内容正文:
专题03解三角形中最值与范围的问题
目录
A题型建模・专项突破
题型01解三角形中边长的最值或范围问题
题型02解三角形中周长的最值或范围问题
题型03解三角形中面积的最值或范围问题
题型04解三角形中角的最值或范围问题
题型05正余弦定理与三角函数结合的问题
题型06正余弦定理与向量结合的问题
B综合攻坚・能力跃升
题型01解三角形中边长的最值或范围问题
1.在锐角中,角,,的对边分别为,,,角,边长,则边长的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.已知函数 .
(1)若函数的最小正周期为,求在的值域;
(2)若,且在中,角A、B、C所对的边长为a、b、c,锐角满足 ,,求的最小值.
3.在锐角中,角,,的对边分别为,,,.
(1)求角的大小;
(2)若,求边长的取值范围.
4.在锐角中,内角所对的边分别为且,则_______,边长c的取值范围为_______.
题型02解三角形中周长的最值或范围问题
5.已知平面四边形中,,,.
(1)若,求的长;
(2)设,记四边形的周长,求的最大值.
6.在中,内角所对应的边分别是,且.
(1)求;
(2)若,求的周长最大值.
7.在锐角中,,,
(1)求角A;
(2)求的周长l的范围.
8.在中,内角,,所对的边分别为,,,已知,,则范围为( )
A. B. C. D.
题型03解三角形中面积的最值或范围问题
9.在中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c.且.
(1)若D为AB边上靠近点A的三等分点,,求面积的最大值;
(2)求的取值范围.
10.已知分别是锐角三个内角的对边,且,.
(1)求的值;
(2)求面积的取值范围.
11.如图,在平面四边形中,.
(1)证明:;
(2)已知,的外接圆半径为1,求面积的最大值.
12.已知.
(1)若将函数的图象向左平移得到函数的图象,求函数的解析式,并求出函数的零点;
(2)在中,角的对边分别为.若,,求面积的最大值.
题型04解三角形中角的最值或范围问题
13.(多选)在锐角中,角所对的边分别为c,且.则下列说法正确的是( )
A.A=2B B.
C.的取值范围是 D.的范围为
14.在锐角三角形中,分别为角所对的边,.
(1)证明:.
(2)求的范围.
15.在中,角所对的边分别为,为其外心,且满足.
(1)证明:;
(2)求角的最大值.
16.在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知的面积
(1)若,求b的值;
(2)求内角C取得最大值时的面积.
题型05正余弦定理与三角函数结合的问题
17.记的内角的对边分别为,已知.
(1)求的最大值;
(2)若,求.
18.已知中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,.
(1)若在上单调递增,求c的取值范围;
(2)若,,求的最大值.
19.已知函数的部分图象如图所示.
(1)求函数的解析式及对称中心;
(2)在锐角中,角的对边分别为,若,求周长的取值范围.
20.已知函数.
(1)化简并求的最小正周期;
(2)已知在的值域为,求m的取值范围;
(3)在锐角三角形ABC中,,,求的范围.
题型06正余弦定理与向量结合的问题
21.在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,的面积为S,且.已知向量,,函数,
(1)求角A的大小;
(2)在中,,求的取值范围.
22.已知向量,,函数
(1)求的单调递增区间;
(2)在三角形中,角,,所对的边分别为,,.并且满足.若,求的值.
23.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,记,.
(1)若,,求向量夹角的余弦值;
(2)若向量共线.
①求证:角为直角;
②求的取值范围.
24.已知向量,函数.(注: 表示向量、的夹角)
(1)求函数;
(2)若锐角的三内角的对边分别是,且,
(i) 求;
(ii) 求的取值范围.
1.锐角中,角A、B、C所对的边长a、b、c,若,则的范围( )
A. B. C. D.
2.古希腊数学家海伦提出了一个计算三角形面积的公式:若三角形三边长分别为,,,则其面积,其中.现有一个三角形的边长满足,,则该三角形面积的最大值为( )
A. B. C. D.
3.在中,已知,,则周长最大值为( )
A.4 B.6 C. D.
4.在△中,内角的对边分别为,已知向量共线,则△的形状为( )
A.等边三角形 B.钝角三角形
C.有一个内角是的直角三角形 D.等腰直角三角形
5.(多选)在中,,的重心为,外心为,则下列命题正确的是( )
A.
B.
C.若向量在方向上的投影向量为,则
D.若为锐角三角形,则
6.(多选)下列命题中, p是q的充要条件的有( )
A.设是的三条边,,为直角三角形,
B.设是的三条边,,为钝角三角形,
C.设是的三条边,,为锐角三角形,
D.两个三角形全等,两个三角形面积相等
7.(多选)如图,在边长为的等边三角形ABC中,D为边中点,E为上动点,则 的可能值有( )
A. B. C. D.3
8.的内角的对边分别为,已知的周长,则的最大值为__________.
9.在中,为边上一点,,,,若使的个数有且仅有两个,则线段长度的范围为________.
10.记的内角的对边分别为,已知.
(1)求角;
(2)若,求周长的范围.
11.在中,角所对的边分别为,且满足.
(1)已知为线段上一点,且满足,若,求的长;
(2)若为锐角三角形,求面积的范围.
12.在中,角,,的对边分别为,,,已知.
(1)求角;
(2)若,且边的中线的长为,求的面积;
(3)若是锐角三角形,求的范围.
13.在中,角的对边分别为,向量,且,点为边上一点.
(1)求角的大小;
(2)若是的角平分线,的周长为19,求的长度;
(3)若是边上靠近点A的一个三等分点,,求实数的取值范围.
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专题03解三角形中最值与范围的问题
目录
A题型建模・专项突破
题型01解三角形中边长的最值或范围问题
题型02解三角形中周长的最值或范围问题
题型03解三角形中面积的最值或范围问题
题型04解三角形中角的最值或范围问题
题型05正余弦定理与三角函数结合的问题
题型06正余弦定理与向量结合的问题
B综合攻坚・能力跃升
题型01解三角形中边长的最值或范围问题
1.在锐角中,角,,的对边分别为,,,角,边长,则边长的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由为锐角三角形,可得,再利用正弦定理,即可得解.
【详解】因为为锐角三角形,角,
所以,解得,所以,
由正弦定理知,,
所以
故选:A.
2.已知函数 .
(1)若函数的最小正周期为,求在的值域;
(2)若,且在中,角A、B、C所对的边长为a、b、c,锐角满足 ,,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由函数的最小正周期求出的值,即可得到解析式,再由诱导公式及两角差的正弦公式化简,由的范围求出的范围,最后由正弦函数的性质计算可得;
(2)首先求出解析式,由求出,根据数量积的定义求出,再由余弦定理及基本不等式求出的最小值.
【详解】(1)因为函数的最小正周期为,所以,解得,
所以,
则
,
由,则,所以,
则,即在的值域为;
(2)当时,,
所以,所以,
因为,所以,则,解得;
因为,所以,
由余弦定理,
得,所以,当且仅当时取等号,
故的最小值为.
3.在锐角中,角,,的对边分别为,,,.
(1)求角的大小;
(2)若,求边长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理结合两角和的正弦公式对原式进行化简,得到,再利用三角形内角的性质求解角度即可.
(2)先利用正弦定理求出,再利用锐角三角形的性质求出,最后结合正弦函数的性质求解取值范围即可.
【详解】(1)因为,
所以由正弦定理得,
则,
得到,
因为,所以,
化简得,而,则解得.
(2)由正弦定理得,则,
因为为锐角,所以,,
解得,结合可得,
得到,则,故.
4.在锐角中,内角所对的边分别为且,则_______,边长c的取值范围为_______.
【答案】
【分析】利用余弦定理得到,求出,由正弦定理得到,根据为锐角三角形,得到,求出,得到答案.
【详解】,,故,
所以,
又为锐角三角形,,故,
由正弦定理得,即,
所以,
为锐角三角形,,
,解得,
又,所以,
所以,,,
所以.
故答案为:,
题型02解三角形中周长的最值或范围问题
5.已知平面四边形中,,,.
(1)若,求的长;
(2)设,记四边形的周长,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)连接,在中,由余弦定理可解;
(2)在中,由正弦定理可得,再利用两角和与差的正弦公式可得最大值.
【详解】(1)
连接,
因为,,,
所以为正三角形,,
在中,由余弦定理可得,
代入数值可得,解得.
(2)在中,由正弦定理可得,
所以,
所以四边形的周长
,
所以当时,的最大值为.
6.在中,内角所对应的边分别是,且.
(1)求;
(2)若,求的周长最大值.
【答案】(1)
(2)6
【分析】(1)法一根据条件,利用倍角公式和诱导公式得,再利用射影公式:,可得,即可求解;法二,利用正弦定理边化角,即可求解;
(2)结合(1)中结果,利用余弦定理得,再利用基本不等式,即可求解.
【详解】(1)方法1:由,得,
可得到,
根据射影公式得,则,即,
因,所以.
方法2:由法一知,
由正弦定理得,即.
因为,所以,故.
又,所以.
(2)因为(1)知,由余弦定理得,
即.
由基本不等式,代入上式,
所以,即,得到(取得等号),
又,故的周长的最大值是6.
7.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.
8.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.
题型03解三角形中面积的最值或范围问题
9.在中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c.且.
(1)若D为AB边上靠近点A的三等分点,,求面积的最大值;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据二倍角公式以及正弦定理可把题中第一个条件转化为,根据余弦定理可将题中第二个条件化简为,根据向量的线性表示以及模长公式,即可余弦定理得,进而根据二次方程的判别式求解,即可根据面积公式求解,
(2)根据(1)结果结合余弦定理可得,求出的范围后可求的取值范围.
【详解】(1)由可得,即,
故,则,
由正弦定理可得,
由可得,
由于D为AB边上靠近点A的三等分点,,故,
平方可得,
故,
由余弦定理可得,故,
则,
将代入上式可得,
由于该关于的一元二次方程有解,故,故,
由于,当且仅当取到等号.
故三角形面积的最大值为,
(2)由(1)可得,故,
而,故,
而,故,
故,故,故,
因此,综上可得.
10.已知分别是锐角三个内角的对边,且,.
(1)求的值;
(2)求面积的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)根据正弦定理和辅助角公式求出,再由已知条件结合正弦定理求得;
(2)先根据正弦定理求出的关系式,然后根据的范围求出的范围,最后利用三角形面积公式即可求得其面积的范围.
【详解】(1)在锐角中,由正弦定理得,
又,
∵,
所以,
则,
在锐角中,,
,即.
,
(2)由(1)得,
由正弦定理:,得
因为为锐角三角形,所以,所以,
所以,所以,
所以,
故面积的取值范围为.
11.如图,在平面四边形中,.
(1)证明:;
(2)已知,的外接圆半径为1,求面积的最大值.
【答案】(1)证明见解析;
(2)
【分析】(1)利用正弦定理和角的关系可证结论;
(2)利用正弦定理、余弦定理以及根与系数关系即可得,再利用三角形面积公式得到面积表达式,再求出的范围即可得到最值.
【详解】(1)证明:设,
因为,所以,
在中,由正弦定理得,,
在中,由正弦定理得,,
所以.
(2)因为的外接圆半径为1,
由正弦定理,得,
在中,由余弦定理得,
即,①
在中,同理可得,②
由①②可知,是关于的方程的两根,
所以.
的面积为.
由,得到,
又因为,所以,
所以
即面积的最大值为.
12.已知.
(1)若将函数的图象向左平移得到函数的图象,求函数的解析式,并求出函数的零点;
(2)在中,角的对边分别为.若,,求面积的最大值.
【答案】(1),的零点为
(2)
【分析】(1)利用降幂公式及辅助角公式将化简,再根据三角函数的变换规则求出的解析式,从而求出其零点;
(2)首先求出角,再由余弦定理及基本不等式求出的最大值,最后由面积公式计算可得.
【详解】(1)因为
,
将函数图象向左平移得到,
令,解得,
所以函数的零点为.
(2)因为,所以,
又,所以,所以,所以,
又,由余弦定理,
即,所以,当且仅当时取等号,即,
所以,
即当且仅当时,的面积取得最大值为.
题型04解三角形中角的最值或范围问题
13.(多选)在锐角中,角所对的边分别为c,且.则下列说法正确的是( )
A.A=2B B.
C.的取值范围是 D.的范围为
【答案】ACD
【分析】先利用正弦定理从条件中求出,得到选项A正确.选项B利用为锐角三角形求解;选项C先用二倍角公式化简,再结合角的范围求解;选项D先对式子化简,再结合的范围即可求解.
【详解】在中,由正弦定理可将式子化为
,
把代入整理得,
,
解得或,即或(舍去).
所以.
选项A正确.
选项B:因为为锐角三角形,,所以.
由解得,故选项B错误.
选项C:,
因为,所以,,
即的取值范围.故选项C正确,
选项D:
.
因为,所以, .
所以,D正确,
故选:ACD.
14.在锐角三角形中,分别为角所对的边,.
(1)证明:.
(2)求的范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)因为,由正弦定理得,化简得,则可得;
(2)在锐角三角形中,由,可得的范围为,则,将化简得,设,利用换元法令,利用导数可得函数在上单调递增,即可得到,即为的范围
【详解】(1)因为在锐角中,,
由正弦定理得,
则,
所以,
则,所以或(舍去),
所以.
(2)因为是锐角三角形,又,所以,
所以的范围为,则,
又
则
,
设,
令,
则,,
所以,在上单调递增,
所以,即,
则,即,
所以的取值范围是.
15.在中,角所对的边分别为,为其外心,且满足.
(1)证明:;
(2)求角的最大值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)取的中点,连接,由三角形外心的性质和向量的加减法法则即可得到,同理取的中点,连接,即可得到,最后结合题意完成证明;
(2)根据余弦定理,结合可得,再利用基本不等式得到,最后由余弦函数在上的单调性求解即可.
【详解】(1)如图所示,取的中点,连接,
由为的外心可知,
则,
因为为的中点,,且,
所以,
同理,取的中点,连接,
由为的外心可知,
则,
因为为的中点,,且,
所以,
依题意,,因此,
即,.
(2)根据余弦定理,结合可得:,
由基本不等式,,当且仅当时取得,
因为,且在上单调递减,
所以,即的最大值为.
16.在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知的面积
(1)若,求b的值;
(2)求内角C取得最大值时的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用三角形面积公式与条件得到,再利用余弦定理求得,从而得解;
(2)利用余弦定理与基本不等式求得内角C取得最大值时的值,再利用三角形面积公式即可得解.
【详解】(1)依题意,得,则,
又,
所以,从而,
所以.
(2)在中有,
当且仅当,即时取等号,则,
又,所以,故当内角C取得最大值时,取得最小值,
此时,,,则,
所以.
题型05正余弦定理与三角函数结合的问题
17.记的内角的对边分别为,已知.
(1)求的最大值;
(2)若,求.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据题意,得到,代入原式,求得,即,由余弦定理,得到,利用基本不等式,求得,即可求解;
(2)由(1)知,当,求得,令,得到方程,求得或,即或,结合,结合正弦定理,即可求解.
【详解】(1)因为,
由,
可得,所以,
可得,可得,
又由余弦定理得,可得,
所以,当且仅当时,等号成立,
又因为,可得,所以的最大值为.
(2)由(1)知,
当,可得,
又由,可得,
可得,令,可得,即,
解得或,即或,
又由,可得,
当时,
可得,
整理得,所以;
当时,
可得,
整理得,所以.
综上可得,的值为或.
18.已知中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,.
(1)若在上单调递增,求c的取值范围;
(2)若,,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)化简为的形式,再根据正弦函数的单调性可求出的取值范围,
(2)利用小问1的结论,代入计算,根据的范围求出,利用余弦定理,结合基本不等式可以得到的最大值.
【详解】(1).
当时,,因为在上单调递增,
所以,所以,
可得c的取值范围为.
(2),,,,
是三角形内角,,所以,得,
由余弦定理:;
即
,可得,,当且仅当时等号成立,取得最大值.
19.已知函数的部分图象如图所示.
(1)求函数的解析式及对称中心;
(2)在锐角中,角的对边分别为,若,求周长的取值范围.
【答案】(1);
(2)
【分析】(1)由的图象,求得,得到,得到,再由,即,求得,即可函数的解析式及对称中心;
(2)由,求得,由正弦定理得,得到,化简得到的周长为,结合为锐角三角形,得到,结合三角函数的性质,即可求解.
【详解】(1)解:由函数的图象,可得,
可得,所以,所以,
又由,即,
解得,即,
因为,所以,
所以函数的解析式为;
令,可得,
所以的对称中心为.
(2)解:因为,可得,即,
因为,可得,所以,所以,
又因为,由正弦定理可得,则,
所以的周长为
因为,可得,
所以,
因为为锐角三角形,可得,可得,可得,
则,可得,
所以的周长为.
20.已知函数.
(1)化简并求的最小正周期;
(2)已知在的值域为,求m的取值范围;
(3)在锐角三角形ABC中,,,求的范围.
【答案】(1);最小正周期为
(2)
(3)
【分析】(1)根据二倍角公式和两角和差公式,以及辅助角公式,即可化简函数解析式,并求周期;
(2)根据(1)的结果,利用代入法求的取值范围,再结合函数的值域,即可求解;
(3)根据(1)的结果求角,再结合正弦定理,利用三角函数表示边,转化为三角函数求值域问题.
【详解】(1),
,
函数的最小正周期;
(2)当,,
因为函数的值域是,所以,解得:,
所以得到取值范围是;
(3),得,
因为,则,所以,得,
又,,所以,,
因为为锐角三角形,且,所以,
所以,
因为,所以的范围是,
所以的取值范围是.
题型06正余弦定理与向量结合的问题
21.在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,的面积为S,且.已知向量,,函数,
(1)求角A的大小;
(2)在中,,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用余弦定理和面积公式即可得到角的值.
(2)先利用数量积公式得到的解析式,进而得到边的值.利用正弦定理将边换成角,然后利用三角函数知识求解的取值范围.
【详解】(1)由已知,可以得到
再利用面积公式可以得到,
由余弦定理知,所以有
即.
因为,所以.
(2)由数量积公式可知
由二倍角公式和辅助角公式可得.
所以.
由正弦定理可得,
所以,,因为,所以,
所以
,
因为,所以.
所以,
所以的取值范围为.
22.已知向量,,函数
(1)求的单调递增区间;
(2)在三角形中,角,,所对的边分别为,,.并且满足.若,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,求得,结合正弦型函数的性质,即可求解;
(2)由,利用正弦定理,求得,得到,再由,求得,得到,结合,即可求解.
【详解】(1)解:由向量,,
可得函数,
令,解得,
所以函数的单调递增区间为.
(2)解:因为,由正弦定理得,
又因为,可得,所以,即,
因为,所以,
由(1)知,
因为,可得,
即,即,所以,
又因为,则
因为,则
.
23.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,记,.
(1)若,,求向量夹角的余弦值;
(2)若向量共线.
①求证:角为直角;
②求的取值范围.
【答案】(1)
(2)① 证明见解析;②
【分析】(1)根据向量的夹角公式即可求解;
(2)①首先根据向量共线得出,再利用二倍角公式,弦化切即可证明;②由正弦定理边化角得到,然后令,把问题转化为二次函数值域问题即可求解.
【详解】(1)若,,则,,
则,所以向量夹角的余弦值为 .
(2)①若向量共线,则,即,
可得,则,
因为,则,可知,,
可得,即,可得,
又,则,可得,则.
②由①可知:
,.
令,因为,则,,
可得,且,
则,
令,在区间内单调递增,且,,
可得,即的取值范围为.
24.已知向量,函数.(注: 表示向量、的夹角)
(1)求函数;
(2)若锐角的三内角的对边分别是,且,
(i) 求;
(ii) 求的取值范围.
【答案】(1);
(2)(i);(ii) .
【分析】(1)由向量夹角的坐标表示及和角正弦公式化简求;
(2)(i)由已知得,结合角的范围求其大小即可;(ii)由(i)及题设可得,结合锐角三角形内角性质,正弦边角关系、三角恒等变换得,且,最后由正弦型函数性质求范围.
【详解】(1)已知向量 ,
,
,
(2)(i) 由(1)知及,得 ,
所以,解得 ,
又,得,
(ii) ,则,
又在锐角中 ,解得 ,
所以,则有,即.
所以的取值范围是.
1.锐角中,角A、B、C所对的边长a、b、c,若,则的范围( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由锐角三角形先求得,进而根据正弦定理边角互化求解即可.
【详解】因为锐角中,
所以,
即,解得,
所以,
因为,所以,
所以,即的范围为
故选:B
2.古希腊数学家海伦提出了一个计算三角形面积的公式:若三角形三边长分别为,,,则其面积,其中.现有一个三角形的边长满足,,则该三角形面积的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据三角形面积公式,结合基本不等式求解最值即可.
【详解】由题意可知,,,,
则,
因为,所以,当且仅当时等号成立,
所以的最大值为16,
所以三角形面积的最大值.
故选:A.
3.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
4.在△中,内角的对边分别为,已知向量共线,则△的形状为( )
A.等边三角形 B.钝角三角形
C.有一个内角是的直角三角形 D.等腰直角三角形
【答案】A
【分析】由向量,共线可得,利用正弦定理结合倍角公式分析可得,同理可得,即可判断结果.
【详解】因为向量,共线,
则,由正弦定理可得:,
则,
因为,则,可知,,,均不为,
可得,则,即;
同理由向量,共线可得:;
综上所述:.
所以的形状为等边三角形.
故选:A
5.(多选)在中,,的重心为,外心为,则下列命题正确的是( )
A.
B.
C.若向量在方向上的投影向量为,则
D.若为锐角三角形,则
【答案】BD
【分析】对于A,由正弦定理推论可判断选项正误;对于B,由可判断选项正误;对于C,由题可得点A在以O为圆心的优弧BC上,据此可判断选项正误;对于D,由题可得,然后由正弦定理边角互化结合题意可判断选项正误.
【详解】对于A,由正弦定理推论,,故A错误;
对于B,,因的重心为,
则,从而,故B正确;
对于C,由题可得点A,在以O为圆心的优弧BC上,因,由圆周角圆心角关系可得为等边三角形,过A做BC垂线,垂足为D,则在方向上的投影向量为,如图当与圆O相切时,取最小值,最大值.
如图,取BC中点为E,连接OE,易得BD,
,则,,从而,故C错误;
对于D,由数量积定义及余弦定理,
,
由正弦定理边角互化,
又,结合为锐角三角形,则.
则,
由和差化积公式,,
因,则,
则,
从而,
则,故D正确.
故选:BD
6.(多选)下列命题中, p是q的充要条件的有( )
A.设是的三条边,,为直角三角形,
B.设是的三条边,,为钝角三角形,
C.设是的三条边,,为锐角三角形,
D.两个三角形全等,两个三角形面积相等
【答案】ABC
【分析】利用余弦定理及充要条件的定义推理判断ABC;利用充要条件定义判断D.
【详解】对于ABC,是的三条边,且,则边所对角为最大角,由余弦定理得,
为直角三角形,A是;
为钝角三角形,B是;
为锐角三角形,C是;
对于D,面积相等的两个三角形不一定全等,p不是q的充要条件,D不是.
故选:ABC
7.(多选)如图,在边长为的等边三角形ABC中,D为边中点,E为上动点,则 的可能值有( )
A. B. C. D.3
【答案】AB
【分析】设,则,根据余弦定理求得,则,再根据函数单调性得到范围即可.
【详解】设,则,
,
,
,
又,当,即时取等,
所以,
则,
所以.
故选:AB.
8.的内角的对边分别为,已知的周长,则的最大值为__________.
【答案】
【分析】根据数量积的定义可得,结合余弦定理和周长可得,即可根据基本不等式求解.
【详解】,故,
又余弦定理可得,
因此,
由于,故,
故,
当且仅当时,等号成立,
结合,故,因此最大值为,
故答案为:
9.在中,为边上一点,,,,若使的个数有且仅有两个,则线段长度的范围为________.
【答案】
【分析】利用余弦定理求得的长度,进而求得到的距离为,数形结合可得的取值范围.
【详解】由余弦定理可知:,
又,,,代入整理得:,
即,∵,∴,
∴到的距离为,
要使的个数有且仅有两个,如图所示
∴.
故答案为:
10.记的内角的对边分别为,已知.
(1)求角;
(2)若,求周长的范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)借助正弦定理将边化角后计算即可得;
(2)借助正弦定理可用角表示出周长,再利用三角恒等变换公式化简计算即可得.
【详解】(1)由,则,
由,则,则,则,
由,则;
(2),则、,
则周长为
,
由,则,则,则,
则,
即周长的范围为.
11.在中,角所对的边分别为,且满足.
(1)已知为线段上一点,且满足,若,求的长;
(2)若为锐角三角形,求面积的范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由正弦边角关系可得,进而有,应用余弦定理可得,结合已知为等边三角形,则,根据余弦定理求,即可求的长;
(2)由锐角三角形及正弦定理可得且,再应用三角形面积公式及正切函数性质求范围即可.
【详解】(1)由题设,则,故,
又,则,又,则为等边三角形,故,
由,则,
所以(负值舍),故.
(2)由题意,则,又,则,
所以,
由,而,
所以.
12.在中,角,,的对边分别为,,,已知.
(1)求角;
(2)若,且边的中线的长为,求的面积;
(3)若是锐角三角形,求的范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据正弦定理边角互化,结合三角恒等变换可得得解;
(2)根据余弦定理可得,利用向量的中线公式及数量积的运算,可得,再利用面积公式,即可求解;
(3)根据正弦定理边角化以及三角恒等变换可得,再根据角的范围,结合三角函数的性质即可求解.
【详解】(1)因为,由正弦定理可得,
所以,
得到,即,
又,,所以,
又因为,可得.
(2)因为,且,
所以由,可得,解得,
由题意,
两边平方,可得,
因为,所以,解得或(舍),
则的面积为.
(3)因为
,
由题知,,解得,
因为,
所以,可得,
可得,
所以.
13.在中,角的对边分别为,向量,且,点为边上一点.
(1)求角的大小;
(2)若是的角平分线,的周长为19,求的长度;
(3)若是边上靠近点A的一个三等分点,,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由向量运算可得,然后由正弦定理边角互化可得答案;
(2)由题及余弦定理可得,然后由(1)结合可得答案;
(3)解法一:设,,然后在,中利用正弦定理可得
,然后由三角函数性质可得答案;解法二:由题,又可得,然后由正弦定理边角互化可得,据此可得答案.
【详解】(1)且
,即.
.
又,则,结合,;
(2)而
为角的角平分线
.
即,;
(3)设,则;
设,则.
在中即
在中
即,
则.
又,而
,
由和差化积公式可得.
则.
,;
解法二:,
,
.
.
.
,
.
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