角形,解得,从而得到的取值范围,从而得解.
【详解】(1)由,
可得,
即,
所以,即,
因为,所以,又,所以;
(2)由正弦定理可得,
,
因为为锐角三角形,则,解得,
,
所以的取值范围是
2.(23-24高一下·辽宁·期中)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)
【知识点】余弦定理解三角形、求含sinx(型)函数的值域和最值、求三角形中的边长或周长的最值或范围、正弦定理解三角形
【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.
3.(23-24高一下·广东佛山·阶段练习)在中,角A,B,C的对边分别为已知.
(1)证明:.
(2)证明:.
(3)若为锐角三角形,求的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
(3)
【知识点】正弦定理边角互化的应用、用和、差角的正弦公式化简、求值、求三角形中的边长或周长的最值或范围、余弦定理解三角形
【分析】(1)用余弦定理化简即可证明;
(2)结合(1)根据正弦定理得到,三角恒等变换得到,根据范围得到证明;
(3)由,根据锐角三角形确定,得到范围.
【详解】(1)由余弦定理结合,
可得,
化简得:,证毕;
(2)由(1) 结合正弦定理可得:,
即,
即,
即,
因为,,故或(舍去),
则,证毕.
(3)由(2)可得,
因为为锐角三角形,
可得,即,
解得:,即有,
所以,
即的取值范围为
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