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第06讲 解三角形中的最值、范围问题
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串讲知识:思维导图串讲知识点,有的放矢
重点速记:知识点和关键点梳理,查漏补缺
举一反三:核心考点能举一反三,能力提升
复习提升:真题感知+提升专练,全面突破
知识点01 解三角形中的最值、范围问题
1、三角形面积和周长的最值、范围问题
(1)求周长:三角形周长等于三边和,但是有的时候需要转化
周长
(2)面积公式:
(r是三角形内切圆的半径,并可由此计算R,r. )
(3)求周长的模型:
(4)基本不等式
① ②(当且仅当时取“=”号)
(5)利用三角恒等变换转化为内角有关的三角函数。
①和差角公式:,
②辅助角公式:
(其中).
2、解题思路步骤
①利用基本不等式:,再利用及,求出的取值范围或者利用
②利用三角函数思想:,结合辅助角公式及三角函数求最值
【考点一:与面积有关的最值与范围问题】
一、解答题
1.(23-24高一下·广东广州·期中)已知的内角、、的对边分别为、、,.
(1)求角的大小;
(2)若,求面积的最大值.
2.(2024·山西·一模)中角所对的边分别为,其面积为,且.
(1)求;
(2)已知,求的取值范围.
3.(24-25高一下·广东深圳·阶段练习)记锐角的内角、、的对边分别为、、,已知.
(1)求;
(2)若,求面积的取值范围.
4.(24-25高一下·吉林长春·期中)在锐角中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求C;
(2)若,求的面积S的取值范围.
【考点二:与周长有关的最值与范围问题】
一、解答题
1.(24-25高一下·贵州黔南·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,设向量,且.
(1)判断的形状;
(2)若,求周长的最大值.
2.(23-24高一下·浙江金华·阶段练习)在中,角的对边分别为,且向量,向量.
(1)求角;
(2)若,求周长的取值范围.
3.(24-25高一下·广东梅州·阶段练习)已知:的角A, B, C的对边分别为a, b, c.
(1)求角A:
(2)若 求周长的取值范围.
4.(24-25高一下·江苏连云港·阶段练习)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,且为锐角三角形,求的周长的取值范围.
【考点三:与边有关的最值与范围问题】
一、解答题
1.(2024·上海宝山·一模)在中,已知.
(1)若且,求的面积;
(2)若求的取值范围.
2.(23-24高一上·浙江嘉兴·期末)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,其中,.
(1)若,求的面积;
(2)若为钝角三角形,求a的取值范围.
3.(23-24高一下·重庆·期末)在锐角中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求的值;
(2)求的取值范围.
4.(23-24高一下·浙江绍兴·期中)如图,在等边三角形中,,点,是边上的两动点,满足,记.
(1)若,求的长;
(2)求的最小值.
5.(24-25高一下·重庆·阶段练习)在中,角,,的对边分别是,,,且.
(1)求的大小;
(2)设的中点为,且,求的取值范围.
6.(24-25高一下·浙江·阶段练习)已知是锐角三角形,分别是角的对边,且有0.若在线段上的点满足且.
(1)求角的度数;
(2)求证:;
(3)求的取值范围.
【考点四:与角有关的最值、范围问题】
一、单选题
1.(24-25高一下·福建泉州·期中)在中,角、、所对的边分别为、、,若,,则当角取最大值时,的周长为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一下·浙江宁波·期末)在锐角三角形ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若,且,则的最大值为( )
A. B. C. D.
二、填空题
3.(24-25高一下·福建莆田·阶段练习)已知锐角△ABC中,内角所对应的边分别为,且满足:,则角A的取值范围是 .
三、解答题
4.(24-25高一下·辽宁·期中)已知为锐角三角形,角A,B,C所对边分别为a,b,c,满足:
(1)求角A的取值范围;
(2)当角A取最大值时,若,求面积的取值范围.
5.(24-25高一下·新疆克拉玛依·期中)已知,在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且有.
(1)求A;
(2)若为锐角三角形,求B的取值范围;
(3)在(2)的条件下,已知,求的取值范围.
一、单选题
1.(24-25高一下·河南洛阳·期中)在中,角,,的对边分别为,,,若,则当最大时,等于( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一下·河南·期中)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、填空题
3.(24-25高一下·重庆·阶段练习)在锐角中,角,,的对边分别为,,,若,则的取值范围为 .
4.(24-25高一下·浙江绍兴·期中)锐角中,角,,所对的边分别为,,,,且,则周长的取值范围为
三、解答题
5.(23-24高一下·山东烟台·期中)请在①向量,,且;②这两个条件中任选一个,填入横线上并解答.
在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足_______.
(1)求B的大小:
(2)若,求周长的取值范围;
(3)若边上的高为1,求面积的最小值.
6.(24-25高一下·山东菏泽·阶段练习)已知,,分别为三个内角,,的对边,.
(1)求角;
(2)若,求的取值范围.
7.(24-25高一下·重庆·阶段练习)在锐角中,角A,B,C的对边分别是且.
(1)求角的大小;
(2)求的取值范围.
8.(2024高一下·福建·学业考试)在中,已知
(1)求角
(2)若,求边的取值范围.
9.(24-25高一上·湖南长沙·阶段练习)在锐角中,角的对边分别为,已知
(1)求角;
(2)若,求面积的取值范围.
10.(24-25高一下·江苏徐州·期中)在中,角的对边分别为为锐角三角形,已知,且满足条件.
(1)求的大小;
(2)求取值范围;
(3)求的内切圆半径的最大值.
11.(23-24高一下·四川自贡·期末)在中,内角所对的边分别为.
(1)若,求证:;
(2)在(1)条件下,若均为锐角,求的取值范围.
(3)若为锐角且,求周长的最小值.
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知识点01 解三角形中的最值、范围问题
1、三角形面积和周长的最值、范围问题
(1)求周长:三角形周长等于三边和,但是有的时候需要转化
周长
(2)面积公式:
(r是三角形内切圆的半径,并可由此计算R,r. )
(3)求周长的模型:
(4)基本不等式
① ②(当且仅当时取“=”号)
(5)利用三角恒等变换转化为内角有关的三角函数。
①和差角公式:,
②辅助角公式:
(其中).
2、解题思路步骤
①利用基本不等式:,再利用及,求出的取值范围或者利用
②利用三角函数思想:,结合辅助角公式及三角函数求最值
【考点一:与面积有关的最值与范围问题】
一、解答题
1.(23-24高一下·广东广州·期中)已知的内角、、的对边分别为、、,.
(1)求角的大小;
(2)若,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理、诱导公式以及两角和的正弦公式化简得出的值,结合角的取值范围可得出角的值;
(2)利用余弦定理结合基本不等式可求得的最大值,结合三角形的面积公式可求得面积的最大值.
【详解】(1)解:因为,
由正弦定理可得,
即,
所以,,
因为、,则,所以,,故.
(2)解:由余弦定理可得
,即,
当且仅当时,等号成立,
所以,,
故面积的最大值为.
2.(2024·山西·一模)中角所对的边分别为,其面积为,且.
(1)求;
(2)已知,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据面积公式以及余弦定理即可求解,进而可求解,
(2)根据余弦定理结合不等式即可求解.
【详解】(1)因为三角形的面积为,
则,
所以,又,则;
(2)由于,所以,
即,取等号,
故,
故
3.(24-25高一下·广东深圳·阶段练习)记锐角的内角、、的对边分别为、、,已知.
(1)求;
(2)若,求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理结合两角和的正弦公式化简得出的值,结合角的取值范围可得出角的值;
(2)根据是锐角三角形求出角的取值范围,利用正弦定理三角恒等变换可得出关于角的三角关系式,利用正弦型函数的基本性质可求出的取值范围.
【详解】(1)因为,
由正弦定理可得
因为,则,所以,
又因为,
所以,则,
因为,则,即,所以.
(2)因为是锐角的内角,又因为,所以,,得,
由正弦定理,得,
所以,,
所以
,
由,得,所以,
即,
所以面积的取值范围是.
4.(24-25高一下·吉林长春·期中)在锐角中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求C;
(2)若,求的面积S的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由三角恒等变换将式子变形即可求解;
(2)由正弦定理可得,根据面积公式结合角的范围即可求解.
【详解】(1)因为
,
所以,所以,因为为锐角三角形,所以;
(2)因为,,所以,
由正弦定理得,
所以,
所以,
由可得,所以,所以,
所以,即.
【考点二:与周长有关的最值与范围问题】
一、解答题
1.(24-25高一下·贵州黔南·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,设向量,且.
(1)判断的形状;
(2)若,求周长的最大值.
【答案】(1)为钝角三角形,理由见解析
(2)
【分析】(1)根据向量垂直得到方程,结合正弦定理和余弦定理得到,所以为钝角三角形;
(2)在(1)基础上,得到,由基本不等式求出最值.
【详解】(1),故,
由正弦定理得,即,
所以,
又,所以,
所以为钝角三角形;
(2)由(1)知,
又,故,
即,
由基本不等式得,即,
解得,当且仅当时,等号成立,
所以,周长的最大值为
2.(23-24高一下·浙江金华·阶段练习)在中,角的对边分别为,且向量,向量.
(1)求角;
(2)若,求周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据向量垂直的坐标运算可得,即可由余弦定理求解,
(2)根据余弦定理以及基本不等式即可求解,进而根据三角形三边关系即可求解.
【详解】(1)∵,
∴,
化简得,
∴
∵,
∴.
(2)由余弦定理得.
∵∴,
当且仅当时等号成立.
∴,
∴,
当且仅当时等号成立.
∴,
又∵,∴.
∴周长的取值范围为.
3.(24-25高一下·广东梅州·阶段练习)已知:的角A, B, C的对边分别为a, b, c.
(1)求角A:
(2)若 求周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由已知结合正弦定理及余弦定理进行化简即可求解,进而可求;
(2)利用正弦定理、两角和差角正弦公式及辅助角公式进行化简后,再根据正弦函数的性质即可求解.
【详解】(1)因为,
所以由正弦定理有,即,
所以,
因为,所以.
(2)因为,所以由正弦定理得,
所以的周长
,
因为,所以,
所以周长的取值范围是.
4.(24-25高一下·江苏连云港·阶段练习)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,且为锐角三角形,求的周长的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)利用正弦定理将边化角,再由两角和的正弦公式及诱导公式得到,即可得解;
(2)利用正弦定理将转化为关于A的三角函数,结合三角形为锐角三角形求出A的范围,即可求出的范围得解.
【详解】(1)因为,
由正弦定理可得,
,
,则,,又,;
(2)在中,由正弦定理,
,
,
又为锐角三角形,,
,,
,,,
故周长的取值范围为.
【考点三:与边有关的最值与范围问题】
一、解答题
1.(2024·上海宝山·一模)在中,已知.
(1)若且,求的面积;
(2)若求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)结合正弦定理、余弦定理和面积公式即可求解;
(2)结合基本不等式求最值和三角形边的关系即可求解.
【详解】(1)由正弦定理得,又,从而,
由得,
从而,
所以的面积.
(2)由,
又,当且仅当时取等号,
从而,所以,
又因为中,,从而,
所以的范围是.
2.(23-24高一上·浙江嘉兴·期末)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,其中,.
(1)若,求的面积;
(2)若为钝角三角形,求a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由正弦定理和余弦定理得到和,利用三角形面积公式求出答案;
(2)由三角形三边关系求出,利用计算出,从而得到答案.
【详解】(1)由及正弦定理,则.
当时,,,由余弦定理,,
从而,此时的面积.
(2)由于,,由三角形三边关系可得,即,
解得.
由于C为的最大内角,故,
即,解得.
由于,则.
3.(23-24高一下·重庆·期末)在锐角中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求的值;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据正弦定理边角互化,结合三角恒等变换即可求解,
(2)根据正弦定理,结合三角函数的性质即可求解.
【详解】(1)由及正弦定理得:.
,可得:,
,且是锐角三角形,
,可得:.
(2),,.
,,.
.
.
4.(23-24高一下·浙江绍兴·期中)如图,在等边三角形中,,点,是边上的两动点,满足,记.
(1)若,求的长;
(2)求的最小值.
【答案】(1)1
(2).
【分析】(1)根据条件可知,,从而确定点的位置,即可求解;
(2)和中,利用正弦定理表示,即可得到,并利用三角函数表示,利用换元,结合基本不等式,即可求解最值.
【详解】(1),
易知此时为直角三角形,则为中点,与重合,
(2)在中,,
在中,,
换元:令,则
当且仅当,即时取等号.
的最小值为.
5.(24-25高一下·重庆·阶段练习)在中,角,,的对边分别是,,,且.
(1)求的大小;
(2)设的中点为,且,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由正弦定理边化角,结合辅助角公式化简求解即可;
(2)设,则,由正弦定理得到, 进而可求解;
【详解】(1)根据题意可得,
即,
则.
因为,所以,
即,
故,又,解得;
(2)
设,则,,
根据正弦定理可得,
所以,,
所以
,
由,得,所以,
故的取值范围为.
6.(24-25高一下·浙江·阶段练习)已知是锐角三角形,分别是角的对边,且有0.若在线段上的点满足且.
(1)求角的度数;
(2)求证:;
(3)求的取值范围.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)利用二倍角的正弦公式和两角和的余弦公式、诱导公式求解;
(2)利用余弦定理证明;
(3)利用正弦定理可得,再根据三角恒等变换公式可得,再根据正弦函数的性质即可求解范围.
【详解】(1)因为,且,
.
所以,
所以或,
因为,所以或或.
因为是锐角三角形,所以.
(2)
设,则,
在中,由余弦定理可得,,
即,即,
在中,由余弦定理可得,,
即,即,
所以.
即.
(3)由(2)知: ,
即,
由正弦定理可知,,
所以,
,
,
又
.
锐角三角形,
,
所以,即,
所以的取值范围为.
【考点四:与角有关的最值、范围问题】
一、单选题
1.(24-25高一下·福建泉州·期中)在中,角、、所对的边分别为、、,若,,则当角取最大值时,的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由已知条件得出,结合基本不等式可求得的最小值,即可得出角的最大值,利用等号成立的条件可得出,进而得出,结合可得出各边边长,即可得解.
【详解】因为,,则,
由余弦定理可得,
当且仅当时,即当时等号成立,即,
因为余弦函数在上单调递减,且,故,
故的最大值为,此时,则,
再由可得,则,此时的周长为.
故选:B.
2.(23-24高一下·浙江宁波·期末)在锐角三角形ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若,且,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意,结合条件由余弦定理可得,再由,结合正切函数的和差角公式以及基本不等式代入计算可得,即可得到结果.
【详解】因为,且,则,
由余弦定理可得,所以,
即,由正弦定理可得,
其中,则,所以,
又,
化简可得,
且为锐角三角形,则,
所以,
即,
解得或(舍),
所以,当且仅当时,等号成立,
则的最大值为.
故选:B
【点睛】关键点睛:本题主要考查了余弦定理,正切函数的和差角公式以及基本不等式求最值问题,难度较大,解答本题的关键在于由余弦定理得到,然后结合基本不等式代入计算,即可求解.
二、填空题
3.(24-25高一下·福建莆田·阶段练习)已知锐角△ABC中,内角所对应的边分别为,且满足:,则角A的取值范围是 .
【答案】
【分析】由余弦定理及正弦定理化简得到,得到,或,再结合锐角三角形讨论即可.
【详解】由,
可得:,
由正弦定理可得:,
再由余弦定理:,
再结合正弦定理可得:,
所以,
即,
即,
因为是锐角三角形,,
所以,或,
当时,又,
所以,即,
所以,此时为直角,舍去,
当时,
可得:,即,
同时:,即,
综上角A的取值范围是,
故答案为:
三、解答题
4.(24-25高一下·辽宁·期中)已知为锐角三角形,角A,B,C所对边分别为a,b,c,满足:
(1)求角A的取值范围;
(2)当角A取最大值时,若,求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理角化边可配凑得到的取值范围,根据为锐角三角形可求得的取值范围;
(2)法一:由正弦定理可得,进而,转化为的函数,求得的范围,可求面积的范围.法二:,利用余弦定理,结合锐角三角形求得的范围,可求面积的范围.
【详解】(1)由题意知
得,
由正弦定理可得:,即,
∴,
又,所以A的取值范围为;
(2)由(1)知:;
法一、由正弦定理得:,
所以,
,
又A+B+C=π,则,
,
因为为锐角三角形,
∴,即,解得:,
则,,
所以,
所以的面积的取值范围为.
法二、求b的范围
,,
因为为锐角三角形,
所以,即,
解得,,
所以的面积的取值范围为.
5.(24-25高一下·新疆克拉玛依·期中)已知,在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且有.
(1)求A;
(2)若为锐角三角形,求B的取值范围;
(3)在(2)的条件下,已知,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)利用余弦定理将已知条件转化为关于角的方程,解出角的值;
(2)结合三角形内角和及锐角三角形的条件通过角度关系确定的范围;
(3)应用正弦定理将边转化为角的正弦表达式,通过三角恒等变换化简目标式,结合角度范围求取值.
【详解】(1)由余弦定理可得:,
所以,
解得:,因为,所以.
(2)为锐角三角形,所以,
所以,解得:.
(3)因为,,所以由正弦定理可得:,
所以
因为,所以,
所以,所以的取值范围为.
一、单选题
1.(24-25高一下·河南洛阳·期中)在中,角,,的对边分别为,,,若,则当最大时,等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由余弦定理及已知得,应用正弦边角关系、三角恒等变换有,进而有,即均为锐角,最后应用差角正切公式、基本不等式求最大值,并确定取值条件即可得.
【详解】由,而,联立并整理得,
所以,
所以,则,显然均为锐角,
所以,
当且仅当,时取等号,故,此时.
故选:C
2.(24-25高一下·河南·期中)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由余弦及正弦定理可得,利用三角恒等变换可得,再由两角和的正切公式得出,即可利用单调性求出取值范围.
【详解】由,可得,
所以,
即,
由正弦定理,,
所以,
可得,
因为,所以三角形不为直角三角形,
所以两边同除以可得,
由知,所以为锐角,
由可得
因为,
令时,为增函数,
所以,所以.
故选:B
二、填空题
3.(24-25高一下·重庆·阶段练习)在锐角中,角,,的对边分别为,,,若,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】法一:应用正弦边角关系得,再由余弦定理、锐角三角形内角性质及二倍角余弦公式可得,进而有,,即可得,即可求范围;法二:应用正余弦定理有,结合锐角三角形内角性质得,后续同法一.
【详解】法一:由正弦定理角化边得,
由,
所以.
由,
因为为锐角三角形,所以,,
所以,
所以,则,,
因为为锐角三角形,,解得,
设,则,.
法二:由正弦定理角化边得.
由余弦定理,则.
由正弦定理,则.
则,
由为锐角三角形,得,.
所以,即,后续同法一.
故答案为:
4.(24-25高一下·浙江绍兴·期中)锐角中,角,,所对的边分别为,,,,且,则周长的取值范围为
【答案】
【分析】先利用正余弦定理及两角和正弦公式化简题干得出,再利用锐角三角形即可求解角范围,再利用正弦定理求出,得出关于角的函数,最后求该函数的值域即可.
【详解】,由余弦定理得,即,
由正弦定理得,
所以, 又,
所以,又为锐角三角形,所以,
又,所以,,
所以,
又,解得,所以,所以,
则,
故周长的取值范围是.
故答案为:
三、解答题
5.(23-24高一下·山东烟台·期中)请在①向量,,且;②这两个条件中任选一个,填入横线上并解答.
在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足_______.
(1)求B的大小:
(2)若,求周长的取值范围;
(3)若边上的高为1,求面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)若选①,利用平面向量垂直的坐标表示及正弦定理边化角计算即可;若选②,先正弦定理角化边,化简变形后利用余弦定理计算即可;
(2)利用余弦定理、基本不等式及三角形三边关系计算即可;
(3)利用三角形面积公式、余弦定理及基本不等式计算即可.
【详解】(1)选择①:因为,所以,
由正弦定理得,,
即,
即,
因为,所以,所以,
又,所以.
选择②:因为,
由正弦定理得,,
即,即,
即,即,
由余弦定理得,,
又,所以.
(2)由余弦定理得,,
即,即,
所以,得,当且仅当时取得等号,
所以周长的取值范围为.
(3)由面积公式,得,
由余弦定理可得,即,
所以,所以,当且仅当“”时等号成立
所以,
所以面积的最小值为.
6.(24-25高一下·山东菏泽·阶段练习)已知,,分别为三个内角,,的对边,.
(1)求角;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)应用正弦边角关系及和角正弦公式得,再由三角形内角的性质及辅助角公式得,即可得角的大小;
(2)由正弦定理得,应用三角恒等变换化为,且即可求范围.
【详解】(1)由正弦定理知,而,
∴,
即,又,
∴,即,又,
∴,则.
(2)由正弦定理知,
所以,
因为,从而,所以,
从而的取值范围为.
7.(24-25高一下·重庆·阶段练习)在锐角中,角A,B,C的对边分别是且.
(1)求角的大小;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正余弦定理对式子进行化简,求出角;
(2)结合角的大小以及三内角和等于180度,将目标式子化简成关于角B的函数,再求出目标的范围.
【详解】解:(1)因为,
所以由正弦定理可得,
由余弦定理可得,即,
所以.
因为,所以;
(2)因为,所以,所以,
则.
因为是锐角三角形,所以解得,
所以,所以,则,
即的取值范围是.
8.(2024高一下·福建·学业考试)在中,已知
(1)求角
(2)若,求边的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据条件,利用边转角及正弦的和角公式,得到,即可求解;
(2)根据条件,利用正弦定理得到,从而得到,即可求解.
【详解】(1)由,得到,
所以,又,则,
得到,所以.
(2)由正弦定理知,又,所以,,
由,得到,整理得到,
所以,又,
所以,
得到,其中,
又,,
则,,
则,解得,
所以边的取值范围为.
9.(24-25高一上·湖南长沙·阶段练习)在锐角中,角的对边分别为,已知
(1)求角;
(2)若,求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)运用正弦定理边角互化,结合三角恒等计算;
(2)运用正弦定理,结合三角函数计算值域即可.
【详解】(1)由正弦定理得:,
即,
,
,
,又;
(2)由正弦定理得:,
,
,
在锐角中:,解得:,
,
,,
则.
10.(24-25高一下·江苏徐州·期中)在中,角的对边分别为为锐角三角形,已知,且满足条件.
(1)求的大小;
(2)求取值范围;
(3)求的内切圆半径的最大值.
【答案】(1);
(2);
(3).
【分析】(1)根据给定条件,利用余弦定理求出.
(2)利用正弦定理,结合和差角的正余弦公式求出的范围.
(3)利用三角形面积公式可得,结合(2)中信息求出最大值即可.
【详解】(1)由,得,
在锐角中,由余弦定理得,而,
所以.
(2)由(1)知,,则,令,由锐角,得,
由正弦定理得,则,
因此
,
由,得,则,,
所以的取值范围是.
(3)由(2)得,
又,则,由,
得,
则当,即时,,
所以的内切圆半径的最大值.
11.(23-24高一下·四川自贡·期末)在中,内角所对的边分别为.
(1)若,求证:;
(2)在(1)条件下,若均为锐角,求的取值范围.
(3)若为锐角且,求周长的最小值.
【答案】(1)证明见详解
(2)
(3)
【分析】(1)根据题意,由正弦定理和三角形的内角和的性质,化简得到,进而证得;
(2)根据题意求得,由化简得到,结合对勾函数的单调性即可求解;
(3)整理可得,分类讨论之间的大小关系,可得,进而可得,结合基本不等式运算求解.
【详解】(1)因为,由正弦定理可得,
又因为,
代入可得,即,
因为,则,故,
可得或,即或(舍去),
所以.
(2)因为为锐角三角形,,所以,
由题意可得,解得;
因为,
因为,则,可得,
令,则在上单调递增,
且,可知,
所以的取值范围为.
(3)因为,
可得,
因为为锐角,则有:
若,即,则,
且在内单调递增,
可得,且,,
即,,
可得,不合题意;
若,即,则,
且在内单调递增,
可得,且,,
即,,
可得,不合题意;
若,即,则,,
即,,
可得,符合题意;
综上所述:,即,可得,
又因为,即,
可得,
当且仅当时,等号成立,
则,所以周长的最小值为.
【点睛】关键点点睛:对于第三问:整理可得,分类讨论之间的大小关系,进而可得.
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