内容正文:
真题解构与重构 解三角形
三角形是几何学中十分重要的几何图形,它不但是最重要的几何学知识,也是其他几何学中最基本、最常见、最重要的构件.无论是初中的平面几何,还是高中的立体几何与解析几何,三角形都扮演着十分重要的角色,其特性是研究相关几何问题的基石.三角形问题是初、高中教学的重点问题,更是中、高考的重要组成部分.解三角形问题是每年高考的必考试题,有的在选择题、填空题中出现,有的渗透在立体几何与解析几何中,有的直接在解答题中呈现,近年来的新课程高考试题中,主要占据着解答题第15题的位置,彰显了三角形问题在学习与考试中的重要地位与作用,是教师与学生高度重视的教学问题.以下对2024年新课标Ⅰ卷第15题解三角形问题进行解构与重构,激活试题本质属性,感悟三角形知识体系的和谐,提升解三角形问题的能力.
[真题呈现].[2024· 新课标Ⅰ卷]记的内角,,的对边分别为,,,已知,.
(1) 求;
(2) 若的面积为,求.
[真题分析]本题是在余弦定理的“呈现形式”逐层设置.考查正、余弦定理、特殊角的三角函数值、两角和的正弦公式、三角形的内角和定理与面积公式.考查数学运算、逻辑推理等核心素养.考查化归与转化思想、函数与方程思想等,体现“四基四能”,是教材问题的最基本呈现.
【答案】
(1) [规范解答]解:由余弦定理的推论得,
注解①
[关键步骤]①已知三边关系时,首选余弦定理
又 ,所以.所以,所以,
又 ,所以.
(2) 由(1)得,
注解②
②解三角形时,时刻注重内角和定理
由正弦定理,得,所以.
注解③
③已知对边与对角首选正弦定理
所以 的面积,
注解④
④三角形面积公式很多,根据题目条件正确对照选择
得.
[源头与活水]
类别
教材题(必修第二册 )
考题
关联特征
条件
,
关系转化
问题
①
求角
求角
都是求角
②
已知一边与面积求另外两边
已知面积求其中一边
都是面积与边角
[真题解构]
解构1.已知三个内角,,的对边分别为,,.在中, ,,.
(1) 求;
(2) 求的面积.
【答案】
(1) 解:方法一:由正弦定理得
,
因为,所以.
由于 ,所以 或 .
当 时, ,
此时,.
当 时, ,
此时.
方法二:因为 ,,,
由余弦定理得,整理得,即,
所以,故.
(2) 方法一:由(1)知当 时,,
此时 的面积.
当 时,,此时 的面积.
方法二:同方法一.
解构2.如图,在锐角三角形中,,垂足为,角的平分线交于点,,,.
(1) 求;
(2) 求与的面积.
【答案】
(1) 解:由,
可设,则.
由,得
,
由于
,
所以,
整理得,
即,
解得 或(舍去),
即,.
因此.
(2) 由(1)知,又,所以.
因此,,
.
在 中,由正弦定理得,
.
[真题重构]
重构1.(多选)已知的三个内角,,的对边,,是依次增大的三个连续自然数,且,则( )
A. B.
C. D. 内切圆半径
【答案】ABD
【解析】选.对于A,由 得.
由正弦定理与余弦定理的推论得,
即,
即,
化简得,A正确;
对于B,由题可设,,代入 得,
化简得,解得 或(舍去),B正确;
对于C,方法一:由 得.
由于,
所以,C错误.
方法二:由余弦定理的推论得,
由 得,C错误;
对于D,因为,
由 得
,D正确.
重构2.已知面积为的三个内角,,的对边分别为,,,且.
(1) 求;
(2) 求的取值范围.
【答案】
(1) 解:由于,由余弦定理与面积公式得.
故,由 得.
(2) 由 得.
.
由,知,
所以,
故.
因此 的取值范围为.
重构3.在中,三个内角,,的对边分别为,,,,,成等差数列且.
(1) 求 的值,并求证为定值;
(2) 若, ,求的面积.
【答案】
(1) 解:由已知得 ,,
所以 , .
又,由余弦定理得,所以.
.
所以 为定值.
(2) 由 , ,知 .
又,由正弦定理得,
所以.
所以.
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