解三角形微专题:04边(角)的范围或最值问题专项训练-2025-2026学年高一下学期数学人教A版必修第二册

2026-03-03
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人教A版高中数学必修二微专题——03边(角)的范围或最值问题 一、题型梳理 题型1、有关“角”的范围问题 题型2、有关“角”的最值问题 题型3、有关“角的三角函数值”的最值问题 题型4、有关“边”的最值或范围问题 题型5、有关“边的多元问题”的范围或最值 二、典例讲解 题型1、有关“角”的范围问题 例1.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,a为最大边且 则角A的取值范围是 . 例2.不等边三角形中,角的对边分别为,且最大边满足,则角的取值范围是 . 题型2、有关“角”的最值问题 例3.在中,已知,最大边与最小边的比为,则三角形的最大角为(   ) A. B. C. D. 例4、在中,已知,则内角的最大值为(    ) A. B. C. D. 例5、在中,角的对边分别为,若,则角的最大值为(   ) A. B. C. D. 题型3、有关“角的三角函数值”的最值问题 例6、已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,则的最小值为(    ) A. B. C. D.1 例7、已知满足,则的最小值为(   ) A. B. C. D. 题型4、有关“边”的范围或最值问题 例8、是钝角三角形,内角所对的边,则最大边的取值范围是(   ) A. B. C. D. 例9、在中,已知,,若该三角形有两个解,则AC的取值范围是 . 例10.在中,,,最长边的边长为1,则最短的边长为 . 例11.在中,分别是角的对边,且满足. (1)求角的大小; (2)若最大边的边长为,且,求最小边长. 题型5、有关“边的多元问题”的范围或最值 例12、的内角所对的边满足,且,则的最小值为(    ) A. B. C. D. 例13.在平面四边形ABCD中,,,,当AC的长度最小时,的取值范围是 . 例14.在中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,,. (1)求角A和边a; (2)求的取值范围. 【跟踪训练】 专题03 有关边(角)的范围或最值问题 一、选择题:本题共10小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。 1、在中,,则最大的内角为(    ) A. B. C. D. 2.已知钝角的角,,所对的边分别为,,,,,则最大边的取值范围为(    ) A. B. C. D. 3、已知的内角的对边分别为,且,且的最大内角为,则的最大边等于(   ) A.7 B.7或2 C.8 D.8或5 4.在中,,最大边与最小边之比为,则最大角为(    ) A. B. C. D. 5.在中,,,若满足上述条件的有且仅有一个,则边长的取值范围是(   ) A. B. C. D. 6.“三斜求积术”是我国宋代的数学家秦九韶用实例的形式提出的,其实质是根据三角形的三边长a,b,c求三角形面积S,即.现有面积为的满足,则最大边的边长为(  ) A. B.4 C. D.8 7.在中,,若最大边的边长为,则最小边的长为(    ) A. B. C. D. 8.在中,已知,若最长的边长为,则最短的边长为(    ) A. B. C. D. 9.在中,内角,,所对的边分别为,,,已知,,则范围为(    ) A. B. C. D. 10.已知非等腰的内角,,的对边分别是,,,且,若为最大边,则的取值范围是(    ) A. B. C. D. 三、填空题 11、在中,已知,,若该三角形有两个解,则AC的取值范围是 . 12.在中,若,,,则的最小角为 . 13.在△ABC中,已知,最大边与最小边的比为,则该三角形中最大角的正切值是 . 14.某校学生在研究民间剪纸艺术时,发现剪纸时经常会把纸沿某条直线对折.现有一张边长为2的等边三角形纸,点分别在边和上,现将三角形纸沿对折,点恰好落在边上且记为,当最短时, . 四、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步棸。 15.在中,内角所对的边为,且. (1)求角的大小; (2)若的最大边的边长为,且,求最小边长. 16.为了竖一块广告牌,要制造三角形支架,三角形支架如图所示,要求,长度大于1,且比长0.5米, (1)设,求长? (2)为了广告牌稳固,要求的长度越短越好,求最短为多少米?且当最短时,长度为多少米? 17.记的内角、、所对的边分别为、、. (1)证明:若,则; (2)探究:是否存在一个,其三边为三个连续的自然数,且最大角是最小角的两倍?如果存在,试求出最大边的长度;如果不存在,说明理由. 18.设的内角的对边分别为,且的最大边的边长为 (1)求角; (2)求的取值范围. 19.如图,在中,,的角平分线交于,. (1)求的取值范围; (2)已知面积为1,当线段最短时,求实数. 学科网(北京)股份有限公司 $ 人教A版高中数学必修二微专题——03边(角)的范围或最值问题 一、题型梳理 题型1、有关“角”的范围问题 题型2、有关“角的大小”的最值问题 题型3、有关“角的三角函数值”的最值问题 题型4、有关“边”的最值或范围问题 题型5、有关“边的多元问题”的范围或最值 二、典例讲解 题型1、有关“角”的范围问题 例1.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,a为最大边且 则角A的取值范围是 . 【答案】 【分析】先利用余弦定理推出,再根据条件,结合三角形内角和得出,即得角A的取值范围. 【详解】因为 由余弦定理,可得 故 , 又因为最大边且 ,则有且,故 即故得 例2.不等边三角形中,角的对边分别为,且最大边满足,则角的取值范围是 . 【答案】 【分析】根据已知边长条件和最大边,求角的范围即可 【详解】因为,所以,所以又因为为最大边且三角形是不等边三角形,所以,所以,即得所以 题型2、有关“角的大小”的最值问题 例3.在中,已知,最大边与最小边的比为,则三角形的最大角为(   ) A. B. C. D. 【答案】B 【分析】不妨设a为最大边,c为最小边,根据正弦定理可得,化简即可求解. 【详解】不妨设a为最大边,c为最小边,由题意,即, 整理,得.所以,所以.故选:B 例4、在中,已知,则内角的最大值为(    ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】由定义法用边和角表示已知条件中的向量数量积,利用余弦定理化简,再利用不等式的性质求的最小值,可得角的最大值. 【详解】中,A,B,C的对边分别为a,b,c,由,得,由余弦定理得,即 则 ,当时,取到最小值, 所以角的最大值为.故选:C 例5、在中,角的对边分别为,若,则角的最大值为(   ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】利用余弦定理,结合基本不等式,即可求得答案. 【详解】在中,由余弦定理结合得: ,当且仅当,即时等号成立, 由此可知A为锐角,而在上单调递减,故,所以的最大值为.故选:D 题型3、有关“角的三角函数值”的最值问题 例6、已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,则的最小值为(    ) A. B. C. D.1 【答案】A 【分析】由余弦定理及基本不等式计算可得. 【详解】由余弦定理得, 当且仅当时等号成立,所以的最小值为.故选:A. 例7、已知满足,则的最小值为(   ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】根据向量数量积的定义结合余弦定理得,再根据余弦定理求解,结合基本不等式即可得最值. 【详解】由,可得, 由余弦定理得,整理得, 则,当且仅当时取等, 所以的最小值为.故选:C. 题型4、“边”的范围或最值问题 例8、是钝角三角形,内角所对的边,则最大边的取值范围是(   ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】根据给定条件利用余弦定理建立不等关系即可计算作答. 【详解】因是钝角三角形,,且是最大边,则由余弦定理得:, 于是得,,解得,又有,即, 所以最大边的取值范围是:.故选:D 例9、在中,已知,,若该三角形有两个解,则AC的取值范围是 . 【答案】 【分析】结合正弦定理,根据三角形有两解的条件列不等式求解即可. 【详解】因为三角形有两个解,所以,即,解得, 例10.在中,,,最长边的边长为1,则最短的边长为 . 【答案】 【分析】利用两角和正切公式求得,根据小角对小边确定最小边长,再由正弦定理计算即可. 【详解】,,因为,即边是最小边长,因为,,解得, 由正弦定理得. 例11.在中,分别是角的对边,且满足. (1)求角的大小; (2)若最大边的边长为,且,求最小边长. 【答案】(1);(2). 【分析】(1)利用余弦定理进行求解即可;(2)根据正弦定理,结合(1)的结论进行求解即可. 【详解】(1), 由余弦定理可知:,所以有; (2) 因为,所以是钝角,因此是三角形最大的内角,而最大边的边长为, 所以有,根据正弦定理由,因此最小边为, 由(1)可知:. 题型5、有关“边的多元问题”的范围或最值 例12、的内角所对的边满足,且,则的最小值为(    ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】由已知条件变形结合余弦定理可得,再利用均值不等式即可求解. 【详解】由得, 根据余弦定理可得,所以,解得, 所以,当且仅当时等号成立,所以的最小值为,故选:D 例13.在平面四边形ABCD中,,,,当AC的长度最小时,的取值范围是 . 【答案】 【分析】在中,利用余弦定理结合基本不等式求出的最小值,再在中,利用正弦定理求出,再结合三角函数即可得解. 【详解】在平面四边形ABCD中,,,在中,由余弦定理得,当且仅当时取等号,所以的最小值为,在中,,由正弦定理得,则,, 故,因为,所以,所以,所以的取值范围是. 【点睛】关键点点睛:在中,利用余弦定理结合基本不等式求出的最小值是解决本题的关键. 例14.在中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,,. (1)求角A和边a; (2)求的取值范围. 【答案】(1),1;(2) 【分析】(1)利用正弦定理与和角的正弦公式求出角,再由条件求出边; (2)利用正弦定理求出边,代入所求式,经过三角恒等变换化成正弦型函数,利用正弦函数的性质即可求得其范围. 【详解】(1)由和正弦定理可得, 化简得,即 因,则,即,因,故. 又由且,可得. (2)由正弦定理,,可得,, 则,(*),因,将其代入(*),可得: . 因,则,故,则的取值范围是. 【跟踪训练】 专题03 边(角)的范围或最值问题 一、选择题:本题共10小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。 1、在中,,则最大的内角为(    ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】由大边对大角及余弦定理求最大内角. 【详解】因为三条边中最大,所以最大的内角为, 由余弦定理得,由,所以.故选:C 2.已知钝角的角,,所对的边分别为,,,,,则最大边的取值范围为(    ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】根据给定条件利用余弦定理建立不等关系即可计算作答. 【详解】因是钝角三角形,,,且是最大边,则由余弦定理得:, 于是得,,解得,又有,即,所以最大边的取值范围是:.故选:C 3、已知的内角的对边分别为,且,且的最大内角为,则的最大边等于(   ) A.7 B.7或2 C.8 D.8或5 【答案】A 【分析】根据余弦定理即可求解. 【详解】由于,故,因此是三角形中最大的边,因此, 由可得, 化简可得,由于,故,故选:A 4.在中,,最大边与最小边之比为,则最大角为(    ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】设为最大角,则为最小角,由三角恒等变换列方程求得的值即可得解. 【详解】设为最大角,则为最小角,, , ,.又为锐角,,.故选:C. 5.在中,,,若满足上述条件的有且仅有一个,则边长的取值范围是(   ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】先利用正弦定理得,再由有唯一一个得出或,即可求解. 【详解】在中利用正弦定理得,则, 若满足上述条件的有且仅有一个,则或, 则或,则边长的取值范围是.故选:C 6.“三斜求积术”是我国宋代的数学家秦九韶用实例的形式提出的,其实质是根据三角形的三边长a,b,c求三角形面积S,即.现有面积为的满足,则最大边的边长为(  ) A. B.4 C. D.8 【答案】B 【分析】利用正弦定理角化边,再借助给定的面积公式求解. 【详解】在中,由,得,则,因此,解得,所以最大边的边长. 故选:B 7.在中,,若最大边的边长为,则最小边的长为(    ) A. B. C. D. 【答案】A 【分析】根据分为锐角、为钝角讨论,求出,利用正切的两角和的展开式求出可判断出,从而找到最小角、边,再由正弦定理可得答案. 【详解】,若为锐角,则由,所以, 此时,因为,所以,所以为钝角,可得,因为,所以为最小角,边长最小,由正弦定理得,解得;若为钝角,则由,所以,此时,因为,所以为钝角,这样内角和大于,故不是钝角,综上所述,.故选:A. 8.在中,已知,若最长的边长为,则最短的边长为(    ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】 由题意求得,求出,判断出最短边和最长边,利用正弦定理求得答案. 【详解】在中,, 由, 于是,即C为最大角, 故有,,又,最短边为, 于是由正弦定理 ,故选:D. 9.在中,内角,,所对的边分别为,,,已知,,则范围为(    ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】利用正弦定理对已知式化简变形可求得,再利用正弦定理表示出,,从而可得,求出的取范围,可求得范围. 【详解】因为所以由正弦定理得,,所以, 因为,所以.因为,所以,, 所以 . 因为,所以,.故.故选:C. 10.已知非等腰的内角,,的对边分别是,,,且,若为最大边,则的取值范围是(    ) A. B. C. D. 【答案】A 【分析】先将,转化为,即,再根据为最大边,得到,然后由余弦定理得到,再利用基本不等式得到即可. 【详解】因为,所以, 即,即,即, 所以,因为为最大边,所以, 由余弦定理得, 所以,即,又,所以,所以.故选:A 三、填空题: 11、在中,已知,,若该三角形有两个解,则AC的取值范围是 . 【答案】 【分析】结合正弦定理,根据三角形有两解的条件列不等式求解即可. 【详解】因为三角形有两个解,所以, 即,解得, 12.在中,若,,,则的最小角为 . 【答案】 【分析】根据边长分析可知最小内角为角,利用余弦定理运算求解即可. 【详解】因为,,,则,可知,即最小内角为角, 且,又因为,所以. 13.在△ABC中,已知,最大边与最小边的比为,则该三角形中最大角的正切值是 . 【答案】 【分析】由题意结合正弦定理及三角恒等变换即可得解. 【详解】由题意,b不为最大边,也不为最小边,不妨设a为最大边,c为最小边, 由题意有,即, 整理得,. 14.某校学生在研究民间剪纸艺术时,发现剪纸时经常会把纸沿某条直线对折.现有一张边长为2的等边三角形纸,点分别在边和上,现将三角形纸沿对折,点恰好落在边上且记为,当最短时, . 【答案】 【分析】设,,在中利用余弦定理求出,再结合基本不等式可求. 【详解】设,, 因为,所以在中利用余弦定理可得,,得, 令,则,且, 当且仅当,即时,等号成立,当最短时,. 四、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步棸。 15.在中,内角所对的边为,且. (1)求角的大小; (2)若的最大边的边长为,且,求最小边长. 【答案】(1); (2)1. 【分析】(1)由正弦定理将所给等式变形,将边化成正弦值,再由三角恒等变形可得值; (2)由上题可知为最大角,再由正弦定理,将所给等式变形,将正弦值关系转化成边的关系,可判断最小边长,并利用余弦定理可求最小边长. 【详解】(1)由正弦定理,得, ∵,∴. ∴,且∴, ; (2)易知a为最大边,故,由,得.∴最小边为长, 根据余弦定理,有,∴∴,即最小边长为1. 16.为了竖一块广告牌,要制造三角形支架,三角形支架如图所示,要求,长度大于1,且比长0.5米, (1)设,求长? (2)为了广告牌稳固,要求的长度越短越好,求最短为多少米?且当最短时,长度为多少米? 【答案】(1);(2)最短为米,当最短时,长度为米. 【分析】(1)运用余弦定理建立函数表达式; (2)分拆分式型函数式,用基本不等式求最值. 【详解】设,则, ∵,∴,整理得 (2)令,∴,∴ (当且仅当,即时取等号)综上,当米时最短,为米. 【点睛】分式型函数分拆后能否用基本不等式,要遵循“一正、二定、三相等”,如果不能取等则转化为函数求最值. 17.记的内角、、所对的边分别为、、. (1)证明:若,则; (2)探究:是否存在一个,其三边为三个连续的自然数,且最大角是最小角的两倍?如果存在,试求出最大边的长度;如果不存在,说明理由. 【答案】(1)证明见解析 (2)存在,最大边长为. 【分析】(1)由,利用三角恒等变换证明出,再利用正弦定理可证得结论成立; (2)假设存在,其三边为三个连续的自然数、、,设这三边所对的角分别为、、,可得,由(1)中的结论结合余弦定理可求出的值,即可求得最长边的边长. 【详解】(1)证明:若,则 , 所以,由正弦定理得:. (2)假设存在,其三边为三个连续的自然数、、, 设这三边所对的角分别为、、,则若最大角是最小角的两倍,即. 由(1)知,,即. 由余弦定理知,,所以,, 即,因为,解得,经检验满足条件.于是最大边长为. 因此,存在一个,其三边为三个连续的自然数,最大边长为. 18.设的内角的对边分别为,且的最大边的边长为 (1)求角; (2)求的取值范围. 【答案】(1);(2). 【分析】(1)由已知条件,结合余弦定理求,即可求角; (2)由(1)知,应用正弦定理可得,进而由三角形内角性质及三角恒等变换可得,即可求的范围. 【详解】(1)由题意得,, 由余弦定理得,即. (2)由(1)可知,中角为最大角,由大角对大边知:, 由正弦定理知,, ∴,即, 而,又, ∴,可得,∴. 19.如图,在中,,的角平分线交于,. (1)求的取值范围; (2)已知面积为1,当线段最短时,求实数. 【答案】(1);(2). 【分析】(1)根据角平分线定理,结合余弦定理进行求解即可; (2)根据三角形面积公式,结合余弦定理,基本不等式,同角三角函数的基本关系进行求解即可. 【详解】(1)设,,则,,由角平分线定理,知, 在中,由余弦定理得:, 在中,由余弦定理得:, 所以, 化简得,即,因为,所以. (2)因为面积为1,所以,即, 在中,由余弦定理得,, 所以 ,当且仅当,即时,取得最小值, 此时,由(1)知,. 学科网(北京)股份有限公司 $

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