内容正文:
期末专题03 解三角形(6大题型35题)
题型概览
题型01 求边长(类)、周长的值及范围
题型02 求角及三角函数值
题型03 求中线、角平分线
题型04 求面积的值及范围
题型05 解三角形多选题(多考点综合)
题型06 解三角形的实际应用
优选提升题
(
题型01
) 求边长(类)、周长的值及范围
1.(23-24高一下·辽宁辽阳·期末)在中,,则( )
A.8 B.12 C.16 D.4
【答案】D
【来源】辽宁省辽阳市2023-2024学年高一下学期期末考试数学试卷
【分析】根据题意,由正弦定理代入计算,即可求解.
【详解】在中,由正弦定理可得,
即.
故选:D
2.(23-24高一下·辽宁沈阳重点联合体·期末)在中,角所对的边分别是,已知向量,且.
(1)求;
(2)若,且的面积为,求的周长.
【答案】(1)
(2)8
【来源】辽宁省沈阳市重点联合体2023-2024学年高一下学期期末检测数学试题
【分析】(1)利用向量平行结合正弦定理求解即可.
(2)利用三角形面积公式得到,再利用余弦定理得到从而求出三角形的周长即可.
【详解】(1)因为,所以.
由正弦定理得.
又,故.
因为,所以.
(2)因为,
所以.
由余弦定理得,
即,解得,
所以的周长为.
3.(23-24高一下·辽宁抚顺六校协作体·期末)在中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,以a,b,c为边长的三个等边三角形的面积依次为,,.已知,.
(1)求角B:
(2)若的面积为,求c.
【答案】(1)
(2).
【来源】辽宁省抚顺市六校协作体2023-2024学年高一下学期期末考试数学试卷
【分析】(1)由已知可得,结合余弦定理可得,结合已知可得,进而求得;
(2)由(1)可求得,进而由正弦定理可得,,从而由面积可求得.
【详解】(1)因为,所以
由余弦定理,
可得,
因为,所以,
从而,
又因为,即,且,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.
4.(23-24高一下·辽宁·期末)已知的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,.
(1)求角B;
(2)若外接圆的周长为,求周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据正弦定理,进行角化边的化简处理可得,利用余弦定理可得,结合范围,可求B的值.
(2)由正弦定理可得b,根据三角形任意两边和大于第三边的性质,可得,由余弦定理,结合基本不等式可求的最大值,进而可求的周长的范围.
【详解】(1)因为,
所以由正弦定理得,化简可得,
由余弦定理得,
因为B为三角形内角,,所以.
(2)因为的外接圆周长为,故外接圆直径为,
因为,所以由正弦定理可得,
所以由余弦定理,
可得,
所以,当且仅当时,等号成立.
又因为,所以,
即的周长的取值范围为.
5.(23-24高一下·辽宁部分高中·期末)在中,角,,的对边分别为,,,.
(1)求;
(2)若,求周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【来源】辽宁省部分高中2023-2024学年高一下学期7月期末联考数学试题
【分析】(1)利用正弦定理将角化边,再由余弦定理计算可得;
(2)利用余弦定理、基本不等式及三边关系求出的取值范围,即可得解.
【详解】(1)因为,
由正弦定理可得,即,
由余弦定理,
又,所以
(2)由余弦定理,即,
所以,又,所以,显然,
所以,当且仅当时取等号,
又,所以,
所以周长的取值范围为.
6.(23-24高一下·辽宁·期末)已知是锐角三角形,内角A,B,C所对应的边分别为a,b,若,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据正弦定理边角互化,结合三角恒等变换可得,利用换元法,结合三角函数的性质以及二次函数的性质即可求解范围.
【详解】由正弦定理得:
,
又,即,可得,
又是锐角三角形,
可得,即,解得,
令,则,
则,开口向上,对称轴,
即在上单调递增,
所以,即
即的取值范围是
故答案为:
7.(23-24高一下·辽宁锦州·期末)在锐角三角形中,角的对边分别为,已知,则的取值范围是 .
【答案】
【来源】辽宁省锦州市2023-2024学年高一下学期期末考试数学试卷
【分析】由正弦定理边化角得到,由锐角三角形求出,然后将的取值范围转化为函数的值域问题求解即可.
【详解】因为,所以由正弦定理得:,
即,所以,即,又,所以.
因为锐角三角形,所以,即,解得.
令,因为,所以,
则在单调递减,所以.
故答案为:.
8.(23-24高一下·辽宁·期末)在中,分别为内角的对边,满足,则的值为 .
【答案】1
【分析】根据正弦定理与一元二次方程根的判别式可得,进而可得答案.
【详解】已知,
则由正弦定理得:,(为外接圆半径),
,
,,
,即,
,
,,,
.
故答案为:1.
(
题型02
) 求角及三角函数值
9.(23-24高一下·辽宁沈阳重点联合体·期末)在中,已知角的对边分别为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【来源】辽宁省沈阳市重点联合体2023-2024学年高一下学期期末检测数学试题
【分析】根据正弦定理和余弦定理求得结果.
【详解】因为,
则由正弦定理可设,.
由余弦定理得.
故选:C.
10.(23-24高一下·辽宁·期末)记的内角,,的对边分别为,,,已知,.
(1)求角的大小;
(2)若,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由正弦定理得,结合已知可得,由余弦定理可得,可求;
(2),两边平方结合余弦定理可得,可求得,可求得,.利用余弦定理可得,利用三角恒等变换可求.
【详解】(1)∵,由正弦定理,得.
∵,∴,∴
由余弦定理有,
∴
∴为锐角,∴;
(2)由余弦定理及,有,
整理得,,考虑到,解得,或(舍).
将代入消去,得,.
∴
∵,为锐角,∴,,
∴.
(
题型03
) 求中线、角平分线
11.(23-24高一下·辽宁锦州·期末)已知在中,的角平分线与边相交于点,且,,,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【来源】辽宁省锦州市2023-2024学年高一下学期期末考试数学试卷
【分析】利用等面积列出方程求解即得.
【详解】依题意,设,,
由,可得,
解得.
故选:C.
12.(23-24高一下·辽宁·期末)在中,角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若为边的中点,求的长.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据正弦定理边化角,再结合两角和差公式求解;
(2)根据余弦定理求出边,再根据向量运算求.
【详解】(1)因为,
根据正弦定理,得,
化简得,因为,所以,
因为,所以.
(2)在中,由余弦定理得,
所以,解得.
因为为的中线,所以,
所以,
因为,所以,解得.
13.(23-24高一下·辽宁部分学校·)在中,角的对边分别为.已知,且.
(1)求;
(2)若为边的中点,求的长.
【答案】(1)
(2)
【来源】辽宁省部分学校2023-2024学年高一下学期联考数学试题
【分析】(1)利用正弦定理可得,再由余弦定理可得;
(2)根据,再由平面向量数量积定义可求得.
【详解】(1)由正弦定理得,可设,
由余弦定理可得,即,
解得或(舍去),
可得.
(2)易知.
又因为,
所以,
可得.
(
题型04
) 求面积的值及范围
14.(23-24高一下·辽宁锦州·期末)已知为的外心,,,,则的面积为( )
A.5 B. C.6 D.
【答案】D
【来源】辽宁省锦州市2023-2024学年高一下学期期末考试数学试卷
【分析】根据外心求出,利用条件得出,结合面积公式可得答案.
【详解】设的中点为,由为的外心可得,,
,
又,
所以,
又,可得,
故,
则的面积为.
故选:D.
15.(23-24高一下·辽宁抚顺六校协作体·期末)在中,已知,,,则的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【来源】辽宁省抚顺市六校协作体2023-2024学年高一下学期期末考试数学试卷
【分析】根据题意利用三角恒等变换以及正弦定理可得,,进而求,利用正弦定理可得,即可得面积.
【详解】因为,则,
且,则,可得,解得,
又因为,由正弦定理可得,
则,
且,则,
可得,即,可得,
则,
由正弦定理可得,
所以的面积是.
故选:A.
16.(23-24高一下·辽宁五校联考·期末)在中,内角所对的边分别为,且满足.
(1)求角;
(2)若角的角平分线交于点,点在线段上,,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【来源】辽宁省五校联考2023-2024学年高一下学期期末考试数学试卷
【分析】(1)利用正弦定理将已知等式统一成角的形式,化简可求出角;
(2)由及角的角平分线交于点,可得,再由余弦定理得,则求出,所以,由可得,从而可求得的面积.
【详解】(1)因为,
所以由正弦定理得,
所以,
所以,
所以,
所以,
因为,所以,
所以,
因为,所以;
(2)因为角的角平分线交于点,
所以,
因为,所以由,得
,
所以,
由余弦定理得,所以,
所以,解得或(舍去),
所以,解得,
所以,
因为角的角平分线交于点,所以,
因为,所以,
所以.
17.(23-24高一下·辽宁大连·期末)已知,角,,的对边分别为,,,满足.
(1)求角的大小;
(2)若,,求的面积.
【答案】(1);
(2).
【来源】辽宁省大连市2023-2024学年高一下学期7月期末考试数学试题
【分析】(1)根据给定条件,利用正弦定理边化角即可求解.
(2)利用(1)的结论及余弦定理求出,再由三角形面积公式计算即得.
【详解】(1)在中,由及正弦定理,得,
而,即,因此,即有,又,
所以.
(2)由余弦定理,得,
又,则,
所以的面积.
18.(23-24高一下·辽宁葫芦岛·期末)已知的内角的对边为,且.
(1)求;
(2)已知为的中点,底边上中线长为时,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【来源】辽宁省葫芦岛市2023-2024学年高一下学期期末考试数学试卷
【分析】(1)由正弦定理将角的关系转化为边的关系,再用余弦定理求出,进而求出的值即可;
(2)根据余弦定理及基本不等式可得,进而可得面积的最大值.
【详解】(1)由正弦定理,得,即,
故,
因为,所以,
所以;
(2)由(1)知,,
在中,由余弦定理可得,
即,
所以,当且仅当时,取得到等号,
此时面积的最大值.
19.(23-24高一下·辽宁·期末)如图,在平面四边形中,已知为等边三角形,记.
(1)若,求的面积;
(2)若,求的面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据余弦定理与勾股定理可得,再根据三角形面积公式求解即可;
(2)设,由余弦定理可得,再根据正弦定理可得,进而可得,再结合求解即可.
【详解】(1)在中由余弦定理,
故,则,所以.
又为等边三角形,故,且,
故.
(2)不妨设,在中,由余弦定理
,
.
在中,由正弦定理,即,所以.
故
,
又,所以,所以,
即的面积的取值范围为.
20.(23-24高一下·辽宁部分学校·)如图,在直角中,分别为边上的一点,,设.
(1)当时,求的长;
(2)当时,求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【来源】辽宁省部分学校2023-2024学年高一下学期联考数学试题
【分析】(1)由勾股定理和余弦定理得到,得到,故,由余弦定理求出;
(2)设,故,由正弦定理得,,表达出的面积为,根据,求出的面积取值范围.
【详解】(1)根据题意可得,
由勾股定理得,
由,得.
.
在中,由余弦定理得,
则,
所以,则.
因为为的中点,所以.
在中,由余弦定理得.
(2)由(1)得,当时,.
易得当时,,设,则当时,.
在中,根据正弦定理,得.
在中,,则,
根据正弦定理,得.
的面积为
.
因为,所以,
所以,所以,
所以,
故面积的取值范围为.
【点睛】解三角形中最值或范围问题,通常涉及与边长,周长有关的范围问题,与面积有关的范围问题,或与角度有关的范围问题,
常用处理思路:①余弦定理结合基本不等式构造不等关系求出答案;
②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,如果三角形为锐角三角形,或其他的限制,通常采用这种方法;
③巧妙利用三角换元,实现边化角,进而转化为正弦或余弦函数求出最值.
(
题型0
5
) 解三角形多选题(多考点综合)
21.(23-24高一下·辽宁本溪县级重点高中协作体·期末)数学家威廉·邓纳姆在书中写道:“相比之下,数学家达到的终极优雅是所谓的无言的证明,在这样的证明中一个极好的令人信服的图示就传达了证明,甚至不需要任何解释.很难比它更优雅了.如图所示正是数学家所达到的“终极优雅”,该图(为矩形)完美地展示并证明了正弦和余弦的二倍角公式,则可推导出的正确选项为( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【来源】辽宁省本溪市县级重点高中协作体2023-2024学年高一下学期期末考试数学试题
【分析】利用图形结合解直角三角形,二倍角正弦公式和三角形面积公式求解判断各个选项.
【详解】对于A,在中,,,又,
则,,在中,,
因此,A正确;
对于B, 在中,,B错误;
对于C,在中,由,,得,C正确;
对于D,,
,因此,D正确.
故选:ACD
22.(23-24高一下·辽宁大连·期末)已知角的顶点与坐标原点重合,角的始边落在轴的正半轴上,如果是角终边上不同于坐标原点的任意一点,记,当角的终边不在轴上时,称为角的正割,记作.则下列说法正确的是( )
A.
B.函数的最小正周期为,其图象的对称轴为
C.(其中和的取值使各项都有意义)
D.在锐角中,角,,的对边分别为,,,则
【答案】AC
【来源】辽宁省大连市2023-2024学年高一下学期7月期末考试数学试题
【分析】根据给定定义,将转化为,结合余弦函数及性质、余弦定理逐项分析计算即得.
【详解】依题意,,当时,,
对于A,,A正确;
对于B,函数,的最小正周期为,其图象的对称轴为,B错误;
对于C,,C正确;
对于D,由余弦定理得,D错误.
故选:AC
23.(23-24高一下·辽宁大连育明高中·期末)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,则由下列条件能得到为钝角三角形的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【来源】辽宁省大连市育明高中2023-2024学年高一下学期期末考试数学试卷
【分析】A. 利用余弦定理判断;B.利用余弦定理求得边c,再利用余弦定理判断;C.利用两角和的余弦公式判断;D.利用两角和的余弦公式判断.
【详解】A. 因为,由余弦定理得,角C为钝角,所以为钝角三角形,故正确;
B. 因为,由余弦定理得,
,角B为钝角,所以为钝角三角形,故正确;
C. 由,得 ,由 ,得 ,
又 ,所以角A为锐角,则,所以 ,所以,
所以为直角三角形,故错误;
D. 由,得 ,则 ,
即 ,角B为钝角,所以为钝角三角形,故正确;
故选:ABD
24.(23-24高一下·辽宁葫芦岛·期末)在中,为边上一动点,则( )
A.
B.的外接圆半径为
C.当为角的角平分线时,
D.当为中点时,
【答案】ABC
【来源】辽宁省葫芦岛市2023-2024学年高一下学期期末考试数学试卷
【分析】对于A,由余弦定理即可得解;对于B,由A结合正弦定理即可得解;对于C,由计算即可得解;对于D,由两边平方计算即可得解.
【详解】对于A,由题意及余弦定理得,
,故A正确;
对于B,由A结合正弦定理可知的外接圆半径为,故B正确;
对于C,当为角的角平分线时,则由,
得,
所以,
即,故C正确;
对于D,当为中点时,有,
所以
,
所以,故D错误.
故选:ABC.
(
题型0
6
) 解三角形的实际应用
25.(23-24高一下·辽宁·期末)有一艘船以每小时25海里的速度向正东方向行驶,在处测得灯塔在该船的东北方向,该船行驶2小时后到达处,测得灯塔在该船的东偏北方向上,则( )
A.海里 B.海里 C.50海里 D.海里
【答案】A
【分析】由题意画图,再利用正弦定理求解.
【详解】由题可知,
海里,在中,由正弦定理可得,
则海里.
故选:A
26.(22-23高一下·辽宁鞍山台安县高级中学·期末)如图,小明想测量自己家所在楼对面的电视塔的高度,他在自己家阳台M处,M到楼地面底部点N的距离为,假设电视塔底部为E点,塔顶为F点,在自己家所在的楼与电视塔之间选一点P,且E,N,P三点共处同一水平线,在P处测得阳台M处、电视塔顶处的仰角分别是和,在阳台M处测得电视塔顶F处的仰角,假设,和点P在同一平面内,则小明测得的电视塔的高为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【来源】辽宁省鞍山市台安县高级中学2022-2023学年高一下学期期末数学试题
【分析】根据题意可得,在中利用正弦定理可求,进而在中求得结果.
【详解】在中,,
在中,,,
则,
由正弦定理,
可得,
在中,(m).
故选:A.
27.(23-24高一下·辽宁名校联盟·期末)在世纪中期,我国古代数学家刘徽在《九章算术注》中提出了割圆术:“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆合体,而无所失矣”. 这可视为中国古代极限观念的佳作. 割圆术可以视为将一个圆内按正边形等分成个等腰三角形(如图所示),当越大,等腰三角形的面积之和越近似等于圆的面积. 运用割圆术的思想,可得到的近似值为(取近似值)( )
A. B. C. D.
【答案】C
【来源】辽宁省名校联盟2023-2024学年高一下学期7月期末数学试题
【分析】根据题意,将一个单位圆等分成60个扇形,则每个扇形的圆心角均为,再根据这60个扇形对应的等腰三角形的面积之和近似等于单位圆的面积列等式,计算即可.
【详解】将一个单位圆等分成60个扇形,则每个扇形的圆心角均为.
因为这60个扇形对应的等腰三角形的面积之和近似等于单位圆的面积,
所以,所以.
故选:.
28.(23-24高一下·辽宁名校联盟·期末)如图所示,,,为山脚两侧共线的三点,在山顶处测得三点的俯角分别为,,.计划沿直线开通穿山隧道,请根据表格中的数据,计算:
(1)的长度
(2)隧道的长度.
【答案】(1)
(2)
【来源】辽宁省名校联盟2023-2024学年高一下学期7月期末数学试题
【分析】(1)由求出,从而可求出,然后在中利用正弦定理可求出;
(2)在中利用正弦定理求出,从而可求出.
【详解】(1)因为,为锐角,所以,
所以
,
在中,,
所以由正弦定理得,
所以;
(2)因为,
在中,,
所以由正弦定理得,
则,
所以,
所以隧道的长度为.
29.(23-24高一下·辽宁大连·期末)如图,某沿海地区计划铺设一条电缆联通,两地,地位于岸边东西方向的直线上,地位于海上一个灯塔处,在地用测角器测得的大小,设,已知.在地正东方向的点处,用测角器测得.在直线上选一点,设,且,先沿线段在地下铺设电缆,再沿线段在水下铺设电缆.已知地下、水下的电缆铺设费用分别为3万元,6万元.
(1)求,两点间的距离;
(2)设铺设电缆总费用为.
①求的表达式;
②求铺设电缆总费用的最小值,并确定此时的长度.
【答案】(1);
(2)①;②万元,.
【来源】辽宁省大连市2023-2024学年高一下学期7月期末考试数学试题
【分析】(1)利用同角公式及差角的正弦公式求出,再利用正弦定理求出距离.
(2)①利用正弦定理及差角的正弦公式求出;②令,利用辅助角公式,结合正弦函数的性质求出最小值及的值.
【详解】(1)在中,由,得,解得,
则,
由正弦定理,得,
所以,两点间的距离.
(2)①在中,由正弦定理得,
解得,,
所以.
②令,则,则,
其中锐角由确定,于是,
则有,而,解得,当且仅当时取等号,
即当时,有最小值,
所以总费用的最小值为万元,此时的长度为.
30.(23-24高一下·辽宁辽阳·期末)已知四边形的顶点都在半径为2的圆上,且经过圆的圆心,,四边形的面积为,则( )
A.2 B.3 C. D.
【答案】C
【来源】辽宁省辽阳市2023-2024学年高一下学期期末考试数学试卷
【分析】将四边形的面积转化为,利用三角形面积公式,结合两角差的正弦公式进行化简,可得,结合,从而可求出,进而可求出.
【详解】连接,则为等边三角形,,
四边形的面积为
,
所以,
所以,
因为,所以,
所以,
,
,
,
所以,
因为,所以,
所以或,
所以,或,
因为,所以舍去,所以,
所以为等腰直角三角形,所以.
故选:C
【点睛】关键点点睛:此题考查三角函数恒等变换公式的应用,考查三角形面积公式的应用,解题的关键是将四边形的面积转化为,再利用三角形面积公式化简,结合三角函数恒等变换公式可求得结果,考查数学转化思想和计算能力,属于较难题.
31.(23-24高一下·辽宁·期末)在中,角,,的对边分别为,,,其中,,若,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,由,设,,则,所以三点共线,由等面积法可得的最小值.
【详解】根据题意,,
所以,即,
由,
设,,则,
所以三点共线,如图,
则的面积,
,
当时,最小,所以.
故选:A
【点睛】关键点点睛:由,设,,则,所以三点共线.
32.(23-24高一下·辽宁名校联盟·期末)某同学在学习和探索三角形相关知识时,发现了一个有趣的性质:将锐角三角形三条边所对的外接圆的三条圆弧(劣弧)沿着三角形的边进行翻折,则三条圆弧交于该三角形内部一点,且此交点为该三角形的垂心(即三角形三条高线的交点)如图,已知锐角外接圆的半径为4,且三条圆弧沿三边翻折后交于点. 若,则 ;若,则的值为 .
【答案】 /0.75
【来源】辽宁省名校联盟2023-2024学年高一下学期7月期末数学试题
【分析】第一空:由正弦定理求得,利用三角形垂心性质结合三角形诱导公式推得,即得答案;第二空:设,由余弦定理求得它们的余弦值,然后由垂心性质结合正弦定理表示出,即可求得答案.
【详解】设外接圆半径为,则,
由正弦定理,可知,
即,由于是锐角,故,
又由题意可知P为三角形ABC的垂心,即,故,
所以;
设,
则,
由于,不妨假设,
由余弦定理知,
设AD,CE,BF为三角形的三条高,由于 ,
故 ,
则得,
所以,
同理可得,
所以,
故答案为:;.
【点睛】关键点点睛:本题解题关键在于:涉及到三角形垂心的性质的应用,解答时要能灵活地结合垂心性质寻找角之间的关系,应用正余弦定理,解决问题.
33.(23-24高一下·辽宁部分高中·期末)在中,是边上的中点,的平分线分别交,于点,.
(1)若,,,求;
(2)若的面积是的面积的倍,且,求的值.
【答案】(1)
(2)
【来源】辽宁省部分高中2023-2024学年高一下学期7月期末联考数学试题
【分析】(1)在中利用正弦定理求出,即可得到,再由勾股定理计算可得;
(2)记的面积为,的面积为,则,过点作交于点,即可得到,从而用、表示出、,再由数量积的运算律得到,从而得到,再由面积比得到,最后利用余弦定理计算可得.
【详解】(1)依题意可得,,
在中由正弦定理,即,
解得,又,
所以,则,
所以;
(2)记的面积为,的面积为,
所以,
过点作交于点,所以,
所以,
所以
,
,
又,
所以
,
所以,即
所以,
又的平分线为,所以,
所以,所以,
令,所以,,
所以.
【点睛】关键点点睛:本题第二问关键是用、作为一组基底表示出、,根据数量积的运算律推导出,再利用面积公式推导出.
34.(23-24高一下·辽宁沈阳五校协作体·期末)在中,,点为的外心.
(1)若,求的值;
(2)若,求的最大值;
(3)求证:.
【答案】(1)22;
(2).
(3)证明见解析
【来源】辽宁省沈阳市五校协作体2023-2024学年高一下学期期末考试数学试题
【分析】(1)利用余弦定理求出,取的中点,连接,根据数量积的运算律求出,同理可求出,从而得答案;
(2)不妨设,由(1)可知,,给两边分别乘以,化简后列方程组表示出,化简后利用基本不等式可求得结果;
(3)由题意得,设的外接圆半径为,则可得,设与的夹角为,则由夹角公可得,即可证得结论.
【详解】(1)由,
由余弦定理得,
取的中点,连接,则,所以
,
同理可得,
所以的值为22;
(2)不妨设,
因,同理可得,
则由可得
,即得:①
又由可得
,即得:②
联立①,②,解得:
则,
因,当且仅当时等号成立.
即当时,取得最大值.
(3)由,则,由图知,则,
设的外接圆半径为,
则,
即,
又,
而,
则,而,
故,
不妨设与的夹角为,
则,
因,故,即,
故,得证.
【点睛】关键点点睛:此题考查平面向量数量积的性质及运算,考查向量与三角函数的综合问题,考查基本不等式的应用,解题的关键是灵活应用三角形外心的性质,考查计算能力,属于难题.
35.(23-24高一下·辽宁辽阳·期末)是直线外一点,点在直线上(点与点任一点均不重合),我们称如下操作为“由点对施以视角运算”:若点在线段上,记;若点在线段外,记.在中,角的对边分别是,点在射线上.
(1)若是角的平分线,且,由点对施以视角运算,求的值;
(2)若,由点对施以视角运算,,求的周长;
(3)若,,由点对施以视角运算,,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【来源】辽宁省辽阳市2023-2024学年高一下学期期末考试数学试卷
【分析】(1)依题意可得,从而得到,即可得解;
(2)根据所给定义及条件得到,再由余弦定理求出,即可求出,从而求出三角形的周长;
(3)依题意可得,由等面积法得到,从而得到,再由乘“1”法及基本不等式计算可得.
【详解】(1)因为是角的平分线,所以且在线段上,
所以,
又,所以;
(2)因为点在射线上,,且,所以在线段外,且,
所以,
所以,
在中,由余弦定理可得,
即,解得(负值已舍去),
所以,
所以的周长为.
(3)因为,所以,则,
因为,所以,
又,所以,
又,所以,所以,
所以,
当且仅当,即,时等号成立,
所以的最小值为.
【点睛】关键点点睛:本题关键是理解所给定义,第三问关键是推导出,即.
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期末专题03 解三角形(6大题型35题)
题型概览
题型01 求边长(类)、周长的值及范围
题型02 求角及三角函数值
题型03 求中线、角平分线
题型04 求面积的值及范围
题型05 解三角形多选题(多考点综合)
题型06 解三角形的实际应用
优选提升题
(
题型01
) 求边长(类)、周长的值及范围
1.(23-24高一下·辽宁辽阳·期末)在中,,则( )
A.8 B.12 C.16 D.4
2.(23-24高一下·辽宁沈阳重点联合体·期末)在中,角所对的边分别是,已知向量,且.
(1)求;
(2)若,且的面积为,求的周长.
3.(23-24高一下·辽宁抚顺六校协作体·期末)在中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,以a,b,c为边长的三个等边三角形的面积依次为,,.已知,.
(1)求角B:
(2)若的面积为,求c.
4.(23-24高一下·辽宁·期末)已知的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,.
(1)求角B;
(2)若外接圆的周长为,求周长的取值范围.
5.(23-24高一下·辽宁部分高中·期末)在中,角,,的对边分别为,,,.
(1)求;
(2)若,求周长的取值范围.
6.(23-24高一下·辽宁·期末)已知是锐角三角形,内角A,B,C所对应的边分别为a,b,若,则的取值范围是 .
7.(23-24高一下·辽宁锦州·期末)在锐角三角形中,角的对边分别为,已知,则的取值范围是 .
8.(23-24高一下·辽宁·期末)在中,分别为内角的对边,满足,则的值为 .
(
题型02
) 求角及三角函数值
9.(23-24高一下·辽宁沈阳重点联合体·期末)在中,已知角的对边分别为,若,则( )
A. B. C. D.
10.(23-24高一下·辽宁·期末)记的内角,,的对边分别为,,,已知,.
(1)求角的大小;
(2)若,求的值.
(
题型03
) 求中线、角平分线
11.(23-24高一下·辽宁锦州·期末)已知在中,的角平分线与边相交于点,且,,,则的长为( )
A. B. C. D.
12.(23-24高一下·辽宁·期末)在中,角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若为边的中点,求的长.
13.(23-24高一下·辽宁部分学校·)在中,角的对边分别为.已知,且.
(1)求;
(2)若为边的中点,求的长.
(
题型04
) 求面积的值及范围
14.(23-24高一下·辽宁锦州·期末)已知为的外心,,,,则的面积为( )
A.5 B. C.6 D.
15.(23-24高一下·辽宁抚顺六校协作体·期末)在中,已知,,,则的面积是( )
A. B. C. D.
16.(23-24高一下·辽宁五校联考·期末)在中,内角所对的边分别为,且满足.
(1)求角;
(2)若角的角平分线交于点,点在线段上,,求的面积.
17.(23-24高一下·辽宁大连·期末)已知,角,,的对边分别为,,,满足.
(1)求角的大小;
(2)若,,求的面积.
18.(23-24高一下·辽宁葫芦岛·期末)已知的内角的对边为,且.
(1)求;
(2)已知为的中点,底边上中线长为时,求面积的最大值.
19.(23-24高一下·辽宁·期末)如图,在平面四边形中,已知为等边三角形,记.
(1)若,求的面积;
(2)若,求的面积的取值范围.
20.(23-24高一下·辽宁部分学校·)如图,在直角中,分别为边上的一点,,设.
(1)当时,求的长;
(2)当时,求面积的取值范围.
(
题型0
5
) 解三角形多选题(多考点综合)
21.(23-24高一下·辽宁本溪县级重点高中协作体·期末)数学家威廉·邓纳姆在书中写道:“相比之下,数学家达到的终极优雅是所谓的无言的证明,在这样的证明中一个极好的令人信服的图示就传达了证明,甚至不需要任何解释.很难比它更优雅了.如图所示正是数学家所达到的“终极优雅”,该图(为矩形)完美地展示并证明了正弦和余弦的二倍角公式,则可推导出的正确选项为( )
A. B.
C. D.
22.(23-24高一下·辽宁大连·期末)已知角的顶点与坐标原点重合,角的始边落在轴的正半轴上,如果是角终边上不同于坐标原点的任意一点,记,当角的终边不在轴上时,称为角的正割,记作.则下列说法正确的是( )
A.
B.函数的最小正周期为,其图象的对称轴为
C.(其中和的取值使各项都有意义)
D.在锐角中,角,,的对边分别为,,,则
23.(23-24高一下·辽宁大连育明高中·期末)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,则由下列条件能得到为钝角三角形的是( )
A. B.
C. D.
24.(23-24高一下·辽宁葫芦岛·期末)在中,为边上一动点,则( )
A.
B.的外接圆半径为
C.当为角的角平分线时,
D.当为中点时,
(
题型0
6
) 解三角形的实际应用
25.(23-24高一下·辽宁·期末)有一艘船以每小时25海里的速度向正东方向行驶,在处测得灯塔在该船的东北方向,该船行驶2小时后到达处,测得灯塔在该船的东偏北方向上,则( )
A.海里 B.海里 C.50海里 D.海里
26.(22-23高一下·辽宁鞍山台安县高级中学·期末)如图,小明想测量自己家所在楼对面的电视塔的高度,他在自己家阳台M处,M到楼地面底部点N的距离为,假设电视塔底部为E点,塔顶为F点,在自己家所在的楼与电视塔之间选一点P,且E,N,P三点共处同一水平线,在P处测得阳台M处、电视塔顶处的仰角分别是和,在阳台M处测得电视塔顶F处的仰角,假设,和点P在同一平面内,则小明测得的电视塔的高为( )
A. B. C. D.
27.(23-24高一下·辽宁名校联盟·期末)在世纪中期,我国古代数学家刘徽在《九章算术注》中提出了割圆术:“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆合体,而无所失矣”. 这可视为中国古代极限观念的佳作. 割圆术可以视为将一个圆内按正边形等分成个等腰三角形(如图所示),当越大,等腰三角形的面积之和越近似等于圆的面积. 运用割圆术的思想,可得到的近似值为(取近似值)( )
A. B. C. D.
28.(23-24高一下·辽宁名校联盟·期末)如图所示,,,为山脚两侧共线的三点,在山顶处测得三点的俯角分别为,,.计划沿直线开通穿山隧道,请根据表格中的数据,计算:
(1)的长度
(2)隧道的长度.
29.(23-24高一下·辽宁大连·期末)如图,某沿海地区计划铺设一条电缆联通,两地,地位于岸边东西方向的直线上,地位于海上一个灯塔处,在地用测角器测得的大小,设,已知.在地正东方向的点处,用测角器测得.在直线上选一点,设,且,先沿线段在地下铺设电缆,再沿线段在水下铺设电缆.已知地下、水下的电缆铺设费用分别为3万元,6万元.
(1)求,两点间的距离;
(2)设铺设电缆总费用为.
①求的表达式;
②求铺设电缆总费用的最小值,并确定此时的长度.
30.(23-24高一下·辽宁辽阳·期末)已知四边形的顶点都在半径为2的圆上,且经过圆的圆心,,四边形的面积为,则( )
A.2 B.3 C. D.
31.(23-24高一下·辽宁·期末)在中,角,,的对边分别为,,,其中,,若,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
32.(23-24高一下·辽宁名校联盟·期末)某同学在学习和探索三角形相关知识时,发现了一个有趣的性质:将锐角三角形三条边所对的外接圆的三条圆弧(劣弧)沿着三角形的边进行翻折,则三条圆弧交于该三角形内部一点,且此交点为该三角形的垂心(即三角形三条高线的交点)如图,已知锐角外接圆的半径为4,且三条圆弧沿三边翻折后交于点. 若,则 ;若,则的值为 .
33.(23-24高一下·辽宁部分高中·期末)在中,是边上的中点,的平分线分别交,于点,.
(1)若,,,求;
(2)若的面积是的面积的倍,且,求的值.
34.(23-24高一下·辽宁沈阳五校协作体·期末)在中,,点为的外心.
(1)若,求的值;
(2)若,求的最大值;
(3)求证:.
35.(23-24高一下·辽宁辽阳·期末)是直线外一点,点在直线上(点与点任一点均不重合),我们称如下操作为“由点对施以视角运算”:若点在线段上,记;若点在线段外,记.在中,角的对边分别是,点在射线上.
(1)若是角的平分线,且,由点对施以视角运算,求的值;
(2)若,由点对施以视角运算,,求的周长;
(3)若,,由点对施以视角运算,,求的最小值.
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