内容正文:
重难点专训02 解三角形中的最值及范围问题
解题方法及技巧提炼 1
题型通法及变式提升 2
题型一:已知三角形一角求取值范围 2
题型二:已知三角形一角及其对边求取值范围 5
题型三:已知三角形一角及其邻边求取值范围 8
题型四:已知三角形一角及另外两边的关系求取值范围 10
题型五:中线长的最值问题 12
题型六:角平分线长的最值问题 16
题型七:与三角形有关的实际问题的最值问题 20
重难专题分层过关练 23
巩固过关 23
创新提升 31
一、核心解题思路
首先建立所求量(式子)与已知角、边的直接关联,将已知角或边设为自变量,所求量(式子)作为函数值,通过这种转化构建明确的函数关系,使原问题等价转化为求函数值域的问题。
在此过程中,需充分结合两重范围限制:一是题目给定的显性条件(如边的长度范围、角的特定区间等);二是三角形自身的隐性约束(如内角和为 π、两边之和大于第三边、边角对应关系等)。务必全面梳理自变量(角或边)的取值范围 —— 即函数的定义域,避免因定义域疏漏导致最终结果的范围扩大。
二、三角形中的最值范围问题的解题策略:
①基本不等式法
利用基本不等式求最值范围,主要结合余弦定理,可求周长及面积的题目,若要求解周长的范围时,还需利用三角形“两边之和大于第三边(任意三角形)”
②三角函数法
先利用正弦定理将边转化成角,然后利用或者题干中角的关系,可将所求式子中的角统一成一个角,需要注意题干中对角有没有限制要求,利用角的范围求出范围
③坐标法
“坐标法”也是解决三角形最值问题的一种重要方法,解题时,要充分利用题设条件中所提供的特殊边角关系,建立合适的直角坐标系,正确求出关键点的坐标,将所要求的目标式表示出来并合理化简,再结合三角函数、基本不等式等知识求其最值:
题型一:已知三角形一角求取值范围
典例1-1.在锐角三角形中,角,,的对边分别为,,,若,则的取值范围为
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由可得,即,所以,所以,,所以,又,,所以,所以,所以,故的取值范围为.故选A.
【点睛】(1)本题主要考查余弦定理解三角形,考查三角恒等变换和三角函数的图像和性质,意在考查学生对这些知识的掌握水平和分析推理能力.(2)利用函数的思想研究数学问题,一定要注意“定义域优先”的原则,所以本题一定要准确计算出A的范围,不是.
典例1-2.设锐角三角形ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,.
(Ⅰ)若,,求b
(Ⅱ)求的取值范围.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).
【详解】试题分析:(Ⅰ)首先根据正弦定理,,将边化为角,求得角B,再根据余弦定理求边;
(Ⅱ)根据(1)的结果,将角C表示为,再根据化简,以及两角和的正弦公式展开化简,最后根据辅助角公式化简为,根据三角形是锐角三角形,可得角A的范围和的范围,根据三角函数的性质得到的取值范围.
试题解析:(Ⅰ)由,根据正弦定理得,
又,所以,
由为锐角三角形得.
根据余弦定理,得.所以,.
(Ⅱ)
.由为锐角三角形知,
,,所以,,所以.
由此有,所以的取值范围为.
考点:1.正余弦定理;2.三角恒等变形;3.三角函数的性质.
变式1-1.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知.
(1)求角B的大小;
(2)求的取值范围.
【答案】(1);(2).
【详解】(1)由已知
利用正弦定理得:,即
由余弦定理得:
又,
(2)由(1)知,故
由,知,
利用正弦函数性质知
故原式的取值范围为
【点睛】方法点睛:在解三角形题目中,若已知条件同时含有边和角,但不能直接使用正弦定理或余弦定理得到答案,要选择“边化角”或“角化边”,变换原则常用:
(1)若式子含有的齐次式,优先考虑正弦定理,“角化边”;
(2)若式子含有的齐次式,优先考虑正弦定理,“边化角”;
(3)代数变形或者三角恒等变换前置;
(4)同时出现两个自由角(或三个自由角)时,要用到.
变式1-2.已知锐角中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,向量,,.
(1)求;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1),且,
,
,
,
,
,
由正弦定理可得,
,
,
,.
(2)由(1)知,,则,
为锐角三角形,,则,
,.
.
,,,
,,
的取值范围为,则,
所以的范围为.
题型二:已知三角形一角及其对边求取值范围
典例2-1.已知在锐角中,角的对边分别为,且.
(1)求的值;
(2)若,求周长的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)因为,应用正余弦定理可得,
,化简可得:,即.
(2) ,即 ,
,,
;
, ,
又在锐角中,,
,
周长
,
由,则,
故,
即周长的取值范围为.
典例2-2.在锐角中,内角所对的边分别为,已知,
(1)求角的大小;
(2)求取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由可得
,
化简可得,
即,又因为三角形为锐角三角形,所以.
(2)根据正弦定理,可得
,
故,
又因为,所以.
变式2-1.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.
变式2-2.在中,内角的对边分别为,且,.
(1)求的大小;
(2)若,求的面积;
(3)求的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由正弦定理得:,又,
,
即,又,,,
又,.
(2)由余弦定理得:,解得:,
.
(3)由余弦定理得:,
(当且仅当时取等号),,
又,;
,
令,,则在上单调递增,
,即,的最大值为.
题型三:已知三角形一角及其邻边求取值范围
典例3-1.已知 内角A,B,C的对边分别为a,b,c, ,的面积.
(1)求边c;
(2)若为锐角三角形,求a的取值范围.
【答案】(1)1
(2)
【详解】(1)因为,,所以;
因为,所以 .
(2)在 中,由正弦定理,
由(1)知,,代入上式得:,
因为为锐角三角形,则,所以,
所以,
所以.
典例3-2.在中,设角,,的对边长分别为,,,已知.
(1)求角的值;
(2)若为锐角三角形,且,求的面积的取值范围.
【答案】(1);(2).
【详解】(1)由已知及正弦定理,得,即,
即,即.
由余弦定理,得,因为,所以.
(2)因为,,由正弦定理,得
,
∴,
因为为锐角三角形,则,从而,
所以.
变式3-1.已知的内角的对边分别为,
(1)求的值;
(2)若,求面积的最大值.
【答案】(1)2
(2)
【详解】(1)因为,由正弦定理得,
由余弦定理得,,
整理得;
(2)因为,因为,由(1)可得,则.,
又,即,当且仅当时等号成立.
于是
所以的最大值为.
变式3-2.在锐角中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,并且.
(1)求b的值;
(2)若,求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由正弦定理,a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC,其中R为的外接圆半径.
因为,从而,
整理得;
又在中,,从而,则.
(2)由及余弦定理,
又为锐角三角形,因此,即,解得.
又,
因此面积的取值范围是.
题型四:已知三角形一角及另外两边的关系求取值范围
典例4-1.记的内角,,的对边分别为,,,,若的面积为2,则当的周长取到最小值时,( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意得,因为,所以.由余弦定理,得,得,则.因为函数在上单调递增,所以当最小时,的周长最小.又(当且仅当时,等号成立),所以.故当的周长取到最小值时,.
故选:A
变式4-1.在①,②,③这三个条件中任选一个,补充在下面的横线上,并加以解答.已知的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若___________.
(1)求角B;
(2)若,求周长的最小值.
【答案】(1)任选一条件,都有;
(2)12
【详解】(1)选①:,由正弦定理得,∵,
∴,即,
∵,∴,∴,∴.
选②:,由正弦定理可得,
∵,∴,∵,
∴.
选③:已知,结合正弦定理可得,
∴,∴,
∵,∴
(2)由余弦定理得,
即,∴,解得,
当且仅当时取等号,∴周长的最小值为12.
变式4-2.在中,已知.
(1)若且,求的面积;
(2)若求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【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.
题型五:中线长的最值问题
典例5-1.在锐角三角形中,角,,所对的边分别为,,,已知,点为的中点,则中线的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由是边上的中线,得,
则,
由正弦定理得,得,,
则,
而,
,
于是
,
由为锐角三角形,,得,即,
则,,因此,即,
所以的取值范围为.
故选:C
典例5-2.已知在锐角三角形中,内角,,,所对应的边分别为,,,且是,,则中线长的取值范围是 .
【答案】
【详解】在中,.
,为的中点,所以.
由正弦定理得.
又,设,
由余弦定理知,得,
代入,整理得.
因为是锐角三角形,所以
,
,
,
解得.
当时,取最小值为;当或时,取最大值为.
因为,所以.
变式5-1.在中,内角所对的边分别是,且,,则边上的中线的取值范围是 .
【答案】
【详解】由,可得,
因为,所以,所以,所以,
所以,所以,所以,所以,
由余弦定理可得,
因为是的中点,所以,
所以,
由正弦定理可得,
所以,
因为,所以,所以,
所以,所以,所以.
故答案为:.
【点睛】方法点睛:求三角形有关代数式的取值范围也是一种常见的类型,主要方法有两类:(1)找到边与边之间的关系,利用基本不等式来求解;(2)利用正弦定理,转化为关于某个角的三角函数,利用函数思想求解.
变式5-2.在锐角中,设角的对边依次为,满足.
(1)求的大小;
(2)若,求边上的中线的取值范围.
【答案】(1).
(2)
【详解】(1)由题设知.
由正弦定理,可得.①
又,则.
将上式代入①式得
即,
即.
又,,故,
则,即.
又,则,则,解得.
(2)因为为的中点,所以,
两边平方得.
在中,由余弦定理得,因,
即,
所以.
在中,由正弦定理得,即得,,
所以
.
因为锐角三角形,则且,解得,
则,故,故,
则,
故中线的取值范围是.
题型六:角平分线长的最值问题
典例6-1.在中,,,点为边上的点,是的角平分线,则 ,的取值范围是 .
【答案】 1:2
【解析】设,由正弦定理得:,则可得;又得,,化简即可得的取值范围.
【详解】设,由正弦定理得:,又,
所以;
又得,,
所以,又,故.
故答案为:(1);(2)
【点睛】本题主要考查了正弦定理的应用,三角形面积公式,二倍角公式,考查了学生的运算求解能力.
典例6-2.在中,角的对边分别为,且,.
(1)若,求的值;
(2)若为锐角三角形.
(ⅰ)求的取值范围;
(ⅱ)若是的角平分线,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)(ⅰ);(ⅱ)
【详解】(1)因为,
由正弦定理得,
∴,
∴,
∴,
又∵,∴,∴,
∵,∴.
由余弦定理可得,
∴,
∴.
(2)(ⅰ)已知,,,
∴,又∵△ABC为锐角三角形,
所以,即,
∴,∴.
(ⅱ)因为,所以,
所以.
又∵,
∴,
化简得,
又∵,∴,
∴,∴.
变式6-1.已知的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(1)求A;
(2)若,D为BC中点,求线段AD长;
(3)若该三角形面积为,AD为内角A的角平分线,交BC边于点D,求线段AD长的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)在中,由及正弦定理,得,
即,由余弦定理得,而,
所以.
(2)由(1)知,,由D为BC中点,得,而,
所以.
(3)由的面积为,得,解得,
由为内角的角平分线,得,
由,得,
因此,,当且仅当时取等号,
所以线段AD长的最大值为.
变式6-2.在中,记内角,,所对的边分别为,,,已知且.
(1)求;
(2)求的最大值;
(3)若的角平分线交于点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由,得,
即,
所以,而,
所以.
(2)由(1),,即,
,
,即,当且仅当时,取等号.
所以的最大值为.
(3)由(1),,,
,即,
,
由,得,
所以,
由,令,
设,则,
所以在上单调递增,
,即,
所以的取值范围为.
题型七:与三角形有关的实际问题的最值问题
典例7-1.湖北省第十六届运动会将于2022年10月在宜昌举行,为了方便宜昌市民观看,夷陵广场大屏幕届时会滚动直播赛事,已知大屏幕下端B离地面2.5米,大屏幕高3米,若某位观众眼睛离地面1.5米,则这位观众在距离大屏幕所在的平面多远,可以获得观看的最佳视野?(最佳视野是指看到屏幕上下夹角的最大值)( )
A. B. C.3 D.2
【答案】D
【详解】画出示意图,如图所示,可得,
设,则,
所以,
因为,当且仅当时,即时,等号成立,
所以,因为,且正切函数在锐角范围内是增函数,
所以当时,可以达到最大值,此时这位观众可以获得观看的最佳视野.
故选:D.
典例7-2.如图,在点处有一座灯塔,是一条直的海岸线,已知,,从灯塔处射出的灯光照到线段上的线段,、是线段(含端点)上的动点,在转动灯光的过程中,始终保持不变.
(1)当时,求被灯光照到的区域的面积;
(2)求海岸线上被照到的线段长的最小值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)解:在中,,
由正弦定理,得,所以,
在中,,
由正弦定理,得,所以,
所以;
(2)解:设A到EF的距离为,
由,得,
所以EF的最小值即为面积的最小值,
设,,
在中,由正弦定理得,
在中,由正弦定理得,
,
当且仅当时,取“”,
当面积最小时,由,得,
所以线段的最小值为.
变式7-1.某园区有一块三角形空地(如图),其中,,,现计划在该空地上划分三个区域种植不同的花卉,若要求,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】如图,因为,所以在如图所示的圆上,
圆的半径为,
由圆周角的性质可得,,,
连接,可得,
所以当为与圆的交点时,取最小值,即,
又,在中,,,,
根据余弦定理可知,
所以的最小值为.
故选:B
变式7-2.如图,某湿地为拓展旅游业务,现准备在湿地内建造一个观景台D.已知湿地夹在公路之间(的长度均超过),且.在公路上分别设有游客接送点E,F,.若要求观景台D建在E,F两点连线的右侧,并在观景台D与接送点E,F之间建造两条观光线路与,,则观光线路与之和最长为 .
【答案】4
【详解】在中,;
在中,设,由余弦定理可得:,
即:,即,
因为,所以,,
当且仅当时,取到最大值4,即与之和最长为4.
故答案为:4.
巩固过关
1.已知中,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】在中,由,得,
由,得,则,,,
由正弦定理,得
,由,得,则,
所以的取值范围是.
故选:A
2.在中,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设,,,
则,
故由正弦定理可知,
,
于是,
其中,当且仅当时,等号成立,故B正确.
故选:B.
3.在锐角中,为的面积,,且,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为,且,
所以,即.
由余弦定理得:,所以.
又,所以,解得:或.
因为为锐角三角形,所以,,
因为,所以,
由正弦定理得:,故,
因为为锐角三角形,所以,即,所以.
所以,
因此,即,
故选:D
4.在中,若,则的取值范围为 .
【答案】
【详解】由,得,
由正弦定理得,则,当且仅当时等号成立.
又,且余弦函数在上单调递减,则,
而正弦函数在上单调递增,因此,
所以的取值范围为.
故答案为:
5.在内,内角的对边分别为,若,且,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】由余弦定理得,
由正弦定理,得,
因为,
又,所以,
所以,即,
化简得,解得.
又,故
所以的取值范围是.
故答案为:
6.如图所示,公路一侧有一块空地,其中,市政府拟在中间开挖一个人工湖,其中都在边上(不与重合,在之间),且.
(1)若在距离A点处,求和的长度;
(2)为节省投入资金,人工湖的面积尽可能小,设,试确定的值,使的面积最小,并求出最小面积.
【答案】(1),
(2),
【详解】(1)在中,其中,
,
在中,,
则 ,
,
在中,
,
在中,;
(2),
在中,,
在中,,
,
因为,所以时面积最小,最小值为
7.在中,内角,,所对的边分别是,,,且,.
(1)求角;
(2)若,求边AC上的角平分线BD长;
(3)若为锐角三角形,求边上的中线的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由可得,
因为,
所以,
由,得,又,则.
(2)如图:
由余弦定理,,因为,,
所以,又,所以.
由,得,
整理得:.
(3)因为是边上的中线,则,
两边取平方,,
由(2)已得,代入可得,
由正弦定理,,
则,
所以
,
因为为锐角三角形,则有,解得,
则,
由正弦函数的图象性质,可得,
故得,从而,
故边上的中线的取值范围为.
8.在中,角所对的边分别为,已知向量满足,,且.
(1)求角;
(2)若是锐角三角形,且,求的取值范围.
【答案】(1)或
(2)
【详解】(1)∵,∴,
即,由正弦定理得,
∴,∴,∵,∴或;
(2)∵a=3,且三角形为锐角三角形,∴,
∴由正弦定理得:,
∴,
∴
,
又∵为锐角三角形,∴,∴,
得,∴,
∴,∴的取值范围为:.
9.设的内角的对边分别是,已知,且.
(1)求角C;
(2)若D为的中点,求线段长的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【详解】(1)因为,
所以,即,
所以.
因为,所以.
(2)因为为的中点,所以,
所以.
又,所以,
所以,即.
由,得,
则,解得,即线段长的取值范围是.
10.的内角的对边分别为,已知.
(1)求角的大小;
(2)设,求的最大值及取得最大值时的面积.
【答案】(1)
(2),
【详解】(1)因,则,
利用正弦定理可化为,
,
又因为,故,故,即,
又,所以,得到.
(2)由题意及(1)知,,
由正弦定理可得,则,
故
,
其中,且,
因为,故,而,
故当,即时,取最大值1,的最大值为,
故,
所以,
又,
故,
此时.
创新提升
1.在中,内角的对边分别为.已知上的中线长为4,则面积的最大值是 .
【答案】
【详解】因为
由余弦定理,得得
设,
由余弦定理,得
即
当且仅当即时,等号成立.
故答案为:.
2.在锐角中,内角所对的边分别为,且,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】∵,∴,
∴
由余弦定理得,,
∴,
∴由得,,∴,
∴,,.
又由正弦定理得,,
,
是锐角三角形,, ,
,,
.
故答案为:.
3.在中,角,,的对边分别是,,,向量,,且.
(1)若,,求面积的最大值;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,所以,即,
由正弦定理得,
所以.
即
因为,所以,
所以,所以.
因为,所以.
因为,所以,
所以,
所以,
因为,且,
所以,当且仅当时,等号成立,
则的面积,
即面积的最大值为.
(2)由正弦定理可得,
则,,
故,
在中,,所以,
所以,所以,
则,
即的取值范围为.
4.已知,,分别为三个内角,,的对边,且.
(1)求;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)∵,,∴,
在中,由余弦定理得,化简整理得,
∴由余弦定理得,
∵,∴.
(2)由(1)知.
∵,∴,∴.
在中,∵,,又,
∴,.
∵,且,∴.
令,因为,所以
则,,
∴,,
令,,∵在上单调递增,∴.
又在上单调递减,
∴由复合函数的单调性可得在上单调递减,∴,
即的取值范围为.
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重难点专训02 解三角形中的最值及范围问题
解题方法及技巧提炼 1
题型通法及变式提升 2
题型一:已知三角形一角求取值范围 2
题型二:已知三角形一角及其对边求取值范围 3
题型三:已知三角形一角及其邻边求取值范围 4
题型四:已知三角形一角及另外两边的关系求取值范围 5
题型五:中线长的最值问题 6
题型六:角平分线长的最值问题 6
题型七:与三角形有关的实际问题的最值问题 7
重难专题分层过关练 9
巩固过关 9
创新提升 11
一、核心解题思路
首先建立所求量(式子)与已知角、边的直接关联,将已知角或边设为自变量,所求量(式子)作为函数值,通过这种转化构建明确的函数关系,使原问题等价转化为求函数值域的问题。
在此过程中,需充分结合两重范围限制:一是题目给定的显性条件(如边的长度范围、角的特定区间等);二是三角形自身的隐性约束(如内角和为 π、两边之和大于第三边、边角对应关系等)。务必全面梳理自变量(角或边)的取值范围 —— 即函数的定义域,避免因定义域疏漏导致最终结果的范围扩大。
二、三角形中的最值范围问题的解题策略:
①基本不等式法
利用基本不等式求最值范围,主要结合余弦定理,可求周长及面积的题目,若要求解周长的范围时,还需利用三角形“两边之和大于第三边(任意三角形)”
②三角函数法
先利用正弦定理将边转化成角,然后利用或者题干中角的关系,可将所求式子中的角统一成一个角,需要注意题干中对角有没有限制要求,利用角的范围求出范围
③坐标法
“坐标法”也是解决三角形最值问题的一种重要方法,解题时,要充分利用题设条件中所提供的特殊边角关系,建立合适的直角坐标系,正确求出关键点的坐标,将所要求的目标式表示出来并合理化简,再结合三角函数、基本不等式等知识求其最值:
题型一:已知三角形一角求取值范围
典例1-1.在锐角三角形中,角,,的对边分别为,,,若,则的取值范围为
A. B.
C. D.
典例1-2.设锐角三角形ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,.
(Ⅰ)若,,求b
(Ⅱ)求的取值范围.
变式1-1.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知.
(1)求角B的大小;
(2)求的取值范围.
变式1-2.已知锐角中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,向量,,.
(1)求;
(2)求的取值范围.
题型二:已知三角形一角及其对边求取值范围
典例2-1.已知在锐角中,角的对边分别为,且.
(1)求的值;
(2)若,求周长的取值范围.
典例2-2.在锐角中,内角所对的边分别为,已知,
(1)求角的大小;
(2)求取值范围.
变式2-1.已知的内角 所对应的边分别为,若.
(1)求;
(2)求面积的最大值.
变式2-2.在中,内角的对边分别为,且,.
(1)求的大小;
(2)若,求的面积;
(3)求的最大值.
题型三:已知三角形一角及其邻边求取值范围
典例3-1.已知 内角A,B,C的对边分别为a,b,c, ,的面积.
(1)求边c;
(2)若为锐角三角形,求a的取值范围.
典例3-2.在中,设角,,的对边长分别为,,,已知.
(1)求角的值;
(2)若为锐角三角形,且,求的面积的取值范围.
变式3-1.已知的内角的对边分别为,
(1)求的值;
(2)若,求面积的最大值.
变式3-2.在锐角中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,并且.
(1)求b的值;
(2)若,求面积的取值范围.
题型四:已知三角形一角及另外两边的关系求取值范围
典例4-1.记的内角,,的对边分别为,,,,若的面积为2,则当的周长取到最小值时,( )
A. B. C. D.
变式4-1.在①,②,③这三个条件中任选一个,补充在下面的横线上,并加以解答.已知的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若___________.
(1)求角B;
(2)若,求周长的最小值.
变式4-2.在中,已知.
(1)若且,求的面积;
(2)若求的取值范围.
题型五:中线长的最值问题
典例5-1.在锐角三角形中,角,,所对的边分别为,,,已知,点为的中点,则中线的取值范围是( )
A. B. C. D.
典例5-2.已知在锐角三角形中,内角,,,所对应的边分别为,,,且是,,则中线长的取值范围是 .
变式5-1.在中,内角所对的边分别是,且,,则边上的中线的取值范围是 .
变式5-2.在锐角中,设角的对边依次为,满足.
(1)求的大小;
(2)若,求边上的中线的取值范围.
题型六:角平分线长的最值问题
典例6-1.在中,,,点为边上的点,是的角平分线,则 ,的取值范围是 .
典例6-2.在中,角的对边分别为,且,.
(1)若,求的值;
(2)若为锐角三角形.
(ⅰ)求的取值范围;
(ⅱ)若是的角平分线,求的取值范围.
变式6-1.已知的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(1)求A;
(2)若,D为BC中点,求线段AD长;
(3)若该三角形面积为,AD为内角A的角平分线,交BC边于点D,求线段AD长的最大值.
变式6-2.在中,记内角,,所对的边分别为,,,已知且.
(1)求;
(2)求的最大值;
(3)若的角平分线交于点,求的取值范围.
题型七:与三角形有关的实际问题的最值问题
典例7-1.湖北省第十六届运动会将于2022年10月在宜昌举行,为了方便宜昌市民观看,夷陵广场大屏幕届时会滚动直播赛事,已知大屏幕下端B离地面2.5米,大屏幕高3米,若某位观众眼睛离地面1.5米,则这位观众在距离大屏幕所在的平面多远,可以获得观看的最佳视野?(最佳视野是指看到屏幕上下夹角的最大值)( )
A. B. C.3 D.2
典例7-2.如图,在点处有一座灯塔,是一条直的海岸线,已知,,从灯塔处射出的灯光照到线段上的线段,、是线段(含端点)上的动点,在转动灯光的过程中,始终保持不变.
(1)当时,求被灯光照到的区域的面积;
(2)求海岸线上被照到的线段长的最小值.
变式7-1.某园区有一块三角形空地(如图),其中,,,现计划在该空地上划分三个区域种植不同的花卉,若要求,则的最小值为( )
A. B. C. D.
变式7-2.如图,某湿地为拓展旅游业务,现准备在湿地内建造一个观景台D.已知湿地夹在公路之间(的长度均超过),且.在公路上分别设有游客接送点E,F,.若要求观景台D建在E,F两点连线的右侧,并在观景台D与接送点E,F之间建造两条观光线路与,,则观光线路与之和最长为 .
巩固过关
1.已知中,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.在中,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
3.在锐角中,为的面积,,且,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.在中,若,则的取值范围为 .
5.在内,内角的对边分别为,若,且,则的取值范围是 .
6.如图所示,公路一侧有一块空地,其中,市政府拟在中间开挖一个人工湖,其中都在边上(不与重合,在之间),且.
(1)若在距离A点处,求和的长度;
(2)为节省投入资金,人工湖的面积尽可能小,设,试确定的值,使的面积最小,并求出最小面积.
7.在中,内角,,所对的边分别是,,,且,.
(1)求角;
(2)若,求边AC上的角平分线BD长;
(3)若为锐角三角形,求边上的中线的取值范围.
8.在中,角所对的边分别为,已知向量满足,,且.
(1)求角;
(2)若是锐角三角形,且,求的取值范围.
9.设的内角的对边分别是,已知,且.
(1)求角C;
(2)若D为的中点,求线段长的取值范围.
10.的内角的对边分别为,已知.
(1)求角的大小;
(2)设,求的最大值及取得最大值时的面积.
创新提升
1.在中,内角的对边分别为.已知上的中线长为4,则面积的最大值是 .
2.在锐角中,内角所对的边分别为,且,则的取值范围是 .
3.在中,角,,的对边分别是,,,向量,,且.
(1)若,,求面积的最大值;
(2)若,求的取值范围.
4.已知,,分别为三个内角,,的对边,且.
(1)求;
(2)若,求的取值范围.
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