内容正文:
专题9.1.2 余弦定理
教学目标
1.理解余弦定理的文字与符号表述,掌握定理结构与推导思路。
2.熟练运用余弦定理及其推论进行三角形边角计算。
3.能利用余弦定理解决已知两边一夹角、已知三边的解三角形问题。
4.树立方程思想,会用“知三求一”思路处理三角形计算。
教学重难点
重点:余弦定理及其推论的理解、记忆与直接应用。
难点:已知条件合理选用定理,准确进行边角互化与运算。
知识点01 余弦定理
1.余弦定理的语言
(1)文字语言:三角形中任何一边的平方,等于其他两边平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍.
(2)符号语言:在中,,
2.余弦定理的推论
在中,
【即学即练】
1.在中,角A,B,C所对边的长分别为a,b,c.若,则的值为______.
【答案】/
【详解】因为,
所以由余弦定理可得.
故答案为:
2.在中,,则的取值范围是______.
【答案】
【详解】由余弦定理得,又,
所以,则的范围是.
故答案为:.
知识点02 利用余弦定理解三角形
利用余弦定理可以解决下列两类三角形的问题:
①已知三角形的两条边及夹角,求第三条边及其他两个角;
②已知三角形的三条边,求其三个角.
注:在余弦定理中,每一个等式均含有四个量(即三边一角),利用方程的观点,可以知三求一.
【即学即练】
3.在中,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】在中,由余弦定理得.
故选:A
4.在中,,则___________.
【答案】
【详解】由余弦定理可得.
故答案为:.
题型01 已知两边一角解三角形
【例1】在钝角三角形中,角,,所对的边分别为,,,若,,,则( )
A.1 B.2 C.1或2 D.
【答案】A
【详解】由余弦定理得,
化简得,解出或2,
当时,为钝角三角形符合题意,
当时,为直角三角形不符合题意.
【例2】在中,内角的对边分别是,若,
(1)求边,
(2)求.
【答案】(1)
(2),.
【分析】
【详解】(1)由余弦定理,,
所以.
(2)因为,所以为直角三角形,,.
【变式1-1】在中,角的对边分别为,则( )
A.4 B. C.3 D.
【答案】D
【详解】在中,因为,
可知,所以,
所以A为锐角,可得,
由余弦定理可得,
即,即,
可得.
【变式1-2】在中,,,的面积为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】在中,,
又已知,,,
所以,化简可得,
因为,所以,
解得,又因为,所以.
由余弦定理,
代入数值可得,因此.
【变式1-3】如图,在平行四边形中,,则( )
A.3 B.4 C.5 D.7
【答案】D
【详解】在中,,
由余弦定理可得
.
(1)若已知角是其中一边的对角,可用余弦定理列出关于第三边的一元二次方程求解.
(2)若已知角是两边的夹角,则直接运用余弦定理求出另外一边,再用余弦定理和三角形内角和定理求其他角.
题型02 已知三边或三边的关系解三角形
【例3】在中,若,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由余弦定理可得 ,故.
【例4】在中,,则的最小内角的余弦值为___________.
【答案】
【详解】由正弦定理可得,
可得是最小的角,设,则,
由余弦定理得.
【变式2-1】在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,,,则的面积为______.
【答案】
【详解】由余弦定理可得,,
因为,所以,
故的面积为.
【变式2-2】在中,,,,D为BC的中点,则中线______.
【答案】
【详解】法1:由余弦定理,.
所以.
又,
所以,
所以.
法2:在中,由中线长定理可知,
则,解得.
【变式2-3】在中,是边上一点,,,,,则_____.
【答案】
【详解】法一:在中,,,,
由互补角余弦值互为相反数得
由余弦定理得
即,故
法二:在中,,故
故
(1)利用余弦定理的推论求出相应角的余弦值,值为正,角为锐角;值为负,角为钝角.
(2)若已知三角形的三边的比例关系,常根据比例的性质引入,从而转化为已知三边求解.
题型03 判断三角形形状
【例5】在中,角所对的边分别为,且,若,则的形状是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形 C.等边三角形 D.等腰直角三角形
【答案】C
【详解】中,,则,
又,则,
由,可得,代入,
则有,则,则,
又,则的形状是等边三角形.
【例6】(多选)的内角所对的边分别是,,,则下列命题正确的是( )
A.若,则是钝角三角形
B.若,则是锐角三角形
C.若,则是等腰三角形
D.若,则是直角三角形
【答案】AD
【详解】对于A,由余弦定理,,因,故角为钝角,
则是钝角三角形,故A正确;
对于B,若,,显然满足,但此时是直角三角形,故B错误;
对于C,若,显然满足,但此时是直角三角形,故C错误;
对于D,由可得,,即得,,
由余弦定理,,整理得,,故是直角三角形,即D正确.
故选:AD.
【变式3-1】在中,内角的对边分别为,已知,则的形状为( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等腰直角三角形 D.等腰或直角三角形
【答案】B
【详解】在中利用余弦定理,则,
得,则为直角三角形.
故选:B
【变式3-2】在中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,若且,则是( )
A.等边三角形 B.顶角为的等腰三角形
C.等腰直角三角形 D.非直角三角形,也非等腰三角形
【答案】A
【详解】在中, ,
,,
又由可得,
,故是等边三角形.
故选:A.
【变式3-3】(多选)已知的内角所对的边分别为下列说法错误的是( )
A.若,则是等腰三角形
B.若,则是直角三角形
C.若,则是直角三角形
D.“”是“是等边三角形”的充分不必要条件
【答案】ABD
【详解】对于A项,由和正弦定理,,
即,故得或,
即或,即是等腰三角形或直角三角形,故A项错误;
对于B项,因,由余弦定理,,
代入化简得,,即得,故是等边三角形,故B项错误;
对于C项,由和正弦定理,,化简得,(*),
因,则,代入(*),得,
因,,则,故,即C项正确;
对于D项,若是等边三角形,则,即必成立,
故“”是“是等边三角形”的必要条件,故D项错误.
故选:ABD.
题型04 求三角形的周长、面积
【例7】在中,内角所对的边分别为,.
(1)求;
(2)已知,△的周长为,求△的面积.
【答案】(1);
(2).
【分析】
【详解】(1)由,得,
即,
因,
代入上式,可得,因,则得,
又,所以;
(2)由余弦定理,,即①
△的周长为,即②
由①②解得,所以△的面积.
【例8】的内角的对边分别为,已知.
(1)求的面积;
(2)若,求的周长.
【答案】(1);
(2).
【分析】
【详解】(1)由余弦定理得,所以,
因为,所以,,
所以;
(2)因,则,即,
则,
因为,所以,
由正弦定理,得,
由(1)知,则,,
因为,所以,
故的周长为.
【变式4-1】记的角,,的对边分别为,,,已知.
(1)求;
(2)若,且的周长为,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】
【详解】(1)因为,
所以
,
整理得,,
又,所以,
所以,解得,
又,所以.
(2)因为,且的周长为,所以,
由余弦定理得,,
整理得,,
由得,,解得,
所以.
【变式4-2】记的内角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若的周长为12,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】
【详解】(1)由正弦定理以及得:
,
在中,,所以,
所以,即
,
所以,
又,所以,
所以.
(2)由(1),又的周长为12,
所以,所以,
由余弦定理得:
,
解得:,
所以的面积为:.
【变式4-3】在中,角的对边分别是,.
(1)求;
(2)若,的面积是,求的周长.
【答案】(1)
(2)
【分析】
【详解】(1)由题意在中,得,
故 ,
由于,所以.
(2)由(1)及题意可知的面积是,,
所以,
所以,
因为,
所以,
所以,
于是的周长为.
对余弦定理进行变形,,该公式中含有周长结构和面积结构
题型05 求边、角的取值范围
【例9】在中,角的对边分别为,已知,且的面积为,则的最小值为( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】C
【详解】因为,
所以,即,
所以,又,所以,
由的面积为,得,可得,
所以,
当且仅当,即时取等号.
【例10】在中,角的对边分别为,已知.
(1)若,求的面积;
(2)求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】
【详解】(1)由及正弦定理得,
又在中,,
则,
由正弦定理得,
因为,所以由余弦定理得,
所以,所以,
由,解得,
所以的面积为.
(2)由(1)知,
所以.
,
当且仅当时,等号成立,
故的最小值为.
【变式5-1】在平面四边形中,已知,且,则a的最大值为______.
【答案】5
【详解】如图,点E满足,则,
因为,
所以可得,
在中,由余弦定理可得,
所以,当且仅当C,B,E三点共线,即时等号成立,
所以a的最大值为5.
故答案为:5.
【变式5-2】已知的面积为,,则的最小值为______.
【答案】
【详解】由已知联立,得,解得.
由面积得,可得.
由余弦定理得,
当且仅当时,等号成立,于是的最小值为.
【变式5-3】已知中,内角的对边分别为,且满足.
(1)若,求的值;
(2)求角的最大值,并判断此时的形状.
【答案】(1)
(2),等边三角形
【分析】
【详解】(1)中,由正弦定理得
(2)中,由余弦定理得,当且仅当时,等号成立,
的最大值为,此时基本不等式等号成立,即,
为等边三角形.
利用余弦定理求解范围的方法可总结如下:①公式转化:将余弦定理公式转化为关于目标边或角的二次方程,结合判别式判断解的个数;
②不等式约束:结合三角形边的不等式(如两边之和大于第三边)和余弦定理表达式联立,求解边长的合理区间
题型06 余弦定理与平面图形的结合
【例11】如图,在中,为的中点,且.
(1)求;
(2)若,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】
【详解】(1)因为为的中点,所以,
则,
即,
因为,所以,
所以,即.
(2)不妨令,则,设,则.
在中,由余弦定理得,
即.①
在中,由余弦定理得,即.②
①②联立,解得,
所以.
【例12】如图,在中,,为延长线上的一点,,.
(1)若,求的长;
(2)若,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】
【详解】(1)在中,根据正弦定理可得,
即,
由为钝角,得为锐角,所以,
所以,
所以
.
(2)因为,
在中,由余弦定理得,,
解得,则,
则,在中,,
所以的面积为
【变式6-1】若内一点满足,则称点为的布洛卡点,为的布洛卡角.如图,已知在中,,,,点为的布洛卡点,为的布洛卡角.若,且满足,则其布洛卡角的正切值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,即,得,
点满足,则,
在与中,,,
所以,则,即,所以,且;
在中,由余弦定理得,
因为,所以,所以,,
在中,由正弦定理得,
化简得,解得.
故选:C.
【变式6-2】如图,在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且,.
(1)求b.
(2)若D点满足,,求a.
【答案】(1)2
(2)
【分析】
【详解】(1)由及正弦定理得,
即,即,
由得,,
即,进而由正弦定理得;
(2)因为,所以,
设,则由题意,设,则,
则由正弦定理得,消去x得,
所以,又,所以,所以,所以,
由余弦定理得,所以.
【变式6-3】如图,中,为上一点,.
(1)若为钝角,与均为等腰三角形,求的面积;
(2)若,求AD.
【答案】(1);
(2).
【分析】
【详解】(1)令,,
由为钝角,为等腰三角形,得,
又为等腰三角形,且,则,
在中,,则,
所以的面积为.
(2)法1:在中,由,得,而,,
由,得,
由,得,
则,
因此,即,又,
所以.
法2:在中,,由余弦定理得,
而,即,又,则,
即,于是,解得,
则,解得,
所以.
题型07 结合基本不等式求周长、面积的取值范围
【例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】
【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,.
故答案为:
【点睛】关键点点睛:求的周长取到最小值时先将周长表达为变量的函数,根据函数的单调性确定当且仅当取最小值时周长最小,再用基本不等式求取最小值时的取值.
【例14】在中,已知,三角形外接圆半径为2.
(1)求的大小;
(2)求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】
【详解】(1)解:由,可得,
整理得,解得或(舍去),
因为,所以.
(2)解:由(1)知:且的外接圆的半径为,
由正弦定理,可得,
又由余弦定理得,
当且仅当时,等号成立,所以,即,
所以,所以面积的最大值为.
【变式7-1】已知的内角的对边分别为,,.
(1)求的面积的最大值;
(2)求的周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】
【详解】(1)解法1:由余弦定理得,
结合基本不等式得,
所以,当且仅当时取等号,
所以,即的面积的最大值为.
解法2:由正弦定理有,得,.
所以.
因为在中,,所以,即,且,
则
,
因为,则,所以,
即,当且仅当时等号成立.
所以,即的面积的最大值为.
(2)解法1:由余弦定理得,则,
结合基本不等式得,
所以,当且仅当时取等号.
又因为,所以,所以周长的取值范围为.
解法2:由正弦定理有,
得,,所以.
因为在中,,所以,即,且,
所以.
又因为,则,所以,即.
【变式7-2】在中,分别是内角的对边,已知,且,则的面积的最大值为______.
【答案】
【详解】由任意三角形的射影定理可知,
又因为,所以.
又因为,,所以,且,
所以,所以,
再由基本不等式可知,因为,所以,即,
当且仅当时,的面积取得最大值.
【变式7-3】已知函数.
(1)求函数在上的单调递增区间;
(2)在中,,,分别为角,,的对边,,,求的周长的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【分析】
【详解】(1)
由,得:,,
函数在上的单调递增区间为,;
(2)由得:,
,,,,
由余弦定理知,
(当且仅当时等号成立),
又,,.
利用余弦定理可建立三角形边长与夹角的关系式,结合基本不等式,通过配方或因式分解构造均值不等式条件,将边的平方和与乘积转化,进而求出周长的取值范围。先由余弦定理得出边的约束关系,再用不等式求最值。
面积取值范围通常先由余弦定理建立边与角的关系,再结合面积公式与基本不等式,对两边乘积进行放缩,确定面积表达式的上下界,最终得到面积范围。
一、单选题
1.在中角所对的边分别是,若,则边( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由余弦定理得,
所以.
2.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】中,由,得,
由余弦定理,,得,
又,所以.
3.已知钝角三角形中,角的对边分别为,若,,,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】∵,且为钝角三角形,∴C为钝角.
由余弦定理得,
∴,解得.
又中,两边之和大于第三边,即,∴.
综上,实数k的取值范围是,故D正确.
4.内角,,所对边分别为,,,若,,,则的值为( )
A.2 B.6 C.4 D.8
【答案】B
【详解】在中,由及正弦定理,得,
而,则,又,因此,而,,
由余弦定理得,
所以.
5.在中,角,,的对边分别为,,,且,则为( )
A.等腰直角三角形 B.钝角三角形
C.直角非等腰三角形 D.等腰非直角三角形
【答案】A
【详解】因为,
由正弦定理得,
所以.
因为,所以,
所以,即.
所以.
因为,所以.
所以为等腰直角三角形.
方法二:
因为,
所以由余弦定理得,
所以,所以.
因为,所以.
因为,所以.
所以为等腰直角三角形.
6.如图,西昭高速施工队计划在一座大山中挖通一条直隧道,需要确定隧道的长度,工程测量员测得隧道两端的两点到点的距离分别为,且,则隧道的长度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】
,
故隧道的长度.
7.记的内角的对边分别为,已知,则最大内角的余弦值为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由题意得,
结合正弦定理得:,
所以
因为,所以,
则,即,
由正弦定理,得.
又,同理可得,
所以,故为的最大内角,
设,所以.
8.在中,,,,为边AC上一点,且BD平分,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】
因为BD平分,所以,
又因为,所以,,
在中,,
在中,,
所以.
二、多选题
9.在中,角、、的对边分别为、、.已知,,,则( )
A. B.
C.的面积为 D.边上的高为
【答案】ACD
【详解】对于A选项,由余弦定理可得,
故,A对;
对于B选项,由余弦定理可得,
因为,故,B错;
对于C选项,,C对;
对于D选项,设边上的高为,则,解得,D对.
故选:ACD.
10.记的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【详解】因为,是三角形内角,则.
所以 ,
已知,由正弦定理可得:
,
又因为,所以.
因为,所以,且,那么或.
若,又,则,这与矛盾,所以,故选项正确,错误.
由余弦定理可得:,即,
即,得,则或.
因为,所以,故选项正确,错误.
故选:BD.
三、填空题
11.在中,角所对的边分别为.已知的面积为,,,则______.
【答案】
【详解】,,,
,解得:,
,.
12.在中,已知,点在线段上,且满足,则的长度为__________.
【答案】
【详解】如图所示:
由余弦定理可得
,
所以,又因为,
所以,在中,,
在中,由余弦定理可得:,
所以.
四、解答题
13.在中,角,,的对边分别为,,,已知,,,求:
(1)边长;
(2)角;
(3)面积.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】
【详解】(1)由余弦定理,得,得,解得.
(2)由正弦定理,得.
因为,所以,所以,所以.
(3)因为是直角三角形,所以.
14.在中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,且.
(1)求角B;
(2)若,,求边c和的面积.
【答案】(1)
(2),面积
【分析】
【详解】(1)已知,由余弦定理得:,
所以,
化简可得:.
又,故
(2),
由正弦定理,代入,,:
所以.
因为,
所以.
15.设的内角的对边分别为,若,.
(1)求的值;
(2)若,求的周长.
【答案】(1)
(2)
【分析】
【详解】(1)因为,所以由正弦定理角化边可得,
又因为,所以,即.
(2)由,,可得,
因为,所以可得,
又由余弦定理得,代入,,
则可得,
整理得,解得或.
由,得,
当时,,与矛盾,舍去;
当时,,符合题意.
故的周长为.
16.在中,内角,,所对的边分别为,,,且.
(1)求;
(2)若,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】
【详解】(1)因为,
由正弦定理得,
即,
由余弦定理得.
因为,所以.
(2)已知,由(1)知,
由余弦定理,
得,
,即,
当且仅当时取等号,
.
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专题9.1.2 余弦定理
教学目标
1.理解余弦定理的文字与符号表述,掌握定理结构与推导思路。
2.熟练运用余弦定理及其推论进行三角形边角计算。
3.能利用余弦定理解决已知两边一夹角、已知三边的解三角形问题。
4.树立方程思想,会用“知三求一”思路处理三角形计算。
教学重难点
重点:余弦定理及其推论的理解、记忆与直接应用。
难点:已知条件合理选用定理,准确进行边角互化与运算。
知识点01 余弦定理
1.余弦定理的语言
(1)文字语言:三角形中任何一边的平方,等于其他两边平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍.
(2)符号语言:在中,______________,
_______
2.余弦定理的推论
在中,_____________________
【即学即练】
1.在中,角A,B,C所对边的长分别为a,b,c.若,则的值为______.
2.在中,,则的取值范围是______.
知识点02 利用余弦定理解三角形
利用余弦定理可以解决下列两类三角形的问题:
①已知三角形的两条边及_______,求第三条边及其他两个角;
②已知三角形的_______,求其三个角.
注:在余弦定理中,每一个等式均含有四个量(即三______一______),利用方程的观点,可以知三求一.
【即学即练】
3.在中,,,,则( )
A. B. C. D.
4.在中,,则___________.
题型01 已知两边一角解三角形
【例1】在钝角三角形中,角,,所对的边分别为,,,若,,,则( )
A.1 B.2 C.1或2 D.
【例2】在中,内角的对边分别是,若,
(1)求边,
(2)求.
【变式1-1】在中,角的对边分别为,则( )
A.4 B. C.3 D.
【变式1-2】在中,,,的面积为,则( )
A. B. C. D.
【变式1-3】如图,在平行四边形中,,则( )
A.3 B.4 C.5 D.7
(1)若已知角是其中一边的对角,可用余弦定理列出关于第三边的一元二次方程求解.
(2)若已知角是两边的夹角,则直接运用余弦定理求出另外一边,再用余弦定理和三角形内角和定理求其他角.
题型02 已知三边或三边的关系解三角形
【例3】在中,若,,,则( )
A. B. C. D.
【例4】在中,,则的最小内角的余弦值为___________.
【变式2-1】在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,,,则的面积为______.
【变式2-2】在中,,,,D为BC的中点,则中线______.
【变式2-3】在中,是边上一点,,,,,则_____.
(1)利用余弦定理的推论求出相应角的余弦值,值为正,角为锐角;值为负,角为钝角.
(2)若已知三角形的三边的比例关系,常根据比例的性质引入,从而转化为已知三边求解.
题型03 判断三角形形状
【例5】在中,角所对的边分别为,且,若,则的形状是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形 C.等边三角形 D.等腰直角三角形
【例6】(多选)的内角所对的边分别是,,,则下列命题正确的是( )
A.若,则是钝角三角形
B.若,则是锐角三角形
C.若,则是等腰三角形
D.若,则是直角三角形
【变式3-1】在中,内角的对边分别为,已知,则的形状为( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等腰直角三角形 D.等腰或直角三角形
【变式3-2】在中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,若且,则是( )
A.等边三角形 B.顶角为的等腰三角形
C.等腰直角三角形 D.非直角三角形,也非等腰三角形
【变式3-3】(多选)已知的内角所对的边分别为下列说法错误的是( )
A.若,则是等腰三角形
B.若,则是直角三角形
C.若,则是直角三角形
D.“”是“是等边三角形”的充分不必要条件
题型04 求三角形的周长、面积
【例7】在中,内角所对的边分别为,.
(1)求;
(2)已知,△的周长为,求△的面积.
【例8】的内角的对边分别为,已知.
(1)求的面积;
(2)若,求的周长.
【变式4-1】记的角,,的对边分别为,,,已知.
(1)求;
(2)若,且的周长为,求的面积.
【变式4-2】记的内角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若的周长为12,求的面积.
【变式4-3】在中,角的对边分别是,.
(1)求;
(2)若,的面积是,求的周长.
对余弦定理进行变形,,该公式中含有周长结构和面积结构
题型05 求边、角的取值范围
【例9】在中,角的对边分别为,已知,且的面积为,则的最小值为( )
A.2 B. C.4 D.
【例10】在中,角的对边分别为,已知.
(1)若,求的面积;
(2)求的最小值.
【变式5-1】在平面四边形中,已知,且,则a的最大值为______.
【变式5-2】已知的面积为,,则的最小值为______.
【变式5-3】已知中,内角的对边分别为,且满足.
(1)若,求的值;
(2)求角的最大值,并判断此时的形状.
利用余弦定理求解范围的方法可总结如下:①公式转化:将余弦定理公式转化为关于目标边或角的二次方程,结合判别式判断解的个数;
②不等式约束:结合三角形边的不等式(如两边之和大于第三边)和余弦定理表达式联立,求解边长的合理区间
题型06 余弦定理与平面图形的结合
【例11】如图,在中,为的中点,且.
(1)求;
(2)若,求.
【例12】如图,在中,,为延长线上的一点,,.
(1)若,求的长;
(2)若,求的面积.
【变式6-1】若内一点满足,则称点为的布洛卡点,为的布洛卡角.如图,已知在中,,,,点为的布洛卡点,为的布洛卡角.若,且满足,则其布洛卡角的正切值为( )
A. B. C. D.
【变式6-2】如图,在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且,.
(1)求b.
(2)若D点满足,,求a.
【变式6-3】如图,中,为上一点,.
(1)若为钝角,与均为等腰三角形,求的面积;
(2)若,求AD.
题型07 结合基本不等式求周长、面积的取值范围
【例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,_______.
【例14】在中,已知,三角形外接圆半径为2.
(1)求的大小;
(2)求面积的最大值.
【变式7-1】已知的内角的对边分别为,,.
(1)求的面积的最大值;
(2)求的周长的取值范围.
【变式7-2】在中,分别是内角的对边,已知,且,则的面积的最大值为______.
【变式7-3】已知函数.
(1)求函数在上的单调递增区间;
(2)在中,,,分别为角,,的对边,,,求的周长的取值范围.
利用余弦定理可建立三角形边长与夹角的关系式,结合基本不等式,通过配方或因式分解构造均值不等式条件,将边的平方和与乘积转化,进而求出周长的取值范围。先由余弦定理得出边的约束关系,再用不等式求最值。
面积取值范围通常先由余弦定理建立边与角的关系,再结合面积公式与基本不等式,对两边乘积进行放缩,确定面积表达式的上下界,最终得到面积范围。
一、单选题
1.在中角所对的边分别是,若,则边( )
A. B. C. D.
2.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
3.已知钝角三角形中,角的对边分别为,若,,,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
4.内角,,所对边分别为,,,若,,,则的值为( )
A.2 B.6 C.4 D.8
5.在中,角,,的对边分别为,,,且,则为( )
A.等腰直角三角形 B.钝角三角形
C.直角非等腰三角形 D.等腰非直角三角形
6.如图,西昭高速施工队计划在一座大山中挖通一条直隧道,需要确定隧道的长度,工程测量员测得隧道两端的两点到点的距离分别为,且,则隧道的长度为( )
A. B. C. D.
7.记的内角的对边分别为,已知,则最大内角的余弦值为( )
A. B.
C. D.
8.在中,,,,为边AC上一点,且BD平分,则( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.在中,角、、的对边分别为、、.已知,,,则( )
A. B.
C.的面积为 D.边上的高为
10.记的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若,则( )
A. B.
C. D.
三、填空题
11.在中,角所对的边分别为.已知的面积为,,,则______.
12.在中,已知,点在线段上,且满足,则的长度为__________.
四、解答题
13.在中,角,,的对边分别为,,,已知,,,求:
(1)边长;
(2)角;
(3)面积.
14.在中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,且.
(1)求角B;
(2)若,,求边c和的面积.
15.设的内角的对边分别为,若,.
(1)求的值;
(2)若,求的周长.
16.在中,内角,,所对的边分别为,,,且.
(1)求;
(2)若,求的最大值.
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