内容正文:
人教A版高中数学必修二微专题——05 有关三角形周长的问题
一、题型梳理
题型1、有关求解三角形周长的问题
题型2、有关“三角形周长”的范围问题
题型3、有关“三角形周长”的最值问题
题型4、已知三角形周长,求解其他值的问题
题型5、三角形面积与周长交汇的问题
二、解题策略
(1)求周长:三角形周长等于三边和,但是有的时候需要转化
周长
(2)求周长的模型:
(3)解题思路步骤
①利用基本不等式:,再利用基本不等式及,求出的取值范围或者利用
②利用三角函数思想:,结合辅助角公式及三角函数求最值
三、典例讲解
题型1、有关求解三角形周长的问题
例1.记的内角的对边分别为,已知为锐角,且,则的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由正弦定理化边为角化简得,进而求得,根据余弦定理求得,即可求解周长.
【详解】因为,所以,又,则,又为锐角,所以.由,得,解得,则的周长为.
故选:B
例2.在中,角,,的对边分别为,,,,,,则的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用余弦定理得到,再利用完全平方公式求出,即可得解.
【详解】由余弦定理,即,又,所以,
则,所以(负值已舍去),所以的周长为.故选:B
例3.已知中,分别为角的对边,已知,则的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据正弦定理可得,由此可得,,然后解三角即可得到周长.
【详解】,由正弦定理得,
又,所以,
则,或,(舍),所以,,
则,.故选:A.
例4.在中,a、b、c分别为角A、B、C的对边,已知,,且,则的周长为________.
【答案】
【分析】利用余弦定理可得,化简可得,进而可求得,结合面积可求得,可求周长.
【详解】因为,所以,
由余弦定理可得,整理得,
由余弦定理可得,又,,因为,又,所以,所以,又,可得,所以,
所以,所以,所以的周长为.
题型2、有关“三角形周长”的范围问题
例5.记锐角内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.则周长范围为 ( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先利用射影定理和余弦定理对题目条件进行化简,可得;再根据正弦定理进行边角转化得,由两角差的正弦公式得;最后根据已知条件求出角的范围,进而求出的取值范围即可得出答案.
【详解】
在中,由射影定理得,则题目条件可化简为:.由余弦定理得:,则.因为,所以.
因为所以在中,由正弦定理得,
则周长,
因为
,所以.因为为锐角三角形,,
则,解得所以.所以所以.
故选:A
例6.在中,角,,的对边分别为,,.若;且,则周长的范围为__________.
【答案】
【解析】先求角,再用余弦定理找到边的关系,再用基本不等式求的范围即可.
【详解】,,,,,所以三角形周长。
例7、在中,角所对的边分别为,已知,且.
(1)若,求A;
(2)若是锐角三角形,求周长的取值范围.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)根据已知条件通过三角函数公式得出角之间的关系,求出角
(2)利用正弦定理将边转化为角的正弦形式,然后化简表达式,最后根据角的范围求出边的和的范围,进而得到三角形周长的范围.
【详解】(1)由,可得,即,
∴,则或(舍),∴,
当,由,可得.
(2)由正弦定理可得∴,
易知,可得,因此,
易知在上单调递增,所以,
可得周长范围为.
题型3、有关“三角形周长”的最值问题
例8.在中,已知,,则周长最大值为( )
A.4 B.6 C. D.
【答案】B
【分析】利用正弦定理角化边,再利用基本不等式求出最小值.
【详解】在中,由及正弦定理,得,整理得,而,因此,解得,当且仅当时取等号,所以当时,周长取得最大值6.
故选:B
例9.已知的内角的对边分别为,且的面积为
(1)求;(2)求周长的最小值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)已知条件结合余弦定理求出,得角;
(2)由的面积求出,余弦定理得,由基本不等式求周长的最小值.
【详解】(1)由,得,
即,则,由,得.
(2),得,
由余弦定理,有,得,
周长,
当且仅当时取等号,所以周长的最小值为.
例10.在中,.
(1)求;
(2)若,求周长的最大值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)利用正弦定理将角化边,再由余弦定理计算可得;
(2)利用余弦定理及基本不等式求出的最大值,即可得解.
【详解】(1)因为,由正弦定理可得,即,
由余弦定理,,.
(2)因为,即, ,当且仅当时取等号, ,即,
又,所以,当且仅当时取等号,
周长,即周长的最大值为
例11.已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求C的大小;
(2)若,且,求周长的最小值.
【答案】(1);(2).
【分析】
(1)已知等式利用正弦定理化简得,可得C的大小;
(2)由余弦定理把b,c边用a表示,利用基本不等式求周长的最小值.
【详解】(1)因为,由正弦定理.
由,得,所以,即.又,所以.
(2)由(1)知,则.
因为,所以,则.
的周长为.
因为,所以,当且仅当时,等号成立.故周长的最小值为.
题型4、已知三角形周长,求解其他值的问题
例12.在中,已知,,的周长为9,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由条件可得,利用余弦定理求得,再由同角的三角函数关系式求出.
【详解】已知,,的周长为9,则,
则,又,则.
故选:C.
例13.设的内角所对应的边分别为,,,其面积,若的周长为1,则( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】C
【分析】利用正弦定理得,代入即可求得,再利用正弦定理将边转化为角即可求解.
【详解】由正弦定理有,为的外接圆半径,
所以,
所以,
所以,即,又的周长为1,所以,
所以,故选:C.
例14.设的内角的对边分别为若的周长为则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由及正弦定理得化简结合余弦定理即可求解.
【详解】由题意可知,由正弦定理得
即整理得由余弦定理得
又所以故选:A.
例15.在中,角,,的对边分别为,,,若,.
(1)求角的大小;
(2)若的周长为,求边上的中线的长度.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)已知条件结合余弦定理求得,再由正弦定理求;
(2)由(1)求出角,利用三角形周长求出各边的长,再由余弦定理求边上中线的长.
【详解】(1)由,得,又,
,得,又,,
由及正弦定理得,
所以,又,,,得.
(2)由(1)知,,,则,所以,又,得,
因为的周长为,所以,解得,
设的中点为,则,如图所示,
在中,由余弦定理,可得,
.所以边上中线的长为.
题型5、三角形周长与面积交汇的问题
例16.中,若且,则的周长为( )
A. B.12 C. D.
【答案】C
【分析】由三角形面积求得,再由正弦定理得,可解得,然后由余弦定理解得,可得三角形周长.
【详解】由题意,,又,由正弦定理得,联立解得,,所以.故选:C.
例17.在中,已知角所对的边分别,的面积,,,则的周长为______.
【答案】
【分析】由条件结合三角形面积公式和正弦定理可得,结合两角和余弦公式求,再结合余弦定理及三角形面积公式求,由此可求的周长.
【详解】因为的面积,,所以,
所以,又,所以,又,
,所以,
又,所以,由余弦定理可得,
由,,可得,所以,所以,
所以,所以的周长为.
例18.在中,角,,的对边分别为,,,且.
(1)求;
(2)若边上的高为,且的周长为6,求的面积.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)由条件利用正弦定理化边为角,整理得,从而,所以,即可解出;
(2)由条件利用三角形的面积公式可得,结合的周长及余弦定理求得,计算面积即可.
【详解】(1)因为,所以,即,
在中,,所以,所以,又,,
所以,所以.
(2)因为面积,所以, 因为的周长为6,所以,
由余弦定理得,
所以,解得, 所以面积.
【跟踪训练】
专题05 有关三角形周长的问题
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分。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,内角的对边分别为,且,若的周长为6,则( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】B
【分析】利用正弦定理进行角化边即可求解.
【详解】,利用正弦定理,角化边得到:,即,
而的周长为6,故,故选:B.
2.在中,,,且的面积为,则的周长为( )
A.15 B.12 C.16 D.20
【答案】A
【分析】由面积公式求出,由余弦定理求出,即可得解.
【详解】因为,,且的面积为,所以,解得,由余弦定理,所以,则.故选:A
3.记的内角的对边分别为,已知,边上的高为1,,则的周长为( )
A.4 B. C. D.
【答案】D
【分析】由正弦定理得,由余弦定理得,结合平方关系可得,进而求得,得解.
【详解】由边上的高为1知,故,由正弦定理得,,所以.
由余弦定理可得,因为,解得,
故,解得,故的周长为.故选:D.
4.记的内角的对边分别为,已知,则的周长( )
A.9 B.14 C.19 D.24
【答案】B
【分析】由正弦定理可得再代入余弦定理可求得,由此可进一步求出即可求出的周长.
【详解】由正弦定理可得:又因为,
所以由余弦定理可得:,所以,又因为解得:所以的周长为.故选:B.
5.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,,且,则的周长为( )
A.17 B.18 C.19 D.20
【答案】B
【分析】根据给定条件,利用辅助角公式求出,再利用二倍角的正弦及正弦定理求出,进而利用正弦定理、余弦定理求出即可.
【详解】在中,由,得,而,则,由,得,由正弦定理得,则,,由正弦定理得,由余弦定理得,整理得,而,解得,所以的周长为18.故选:B
6.已知a,b,c分别为三个内角A,B,C的对边.若为锐角三角形,,,则周长的取值范围为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由正弦定理表示出,结合两角差的正弦公式可化简得到,确定角的范围,结合正弦函数性质即可求得答案.
【详解】由正弦定理得,即,
则,
因为为锐角三角形,则 ,故,
所以,则,故,
故周长的取值范围为.
7.在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,,且外接圆的周长为,则的周长为( )
A.20 B. C.27 D.
【答案】D
【分析】利用三角形的外接圆周长求出外接圆半径,根据同角三角函数关系求出,从而得到的长,结合及正弦定理得到,从而得到三角形周长.
【详解】设的外接圆半径为,则,解得:,因为,由,,可得,,所以,,
因为,
由正弦定理可得:,
所以的周长为.故选:D.
8.在中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c.已知,且,则的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】应用正弦定理结合两角和的正弦公式化简得出,再应用面积公式得出,最后应用余弦定理计算求解.
【详解】因为,整理可得:,
可得,因为为三角形内角,,所以.因为,所以,因为,且,所以,解得,由余弦定理得,解得.所以,
故选:A.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.在中,,周长为10,面积为,则( )
A.为钝角三角形 B.
C. D.边上的高为
【答案】BCD
【分析】根据题设,结合三角形面积公式及余弦定理求出的值,判断各项即可.
【详解】设的内角的对边分别为,则,①
,即,②,再根据余弦定理,得,③,由①②③解得,故C正确;,故B正确;
设边上的高为,则,得,故D正确;
由,得或,可知4为最长边,最长边所对的角最大,设为,,
所以,则为锐角,所以为锐角三角形,故A错误.故选:BCD.
10.在中,内角所对的边分别为,若的面积为16,则下列结论正确的是( )
A.是直角三角形
B.是等腰三角形
C.的周长为32
D.的周长为
【答案】AD
【分析】由,,可得,再由面积为16,求出,求出,进而判断选项.
【详解】因为,所以,
所以.因为,所以.因为,
所以.因为16,所以,可得,则,
即.又因为,所以,A正确.
由上知,可得,B错误.
的周长为,C错误,D正确.故选:AD
11.记的内角,,的对边分别为,,,且,,边上的高为2,则( )
A. B.
C.的周长为 D.的面积为5
【答案】ABD
【分析】根据正弦定理进行边换角,再利用三角恒变换判断A;根据同角三角函数关系结合A选项即可求出,再利用正弦定理和两角和的正弦公式求得,最后即可求出,即可判断B;利用勾股定理和面积公式即可判断CD.
【详解】对A,因为,所以由正弦定理得,
因为,
代入上式可得:,
即,因为,所以,得到,则,正确;
对B,由,且,因为,,所以,
可得,又,
由正弦定理得,则,所以,
则,
因为,所以,边上的高为,因为,,又,,则,,正确;对C,因为,,根据勾股定理,
的周长为,错误;对D,的面积,正确.
故选:ABD
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.在中,角A,,所对的分别为,,.若角A为锐角,,,则的周长可能为______.(写出一个符合题意的答案即可)
【答案】9(答案不唯一,内的任何一个值均可)
【分析】根据题意利用余弦定理可得,进而可得周长的取值范围.
【详解】由余弦定理可得,
因为角A为锐角,则,可得,所以的周长.
13.记的内角的对边分别为,,若的面积为3,则当的周长取到最小值时,_______.
【答案】
【分析】根据给定条件,结合三角形面积定理、余弦定理求出周长的函数表达式,再借助函数性质、均值不等式计算作答.
【详解】由题意得,因为,则,由余弦定理,所以即,即,则,而函数在上单调递增,即当a最小时,的周长最小,显然,当且仅当时取“=”,此时,
所以当的周长取到最小值时,.
14.在中,,,则锐角周长的范围是__________.
【答案】
【分析】将的周长表示为三角函数的形式,根据三角函数的值域的求法求得正确答案.
【详解】依题意,由正弦定理得,则,
则,
由于三角形是锐角三角形,所以,即,
所以三角形的周长为
,,,
所以,
所以.
四、解答题:本题共5小题,共77分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
15、在中,角,,所对的边分别为,,,已知.
(1)求角的大小;
(2)若,当的周长取最大值时,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据正弦定理得到,再根据倍角公式得,进而得到;
(2)根据余弦定理得,再利用均值不等式得,当且仅当时取等号,此时周长最大,再由面积公式求得此时的面积.
【详解】(1)因为,由正弦定理得,
因为,所以,又因为,且,所以,
又因为,,所以,即.
(2)在中,由余弦定理,
得,即,
所以,当且仅当时取等号,
所以周长的最大值为,此时面积.
16.在中,角,,所对的边分别为,,,已知.
(1)求角的大小;
(2)若,当的周长取最大值时,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据正弦定理得到,再根据倍角公式得,进而得到;
(2)根据余弦定理得,再利用均值不等式得,当且仅当时取等号,此时周长最大,再由面积公式求得此时的面积.
【详解】(1)因为,由正弦定理得,
因为,所以,又因为,且,所以,
又因为,,所以,即.
(2)在中,由余弦定理,
得,即,
所以,当且仅当时取等号,
所以周长的最大值为,此时面积.
17、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).
(2)6
【分析】(1)分别选三个条件,结合三角恒等变换,以及边角互化,化简后即可求解;
(2)由余弦定理可得,利用基本不等式可求出的最小值,即可求出周长最小值,再利用面积公式求出面积
【详解】(1)选①,
由正弦定理可得,即得,
即有,由于,可得,即.
选②,
由正弦定理可得,
因为,,所以,即.
由于,可得.
选③,
由正弦定理和诱导公式可得,即为,
由余弦定理可得. 由于,可得.
(2)由(1)知,由余弦定理可得,
即为,而,即.
若,则,可得(当且仅当时取得等号),
则,所以周长的最小值为6.
18.在锐角中,,,
(1)求角A;
(2)求的周长l的范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据正弦定理把边转化为角,结合诱导公式,即可求出,即可求解;
(2)利用正弦定理把边转化为角,结合角的范围,即可求解.
【详解】(1)∵,,
所以,
所以,因为,所以, ,所以.
(2),所以,所以,,
所以,
因为是锐角三角形,且,所以,解得,
所以,所以,所以.
19.已知向量,令.
(1)求的最小正周期和单调递增区间;
(2)已知当时,关于的方程有两个不等的实根,求的取值范围;
(3)在锐角三角形中,角的对边分别为,已知,求周长的取值范围.
【答案】(1);单调递增区间为.
(2)
(3)
【分析】(1)根据数量积的运算,结合和差角公式化简,即可利用周期公式以及整体法求解单调性;
(2)利用整体法求解;
(3)利用正弦定理,结合三角恒等变换以及三角函数的性质求解.
【详解】(1),
故周期为,令,解得,
故单调递增区间为;
(2)当时,,
若有两个实数根,所以.所以的取值范围为:.
(3)由可得,则,
故或,故
或,由于为锐角,故,故,
故,
由于,故,因此,故,
因此,故.
故周长的取值范围为.
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人教A版高中数学必修二微专题——05 有关三角形周长的问题
一、题型梳理
题型1、有关求解三角形周长的问题
题型2、有关“三角形周长”的范围问题
题型3、有关“三角形周长”的最值问题
题型4、已知三角形周长,求解其他值的问题
题型5、三角形面积与周长交汇的问题
二、解题策略
(1)求周长:三角形周长等于三边和,但是有的时候需要转化
周长
(2)求周长的模型:
(3)解题思路步骤
①利用基本不等式:,再利用基本不等式及,求出的取值范围或者利用
②利用三角函数思想:,结合辅助角公式及三角函数求最值
三、典例讲解
题型1、有关求解三角形周长的问题
例1.记的内角的对边分别为,已知为锐角,且,则的周长为( )
A. B. C. D.
例2.在中,角,,的对边分别为,,,,,,则的周长为( )
A. B. C. D.
例3.已知中,分别为角的对边,已知,则的周长为( )
A. B. C. D.
例4.在中,a、b、c分别为角A、B、C的对边,已知,,且,则的周长为________.
题型2、有关“三角形周长”的范围问题
例5.记锐角内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.则周长范围为 ( )
A. B.
C. D.
例6.在中,角,,的对边分别为,,.若;且,则周长的范围为__________.
例7、在中,角所对的边分别为,已知,且.
(1)若,求A;
(2)若是锐角三角形,求周长的取值范围.
题型3、有关“三角形周长”的最值问题
例8.在中,已知,,则周长最大值为( )
A.4 B.6 C. D.
例9.已知的内角的对边分别为,且的面积为
(1)求;(2)求周长的最小值.
例10.在中,.
(1)求;
(2)若,求周长的最大值.
例11.已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求C的大小;
(2)若,且,求周长的最小值.
题型4、已知三角形周长,求解其他值的问题
例12.在中,已知,,的周长为9,则( )
A. B. C. D.
例13.设的内角所对应的边分别为,,,其面积,若的周长为1,则( )
A.1 B. C.2 D.
例14.设的内角的对边分别为若的周长为则( )
A. B. C. D.
例15.在中,角,,的对边分别为,,,若,.
(1)求角的大小;
(2)若的周长为,求边上的中线的长度.
题型5、三角形周长与面积交汇的问题
例16.中,若且,则的周长为( )
A. B.12 C. D.
例17.在中,已知角所对的边分别,的面积,,,则的周长为______.
例18.在中,角,,的对边分别为,,,且.
(1)求;
(2)若边上的高为,且的周长为6,求的面积.
【跟踪训练】
专题05 有关三角形周长的问题
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分。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,内角的对边分别为,且,若的周长为6,则( )
A.1 B.2 C. D.
2.在中,,,且的面积为,则的周长为( )
A.15 B.12 C.16 D.20
3.记的内角的对边分别为,已知,边上的高为1,,则的周长为( )
A.4 B. C. D.
4.记的内角的对边分别为,已知,则的周长( )
A.9 B.14 C.19 D.24
5.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,,且,则的周长为( )
A.17 B.18 C.19 D.20
6.已知a,b,c分别为三个内角A,B,C的对边.若为锐角三角形,,,则周长的取值范围为( ).
A. B. C. D.
7.在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,,且外接圆的周长为,则的周长为( )
A.20 B. C.27 D.
8.在中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c.已知,且,则的周长为( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.在中,,周长为10,面积为,则( )
A.为钝角三角形 B.
C. D.边上的高为
10.在中,内角所对的边分别为,若的面积为16,则下列结论正确的是( )
A.是直角三角形
B.是等腰三角形
C.的周长为32
D.的周长为
11.记的内角,,的对边分别为,,,且,,边上的高为2,则( )
A. B.
C.的周长为 D.的面积为5
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.在中,角A,,所对的分别为,,.若角A为锐角,,,则的周长可能为______.(写出一个符合题意的答案即可)
13.记的内角的对边分别为,,若的面积为3,则当的周长取到最小值时,_______.
14.在中,,,则锐角周长的范围是__________.
四、解答题:本题共5小题,共77分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
15、在中,角,,所对的边分别为,,,已知.
(1)求角的大小;
(2)若,当的周长取最大值时,求的面积.
16.在中,角,,所对的边分别为,,,已知.
(1)求角的大小;
(2)若,当的周长取最大值时,求的面积.
17、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.
18.在锐角中,,,
(1)求角A;
(2)求的周长l的范围.
19.已知向量,令.
(1)求的最小正周期和单调递增区间;
(2)已知当时,关于的方程有两个不等的实根,求的取值范围;
(3)在锐角三角形中,角的对边分别为,已知,求周长的取值范围.
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