内容正文:
解三角形:利用三角函数、基本不等式、二次函数、导数求最值与范围问题复习讲义
解三角形:利用三角函数、基本不等式、二次函数、导数求最值与范围问题复习讲义
考点一 利用三角函数有界性求最值与范围问题
【知识点解析】
1.利用三角函数的有界性求最值与范围的处理步骤
(1)利用正弦定理或余弦定理实现“边”化“角”.
(2)利用实现统一角,将函数自变量边长只有一个.
(3)利用和差公式、倍角公式、辅助角公式等对表达式进行化简.
(4)讨论角度范围,进而得到三角函数的值域或最值.
2.常见的边角互化的方法
(1)在中,已知和
①若求的范围,可先求,从而.
②若求的范围,可先求,从而.
③若求的范围,从而.
(2)在中,已知和
①若求的范围,由正弦定理,化简可得.
②若求的范围,由正弦定理,化简可得.
3.常见讨论角度范围的方法
(1)若已知,则.
(2)若已知且为锐角三角形,则,联立可求出所需角度范围.
(3)若已知且为钝角三角形,则或,联立可求出所需角度范围.
(4)若已知且为锐角三角形,则,联立可求出所需角度范围.
【例题分析】
1.(2024·江苏连云港·模拟预测)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,,则边b的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·河北张家口·阶段练习)已知是锐角三角形,角所对的边分别为为的面积,,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一下·重庆万州·期中)在锐角中,角,,的对边分别为,,,为的面积,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高一下·山东枣庄·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.(2025·湖北武汉·模拟预测)已知分别为锐角三个内角的对边,且.
(1)求;
(2)若;求周长的取值范围.
6.(24-25高三上·广东深圳·阶段练习)的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求A;
(2)若为锐角三角形,且,求面积的取值范围.
7.(24-25高二下·浙江金华·期末)已知为锐角三角形,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,
(1)求;
(2)若,求面积的取值范围.
8.(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.
9.(24-25高一下·安徽六安·期末)在中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知,且.
(1)求C;
(2)若G为内一点且,求长度的最大值;
(3)若为锐角三角形,求的周长的取值范围.
10.(23-24高一下·广东广州·阶段练习)在锐角中,内角,,的对边分别为,,,,
(1)若以,,为边长的三个正三角形的面积分别为,,并满足,,求.
(2)设是角的平分线,与边交于,若,,求,;
(3)若,求面积的取值范围.
考点二 利用基本不等式求最值与范围问题
【知识点解析】
1. 基本不等式一般形式(均值不等式)
(1)原型:若,则;
(2)常见变形:;;
(3)使用步骤:一正、二定、三相等.
总结:当两个正数的积为定值时,它们的和有最小值;当两个正数的和为定值时,它们的积有最小值.
2. 余弦定理联立基本不等式求最值
若已知和,由余弦定理得①
由基本不等式得②
联立①、②可解得与的范围.
【例题分析】
1.(24-25高二上·河北张家口·开学考试)在中,角所对的边分别为,若,且,则周长的最大值为( )
A. B. C.6 D.9
2.(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.
3.(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.
4.(24-25高一下·广东广州·期中·多选)在中,角,,所对的边分别为,,,,,则( )
A.外接圆的面积为 B.若,则
C.面积的最大值为 D.周长的最大值为
5.(24-25高一下·广东深圳·期中·多选)在中,角的对边分别是,若,,则( )
A.面积的最大值为 B.周长的最大值为6
C.的取值范围为 D.的最大值为
6.(23-24高一下·浙江·阶段练习)在中,设角A,B,C的对边分别为a,b,c,若.
(1)求角;
(2)若点M在边上BC满足,且,求面积的最大值.
7.(24-25高二上·湖北·阶段练习)的内角的对边分别为,已知
(1)求;
(2)若点在上,且满足,求面积的最大值.
8.(24-25高一下·山西吕梁·期中)在中,内角、、所对的边分别为、、,满足.
(1)求角的大小;
(2)若,边上的中线的长为,求的面积;
(3)若内角的角平分线交于点,且,求的面积的最小值.
9.(24-25高一下·湖北荆门·期末)在中,内角的对边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)若的面积,求面积的最小值.
10.(24-25高一下·重庆·期末)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,,
(1)求角A的大小;
(2)求周长的最大值;
(3)若BC中点为D,求AD的最小值.
考点三 利用二次函数求最值与范围问题
【知识点解析】
对于二次函数,,若,则二次函数开口向上,对称轴为
(1)若,则在上单调递增.当时,;当时,.
(2)若,则在上单调递减.当时,;当时,.
(3)若,则在上单调递减,在上单调递增.
当时,;
若,则;
若,则;
※若开口向下,依旧根据开口方向、对称轴与定义域的关系进行讨论
【例题分析】
1.(2024·四川成都·模拟预测)设锐角的三个内角的对边分别为,且,则的取值范围为 ( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·四川成都·阶段练习)在三角形中,内角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若,且,求的取值范围.
3.(24-25高三上·湖南湘潭·开学考试)设的内角的对边分别为,为钝角,且.
(1)探究与的关系并证明你的结论;
(2)求的取值范围.
4.(24-25高三上·重庆·阶段练习)在中,内角所对的边分别为,满足
(1)求证:;
(2)若为锐角三角形,求的最大值.
5.(2025·广东广州·模拟预测)已知,,为的内角,且,为锐角.
(1)求角的大小;
(2)求的取值范围.
考点四 利用导数求最值与范围问题
【知识点解析】
一般地,如果在区间上函数的图象是一条连续不断的曲线,那么它必有最大值与最小值.
步骤1:确定函数的定义域.
步骤2:求导,令导数,求根.
步骤3:根据的根将定义域分为多个区间,分别讨论每个子区间导数的正负.
步骤4:根据导数的正负写出单调区间.
步骤5:根据单调区间确定极值点和极值.
步骤6:比较极值点与、的大小,确定最值.
【例题分析】
1.(2024·山西·三模)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,满足.
(1)试判断的形状;
(2)若的外接圆半径为2,求周长的最大值.
2.(23-24高三上·河南信阳·阶段练习)设的内角A、B、C的对边分别为a、b、c,已知.
(1)证明:.
(2)求的取值范围.
3.(2024·贵州贵阳·三模)已知的内角A、B、C所对的边长分别为a、b、c,且满足.请回答下列问题:
(1)证明:为等腰三角形;
(2)若的外接圆直径为1,试求周长的取值范围.
4.(2024·山东泰安·模拟预测)记的内角,,的对边分别为,,,且.
(1)若,,求;
(2)求的最大值.
5.(2024·山西吕梁·二模)已知,其图象相邻对称轴间的距离为,若将其图象向左平移个单位得到函数的图象.
(1)求函数的解析式;
(2)在钝角中,内角的对边分别是,若,求的取值范围.
6.(2025·山西·三模)设的内角,,的对边分别为,,,且满足.
(1)证明:;
(2)已知,求取得最小值时的值.
课后综合练习
1.(23-24高三下·浙江·开学考试)已知的内角的对边分别是,且.
(1)判断的形状;
(2)若的外接圆半径为1,求周长的最大值.
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.(24-25高一下·江西赣州·期末)如图,在平而四边形中,,,,.
(1)若,,求的大小;
(2)若,求四边形面积的最大值.
4.(24-25高一下·广东惠州·期中)在中,角,,所对的边分别为,,,且.
(1)求角;
(2)若的角平分线交于点,且,,求边的长度;
(3)若为锐角三角形,,求周长的取值范围.
5.(24-25高一下·浙江宁波·期中)在①,②,③这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并解答问题.
已知是的三个内角的对边,且__________.
(1)求;
(2)若,求锐角的周长的取值范围.
6.(2025·黑龙江大庆·模拟预测)已知中,角,,所对的边分别为,,,
(1)求证:;
(2)若,求周长的取值范围.
7.(24-25高一下·天津·期中)已知的内角所对的边分别为,其中.
(1)若.
①求角;
②若为锐角三角形,求周长的取值范围;
(2)若,求内切圆面积的最大值.
8.(2025·广东广州·模拟预测)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)若,求B;
(2)求的最小值.
2
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$$解三角形:利用三角函数、基本不等式、二次函数、导数求最值与范围问题复习讲义
解三角形:利用三角函数、基本不等式、二次函数、导数求最值与范围问题复习讲义
考点一 利用三角函数有界性求最值与范围问题
【知识点解析】
1.利用三角函数的有界性求最值与范围的处理步骤
(1)利用正弦定理或余弦定理实现“边”化“角”.
(2)利用实现统一角,将函数自变量边长只有一个.
(3)利用和差公式、倍角公式、辅助角公式等对表达式进行化简.
(4)讨论角度范围,进而得到三角函数的值域或最值.
2.常见的边角互化的方法
(1)在中,已知和
①若求的范围,可先求,从而.
②若求的范围,可先求,从而.
③若求的范围,从而.
(2)在中,已知和
①若求的范围,由正弦定理,化简可得.
②若求的范围,由正弦定理,化简可得.
3.常见讨论角度范围的方法
(1)若已知,则.
(2)若已知且为锐角三角形,则,联立可求出所需角度范围.
(3)若已知且为钝角三角形,则或,联立可求出所需角度范围.
(4)若已知且为锐角三角形,则,联立可求出所需角度范围.
【例题分析】
1.(2024·江苏连云港·模拟预测)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,,则边b的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由,得,,
由正弦定理可得,即,
所以,所以或(舍去),所以,
由正弦定理得,,
而,,所以,
所以,所以,所以的取值范围为.
故选:B
2.(24-25高三上·河北张家口·阶段练习)已知是锐角三角形,角所对的边分别为为的面积,,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由,
得,所以,
所以,又,所以,
由正弦定理得,
由,得,
所以,所以,
所以.
故选:B.
3.(24-25高一下·重庆万州·期中)在锐角中,角,,的对边分别为,,,为的面积,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】在中,由余弦定理得,且的面积,
由,得,化简得,
又,,联立解得,,
所以,
为锐角三角形,有,,得,
则有,可得,所以.
故选:C
4.(24-25高一下·山东枣庄·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为,则由正弦定理得,
又,
所以,
则,
又,,则
所以或,即或(舍去),
所以,解得,则,
所以
因为,
所以
因为,所以,所以,
即的取值范围是.
故选:D.
5.(2025·湖北武汉·模拟预测)已知分别为锐角三个内角的对边,且.
(1)求;
(2)若;求周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1).
由正弦定理得
在中,
代入上式化简得:
因为,所以,即
为锐角,.
(2)由正弦定理得
所以
,
是锐角三角形,,
,
即,
所以周长的取值范围为.
6.(24-25高三上·广东深圳·阶段练习)的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求A;
(2)若为锐角三角形,且,求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,所以,
所以,
所以,所以,
因为,所以,
又,所以;
(2)由(1)可知,
所以,
由正弦定理,
所以,
因为为锐角三角形,
所以,所以,
所以,即,
又,
所以,所以面积的取值范围为.
7.(24-25高二下·浙江金华·期末)已知为锐角三角形,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,
(1)求;
(2)若,求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由余弦定理,,
结合题意得,即.
(2)由题意,为锐角三角形,,则,.
由正弦定理得,即,
..
8.(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.
9.(24-25高一下·安徽六安·期末)在中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知,且.
(1)求C;
(2)若G为内一点且,求长度的最大值;
(3)若为锐角三角形,求的周长的取值范围.
【答案】(1);
(2);
(3).
【详解】(1)因为,所以根据正弦定理得,
即,得,所以,
又,所以.
(2)如图,设是的中点,因为,
所以,
所以是的中点.
因为,
所以.
由余弦定理得,当且仅当时取等号,所以,所以,得,
所以,即长度的最大值为.
(3)因为,所以,
由正弦定理知
.
又为锐角三角形,所以得,
所以,所以,
所以,
所以,
即的周长的取值范围为.
10.(23-24高一下·广东广州·阶段练习)在锐角中,内角,,的对边分别为,,,,
(1)若以,,为边长的三个正三角形的面积分别为,,并满足,,求.
(2)设是角的平分线,与边交于,若,,求,;
(3)若,求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2),;
(3)
【详解】(1)因为,所以,
即,即,又,则,
所以,则,所以,则;
因为,
所以,所以,解得,
由正弦定理,所以,则,
所以.
(2)在中,由正弦定理有,
在中,由正弦定理有,
因为是角的平分线,故,
又,故,
所以,
设,,
在中由余弦定理,有,
解得,所以(负值舍去),
所以,.
(3)因为,
由正弦定理,得,
在锐角中,,,,
即,可得,
则有,,,,
即,得,
所以面积的取值范围为.
考点二 利用基本不等式求最值与范围问题
【知识点解析】
1. 基本不等式一般形式(均值不等式)
(1)原型:若,则;
(2)常见变形:;;
(3)使用步骤:一正、二定、三相等.
总结:当两个正数的积为定值时,它们的和有最小值;当两个正数的和为定值时,它们的积有最小值.
2. 余弦定理联立基本不等式求最值
若已知和,由余弦定理得①
由基本不等式得②
联立①、②可解得与的范围.
【例题分析】
1.(24-25高二上·河北张家口·开学考试)在中,角所对的边分别为,若,且,则周长的最大值为( )
A. B. C.6 D.9
【答案】D
【详解】在中,由及正弦定理,
得,
而,
则,
而,整理得,
又,解得,
由余弦定理,得
,
解得,当且仅当时取等号,
所以周长的最大值为9.
故选:D
2.(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
【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.
3.(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
4.(24-25高一下·广东广州·期中·多选)在中,角,,所对的边分别为,,,,,则( )
A.外接圆的面积为 B.若,则
C.面积的最大值为 D.周长的最大值为
【答案】ABC
【详解】对于A,由题意知,故设外接圆的半径为,
则,即得,则外接圆的面积为,故A正确;
对于B,若,则由正弦定理可得,可得,
又,可得,故B正确;
对于C,由题意可得,当且仅当时等号成立,
则,故面积的最大值为,故C正确;
对于D,由余弦定理可得,
则,当且仅当时等号成立,
即得,故周长的最大值为,故D错误.
故选:ABC.
5.(24-25高一下·广东深圳·期中·多选)在中,角的对边分别是,若,,则( )
A.面积的最大值为 B.周长的最大值为6
C.的取值范围为 D.的最大值为
【答案】ABC
【详解】由余弦定理可得,,
因,则,等号成立时,
则,故A正确;
因,则,
结合可得,,等号成立时,
又,即,则,故B正确;
因,,则,故C正确;
令,则,代入中得,
此关于的一元二次方程有解,则,解得,
等号成立时,,故D错误.
故选:ABC
6.(23-24高一下·浙江·阶段练习)在中,设角A,B,C的对边分别为a,b,c,若.
(1)求角;
(2)若点M在边上BC满足,且,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由,
由正弦定理得,
即,所以,
又,所以;
(2)法一:由M在边BC上满足,可得,
两边平方可得,
所以,所以,
当且仅当时取“”,
所以,所以,
即面积的最大值为.
法二:由,则,
由余弦定理可得,
即,
可得,
又因为,
所以,
当且仅当时取“=”,
所以,所以,
即面积的最大值为.
7.(24-25高二上·湖北·阶段练习)的内角的对边分别为,已知
(1)求;
(2)若点在上,且满足,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1),
由正弦定理得,
,
,
,
,
,
,
,
.
(2),
,
,
又,
,
,
,当且仅当时,等号成立,
的面积,
即面积的最大值为.
8.(24-25高一下·山西吕梁·期中)在中,内角、、所对的边分别为、、,满足.
(1)求角的大小;
(2)若,边上的中线的长为,求的面积;
(3)若内角的角平分线交于点,且,求的面积的最小值.
【答案】(1);
(2);
(3).
【详解】(1)由及正弦定理得:
,
因为、,所以,则,故.
(2)解法一:因为,为中点,则,
由余弦定理得,得,
在中,,
在中,,
因为,所以,
所以,,解得:,
故的面积为;
解法二:因为为的中点,则,
所以,,
即,
由余弦定理可得,即,
所以,故的面积为.
(3)因为,平分,所以,
又,则由,得,
所以,
由基本不等式可得,则,得,
当且仅当时,等号成立,
所以,故面积的最小值为.
9.(24-25高一下·湖北荆门·期末)在中,内角的对边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)若的面积,求面积的最小值.
【答案】(1).
(2).
【详解】(1)中,,由正弦定理得
,
即,
故,又,则,
即,
又,可得;
(2),则,
由余弦定理得,
即,即当且仅当时,等号成立,
故面积的最小值为.
10.(24-25高一下·重庆·期末)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,,
(1)求角A的大小;
(2)求周长的最大值;
(3)若BC中点为D,求AD的最小值.
【答案】(1);
(2);
(3).
【详解】(1)因为,
由正弦定理,得,即
,
因为,所以.
(2)由(1)得,且
由正弦定理得:,
.
∴当时,的最大值为,
∴周长的最大值是.
(3)因为,所以
所以,当且仅当时,等号成立.
即
因为D为的中点,所以,
所以,
即.
所以.
故AD的最小值为.
考点三 利用二次函数求最值与范围问题
【知识点解析】
对于二次函数,,若,则二次函数开口向上,对称轴为
(1)若,则在上单调递增.当时,;当时,.
(2)若,则在上单调递减.当时,;当时,.
(3)若,则在上单调递减,在上单调递增.
当时,;
若,则;
若,则;
※若开口向下,依旧根据开口方向、对称轴与定义域的关系进行讨论
【例题分析】
1.(2024·四川成都·模拟预测)设锐角的三个内角的对边分别为,且,则的取值范围为 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】在中,由可得,
由正弦定理得:
又为锐角三角形,所以,解得,
令,则,
因为在时单调递增,
所以,则.
故选:C
2.(24-25高三上·四川成都·阶段练习)在三角形中,内角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若,且,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据正弦定理可知:,
因为,所以,所以.
(2)由余弦定理可知:,因为,所以,,,
因为,所以,,
由正弦定理得:,
所以
,
因为,所以,所以,
所以时,取得最小值,
并且,
所以的范围是.
3.(24-25高三上·湖南湘潭·开学考试)设的内角的对边分别为,为钝角,且.
(1)探究与的关系并证明你的结论;
(2)求的取值范围.
【答案】(1),证明见解析
(2)
【详解】(1)解:因为,由正弦定理得,
所以,即,
又因为,所以,
于是,所以.
(2)解:由(1)知,,所以,所以,
所以,
令,则且,
所以,
当时,取得最大值,最大值为,
当或时,函数值为,
所以的取值范围是.
4.(24-25高三上·重庆·阶段练习)在中,内角所对的边分别为,满足
(1)求证:;
(2)若为锐角三角形,求的最大值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【详解】(1)由题,
由正弦定理:,
所以,
整理,
所以,
或(舍),
.
(2)为锐角三角形,
解得:,所以,
且
由(1)问,,
令,
则,
所以
因为,
当时,所求的最大值为.
5.(2025·广东广州·模拟预测)已知,,为的内角,且,为锐角.
(1)求角的大小;
(2)求的取值范围.
【答案】(1);(2).
【详解】(1)∵,
∴,即,而,
∴,又为锐角,即.
(2),
令,则,,
∴,即的取值范围为.
考点四 利用导数求最值与范围问题
【知识点解析】
一般地,如果在区间上函数的图象是一条连续不断的曲线,那么它必有最大值与最小值.
步骤1:确定函数的定义域.
步骤2:求导,令导数,求根.
步骤3:根据的根将定义域分为多个区间,分别讨论每个子区间导数的正负.
步骤4:根据导数的正负写出单调区间.
步骤5:根据单调区间确定极值点和极值.
步骤6:比较极值点与、的大小,确定最值.
【例题分析】
1.(2024·山西·三模)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,满足.
(1)试判断的形状;
(2)若的外接圆半径为2,求周长的最大值.
【答案】(1)为等腰三角形
(2)
【详解】(1)由题意可知:
,
整理得,
且,则,可知,即,
所以为等腰三角形.
(2)由正弦定理,可得,
则周长,
由(1)可知:,
可得,
构建函数,
则,
因为,则,
当时,,则;
当时,,则;
可知在内单调递增,在内单调递减,
则,
所以当且仅当为等边三角形时,周长取到最大值.
2.(23-24高三上·河南信阳·阶段练习)设的内角A、B、C的对边分别为a、b、c,已知.
(1)证明:.
(2)求的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【详解】(1)证明如下:
由,
则有,所以,
因为,所以,则B为锐角.
所以,所以或,
则或,
由题意知,所以,
所以.
(2)由(1)知,且,
由正弦定理,有
即
令,记,
.在上单调递增.
即.
故的取值范围为.
3.(2024·贵州贵阳·三模)已知的内角A、B、C所对的边长分别为a、b、c,且满足.请回答下列问题:
(1)证明:为等腰三角形;
(2)若的外接圆直径为1,试求周长的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【详解】(1)证明:因为,由正弦定理可得,
即,
在三角形中,,
所以,又因为均为三角形的内角,即,
即证得为等腰三角形;
(2)由(1)可得,
由正弦定理可得,而,
所,,,
所以,
设,,
则,
当时,,在定义域内单调递增,
当时,,在定义域内单调递减.
所以,
,,所以.
所以,周长的取值范围是.
4.(2024·山东泰安·模拟预测)记的内角,,的对边分别为,,,且.
(1)若,,求;
(2)求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由可得,所以,
又,
整理可得,解得或(舍),
由正弦定理可得.
(2)由,即,
所以或(舍),
所以,所以,
所以,
由,
令,
则,
因为,令,则,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以,即的最大值.
5.(2024·山西吕梁·二模)已知,其图象相邻对称轴间的距离为,若将其图象向左平移个单位得到函数的图象.
(1)求函数的解析式;
(2)在钝角中,内角的对边分别是,若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)已知的图象相邻对称轴间的距离为,则.
由周期公式得,,
所以,
(2)由题意得,,,
所以.
所以或(舍),所以.
因为在钝角中,所以,
所以,则
令,,
当时,;当时,;
可得在单调递减,在单调递增.
所以当,即时,有最小值;
,所以
故.
6.(2025·山西·三模)设的内角,,的对边分别为,,,且满足.
(1)证明:;
(2)已知,求取得最小值时的值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【详解】(1)由,
由正弦定理可得,
所以,
所以,
所以,
因为、为三角形的内角,所以、不可能同时为直角,
若、中有一个直角,不妨令为直角,则,,显然,
则等式不成立,
所以、均不是直角,
所以;
(2)依题意不是直角,
所以,
故,
因为且,所以,
令,
设,,
有,
令,解得,令,解得,
所以在上单调递增,在上单调递减,
综上所述,取得最小值时,,
即取得最小值时,为.
课后综合练习
1.(23-24高三下·浙江·开学考试)已知的内角的对边分别是,且.
(1)判断的形状;
(2)若的外接圆半径为1,求周长的最大值.
【答案】(1)等腰三角形
(2)
【详解】(1)因为,所以,
所以,
所以,
所以,即,
因为,所以;
所以为等腰三角形;
(2)由题意可知,
所以的周长为:
,
设,
则,
所以当时,单调递增;
当时,单调递减;
所以当时,取到最大值,
所以周长的最大值为.
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)
【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.(24-25高一下·江西赣州·期末)如图,在平而四边形中,,,,.
(1)若,,求的大小;
(2)若,求四边形面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由已知,,得,
所以,得.
在中,因为,,所以,
又,由正弦定理得,
得,
因为,所以,所以,
所以.
(2)由已知得,所以,
在中
所以,
又因为,得,
所以四边形面积
所以,
因为,所以,
当时,即时,.
4.(24-25高一下·广东惠州·期中)在中,角,,所对的边分别为,,,且.
(1)求角;
(2)若的角平分线交于点,且,,求边的长度;
(3)若为锐角三角形,,求周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)因为,
由正弦定理可知,即,
又由余弦定理可知,
又,则;
(2)由已知的角平分线交于点,
则,
又在中,,
即,
即,
解得;
(3)由正弦定理可知,
则,,
又在中,,
则周长,
因为为锐角三角形,
则,即,
则,
所以,
故周长.
5.(24-25高一下·浙江宁波·期中)在①,②,③这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并解答问题.
已知是的三个内角的对边,且__________.
(1)求;
(2)若,求锐角的周长的取值范围.
【答案】(1)选①②③,答案均为
(2)
【详解】(1)选①,由,
可得,
因为及正弦定理,可得,
所以,整理得,
则,因为,所以;
选②,由,可得,
即,
因为,可得,所以,即;
选③,由,由正弦定理得,
即,
即,
整理得,
因为,可得,
即,因为,所以.
(2)由,可得,
故,
所以周长,
又由,可得,
,
又因为是锐角三角形,所以,
即,解得,
可得,所以,
所以,
所以的周长的取值范围为.
6.(2025·黑龙江大庆·模拟预测)已知中,角,,所对的边分别为,,,
(1)求证:;
(2)若,求周长的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【详解】(1)由得,
从而,
得,
由余弦定理得,即,
由正弦定理得,
又在三角形中,,
所以.
所以,即.
所以或,
即或.
因为,,所以.
(2)由得,
所以,
即,解得,
因为,由正弦定理得,所以,
由正弦定理得
,
故的周长.
令,由(1)知,所以.
因为函数在上单调递增,
所以周长的取值范围为.
7.(24-25高一下·天津·期中)已知的内角所对的边分别为,其中.
(1)若.
①求角;
②若为锐角三角形,求周长的取值范围;
(2)若,求内切圆面积的最大值.
【答案】(1)①;②
(2)
【详解】(1)①因,则,
即,
则由正弦定理可得,则,
因,则
②由正弦定理,得,
则周长
,
因为为锐角三角形,所以,所以,
所以,所以,
所以周长范围是.
(2)因为,则,
由正弦定理得,
即,
即,
化简得,
因为,所以,则,
所以,则,
设内切圆半径为,则,
又,
当且仅当时,即当时等号成立,
所以,
的内切圆面积,
即的内切圆面积的最大值是.
8.(2025·广东广州·模拟预测)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)若,求B;
(2)求的最小值.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)方法一:直接法
可得,
则,即,
注意到,于是,
展开可得,则,
又,.
方法二:二倍角公式处理+直接法
因为,
即,
而,所以;
方法三:导数同构法
根据可知,,
设,,
则在上单调递减,,
故,结合,解得.
方法四:恒等变换化简
,
结合正切函数的单调性,,则,
结合,解得.
(2)由(1)知,,所以,
而,
所以,即有,所以
所以
.
当且仅当时取等号,所以的最小值为.
2
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