内容正文:
溯源立本,以题促思
——2025年全国数学新高考I卷第11题的分析探究
参赛人:贾福林 郭晶晶 杨红朝
所在单位:河南大学附属中学
试题呈现
条件预处理
本题要求学生具备较高标准的逻辑推理能力。
在日常教学中,可重点引导学生有效审题,寻找隐藏条件,探索事物之间的关联。
思维导图
试题解答
解法1合理猜测并证明
公式1和差化积消元
公式2积化和差公式消元
试题溯源
试题改编
为了能判断出cos(A-B)>0
变式一解法
变式二解法
《三角乾坤》
新题破壁弃陈痕,反套轻算重思深。
正弦余弦织经纬,和差化积隐玄门。
六法通幽证直角,一题融汇见真魂。
溯源立本千帆过,数理澄明自通津。
试题链接
【2025年新高考I卷第11题】
已知的面积为,若,,
则()
(1).
(2),
二倍角公式得,
(3),
可得,,于是.
A选项:
解法
已知,
所以,
故.
因为,所以.
已知,由正弦定理得,由射影定理,两式作差得.通过射影定理以及式猜测.
若,因为,
所以,.
若,则与同号,不妨设为正,,,即,,所以,,矛盾.故.
由,得,由,得,,故,
,所以.
解法2分类讨论
已知,所以,由正弦定理得,由余弦定理得,所以,因为,所以.
若,此时,所以,则,
结合式得,
显然不成立,所以不成立,所以.
由,得,由,得,,所以,,所以.
解法3压缩角的范围
已知,由正弦定理得,其中为外接圆半径,由余弦定理得,
所以.
因为,所以,由式得,所以,所以,即,则,所以,故.
由,得,由,得,,所以,,所以.
解法4和差化积
已知,所以,由正弦定理得,由余弦定理得,所以,因为,所以.
由式得,由和差化积公式得,代入得,此时,,若,,则,显然不成立,所以.
下法同上.
解法5消元
已知,由正弦定理得,其中为外接圆半径,由余弦定理得,
所以.
由,
又因为,所以,
所以.
因为,
,
,
所以,整理得.
由式、得,化简得,所以,所以.
由,得,由,得,,所以,,所以.
解法6合一公式
已知,,所以,整理得,
令,,则
所以,则,所以,,因为,所以,所以,故.
C选项:
因为,所以,,故,所以.
D选项:
因为,所以.
【第17届苏联数学奥林匹克】
已知,均为锐角,满足,求的值.
解:,故,因为均为锐角,故,则,,因为,所以,,故,所以,
为以角为直角的直角三角形.
如果从限制角度的范围来研究,那么原题中来提供,可考虑替换该条件,而提供,两条件结合进一步得到,不过可以发现只是一个充分条件,因此可
考虑将替换.
变式1
已知面积为,,,求.
变式2
在中,,,求证:为直角三角形.
因为,,所以,若且,则,,不成立,则且,则,.由,所以,因为,所以则,
由余弦定理得,.
由式得,,故,化简得,故,.所以,所以,则,,故,解得.
证明:,故,由余弦定理得,,,因为,所以,,故,故,为以角为直角的直角三角形.
1.已知的内角的对边分别为,则如下判断正确的是()
A.若,则是锐角三角形
B.若,则为等腰三角形或直角三角形
C.在锐角中,不等式恒成立
D.若的面积,则
【答案】BCD
【分析】根据正弦定理结合余弦定理判断A,根据角的范围计算判断三角形形状判断B,应用正弦单调性判断C,应用面积公式结合余弦定理结合角的范围判断D.
【详解】对于A:由正弦定理转化为,,所以,但无法判断的范围,A错误;
对于B:由得:或,即或,所以为等腰三角形或直角三角形,B正确;
选项C:因为是锐角三角形,所以,所以,又,所以,又因为在单调递增,所以,C正确;
D选项,因为面积,即,所以,即,因为,
所以,故D正确,
故选:BCD.
2.在中,角的对边分别是,,则()
A.
B.若角平分线与相交于点,,则的最小值为9
C.若为的中点,且,则的面积的最大值为
D.若,则的周长的最大值为
【答案】ABC
【分析】A.利用正弦定理求解判断;B.由三角形面积公式得到,再利用基本不等式求解判断;C.由为的中点,得到,再结合基本不等式,利用三角形的面积公式求解判断;D.利用正弦定理求得三角形外接圆的半径,再利用时间恒等变换和三角函数的性质求解判断.
【详解】解:因为,所以,因为,所以,则,因为,所以,故A正确;
由题意得:,即,即,即,所以,当且仅当时,等号成立,故B正确;
因为为的中点,且,所以,
则,所以,当且仅当时,等号成立,所以,故C正确;
若,则的外接圆半径为:,,,,,周长的最大值为9,故D错误;
故选:ABC
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