内容正文:
解三角形:边角互化问题、三角形形状问题、周长与周长最值问题、面积与面积最值问题复习讲义
解三角形:边角互化问题、三角形形状问题、周长与周长最值问题、
面积与面积最值问题复习讲义
考点一 边角互化问题
【知识点解析】
1.边角互化的原理
(1)利用正弦定理进行边角互化:;;;
(2)利用余弦定理进行边角互化:;;.
2.边角互化注意事项
(1)常见化简技巧
序号
化简技巧
①
一般情况下,有余弦出现,则“边化角”,没有余弦出现,则“角化边”,前提:“齐次”.
②
有余弦出现也有可能“角化边”,但是利用余弦定理实现“角化边”过于复杂,一般不用.
③
一个表达式一般只能处理一或两个角,如果出现三个角,则利用内角和定理与诱导公式进行化简.
④
出现或这种形式,可利用和差公式公式进行化简.
⑤
出现这种形式,可利用辅助角公式或同角三角关系进行化简.
⑥
出现或或,可利用倍角公式进行化简.
⑦
出现,可化为.
⑧
要约分,需要先说明被约数不为0;要定角,需要先说明角度范围.
⑨
若出现三角形的高,应利用三角函数的定义或等面积法.
(2)常见结论(已知、)
①若,则或.
②若,则或.
③若,则将原式化为或,转化为(8)或者(9).
④若,则.
【例题分析】
1.(24-25高一下·湖南怀化·期末)在锐角中,角所对的边分别为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由,得到,又是锐角三角形,
所以,则,得到,
故选:A.
2.(24-25高一下·广东河源·期末)在中,内角所对的边分别为,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意得,
因为,所以,
代入得,
化简得,
化简得,得,
得,
因为,所以,
所以,解得.
故选:C.
3.(2025·山东青岛·模拟预测)已知三角形的三个内角A,,所对边为,,,若,且,,则三角形的面积为( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【详解】由正弦定理边角互化,,
得,又在三角形中,有,则.
又,由正弦定理,,则三角形面积为:
.
故选:B
4.(24-25高一下·江西·期末)在中,角所对的边分别为,,,若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由,得,
则,
所以,
化简得,即.
故选:.
5.(24-25高一下·山东潍坊·阶段练习·多选)记的内角,,的对边分别为,,,且,,边上的高为2,则( )
A. B.
C.的周长为 D.的面积为5
【答案】ABD
【详解】对A,因为,所以由正弦定理得,
因为,
代入上式可得:,
即,因为,所以,得到,
则,正确;
对B,由,且,
因为,,所以,
可得,又,
由正弦定理得,则,所以,
则,
因为,所以,边上的高为,
因为,,又,,则,,正确;
对C,因为,,根据勾股定理,
的周长为,错误;
对D,的面积,正确.
故选:ABD
6.(24-25高一下·江西赣州·期末·多选)在中,a,b,c为内角A,B,C的对边,,,点P满足,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.的面积最大值为 D.线段的长度最大值
【答案】ACD
【详解】对于A,由及正弦定理得,
化简可得,即,
由余弦定理可得,因为,故,故A正确;
对于B,,故B错误;
对于C,的面积为,
由余弦定理有,等号成立当且仅当,
所以的面积最大值为,故C正确;
对于D,三角形外接圆的直径是,线段的长度最大值为三角形外接圆的直径,即,故D正确.
故选:ACD.
7.(24-25高一下·天津北辰·阶段练习)在中,若有,则角A的大小是 .
【答案】/
【详解】由,再根据正弦定理边角互化可知,
,即,且,则.
故答案为:
8.(24-25高一下·广东佛山·期中)已知a,b,c分别是内角A,B,C的对边,若,,则 .
【答案】
【详解】由,结合正弦定理可得,又,
所以,所以,
由余弦定理可得,
因为,所以.
故答案为:.
9.(2025·天津河西·模拟预测)在中,内角的对边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)若的面积为,,.
(ⅰ)求和的值;
(ⅱ)求的值.
【答案】(1)
(2)(ⅰ),;(ⅱ)
【详解】(1)由余弦定理,,
由,得,
由正弦定理,得,
则,又,所以,
又,所以.
(2)(ⅰ)由(1)知,,得①.
由余弦定理,所以②.
由①②,得,解得,
由,解得,.
(ⅱ)由正弦定理,所以,
为锐角,,
.
10.(24-25高一下·天津南开·期末)在中,角的对边分别是.已知.
(1)求:
(2)若.
(i)求:
(ii)求.
【答案】(1)或;
(2)(i);(ii)或.
【详解】(1)在中,由正弦定理及,
得,
故,
又,则,而,
所以或.
(2)(i)由,得,则,由(1)得,
由正弦定理,得.
(ii),
由(i)知,,
当时,,
因此;
当时,,
因此,
所以或.
考点二 三角形形状问题
【知识点解析】
1. 判断三角形的形状有以下几种思路:
(1)转化为三角形的边来判断,可简记为“化角为边”;
(2)转化为角的三角函数(值)来判断,可简记为“化边为角”.
2.几类特殊的三角形:
(1)等腰三角形
(2)直角三角形
(3)等腰直角三角形
(4)等边三角形
(5)锐角三角形
(6)钝角三角形
【例题分析】
1.(24-25高一下·安徽·阶段练习)在中,角A,B,C 所对的边分别为a,b,c,若,则的形状一定是( )
A.等腰直角三角形 B.等腰或直角三角形
C.直角三角形 D.等腰三角形
【答案】B
【详解】,
则或,则是等腰或直角三角形.
故选:B.
2.(24-25高一下·湖北武汉·期中)已知的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若则的形状是( )
A.等腰三角形但不是直角三角形
B.直角三角形但不是等腰三角形
C.等腰直角三角形
D.等边三角形
【答案】B
【详解】由,,
所以,
由正弦定理有,
又由余弦定理有,
所以,
所以,即,
又,所以是直角三角形但不是等腰三角形.
故选:B.
3.(24-25高一下·重庆江津·阶段练习)的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,则的形状是( )
A.等腰非直角三角形 B.直角非等腰三角形
C.等边三角形 D.等腰直角三角形
【答案】A
【详解】因为,所以,整理得,
又,所以,
即,即,
又,所以,得,
因为,所以,所以,故为等腰非直角三角形.
故选:A
4.(24-25高一下·江西抚州·阶段练习)已知的内角所对的边分别为,,则的形状为( )
A.直角三角形 B.等腰三角形 C.等腰直角三角形 D.等腰或直角三角形
【答案】D
【详解】根据正弦定理可得:.
因为,所以.
所以或者.
即或者.
所以该三角形为等腰三角形或直角三角形.
故选:D.
5.(24-25高一下·陕西·期中)在中,角的对边分别为,若,,则的形状为( )
A.直角三角形 B.等腰非等边三角形
C.等边三角形 D.钝角三角形
【答案】C
【详解】由正弦定理,,则,
再由则
故,即,
故,所以为等边三角形.
故选:C.
6.(24-25高一下·广东广州·阶段练习)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则的形状为( )
A.直角三角形 B.等腰三角形
C.等腰直角三角形 D.直角三角形或等腰三角形
【答案】D
【详解】因为,则,
又因为射影定理:,
所以原式等价于
则,则或,
的形状为直角三角形或等腰三角形.
故选:D
7.(23-24高一下·江苏徐州·期中)在中,若,则的形状为( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等腰直角三角形 D.等腰三角形或直角三角形
【答案】D
【详解】因为,所以,
所以,
所以由正弦定理得,
因为,所以,
所以由余弦定理得,
所以,
所以,
所以,
所以,
所以或,
所以或,
所以为等腰三角形或直角三角形.
故选:D
8.(24-25高一下·广东广州·阶段练习)在中,已知,且,则的形状( )
A.等腰且非等边三角形 B.直角三角形
C.等边三角形 D.等腰直角三角形
【答案】C
【详解】由.
所以,又,所以.
由,
所以,
又为三角形内角,所以,故,即.
综上可知:为等边三角形.
故选:C
考点三 周长与周长最值问题
【知识点解析】
1.周长定值问题的处理思路
(1)通过正余弦定理构造方程,直接求出、、三边的具体值,进而求周长;
(2)通过正余弦定理构造方程,求出与的值,利用整体思想求出的值,进而求周长.
2.周长最值与范围问题的处理思路
在中,角、、所对的边分别为、 、.
若已知和,求周长的最值或范围,即求的最值或范围.
处理方法
求解步骤
利用基本不等式求最值
已知和,由余弦定理得①.
又由基本不等式得②.
联立①、②消元可得的范围,进而可以求的最值或范围.
利用三角函数的有界性求最值或范围
已知和,由正弦定理得
所以
展开之后用合一公式进行化简,进而利用三角函数的有界性求最值或范围.
【例题分析】
考向一 周长问题
1.(24-25高一下·安徽·阶段练习)记的内角的对边分别为,已知,的面积为,且,则的周长为( )
A.15 B.16 C.18 D.20
【答案】C
【详解】因为,
由正弦定理得,
因为,可得,
又因为,可得,所以,
因为,所以,
又因为,可得,
又由,可得,所以,
所以的周长为.
故选:C.
2.(24-25高三下·湖南·阶段练习)在中,角所对的边分别为,若,则的周长为( )
A.13 B.14 C.15 D.16
【答案】D
【详解】由余弦定理,可得,
解得或,
因为,所以,
所以的周长为.
故选:D.
3.(24-25高二下·浙江·期中)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,满足,边上的高为2,且,则的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】
作于,即,
所以,
又因为,所以.
因为,由正弦定理可得,
,
又因为,
所以,
即,
因为,所以,
所以,又因为,
又因为,所以,所以,
所以解得,
将代入可得.
在中,由余弦定理
可得,即,
解得或(舍).
所以的周长为,
故选:D
4.(24-25高一下·重庆万州·期中)记的内角的对边分别为,已知为锐角,且,则的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为,所以,
又,则,又为锐角,所以.
由,得,解得,
则的周长为.
故选:B
5.(2025·上海杨浦·模拟预测)在中,分别为角的对边.已知是一个面积为的锐角三角形,且,则的周长为 .
【答案】/
【详解】由于三角形的面积为,所以,
因为,故(锐角三角形),
当时:,
则的周长为.
故答案为:.
6.(24-25高一下·江苏扬州·期中)在中,已知角,,所对的边分别,,,已知,若,,则的周长为 .
【答案】
【详解】因为,则,
由余弦定理可得,
即,解得,
则,则,
所以的周长为.
故答案为:
7.(24-25高一下·湖南株洲·阶段练习)设的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求A的大小;
(2)若且的面积为,求的周长.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由题意:,
由正弦定理有: ,即,
由余弦定理有:,
又,所以;
(2)由,所以,
由余弦定理有:,
所以,即,
所以,
所以的周长为.
8.(24-25高一下·河南南阳·阶段练习)的内角的对边分别为,已知为锐角.
(1)求;
(2)若,求的周长.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,即,
由余弦定理得,
因为,所以,
又因为,所以,
因为为锐角,所以,.
(2)由(1)知,又,
由正弦定理得,
由余弦定理,
则,即,
解得或(舍去),
所以的周长为.
9.(24-25高一下·河南·期中)已知分别为三个内角的对边,且.
(1)求;
(2)若,且的面积为,求的周长.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,
所以,
,
,
,
因为,所以,
即,所以,
因为,所以,所以有,所以.
(2)因为,且的面积为,
所以有,
所以,即,所以周长为.
10.(24-25高一下·广东·期中)已知在锐角中,内角的对边分别是.
(1)求;
(2)若外接圆半径,求的周长.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由及正弦定理,可得,
又,所以,即,
又,所以.
(2)由正弦定理,以及可得
,,,,
又因为,所以.
由余弦定理得,
即,得,
故周长为.
考向二 周长最值问题
1.(24-25高一下·内蒙古呼和浩特·期中)在中,已知,,则周长最大值为( )
A.4 B.6 C. D.
【答案】B
【详解】在中,由及正弦定理,
得,整理得,而,
因此,解得,当且仅当时取等号,
所以当时,周长取得最大值6.
故选:B
2.(23-24高一下·福建莆田·期中)在锐角三角形中,已知,,分别是角,,的对边,且,,则三角形的周长的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,
根据正弦定理得,,
因为为锐角,所以,
所以,即,而A为锐角,
所以,
因为根据正弦定理,
所以,
因为三角形周长为,
又因为,所以,
所以,
因为,即,
所以,
即,,
所以.
故选:C.
3.(2025·福建厦门·三模)锐角中,角所对应的边分别为,满足,,则的周长的取值范围为 .
【答案】
【详解】因为,,所以,故,
所以,
即,
因为,所以,,
所以,故或(舍),即,
由正弦定理可得,
所以
,
因为是锐角三角形,所以,解得,
令,
则,
所以的周长的取值范围为.
故答案为:.
4.(2025·湖北·模拟预测)已知的三个内角,,的对边依次为,,,外接圆半径为1,且满足,则周长的最大值为 .
【答案】
【详解】由正弦定理及外接圆半径可得,.
因为,,所以.
所以,
即.
因为,所以,而为三角形内角,故,
所以,且,
即可得,
故,故,当且仅当时取等号,
所以周长的最大值为.
故答案为:
5.(24-25高一下·河南南阳·阶段练习)已知的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,向量,,且.
(1)求A;
(2)若,求面积的最大值;
(3)若为锐角三角形,且,求周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由题意得,
由正弦定理得,即,
由余弦定理得,
因为,所以.
(2)由题意得,
则,得,
即,
得,等号成立时,
的面积为,则的面积取得最大值.
(3)由正弦定理,得,,
所以
,
因为为锐角三角形,所以,得,
则,,所以,
故周长的取值范围为.
6.(24-25高一下·河南焦作·阶段练习)在锐角三角形中,,,分别为内角,,所对的边,且.
(1)求角;
(2)若,求周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)在中,,
所以,
即.
由正弦定理可得,即.
由余弦定理,得,
因为为锐角三角形的内角,所以.
(2)由(1)知,.因为是锐角三角形,
所以,,解得.
由正弦定理,得,
所以,,
所以的周长.
因为,且,
所以.
因为,,所以,
所以,
即的周长的取值范围是.
7.(24-25高一下·浙江宁波·期末)已知钝角△ABC中,.
(1)若,,求;
(2)若,求△ABC的周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设的所对的边为,
则依题意,,,,
由余弦定理得,即,
即,解得或,
当,最大,最大,此时,
所以为锐角,不合题意;
当,最大,最大,此时,
所以为钝角,符合题意,
所以.
(2),,设外接圆半径为,
则,则,
则周长
因为钝角△ABC,所以,
所以,
所以,
所以,
所以△ABC的周长取值范围为.
8.(24-25高一下·上海静安·期末)在中,角对应的边分别为,已知,为中点,.
(1)证明为等腰三角形;
(2)若,求周长的最小值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【详解】(1)解:在中,由正弦定理,可得,
又由,可得,
整理得,所以,
可得,
即,
因为,可得,所以,
即,可得,所以为等腰三角形.
(2)解:设的周长为,由(1)知:,
因为为等腰三角形,为的中点,可得,
则,且,
所以,
因为,所以,由正切函数的性质,可得,
所以当时,即时,的周长取得最小值,最小值为.
考点四 面积与面积最值问题
【知识点解析】
1. 常见求面积的方法
已知条件
求面积方法
一边及其对应高
基本公式:.
两边及其夹角
核心公式:.
三边
海伦公式:,期中.
两角一边
正弦定理 + 两边夹角公式
涉及内切 、 外接圆半径
(为内切圆半径)
(为外接圆半径)
2.面积最值与范围问题的处理思路
在中,角、、所对的边分别为、 、.
若已知和,求面积的最值或范围,即求的最值或范围.
处理方法
求解步骤
利用基本不等式求最值
已知和,由余弦定理得①.
又由基本不等式得②.
联立①、②消元可得的范围,进而可以求的最值或范围.
利用三角函数的有界性求最值或范围
已知和,由正弦定理得
所以
展开之后用合一公式进行化简,进而利用三角函数的有界性求最值或范围.
【例题分析】
考向一 面积问题
1.(24-25高一下·陕西西安·期末)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知A为锐角,且,.
(1)求A;
(2)若,求的面积.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)在中,由,得,
由及正弦定理,得,而A为锐角,
所以.
(2)由(1)知,
由正弦定理得,
所以
2.(24-25高一下·江苏淮安·阶段练习)在中,设角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求B的值;
(2)若外接圆的面积为,且,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,
由正弦定理得,所以,
又,所以.
(2)设外接圆的半径为,由,得,
由正弦定理得,所以,
由(1)知,所以,
因为,所以,所以,
所以.
3.(24-25高一下·重庆·期中)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)证明:.
(2)若,,求的面积.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【详解】(1)由正弦定理及,得,
所以,所以,
所以,
因为,所以或,
所以或(舍去),所以;
(2)由正弦定理可得,即,所以,
解得,又,所以,
由余弦定理可得,则,
整理可得,分解因式可得,解得或,
当时,可得的面积.
当时,,则,此时,不合题意;
综上所述:的面积为.
4.(24-25高一下·广东惠州·期中)记的内角A、B、C的对边分别为a,b,c,已知:.
(1)求A;
(2)若,,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,由正弦定理得,
因,故,
故,即,
又,故.
(2)由正弦定理可得,
则,可得
即,
由(1) 根据余弦定理可得,
则,
即,可得,
所以的面积
考向二 面积最值问题
1.(24-25高一下·江苏南京·阶段练习)在中,角所对的边,已知.
(1)求角;
(2)若,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,由正弦定理得,
得,
即,又,
所以,所以,又,从而得;
(2)由(1)得,又,
由余弦定理
,
所以,当且仅当时取得等号,
故,当且仅当时取得等号,
所以面积的最大值为.
2.(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)
【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.
3.(2025·安徽·模拟预测)在中,、、分别为内角、、的对边,且.
(1)求;
(2)若,,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由及正弦定理得,
化简可得,即,
由余弦定理可得,因为,故.
(2)因为,则,即,
所以,
即,
所以,当且仅当时,
即当,时,等号成立,
故,
即面积的最大值为.
4.(24-25高一下·陕西西安·期中)已知的内角所对的边分别为,且.
(1)求角;
(2)若是锐角三角形,边长,求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1),即,
因为,
所以,
所以,即,
因为为三角形的内角,
所以,所以.
(2)已知,,
所以
,
因为,即, 解得,
所以,
所以,所以,
.
课后综合练习
1.(24-25高一下·河北沧州·阶段练习)在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且,,则的形状是( )
A.钝角三角形 B.直角三角形 C.锐角三角形 D.不确定的
【答案】C
【详解】因为,,所以,,
所以,,易知,即,
设,则,,则,
可得,所以是锐角三角形.
故选:C.
2.(24-25高一下·河北·阶段练习)在中,角、、的对边分别为、、,若,且,则的形状一定是( )
A.等腰锐角三角形 B.等腰直角三角形
C.等腰钝角三角形 D.不确定的
【答案】B
【详解】因为,则,
整理可得,由正弦定理可得,故,
因为,由正弦定理可得,
因为、均为锐角,故,则,所以,故,
因此,为等腰直角三角形.
故选:B.
3.(24-25高一下·上海·期中)在中,,记的面积为,若,判断 的形状为( )
A.直角三角形 B.等边三角形 C.等腰三角形 D.等腰直角三角形
【答案】B
【详解】由,可得,
即,可得,
因为,可得,
又由余弦定理,可得,
因为,可得,所以,
整理得,即,所以,所以,
所以为等边三角形.
故选:B.
4.(24-25高三上·江苏扬州·阶段练习)在中,角,,分别为,,三边所对的角,,则的形状是( )
A.等腰三角形但一定不是直角三角形
B.等腰直角三角形
C.直角三角形但一定不是等腰三角形
D.等腰三角形或直角三角形
【答案】C
【详解】由得:,且,
,且,
,
,
化简整理得:,即,
或,又,
是直角三角形但一定不是等腰三角形.
故选:.
5.(24-25高一下·山东青岛·期中)在中,角,,所对的边分别为,,,已知.
(1)求角的大小;
(2)若,当的周长取最大值时,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,由正弦定理得,
因为,所以,
又因为,且,所以,
又因为,,
所以,即.
(2)在中,由余弦定理,
得,即,
所以,当且仅当时取等号,
所以周长的最大值为,
此时面积.
6.(2025·浙江·二模)已知的外接圆半径为1,内角,,的对边分别为,,.
(1)若边上的高为1,求的面积的最大值;
(2)若,求的周长的最大值.
【答案】(1)1
(2)
【详解】(1)因为若边上的高为1,所以,
正弦定理得,可得.
所以的面积.
又,所以当时,的面积有最大值,最大值为1.
(2)由正弦定理知,可得,则或.
若,则的周长为
,
当时,周长有最大值,最大值为.
若,则的周长为
,
当时,周长有最大值,最大值为.
因为,所以的周长的最大值为.
7.(24-25高三上·四川宜宾·阶段练习)在锐角中,角A、B、C的对边分别是a、b、c,且满足.
(1)求角B的大小;
(2)若,求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,则,
整理可得,
利用正弦定理可得,
又因为,则,可得,即,
且,所以.
(2)由正弦定理,
可得,
由题意可知:,解得,
则,可得,即,
又因为面积,
所以面积的取值范围为.
8.(2024·重庆·模拟预测)已知的内角 所对应的边分别为,若.
(1)求;
(2)求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1),得到,
由余弦定理知,,
因为,所以.
(2),得到,当且仅当取等,
所以,(当且仅当取等.)故面积的最大值为.
9.(24-25高三上·福建福州·开学考试)已知的三个内角的对边分别为,.
(1)求a;
(2)若,求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,
由正弦定理得,
又因为,可得,所以,
因为,可得,所以.
(2)由(1)知,即,
如图所示,为边上的高,不妨设为锐角,
设,
当为锐角时,则,故,
当为钝角时,则,故,
因为,所以,整理得,
所以的面积为,
因为,可得,
当时,取得最大值,最大值为,且,
所以的面积的取值范围为.
10.(24-25高一下·河北沧州·阶段练习)锐角的内角,,的对边分别为,,.已知.
(1)求;
(2)若,求面积的最大值;
(3)若,求周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3).
【详解】(1)由,
可得,
又为锐角三角形,则,
所以,
所以,又,所以.
(2)由余弦定理知,,
当且仅当时,等号成立.
因为,所以,
故的面积,
所以面积的最大值为.
(3)由正弦定理知,
所以,,则的周长为.
因为,
所以.
因为为锐角三角形,所以,解得,
所以,则,
故周长的取值范围为.
2
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解三角形:边角互化问题、三角形形状问题、周长与周长最值问题、
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考点一 边角互化问题
【知识点解析】
1.边角互化的原理
(1)利用正弦定理进行边角互化:;;;
(2)利用余弦定理进行边角互化:;;.
2.边角互化注意事项
(1)常见化简技巧
序号
化简技巧
①
一般情况下,有余弦出现,则“边化角”,没有余弦出现,则“角化边”,前提:“齐次”.
②
有余弦出现也有可能“角化边”,但是利用余弦定理实现“角化边”过于复杂,一般不用.
③
一个表达式一般只能处理一或两个角,如果出现三个角,则利用内角和定理与诱导公式进行化简.
④
出现或这种形式,可利用和差公式公式进行化简.
⑤
出现这种形式,可利用辅助角公式或同角三角关系进行化简.
⑥
出现或或,可利用倍角公式进行化简.
⑦
出现,可化为.
⑧
要约分,需要先说明被约数不为0;要定角,需要先说明角度范围.
⑨
若出现三角形的高,应利用三角函数的定义或等面积法.
(2)常见结论(已知、)
①若,则或.
②若,则或.
③若,则将原式化为或,转化为(8)或者(9).
④若,则.
【例题分析】
1.(24-25高一下·湖南怀化·期末)在锐角中,角所对的边分别为,若,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一下·广东河源·期末)在中,内角所对的边分别为,,则( )
A. B. C. D.
3.(2025·山东青岛·模拟预测)已知三角形的三个内角A,,所对边为,,,若,且,,则三角形的面积为( )
A. B. C. D.1
4.(24-25高一下·江西·期末)在中,角所对的边分别为,,,若,,则( )
A. B. C. D.
5.(24-25高一下·山东潍坊·阶段练习·多选)记的内角,,的对边分别为,,,且,,边上的高为2,则( )
A. B.
C.的周长为 D.的面积为5
6.(24-25高一下·江西赣州·期末·多选)在中,a,b,c为内角A,B,C的对边,,,点P满足,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.的面积最大值为 D.线段的长度最大值
7.(24-25高一下·天津北辰·阶段练习)在中,若有,则角A的大小是 .
8.(24-25高一下·广东佛山·期中)已知a,b,c分别是内角A,B,C的对边,若,,则 .
9.(2025·天津河西·模拟预测)在中,内角的对边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)若的面积为,,.
(ⅰ)求和的值;
(ⅱ)求的值.
10.(24-25高一下·天津南开·期末)在中,角的对边分别是.已知.
(1)求:
(2)若.
(i)求:
(ii)求.
考点二 三角形形状问题
【知识点解析】
1. 判断三角形的形状有以下几种思路:
(1)转化为三角形的边来判断,可简记为“化角为边”;
(2)转化为角的三角函数(值)来判断,可简记为“化边为角”.
2.几类特殊的三角形:
(1)等腰三角形
(2)直角三角形
(3)等腰直角三角形
(4)等边三角形
(5)锐角三角形
(6)钝角三角形
【例题分析】
1.(24-25高一下·安徽·阶段练习)在中,角A,B,C 所对的边分别为a,b,c,若,则的形状一定是( )
A.等腰直角三角形 B.等腰或直角三角形
C.直角三角形 D.等腰三角形
2.(24-25高一下·湖北武汉·期中)已知的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若则的形状是( )
A.等腰三角形但不是直角三角形
B.直角三角形但不是等腰三角形
C.等腰直角三角形
D.等边三角形
3.(24-25高一下·重庆江津·阶段练习)的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,则的形状是( )
A.等腰非直角三角形 B.直角非等腰三角形
C.等边三角形 D.等腰直角三角形
4.(24-25高一下·江西抚州·阶段练习)已知的内角所对的边分别为,,则的形状为( )
A.直角三角形 B.等腰三角形 C.等腰直角三角形 D.等腰或直角三角形
5.(24-25高一下·陕西·期中)在中,角的对边分别为,若,,则的形状为( )
A.直角三角形 B.等腰非等边三角形
C.等边三角形 D.钝角三角形
6.(24-25高一下·广东广州·阶段练习)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则的形状为( )
A.直角三角形 B.等腰三角形
C.等腰直角三角形 D.直角三角形或等腰三角形
7.(23-24高一下·江苏徐州·期中)在中,若,则的形状为( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等腰直角三角形 D.等腰三角形或直角三角形
8.(24-25高一下·广东广州·阶段练习)在中,已知,且,则的形状( )
A.等腰且非等边三角形 B.直角三角形
C.等边三角形 D.等腰直角三角形
考点三 周长与周长最值问题
【知识点解析】
1.周长定值问题的处理思路
(1)通过正余弦定理构造方程,直接求出、、三边的具体值,进而求周长;
(2)通过正余弦定理构造方程,求出与的值,利用整体思想求出的值,进而求周长.
2.周长最值与范围问题的处理思路
在中,角、、所对的边分别为、 、.
若已知和,求周长的最值或范围,即求的最值或范围.
处理方法
求解步骤
利用基本不等式求最值
已知和,由余弦定理得①.
又由基本不等式得②.
联立①、②消元可得的范围,进而可以求的最值或范围.
利用三角函数的有界性求最值或范围
已知和,由正弦定理得
所以
展开之后用合一公式进行化简,进而利用三角函数的有界性求最值或范围.
【例题分析】
考向一 周长问题
1.(24-25高一下·安徽·阶段练习)记的内角的对边分别为,已知,的面积为,且,则的周长为( )
A.15 B.16 C.18 D.20
2.(24-25高三下·湖南·阶段练习)在中,角所对的边分别为,若,则的周长为( )
A.13 B.14 C.15 D.16
3.(24-25高二下·浙江·期中)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,满足,边上的高为2,且,则的周长为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高一下·重庆万州·期中)记的内角的对边分别为,已知为锐角,且,则的周长为( )
A. B. C. D.
5.(2025·上海杨浦·模拟预测)在中,分别为角的对边.已知是一个面积为的锐角三角形,且,则的周长为 .
6.(24-25高一下·江苏扬州·期中)在中,已知角,,所对的边分别,,,已知,若,,则的周长为 .
7.(24-25高一下·湖南株洲·阶段练习)设的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求A的大小;
(2)若且的面积为,求的周长.
8.(24-25高一下·河南南阳·阶段练习)的内角的对边分别为,已知为锐角.
(1)求;
(2)若,求的周长.
9.(24-25高一下·河南·期中)已知分别为三个内角的对边,且.
(1)求;
(2)若,且的面积为,求的周长.
10.(24-25高一下·广东·期中)已知在锐角中,内角的对边分别是.
(1)求;
(2)若外接圆半径,求的周长.
考向二 周长最值问题
1.(24-25高一下·内蒙古呼和浩特·期中)在中,已知,,则周长最大值为( )
A.4 B.6 C. D.
2.(23-24高一下·福建莆田·期中)在锐角三角形中,已知,,分别是角,,的对边,且,,则三角形的周长的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(2025·福建厦门·三模)锐角中,角所对应的边分别为,满足,,则的周长的取值范围为 .
4.(2025·湖北·模拟预测)已知的三个内角,,的对边依次为,,,外接圆半径为1,且满足,则周长的最大值为 .
5.(24-25高一下·河南南阳·阶段练习)已知的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,向量,,且.
(1)求A;
(2)若,求面积的最大值;
(3)若为锐角三角形,且,求周长的取值范围.
6.(24-25高一下·河南焦作·阶段练习)在锐角三角形中,,,分别为内角,,所对的边,且.
(1)求角;
(2)若,求周长的取值范围.
7.(24-25高一下·浙江宁波·期末)已知钝角△ABC中,.
(1)若,,求;
(2)若,求△ABC的周长的取值范围.
8.(24-25高一下·上海静安·期末)在中,角对应的边分别为,已知,为中点,.
(1)证明为等腰三角形;
(2)若,求周长的最小值.
考点四 面积与面积最值问题
【知识点解析】
1. 常见求面积的方法
已知条件
求面积方法
一边及其对应高
基本公式:.
两边及其夹角
核心公式:.
三边
海伦公式:,期中.
两角一边
正弦定理 + 两边夹角公式
涉及内切 、 外接圆半径
(为内切圆半径)
(为外接圆半径)
2.面积最值与范围问题的处理思路
在中,角、、所对的边分别为、 、.
若已知和,求面积的最值或范围,即求的最值或范围.
处理方法
求解步骤
利用基本不等式求最值
已知和,由余弦定理得①.
又由基本不等式得②.
联立①、②消元可得的范围,进而可以求的最值或范围.
利用三角函数的有界性求最值或范围
已知和,由正弦定理得
所以
展开之后用合一公式进行化简,进而利用三角函数的有界性求最值或范围.
【例题分析】
考向一 面积问题
1.(24-25高一下·陕西西安·期末)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知A为锐角,且,.
(1)求A;
(2)若,求的面积.
2.(24-25高一下·江苏淮安·阶段练习)在中,设角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求B的值;
(2)若外接圆的面积为,且,求的面积.
3.(24-25高一下·重庆·期中)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)证明:.
(2)若,,求的面积.
4.(24-25高一下·广东惠州·期中)记的内角A、B、C的对边分别为a,b,c,已知:.
(1)求A;
(2)若,,求的面积.
考向二 面积最值问题
1.(24-25高一下·江苏南京·阶段练习)在中,角所对的边,已知.
(1)求角;
(2)若,求面积的最大值.
2.(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.
3.(2025·安徽·模拟预测)在中,、、分别为内角、、的对边,且.
(1)求;
(2)若,,求面积的最大值.
4.(24-25高一下·陕西西安·期中)已知的内角所对的边分别为,且.
(1)求角;
(2)若是锐角三角形,边长,求面积的取值范围.
课后综合练习
1.(24-25高一下·河北沧州·阶段练习)在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且,,则的形状是( )
A.钝角三角形 B.直角三角形 C.锐角三角形 D.不确定的
2.(24-25高一下·河北·阶段练习)在中,角、、的对边分别为、、,若,且,则的形状一定是( )
A.等腰锐角三角形 B.等腰直角三角形
C.等腰钝角三角形 D.不确定的
3.(24-25高一下·上海·期中)在中,,记的面积为,若,判断 的形状为( )
A.直角三角形 B.等边三角形 C.等腰三角形 D.等腰直角三角形
4.(24-25高三上·江苏扬州·阶段练习)在中,角,,分别为,,三边所对的角,,则的形状是( )
A.等腰三角形但一定不是直角三角形 B.等腰直角三角形
C.直角三角形但一定不是等腰三角形 D.等腰三角形或直角三角形
5.(24-25高一下·山东青岛·期中)在中,角,,所对的边分别为,,,已知.
(1)求角的大小;
(2)若,当的周长取最大值时,求的面积.
6.(2025·浙江·二模)已知的外接圆半径为1,内角,,的对边分别为,,.
(1)若边上的高为1,求的面积的最大值;
(2)若,求的周长的最大值.
7.(24-25高三上·四川宜宾·阶段练习)在锐角中,角A、B、C的对边分别是a、b、c,且满足.
(1)求角B的大小;
(2)若,求面积的取值范围.
8.(2024·重庆·模拟预测)已知的内角 所对应的边分别为,若.
(1)求;
(2)求面积的最大值.
9.(24-25高三上·福建福州·开学考试)已知的三个内角的对边分别为,.
(1)求a;
(2)若,求面积的取值范围.
10.(24-25高一下·河北沧州·阶段练习)锐角的内角,,的对边分别为,,.已知.
(1)求;
(2)若,求面积的最大值;
(3)若,求周长的取值范围.
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