内容正文:
第06讲 拓展三:三角形中线,角平分线专题
目录
题型一:重点考查三角形中线问题 1
方法一:三角形中线向量化 1
方法二:角形式() 3
题型二:重点考查三角形角平分线问题 7
方法一:等面积法 7
方法二:角形式() 9
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题型一:重点考查三角形中线问题
方法一:三角形中线向量化
典型例题
例题1.(2024·广东广州·模拟预测)在中,角、、的对边分别为、、,若,,的平分线的长为,则边上的中线的长等于( )
A. B. C. D.
例题2.(24-25高二下·江苏南京·期中)已知在中,角的对边分别为.
(1)求的值;
(2)若是的中点,,求的值.
例题3.(24-25高三上·广东深圳·期末)已知的内角所对的边分别为,,,且.
(1)求角的大小;
(2)若的面积为,中线,求.
例题4.(24-25高三上·北京朝阳·开学考试)在△中,内角的对边分别为.
(1)求;
(2)若△的面积为,求边上的中线的长.
精练核心考点
1.(24-25高三上·内蒙古赤峰·期中)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)证明:.
(2)已知C为钝角,记.
(ⅰ)求的取值范围;
(ⅱ)若BD为AC边上的中线,求的取值范围.
2.(23-24高一下·山东聊城·期中)在中,内角,,的对边分别为,,,.
(1)若,证明:;
(2)若,是的中线,求的最大值.
3.(23-24高二上·安徽亳州·开学考试)在中,角的对边分别为,且,.
(1)求;
(2)求边上中线长的取值范围.
方法二:角形式()
典型例题
例题1.(2024·黑龙江哈尔滨·三模)已知的内角的对边分别为,且边上中线长为1,则最大值为( )
A. B. C. D.
例题2.(24-25高一下·江苏连云港·期中)射影几何学中,中心投影是指光从一点向四周散射而形成的投影,如图,光从点出发,平面内四个点经过中心投影之后的投影点分别为.对于四个有序点,若,,定义比值叫做这四个有序点的交比,记作.
(1)若点分别是线段的中点,求;
(2)当时称为调和点列,若,求值;
(3)已知,且,点为线段的中点,,,求
例题3.(23-24高一下·福建龙岩·期中)已知的三个内角的对边分别是,且满足.
(1)求角的值;
(2)若角的角平分线交于,且,边上的中线交于点,且,求的面积.
例题4.(23-24高三上·安徽合肥·阶段练习)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,.
(1)求角;
(2)若,边上的中线,求边的长.
精练核心考点
1.(2024·全国·模拟预测)已知在中,角所对的边分别为,,是的中点,若,则的最大值为 .
2.(23-24高三上·辽宁·阶段练习)已知的三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,点M在边AB上,,,且,______.
在①CM为的一条中线;②CM为的一条角平分线;③CM为的一条高线
这三个条件中任选一个,补充在上面的横线中,并进行解答.
(1)求边长AB;
(2)若外接圆的面积为,内切圆的面积为,求的值.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
3.(23-24高三上·广东深圳·期末)在中,角,,对边分别为,,,且,.
(1)求;
(2)若,边上中线,求的面积.
4.(23-24高三上·江苏南通·开学考试)在中,点在边上,,.
(1)若是的角平分线,求;
(2)若是边上的中线,且,求.
题型二:重点考查三角形角平分线问题
方法一:等面积法
典型例题
例题1.(24-25高二上·云南曲靖·期末)在中,三个内角A,B,C所对边分别为a,b,c,的角平分线为CM交AB于M且,,,则线段( )
A. B. C.2 D.
例题2.(23-24高一下·山东临沂·期中)在中,已知的角平分线,则的正弦值为 .
例题3.(2024·重庆·模拟预测)在中,内角所对的边分别为.已知.
(1)求角的大小;
(2)若的角平分线与边相交于点,,求的周长.
例题4.(24-25高三上·山东德州·期中)已知中的三个角的对边分别为,且满足.
(1)求;
(2)若的角平分线交于,,求面积的最小值.
例题5.(23-24高一下·广东惠州·期末)已知有下面三个条件:
①;②;③;
请从这三个条件中任选一个,补充在下面的横线上,并解答问题:在中,角所对的边分别是,,,且________.
(1)求角A的大小;
(2)若是的角平分线,且,,求线段的长.
精练核心考点
1.(24-25高一下·江苏宿迁·阶段练习)△ABC中, AB=3,AC=2,∠BAC=60°, 中线AM长为m,角平分线AD的长为n,则
2.(24-25高一下·山东枣庄·阶段练习)已知在中,.
(1)求的大小;
(2)若角的角平分线交边于点,,的周长为15,求的长.
3.(24-25高二上·重庆·期中)在中,,,为,,的对边,.
(1)求;
(2)若为的角平分线,交于点,,,求的面积.
4.(23-24高一下·贵州遵义·期末)已知在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且
(1)求角B;
(2)若点D在上,为的角平分线,,求的最小值.
5.(23-24高一下·贵州贵阳·阶段练习)的内角的对边分别为,满足.
(1)求;
(2)的角平分线与交于点,求的最小值.
方法二:角形式()
典型例题
例题1.(2025高一下·全国·专题练习)在中, 是的角平分线, 且交于. 已知, 则 .
例题2.(24-25高三上·山东·阶段练习)下面问题的条件①,②,③,④有多余,现请你在①,④中删去一个,并将剩下的三个作为条件解答这个问题.
已知中,是边的中点,你删去的条件是_____请写出用剩余条件解答本题的过程.
(1)求的长;
(2)的平分线交于点,求的长.
注:如果选择删去条件①和条件④分别解答,按第一个解答计分.
精练核心考点
1.(24-25高三上·山东泰安)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,,点D在射线AC上,满足.
(1)求;
(2)设的角平分线与直线AC交于点E,求证:.
2.(2024高三·全国·专题练习)记的内角的对边分别为.已知.
(1)若,证明:是等腰三角形;
(2)若,角的平分线交于,且,求.
3.(2025·四川·模拟预测)在①;②这两个条件中任选一个作为已知条件,补充在下面的横线上,并给出解答.
注:若选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
已知中,角的对边分别为,点D为边的中点,,且________.
(1)求a的值;
(2)若的平分线交于点E,求的周长.
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第06讲 拓展三:三角形中线,角平分线专题
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题型一:重点考查三角形中线问题 1
方法一:三角形中线向量化 1
方法二:角形式() 8
题型二:重点考查三角形角平分线问题 18
方法一:等面积法 18
方法二:角形式() 28
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题型一:重点考查三角形中线问题
方法一:三角形中线向量化
典型例题
例题1.(2024·广东广州·模拟预测)在中,角、、的对边分别为、、,若,,的平分线的长为,则边上的中线的长等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】二倍角的余弦公式、三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形、平面向量数量积的定义及辨析
【分析】由设,可得的值,进而可求得的值,结合余弦定理可得,由可求得,即可求得结果.
【详解】由题意知,设,则,如图所示,
由可得,
整理得,即,
又因为,所以,
所以,所以,
在中,由余弦定理得,所以,
由是边上的中线,得
.
所以,中线长.
故选:A
例题2.(24-25高二下·江苏南京·期中)已知在中,角的对边分别为.
(1)求的值;
(2)若是的中点,,求的值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】三角恒等变换的化简问题、正弦定理边角互化的应用、余弦定理解三角形、用定义求向量的数量积
【分析】(1)由三角恒等变换可得,进而求得,可求;
(2)由余弦定理可得,进而结合,两边平方,可求得,进而可求得.
【详解】(1)在,,所以,
由,
即,
所以,在中,,所以,
因此,即;
(2)由余弦定理得,即有①,
由是中点得,
两边平方有,
即有②,
联立①②解得,
所以.
例题3.(24-25高三上·广东深圳·期末)已知的内角所对的边分别为,,,且.
(1)求角的大小;
(2)若的面积为,中线,求.
【答案】(1)
(2)
【知识点】用和、差角的正弦公式化简、求值、正弦定理边角互化的应用、三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形
【分析】(1)利用正弦定理边角互化,利用两角和的正弦公式化简,转化为三角函数求角;
(2)首先根据三角形的面积公式,求得,,根据中线向量关系,可得,再根据余弦定理即可求得.
【详解】(1)在中,,则,
因为,
则,
由正弦定理得:,
所以,
所以,
又,得,所以,即,
由,解得.
(2)因为的面积为,
所以,
由(1)知,故,
因为为中线,即为中点,
则,又,
则,所以,
解得,
由余弦定理得,
所以.
例题4.(24-25高三上·北京朝阳·开学考试)在△中,内角的对边分别为.
(1)求;
(2)若△的面积为,求边上的中线的长.
【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、余弦定理解三角形、已知数量积求模
【分析】(1)由正弦定理角化边,结合余弦定理进行求解即可;
(2)根据三角形面积公式,结合平面向量加法的几何意义、数量积的运算进行求解即可.
【详解】(1)因为,由正弦定理得,因为,
由余弦定理得:,
又,所以.
(2)由,所以,
由(1),所以,
因为为边上的中线,所以,
则
,即.
故边上的中线的长为.
精练核心考点
1.(24-25高三上·内蒙古赤峰·期中)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)证明:.
(2)已知C为钝角,记.
(ⅰ)求的取值范围;
(ⅱ)若BD为AC边上的中线,求的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)(ⅰ);(ⅱ).
【知识点】正弦定理边角互化的应用、余弦定理解三角形、已知数量积求模
【分析】(1)先由正弦定理将条件化为,然后利用余弦定理化简即可证明.
(2)(ⅰ)根据三角形三边关系列不等式求解即可;
(ⅱ)根据中线关系得,结合数量积的运算律及将化为,根据二次函数的性质求解范围即可.
【详解】(1)由,可得,
由余弦定理可知,所以.
(2)(ⅰ)由,可得,.
根据三角形三边关系,知即
则解得,
所以的取值范围为.
(ⅱ)因为BD为AC边上的中线,所以,
则,
所以.
令,则,因为在上单调递增,
所以,故的取值范围为.
2.(23-24高一下·山东聊城·期中)在中,内角,,的对边分别为,,,.
(1)若,证明:;
(2)若,是的中线,求的最大值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【知识点】正弦定理边角互化的应用、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、数量积的运算律
【分析】(1)由正弦定理得,再根据余弦定理有,两者联立即可证明;
(2)首先利用基本不等式和余弦定理得,再利用向量中线长定理有,则可求出的最大值.
【详解】(1)由正弦定理得,即,即,
由余弦定理知和,
得,即,
即,因为,所以.
(2)因为,,所以,
故,当且仅当,即时等号成立,
故;
由是的中线,得,
即得
,
即得,故的最大值为.
3.(23-24高二上·安徽亳州·开学考试)在中,角的对边分别为,且,.
(1)求;
(2)求边上中线长的取值范围.
【答案】(1)6
(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)由已知条件,利用正弦定理边化角化简可得角B,利用正弦定理化简求得,又,可得结果;
(2)根据余弦定理结合基本不等式可得,设边上的中点为D,
因为,利用向量数量积运算可得边上中线的取值范围.
【详解】(1)因为,
由正弦定理可得,
整理得,
且,则,可得,即,
且,则,
由正弦定理,其中为的外接圆半径,
可得,,
又因,
所以.
(2)在中,由余弦定理,即,
则,当且仅当时,等号成立,
可得,即
设边上的中点为D,
因为,
则
,
即,所以边上中线长的取值范围为.
方法二:角形式()
典型例题
例题1.(2024·黑龙江哈尔滨·三模)已知的内角的对边分别为,且边上中线长为1,则最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】余弦定理解三角形、基本不等式求积的最大值
【分析】根据两角互补余弦值之和等于0,然后分别在三角形中利用余弦定理求出两角的余弦,列出方程求出,然后利用基本不等式求出最值即可.
【详解】由题意得,
所以,
又,且D是的中点,所以,
在中,,
在中,,
所以,
即,得,当且仅当取等号,
故选:A
例题2.(24-25高一下·江苏连云港·期中)射影几何学中,中心投影是指光从一点向四周散射而形成的投影,如图,光从点出发,平面内四个点经过中心投影之后的投影点分别为.对于四个有序点,若,,定义比值叫做这四个有序点的交比,记作.
(1)若点分别是线段的中点,求;
(2)当时称为调和点列,若,求值;
(3)已知,且,点为线段的中点,,,求
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】正弦定理解三角形、三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形、向量数乘的有关计算
【分析】(1)由射影几何学新定义可得;
(2)由射影几何学新定义结合调和点列可得;
(3)方法一,由射影几何学新定义结合正余弦定理可得;
方法二,由射影几何学新定义结合三角形的面积公式和余弦定理可得.
【详解】(1)由条件可得,,则,所以.
(2)由知,两点分属线段内外分点,
不妨设,,
则,,
由知:,
则,即,即.
(3)方法一:由,可得,即,所以,
又点B为线段的中点,即,所以,
又,所以,,,
又已知,所以.
设,,由,得,
即,解得,①
在中,由正弦定理可得,得②,
在中,由正弦定理可得,得③,
又,
②③得,即④,
由①④解得,(负值舍去),即,,
所以.
方法二:因为,所以,
设,则,
又B为线段的中点,所以,
又已知,,所以,
所以,得,所以,,
由,
得,
所以,
设,则,
由,互补得,
即,
解得,所以,,
所以
例题3.(23-24高一下·福建龙岩·期中)已知的三个内角的对边分别是,且满足.
(1)求角的值;
(2)若角的角平分线交于,且,边上的中线交于点,且,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【知识点】正弦定理解三角形、三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形
【分析】(1)根据正弦定理与余弦定理,结合题意化简得到,得到,即可求解;
(2)利用角的平分线的性质,以及,结合向量的数量积的运算性质,列出方程求得的值,进而求得三角形的面积.
【详解】(1)解:在中,由正弦定理可得,即,
因为,可得,
即,
又由余弦定理可得,可得,即,
因为,所以.
(2)解:因为为角的角平分线,所以,
在中,由正弦定理得,
在中,由正弦定理得,
又因为,所以,
因为,所以,即,
因为为中线,所以,
即,
即,所以,,
所以的面积为.
例题4.(23-24高三上·安徽合肥·阶段练习)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,.
(1)求角;
(2)若,边上的中线,求边的长.
【答案】(1)
(2),或,.
【知识点】已知三角函数值求角、正弦定理解三角形、余弦定理解三角形
【分析】(1)由正弦定理得到,再由余弦定理得到,故,结合,从而求出;
(2)根据及余弦定理得到,再由得到,结合余弦定理得到,,求出的长.
【详解】(1)因为,
由正弦定理得:,
因为,所以,
即,
因为,
所以;
(2)因为,
由余弦定理知:,
∵,
∴,
即,
∵,
∴,
故,
解得:,或,.
精练核心考点
1.(2024·全国·模拟预测)已知在中,角所对的边分别为,,是的中点,若,则的最大值为 .
【答案】
【知识点】用和、差角的正弦公式化简、求值、正弦定理边角互化的应用、余弦定理解三角形
【分析】根据正弦定理及两角差的正弦公式可得,,再利用余弦定理可得,进而得到,再根据基本不等式求解即可.
【详解】由,
根据正弦定理得,,
即,所以.
又因为,,
所以,所以.
在中,,①
在中,,②
因为,所以,
①②可得,又因为,所以,
即,所以,
令,则,即,解得,
又因为,所以,当且仅当时,等号成立,
则的最大值为.
故答案为:.
2.(23-24高三上·辽宁·阶段练习)已知的三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,点M在边AB上,,,且,______.
在①CM为的一条中线;②CM为的一条角平分线;③CM为的一条高线
这三个条件中任选一个,补充在上面的横线中,并进行解答.
(1)求边长AB;
(2)若外接圆的面积为,内切圆的面积为,求的值.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)
(2).
【知识点】三角恒等变换的化简问题、正弦定理求外接圆半径、正弦定理边角互化的应用、余弦定理解三角形
【分析】(1)由正弦定理结合三角恒等变换可得,若选择①:,利用余弦定理结合可得,在中,利用余弦定理运算求解;若选择②:因为,利用余弦定理可得,根据勾股定理结合等腰三角形分析求解;若选择③:根据勾股定理结合等腰三角形分析求解.
(2)利用正弦定理求外接圆的半径,利用等面积法求内切圆的半径,进而可得结果.
【详解】(1)因为,由正弦定理可得,
由倍角公式可得,则,
又因为,则,
所以,即.
且,则,可得,
又因为,所以.
若选择①:若CM为的中线,设,
由余弦定理可得,,
因为,可得,
即,整理得,可知,
又因为,解得或(舍去),
所以;
若选择②:若CM为的角平分线,则,
在中,由余弦定理得,即,
可知,即,可知,
所以;
若选择③:若CM为的高线,则,
则,即,则,
可知,可知
所以.
(2)设外接圆的半径为R,由正弦定理可得,解得,
所以,
由题意可知:,所以的周长,
所以的面积.
设内切圆的半径为r,则,解得,
可得,所以.
3.(23-24高三上·广东深圳·期末)在中,角,,对边分别为,,,且,.
(1)求;
(2)若,边上中线,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【知识点】用和、差角的正弦公式化简、求值、正弦定理解三角形、三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形
【分析】(1)由正弦定理和已知可得,利用三角函数的平方关系可得答案;
(2)法一:在和中,由余弦定理可得,,求出代入三角形面积公式可得答案;法二:由得,,求出由可得答案;法三:作交于,则,,由余弦定理可得,代入三角形面积公式计算可得答案.
【详解】(1)由正弦定理有,
因为,有,
因为,故,;
(2)法一:在和中,,
因为,,则,
因为,所以,
所以;
法二:因为,所以,
有,
因为,所以,
所以;
法三:如图,作交于,则是的中点,
所以,,,
即,解得,
所以.
4.(23-24高三上·江苏南通·开学考试)在中,点在边上,,.
(1)若是的角平分线,求;
(2)若是边上的中线,且,求.
【答案】(1)
(2).
【知识点】正弦定理解三角形、余弦定理解三角形
【分析】(1)在和中,分别利用正弦定理即可得的值;
(2)利用余弦定理即可求解.
【详解】(1)解:点在边上,,.是的角平分线,
在和中,由正弦定理可得,;
,,
.
(2)解:因为是边上的中线,
设,,
,,
,
,化简可得,解得或(舍去),
.
题型二:重点考查三角形角平分线问题
方法一:等面积法
典型例题
例题1.(24-25高二上·云南曲靖·期末)在中,三个内角A,B,C所对边分别为a,b,c,的角平分线为CM交AB于M且,,,则线段( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【知识点】三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形、求15°等特殊角的正弦
【分析】由余弦定理求出,再由,代入三角形的面积公式即可得出答案.
【详解】由余弦定理可得:,
因为,所以,
因为为的角平分线,所以,
且,
,
则,
可得:.
故选:B.
例题2.(23-24高一下·山东临沂·期中)在中,已知的角平分线,则的正弦值为 .
【答案】
【知识点】二倍角的正弦公式、三角形面积公式及其应用
【分析】由三角形的等面积法,可得,的值,进而求出的值.
【详解】因为,,的角平分线,
由等面积可得,
即,
即,
,因为,
所以,,
所以.
故答案为:.
例题3.(2024·重庆·模拟预测)在中,内角所对的边分别为.已知.
(1)求角的大小;
(2)若的角平分线与边相交于点,,求的周长.
【答案】(1)
(2)
【知识点】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、正弦定理边角互化的应用
【分析】(1)利用正弦定理将边化角,在由三角恒等变换公式化简,即可求出,从而得解;
(2)根据等面积法得到,再由余弦定理得到,即可求出,从而求出周长.
【详解】(1)因为,
由正弦定理可得,
,
,
,
,即,
即,
∴.
又,
;
(2)因为的角平分线与边相交于点,
所以,即,
所以,所以,
又由余弦定理,即,
所以,解得或(舍去),
所以.
例题4.(24-25高三上·山东德州·期中)已知中的三个角的对边分别为,且满足.
(1)求;
(2)若的角平分线交于,,求面积的最小值.
【答案】(1)
(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
【分析】(1)利用正弦定理将角化边,化简后求解即可;
(2)根据角平分线性质,得,再利用基本不等式求解即可.
【详解】(1)因为,所以由正弦定理得,
又因为,所以,
即,又,所以;
(2),即,
化简得,
所以,
所以所以,
当且仅当时取“=”,
所以,所以面积的最小值为.
例题5.(23-24高一下·广东惠州·期末)已知有下面三个条件:
①;②;③;
请从这三个条件中任选一个,补充在下面的横线上,并解答问题:在中,角所对的边分别是,,,且________.
(1)求角A的大小;
(2)若是的角平分线,且,,求线段的长.
【答案】(1)
(2)
【知识点】用定义求向量的数量积、正弦定理边角互化的应用、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)选择①:利用三角形的面积公式和向量的数量积的运算公式,求得,得到,即可求解;选择②:由正弦定理化简得到,得到,即可求解;选择③,化简得到,即,由余弦定理求得,即可求解;
(2)根据题意结合,列出方程,即可求解.
【详解】(1)选择①:由,可得,
即,即,
因为,所以;
选择②:因为②,由正弦定理得,
可得,
因为,可得,所以,
即,可得,
因为,可得,所以;
选择③:由,可得,
又由正弦定理得,再由余弦定理得,
因为,所以.
(2)若是的角平分线,则,
且,即,
解得.
精练核心考点
1.(24-25高一下·江苏宿迁·阶段练习)△ABC中, AB=3,AC=2,∠BAC=60°, 中线AM长为m,角平分线AD的长为n,则
【答案】
【知识点】数量积的运算律、三角形面积公式及其应用
【分析】中线用向量即可求的值;角平分线用即可求的值.
【详解】AM为中线,则,则,则,
AD为角平分线,则,即,
得,
则
故答案为:
2.(24-25高一下·山东枣庄·阶段练习)已知在中,.
(1)求的大小;
(2)若角的角平分线交边于点,,的周长为15,求的长.
【答案】(1)
(2)
【知识点】余弦定理解三角形、用和、差角的正弦公式化简、求值、三角形面积公式及其应用、正弦定理边角互化的应用
【分析】(1)利用正弦定理将边化角,再由两角和的正弦公式计算可得;
(2)利用余弦定理求出,再由及面积公式计算可得.
【详解】(1)因为,
由正弦定理可得,
即,
又,所以,所以,
又,所以;
(2)因为,,
由余弦定理得,
即,解得.
为角的角平分线,,
∵,
∴,
∴,得.
3.(24-25高二上·重庆·期中)在中,,,为,,的对边,.
(1)求;
(2)若为的角平分线,交于点,,,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【知识点】余弦定理解三角形、辅助角公式、三角形面积公式及其应用、正弦定理边角互化的应用
【分析】(1)根据条件,利用正弦定理边转角得到,再利用辅助角公式和特殊角的三角函数值,即可求角;
(2)根据条件,利用等面积法,得到,再利用余弦定理得,联立求出,即可求解.
【详解】(1)由,得到,
又,所以,即,得到,
又,所以,解得.
(2)因为,,所以,
又,得到,
在中,由余弦定理得到,
又,所以,解得(舍负),所以,
故的面积为.
4.(23-24高一下·贵州遵义·期末)已知在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且
(1)求角B;
(2)若点D在上,为的角平分线,,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】基本不等式“1”的妙用求最值、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)利用正弦定理进行角换边,再结合余弦定理即可得到答案;
(2)根据面积法得,再利用乘“1”法即可得到最小值.
【详解】(1)因为,
所以由正弦定理可得,即,
又因为,则,
因为,所以.
(2)因为
所以,
因为,所以,
所以,即,
所以,
当且仅当时,取得最小值.
5.(23-24高一下·贵州贵阳·阶段练习)的内角的对边分别为,满足.
(1)求;
(2)的角平分线与交于点,求的最小值.
【答案】(1)
(2).
【知识点】基本不等式“1”的妙用求最值、二倍角的正弦公式、三角形面积公式及其应用、正弦定理边角互化的应用
【分析】(1)利用正弦定理将边化角,再由二倍角公式计算可得;
(2)由等面积法得到,再由乘“1”法及基本不等式计算可得.
【详解】(1)由得,
由正弦定理得,即,
由,所以,化简得,
所以,所以.
(2)由,
得,
即,得,
所以,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值为.
方法二:角形式()
典型例题
例题1.(2025高一下·全国·专题练习)在中, 是的角平分线, 且交于. 已知, 则 .
【答案】
【知识点】图形的性质、余弦定理解三角形
【分析】根据角平分线性质定理可得,设,由余弦定理可得关于m的方程,求得m的值,可得答案.
【详解】由题意是的角平分线,,
由角平分线的性质知:,
设,
因为,则,则,
所以,整理得,解得或(舍).
所以,.
故答案为:
例题2.(24-25高三上·山东·阶段练习)下面问题的条件①,②,③,④有多余,现请你在①,④中删去一个,并将剩下的三个作为条件解答这个问题.
已知中,是边的中点,你删去的条件是_____请写出用剩余条件解答本题的过程.
(1)求的长;
(2)的平分线交于点,求的长.
注:如果选择删去条件①和条件④分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)条件选择见解析,;
(2).
【知识点】三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形
【分析】(1)删①:设,,
在和中,分别应用余弦定理列出方程,通过解方程即可求出的长;
删④:设,在和中,分别应用余弦定理,求出和的值,根据即可求出的长;
(2)根据,利用三角形的面积公式即可求出的长.
【详解】(1)删①:设,,
在中,由余弦定理,得,
在中,由余弦定理,得,
联立,解得,,所以,;
删④:设,
在中,由余弦定理,得,
在中,由余弦定理,得,
∵,
所以,解得,所以;
(2)由(1)知删①和删④都能得出,, ,
因为,
所以
所以.
精练核心考点
1.(24-25高三上·山东泰安)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,,点D在射线AC上,满足.
(1)求;
(2)设的角平分线与直线AC交于点E,求证:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【知识点】几何图形中的计算、余弦定理解三角形、正弦定理边角互化的应用
【分析】(1)利用正弦定理化角为边由表示,利用余弦定理求出即可求出;
(2)分别在和中利用正弦定理表示,化简整理可得.
【详解】(1)因为,由正弦定理得,
因为,由正弦定理得,即,则,
由余弦定理得,
则,因为,所以;
(2)如图,,
在中,,,
在中,,则,
,,
所以,
,
所以.
2.(2024高三·全国·专题练习)记的内角的对边分别为.已知.
(1)若,证明:是等腰三角形;
(2)若,角的平分线交于,且,求.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【知识点】余弦定理解三角形、正弦定理边角互化的应用、正弦定理解三角形、二倍角的余弦公式
【分析】(1)由正弦定理边化角,再结合三角恒等变形,得到,从而得到角的关系,即可证明;
(2)方法一:首先根据(1)的过程,以及(2)的条件,可得,从而根据角的关系,以及边的关系,在中,表示正弦定理,转化为求解三角方程,即可求解;
方法二:根据角平分线定理,得,再根据,代入余弦定理,结合条件,即可求解.
【详解】(1)根据正弦定理,,
由得或
所以或,
又因为,所以,
故不成立,所以,又,所以.
即是等腰三角形.
(2)方法一:
由(1)及可得,,所以,.
在中,.
在中,由正弦定理得,所以.
而,
所以,解得(负舍).
方法二:
因为,所以,.
由角平分线定理得,得,即.
由(1)知,,又平分,所以,所以.
因为,所以,
即,
即,
整理得,将代入,得,即,
所以.
3.(2025·四川·模拟预测)在①;②这两个条件中任选一个作为已知条件,补充在下面的横线上,并给出解答.
注:若选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
已知中,角的对边分别为,点D为边的中点,,且________.
(1)求a的值;
(2)若的平分线交于点E,求的周长.
【答案】(1)2
(2)
【知识点】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、三角形面积公式及其应用、正弦定理边角互化的应用
【分析】(1)选①,利用正弦定理边化角,结合两角和的正弦公式化简可得B,再利用余弦定理即可求得答案;
选②,设,则,分别在中和在中,由余弦定理列出等式即可求得答案;
(2)结合(1)的结论,利用三角形面积求出,利用余弦定理求得的长,即可得答案.
【详解】(1)若选①:由可得,
又,
故,
而,故,
又,所以;
设,则,
在中,由余弦定理得,
即,
在中,由余弦定理得,
即,和联立解得,
则;
若选②:,设,则,
在中,由余弦定理得,
在中,由余弦定理得,
因为,所以,
即,解得,
故.
(2)由(1)可知,选①可得;选②可得,则,
故由,
可得,
解得,
故在中,,
即,
故的周长为.
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