内容正文:
人教A版高中数学必修二微专题——09三角形中的中线、高、角平分线问题
一、题型梳理
题型1、有关三角形中线的长度、范围或最值问题
题型2、已知三角形中线长度解三角形
题型3、有关三角形角平分线的长度、范围或最值问题
题型4、有关三角形高的长度、范围或最值问题
题型5、已知三角形的高解三角形
题型6、有关三角形高、中线、角平分线的交汇问题
二、典例讲解
题型1、有关三角形中线的长度、范围或最值问题
例1.在中,角的对边分别为是边上的中点,则中线的长等于( )
A. B. C. D.
例2.在中,角,,所对的边分别为,,,若,且,则边上中线长的最小值是( )
A.2 B.4 C. D.
例3.在锐角中,角,,的对边分别为,,.若,,则边上中线的取值范围为( )
A. B.
C. D.
例4.锐角,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且,若,D为AB的中点,则中线CD的范围为________.
题型2、已知三角形中线长度解三角形
例5.中,角,,的对边分别为,,,,,边上的中线为,则的面积为( )
A. B. C.3 D.4
例6.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,AC边的中线,则的最大值是__________.
例7.在中,角所对的边分别为,且满足,若的中线,且,则的面积为_________.
例8.在中,角,,所对的边分别是,,,且.
(1)求;
(2)若边上的中线为,,,求的值.
题型3、有关三角形角平分线的长度、范围或最值问题
例9.已知的三个角的对边分别为,,,,,角A的平分线交于点,且,则边上的高______.
例10.在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求角A的大小;
(2)若,求边上的中线长度的最小值;
(3)若,,若为角平分线,求的长度.
例11.已知的内角A,B,C的对边为a,b,c,且
(1)求角A;
(2)若的面积为.
①已知E为BC的中点,且,求中线AE的长;
②求内角A的角平分线AD长的最大值.
题型4、有关三角形高的长度、范围或最值问题
例12.在△ABC中,角的对边分别为则边上的高为( )
A. B. C. D.2
例13.在中,角的对边分别为,,,,设边上的高为,则=( )
A. B. C. D.
例14.三角形中,角对的边分别为,,若,则边上的高为( ).
A. B.
C. D.
例15.已知的内角的对边分别为,且,
(1)求的大小;
(2)已知,为边上的高,求的取值范围.
题型5、已知三角形的高解三角形
例16.在中,角,,所对的边分别为,,,且边上的高为,则的最大值是( )
A.8 B.6 C. D.4
例17.在△ABC中,角B为,BC边上的高恰为BC边长的一半,则cosA=( )
A. B.
C. D.
例18.在中,角所对的边分别是,若,边上的高为,则角的最大值为( )
A. B. C. D.
例19.在中,角,,所对的边分别为,,c,若,是边上的高,,则的最大值为______.
题型6、有关三角形高、中线、角平分线的交汇问题
例20.在中,角均在边上,且为中线,为平分线,若,则的面积等于( )
A. B. C. D.
例21.在中,角、、的对边分别为、、,若,,的平分线的长为,则边上的中线的长等于( )
A. B. C. D.
例22.(多选)在中,,,,点为边上一动点,则( )
A.
B.当为边上的高线时,
C.当为边上的中线时,
D.当为角的角平分线时,
例23.在中,角A,B,C所对的边分别为.
(1)求角;
(2)点在边AC上,且,若______(从以下三个条件中任选一个),求的最小值.
①BD是边AC上的高;②BD是边AC上的中线;③BD是角的平分线.
【跟踪训练】
专题09 三角形中的中线、高、角平分线问题
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.已知在中,角的对边分别为则边上的高为( )
A.1 B. C. D.2
2.已知的角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,AC边上的高等于AC,则( )
A. B. C.2 D.
3.在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,向量,,,若,,则AC边上的中线BD为( )
A. B.3 C. D.
4.在中,角所对的边分别是,若,边上的高为,则的最大值为( )
A. B. C. D.
5.在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,向量,,,若,,则AC边上的中线BD为( )
A. B.3 C. D.
6.在中,为边上的中线,且,则角的最小值为( )
A. B. C. D.
7.在三角形中,和分别是边上的高和中线,则( )
A.14 B.15 C.16 D.17
8.在中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,且BC边上的高为,则角A的取值范围为( )
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.中,,点D在线段AB上,下列结论正确的是( )
A.若CD是中线,则 B.若CD是高,则
C.若CD是角平分线,则 D.若D是线段AB的三等分点,则
10.在中,,向量在向量上的投影向量为,则( )
A.边上的高为 B.
C.边上的中线为 D.
11.在中,,点D为边上一动点,则( )
A. B.当为边上的高线时,
C.当为边上的中线时, D.当为角A的角平分线时,
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.已知的内角所对的边分别为,,,角为锐角,的面积为,若是边上的中线,那么_________.
13.在中,角,,所对的边分别为,,,边上的高为.若,,则的最小值为________________;若,则的最大值为________________.
14.在中,角所对的边分别为,且,若的面积为,则边上中线长的最小值为________.
四、解答题:本题共5小题,共77分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步棸。
15.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.
16.在中,记角、、所对的边分别为、、,已知,中线交于,角平分线交于,且,,求的面积.
17.在锐角中,角的对边分别是,,,若
(1)求角的大小;
(2)若,求中线长的范围(点是边中点).
18.在中,角,,所对的边分别为,,,.
(1)求;
(2)若的面积为,内角的角平分线交边于,,求的长;(3)若,边上的中线,设点为的外接圆圆心,求的值.
19.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.
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人教A版高中数学必修二微专题——09三角形中的中线、高、角平分线问题
一、题型梳理
题型1、有关三角形中线的长度、范围或最值问题
题型2、已知三角形中线长度解三角形
题型3、有关三角形角平分线的长度、范围或最值问题
题型4、有关三角形高的长度、范围或最值问题
题型5、已知三角形的高解三角形
题型6、有关三角形高、中线、角平分线的交汇问题
二、典例讲解
题型1、有关三角形中线的长度、范围或最值问题
例1.在中,角的对边分别为是边上的中点,则中线的长等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由余弦定理得,然后利用中线的向量表示得,利用数量积的运算律及模的运算公式求解的长即可.
【详解】由余弦定理得,解得(负根已舍去),因为是边上的中点即,所以,所以.故选:D
例2.在中,角,,所对的边分别为,,,若,且,则边上中线长的最小值是( )
A.2 B.4 C. D.
【答案】C
【详解】,根据正弦定理有,
,又,,可得,设中点为D,则边上中线长为,平方可得
,当且仅当时取等号,故的最小值为12,即边上中线长的最小值为.故选:C.
【点睛】本题主要考查了正弦定理边角互化的运用,同时也考查了利用基本不等式求最值的问题,同时在处理三角形中线的时候可以用平面向量表示从而简化计算,属于中档题.
例3.在锐角中,角,,的对边分别为,,.若,,则边上中线的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用向量加法运算及数量积模的运算,推导出,然后利用正弦定理与三角恒等变换公式,将表示为角的三角函数表达式,结合正弦函数的性质算出的取值范围.
【详解】因为是边上的中线,所以,
则,
由正弦定理得,可得,,
所以,
而,
,
所以
,因为为锐角三角形,,则,即,所以,所以,所以当时,取得最大值,的最小值大于,所以的最大值为,最小值大于,即的取值范围为.
故选:B.
例4.锐角,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且,若,D为AB的中点,则中线CD的范围为________.
【答案】
【分析】由正弦定理及切化弦等得,再由余弦定理及向量知识得,再由正弦定理统一角与函数名称求解即可.
【详解】由,
则,.,
由余弦定理有:,所以,,
由正弦定理
,,因为为锐角三角形,所以且,则,,
题型2、已知三角形中线长度解三角形
例5.中,角,,的对边分别为,,,,,边上的中线为,则的面积为( )
A. B. C.3 D.4
【答案】A
【分析】利用正弦定理将角化边,再由余弦定理求出,再用向量的方法表示中线,再由余弦定理可得的值,进而求出该三角形的面积.
【详解】因为,由正弦定理可得,
由余弦定理可得,可得,而,可得,
由余弦定理可得,即,①,因为边上的中线为,设中线为,则,两边平方可得,即,②,②①可得,即,所以.
故选:A.
例6.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,AC边的中线,则的最大值是__________.
【答案】
【分析】设设,用正弦定理将边长全部用表示,,,再用余弦定理,借助三角恒等变换,化为三角函数,求最值即可.
【详解】如图,
设,则.,
,.由于AC边的中线,,
用余弦定理,知道,
.
,则.
例7.在中,角所对的边分别为,且满足,若的中线,且,则的面积为_________.
【答案】
【分析】利用正弦边角关系及和角正弦公式、三角形内角性质整理化简可得,再由及向量数量积运算律求得,最后应用面积公式求面积.
【详解】由,得,
即,因为,所以,因为,所以,
由,两边平方,所以,则.
例8.在中,角,,所对的边分别是,,,且.
(1)求;
(2)若边上的中线为,,,求的值.
【答案】(1);(2)10.
【分析】(1)根据给定条件,利用余弦定理求解即得.
(2)由(1)的结论,结合数量积的运算律可得,再由已知求出即得.
【详解】(1)在中,由及余弦定理,得,而,所以.
(2)
由为边上的中线,得,两边平方得,
即,而,则,因此,
所以.
题型3、有关三角形角平分线的长度、范围或最值问题
例9.已知的三个角的对边分别为,,,,,角A的平分线交于点,且,则边上的高______.
【答案】/
【分析】根据题意结合面积关系可得,进而可得,,再利用余弦定理和面积公式运算求解.
【详解】因为,则,
可得,解得,
则,且,则,由余弦定理可得:,即,由的面积可得,解得.
例10.在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求角A的大小;
(2)若,求边上的中线长度的最小值;
(3)若,,若为角平分线,求的长度.
【答案】(1);(2);(3).
【分析】(1)利用正弦定理边化角,再利用和角的正弦求解.
(2)利用余弦定理、中点向量公式,结合基本不等式求出最小值.
(3)利用三角形面积公式列式求解.
【详解】(1)在中,由及正弦定理,
得,
即,而,则,又,所以.
(2)由(1)知,由余弦定理得,
,当且仅当取等号,则,又,
因此,
所以当时,边上的中线取得最小值.
(3)依题意,,,,由,
得,则,解得,所以的长度为.
例11.已知的内角A,B,C的对边为a,b,c,且
(1)求角A;
(2)若的面积为.
①已知E为BC的中点,且,求中线AE的长;
②求内角A的角平分线AD长的最大值.
【答案】(1);(2)①,②
【分析】(1)由正弦定理和余弦定理得到,求出;
(2)①由三角形面积求出,从而得到,或,,根据中线得到,两边平方,结合向量数量积运算法则求出;②根据求出,由基本不等式求出长的最大值.
【详解】(1)由正弦定理得,即.由余弦定理得.
因为,所以.
(2)①,.且,解得,或,.
由于,所以,;
②由,得.解得,
由于,当且仅当时,取等号,
故,当且仅当时,取等号,即的最大值为.
题型4、有关三角形高的长度、范围或最值问题
例12.在△ABC中,角的对边分别为则边上的高为( )
A. B. C. D.2
【答案】B
【分析】先利用余弦定理可求出,然后利用面积公式列方程可求得答案.
【详解】设边上的高为,因为,
所以由余弦定理得,所以,因为,所以,因为,所以,解得,
故选:B
例13.在中,角的对边分别为,,,,设边上的高为,则=( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由余弦定理求出,从而得到,得到答案.
【详解】∵,,,∴,
则,则.故选:D.
例14.三角形中,角对的边分别为,,若,则边上的高为( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用余弦定理和已知条件得到,再利用辅助角公式及基本不等式可得到,此时且,结合余弦定理可求出,最后利用等面积法即可求解.
【详解】由余弦定理得,,代入,
可得,化简得,
两边同时除以得,,一方面,,
其中,,当时等号成立;
另一方面,由均值不等式,有,当且仅当时等号成立,
依题可得:,此时且,
,,,,
,,
由余弦定理,,又,,联立解得,,
设边上的高为,则,
故,即边上的高为.故选:B.
例15.已知的内角的对边分别为,且,
(1)求的大小;
(2)已知,为边上的高,求的取值范围.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)利用正弦定理将已知等式转化为关于角的三角函数关系,进而求解.
(2)利用正弦定理和三角形内角和定理,将高表示为角的函数,再利用三角函数性质求其范围.
【详解】(1)由,用正弦定理得,
化简得:,又,
从而,,得又.
(2)由正弦定理得: ,所以 ,在中,
,
因为 ,所以 ,所以,即 .
题型5、已知三角形的高解三角形
例16.在中,角,,所对的边分别为,,,且边上的高为,则的最大值是( )
A.8 B.6 C. D.4
【答案】D
【解析】首先利用面积公式可得:,再利用余弦定理,两者结合可得,而,即可得,再利用辅助角公式即可求解.
【详解】由已知可得:,所以,因为,
所以 所以,所以的最大值是4,故选:D
例17.在△ABC中,角B为,BC边上的高恰为BC边长的一半,则cosA=( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】设BC边上的高为h,用表示出BC,AB,用余弦定理求得AC,最后再由余弦定理可得cosA.
【详解】设BC边上的高为h,则BC=2h,AB=h,由余弦定理,得AC2=AB2+BC2-2AB·BC·cosB=2h2+4h2-2·h·2h·=10h2,故AC=h,所以cosA===.故选:A.
例18.在中,角所对的边分别是,若,边上的高为,则角的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由余弦定理得,结合三角形面积公式得,由余弦定理结合基本不等式可得,进一步可得,进而求出范围得解.
【详解】因为边上的高为,
所以,即,,当且仅当取等号,
,即,即,,
则,,故角的最大值为.故选:B.
例19.在中,角,,所对的边分别为,,c,若,是边上的高,,则的最大值为______.
【答案】
【分析】由余弦定理可得,根据重要不等式及三角形的面积公式即可求解.
【详解】因为,所以由余弦定理得,又,所以,
又因为,所以,即,当且仅当时取等号,
又是边上的高,则,所以,则的最大值为.
题型6、有关三角形高、中线、角平分线的交汇问题
例20.在中,角均在边上,且为中线,为平分线,若,则的面积等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由已知结合向量线性表示及向量数量积性质得到,然后结合角平分线性质可求,然后结合三角形面积公式可求.
【详解】解:由题意得,,所以,
即,因为,,
,由角平分线性质得,,
整理得,,所以,因为,所以,
两边平方得,因为,令,所以,
解得,即,故的面积.故选:.
例21.在中,角、、的对边分别为、、,若,,的平分线的长为,则边上的中线的长等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由设,可得的值,进而可求得的值,结合余弦定理可得,由可求得,即可求得结果.
【详解】由题意知,设,则,如图所示,
由可得,
整理得,即,又因为,所以,
所以,所以,
在中,由余弦定理得,所以,
由是边上的中线,得,则
.所以,中线长.故选:A
例22.(多选)在中,,,,点为边上一动点,则( )
A.
B.当为边上的高线时,
C.当为边上的中线时,
D.当为角的角平分线时,
【答案】AC
【分析】对于A,由余弦定理验算即可;对于B,由等面积法验算即可;对于C,由公式验算即可;对于D,将所求转换为即可.
【详解】对于A,由余弦定理有,故A正确;对于B,当为边上的高线时,由等面积法有,即,解得,故B错误;对于C,当为边上的中线时,
,故C正确;对于D,当为角的角平分线时,设,由三点共线可知,,解得,所以,故D错误.故选:AC.
例23.在中,角A,B,C所对的边分别为.
(1)求角;
(2)点在边AC上,且,若______(从以下三个条件中任选一个),求的最小值.
①BD是边AC上的高;②BD是边AC上的中线;③BD是角的平分线.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)根据给定条件,利用余弦定理化简计算即得.
(2)选①,利用三角形面积公式得,再利用(1)的结论结合基本不等式求解即得.选②,利用中点向量公式、数量积运算律,结合基本不等式求得,再由(1)的结论求解即得.选③,利用三角形面积公式可得,再由(1)的结论,结合基本不等式求解即得.
【详解】(1)在中,由及余弦定理,得,
整理得,于是,而,所以.
(2)选①,BD是边AC上的高,由三角形面积公式得,即,由(1)知,,当且仅当时取等号,因此,解得,所以当时,取得最小值.
选②,BD是边AC上的中线,则,两边平方得,
即,当且仅当时取等号,于是,由(1)知,,解得,所以当时,取得最小值.
选③,BD是角的平分线,由三角形面积公式,得,即,整理得,当且仅当时取等号,,由(1)知,,
解得,所以当时,取得最小值.
【跟踪训练】
专题09 三角形中的中线、高、角平分线问题
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.已知在中,角的对边分别为则边上的高为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】D
【分析】先根据余弦定理求得a,再由余弦定理求得,继而求得,从而可得选项.
【详解】因为所以,即,解得,
所以,又,所以,所以边上的高为,故选:D.
2.已知的角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,AC边上的高等于AC,则( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【分析】先由正弦定理及诱导公式倍角公式得,求得,再由即可求解.
【详解】由正弦定理得,又,则,即,又,则,又,则,即;又AC边上的高等于AC,则,即,则.故选:A.
3.在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,向量,,,若,,则AC边上的中线BD为( )
A. B.3 C. D.
【答案】C
【分析】根据平行条件结合正弦定理得出,再根据即可求出.
【详解】由题意得,,结合正弦定理得,因,则,则,若,则,与上式矛盾,故,则,
因,则,因为AC边上的中线,则,
则,
则.故选:C
4.在中,角所对的边分别是,若,边上的高为,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由余弦定理可求得,再由等面积关系可得,利用余弦定理结合基本不等式得出,即可求得,再结合的范围即可得出结论.
【详解】,由余弦定理可得,整理可得,
又AC边上的高为,所以,即,,当且仅当取等号,,即,即,,则,,故∠ABC的最大值为.故选:B.
5.在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,向量,,,若,,则AC边上的中线BD为( )
A. B.3 C. D.
【答案】C
【分析】根据平行条件结合正弦定理得出,再根据即可求出.
【详解】由题意得,,结合正弦定理得,因,则,则,若,则,与上式矛盾,故,则,因,则,因为AC边上的中线,则,则
,则.故选:C
6.在中,为边上的中线,且,则角的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,根据数量积的运算律及定义得到,即,再由余弦定理求出的范围,即可得解.
【详解】设,则,,所以
,所以,则,
由余弦定理,
当且仅当时取等号,又,所以,即的最小值为.
7.在三角形中,和分别是边上的高和中线,则( )
A.14 B.15 C.16 D.17
【答案】C
【分析】将作为基底,用基底表示和 ,根据数量积的规则计算即可.
【详解】设,则有,
由余弦定理得,
,
其中,,解得,
;故选:C.
8.在中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,且BC边上的高为,则角A的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】用两种方法表示出,从而得到,再根据余弦定理,得到,消去后利用辅助角公式得到,再利用基本不等式求出的取值范围,进而求出角A的取值范围.
【详解】∵BC边上的高为,∴,由面积公式得,∴,故,由余弦定理得:,∴,,由辅助角公式得:,∴
其中,当且仅当时,等号成立,∴,,解得:,∵,∴,故选:C
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.中,,点D在线段AB上,下列结论正确的是( )
A.若CD是中线,则 B.若CD是高,则
C.若CD是角平分线,则 D.若D是线段AB的三等分点,则
【答案】AC
【分析】分别使用向量解决三角形中线长问题,等面法求解高线、角平分线问题,两次使用余弦定理解决三等分点问题.
【详解】A选项:由余弦定理知:
因为是中线,则
则则
B选项:则
则故B错误.
C选项:即
则则故C正确.
D选项:在中在中若,
可得若是线段的三等分点,则或,但,均不是方程的解,则选项D错误.
故选:AC.
10.在中,,向量在向量上的投影向量为,则( )
A.边上的高为 B.
C.边上的中线为 D.
【答案】ABC
【分析】根据投影向量的定义可得,结合已知有,进而得,应用余弦定理、向量数量积的定义及其运算律依次判断各项的正误.
【详解】由题设,则,即,又且,则,故,又,则,故,
,,则,B对,边上的高为,A对,,D错,
边上的中线为,C对.故选:ABC
11.在中,,点D为边上一动点,则( )
A. B.当为边上的高线时,
C.当为边上的中线时, D.当为角A的角平分线时,
【答案】ACD
【分析】根据余弦定理求出判断A,根据等积法求出上的高判断B,取的中点,连接,则由余弦定理可求,故可判断C,根据等积法可求出角平分线长后判断D.
【详解】对于A,由余弦定理,可得,
所以,所以A正确;对于B,由正弦定理,可得,
而,故,所以B错误;
对于C,如图所示,取的中点,连接,则,可得,
在中,由余弦定理,可得 ,可得,所以C正确;
对于D,因为为角的平分线,设,由,可得,可得,所以D正确.故选:ACD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.已知的内角所对的边分别为,,,角为锐角,的面积为,若是边上的中线,那么_________.
【答案】/
【分析】由三角形面积公式得出角,再根据平面向量的运算即可求出中线.
【详解】,解得,因为为锐角,所以,因为是边上的中线,所以,
,所以,
13.在中,角,,所对的边分别为,,,边上的高为.若,,则的最小值为________________;若,则的最大值为________________.
【答案】 6 4
【分析】若,根据三角形面积公式可得,利用,得解;若,根据三角形面积公式可得,结合余弦定理可得,代入运算得解.
【详解】若,由,所以,当且仅当,即时,取等号,所以的最小值为6.若,,解得,由余弦定理得,整理得,
,当时,取得最大值4.
14.在中,角所对的边分别为,且,若的面积为,则边上中线长的最小值为________.
【答案】
【分析】先由等式得,再由的面积为得到,
结合图象和余弦定理可得,利用基本不等式可得最小值.
【详解】因为,由正弦定理得,整理得,即,因,所以,得,则,因为,所以.
如图,设边上的中点为,在中,由余弦定理,得,
又,所以,由得代入上式,得,当且仅当时取等,所以AC边上中线长的最小值为.
四、解答题:本题共5小题,共77分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步棸。
15.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.
16.在中,记角、、所对的边分别为、、,已知,中线交于,角平分线交于,且,,求的面积.
【答案】
【分析】由三角恒等变换化简可得出,利用角平分线定理可得出,结合可得出,,然后在、中,应用余弦定理可得出,结合已知条件可得出的值,分析可知,再利用三角形的面积公式可求得的面积.
【详解】解:因为,所以,,
即,由正弦定理可得,
因为的角平分线交于,则,所以,.
又因为,,由可得,
即,则,.
在中,由余弦定理得,①
在中,由余弦定理得.②
因为,
则①②可得,,即,
即,即,解得,
此时满足,故,所以,.
17.在锐角中,角的对边分别是,,,若
(1)求角的大小;
(2)若,求中线长的范围(点是边中点).
【答案】(1);(2)
【分析】(1)根据条件,利用正弦定理进行边角转化,可得到,从而求出结果;
(2)先利用向量的中线公式得到,再利用正、余弦定理及条件求出的范围,进而求出结果.
【详解】(1)因为,由正弦定理可得:,即,所以,
因为,所以,所以,因为,所以.
(2)由(1)得,且,由余弦定理知,,得到,
因为点D是边BC中点,所以,两边平方可得:
,所以,
因为,又,,
所以,
又因为为锐角三角形, 所以,,得到,
所以,由的图像与性质知,,所以,
所以,得到,故.
18.在中,角,,所对的边分别为,,,.
(1)求;
(2)若的面积为,内角的角平分线交边于,,求的长;(3)若,边上的中线,设点为的外接圆圆心,求的值.
【答案】(1)
(2)2
(3)
【分析】(1)利用正弦定理化边为角,再求出,即可得解;
(2)根据,再结合基本不等式即可得解;
(3)由题意,两边平方得,结合余弦定理可求出,再根据数量积得几何意义即可得解.
【详解】(1)在中,由及正弦定理,
得,而,
则,由,因此,
则,由,得,解得,
又,所以.
(2)
由得,,而,则,
又,因为内角的角平分线交边于,所以,
∴,∴.
(3)
在中,由余弦定理,得,
由边上的中线,又因为,两边平方得,
则,即,解得,
令边的中点分别为,由点为的外接圆圆心,
得,,,
,
所以.
19.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)
【分析】(1)利用和角的正弦公式展开整理,求出,结合角的范围即得;
(2)先由余弦定理结合条件,求得,再由三角形面积相等列方程求解即得;
(3)利用线段中点的向量表达式推得,由(2)结论代入可得,利用正弦定理和三角恒等变换化简可得,结合锐角三角形中及正弦函数的图象性质求得,即可得到的取值范围.
【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.
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