内容正文:
专题01 五大类解三角形题型-2026年高考数学大题秒杀技巧及专项训练
【题型1 三角形周长定值及最值】
【题型2 三角形涉及长度最值问题】
【题型3 三角形涉及中线长问题】
【题型4 三角形涉及角平分线问题】
【题型5 三角形面积定值最值问题】
【题型1:三角形周长定值及最值】
一、题型判断
已知三角形一边a,对角A,求三角形周长取值范围、周长最大值
高考解三角形第二问必考压轴,两种通用解法
二、周长定值问题
1. 已知三边长度:周长=a+b+c,直接相加即可
2. 已知两边+两边夹角:先用余弦定理求出第三边,再求和
3. 已知面积+一边一角:先求出bc定值,再配方
特点:边长全部确定,周长唯一固定不变
三、周长最值·方法一:余弦定理+基本不等式(最快秒杀)
1. 余弦定理:a²=b²+c²-2bc cosA
2. 配方变形:a²=(b+c)²-2bc(1+cosA)
3. 均值不等式:b²+c²≥2bc
4. 推出bc最大值,进而得到b+c最大值
5. 周长L=a+b+c,算出周长最大值
核心规律:
当b=c,三角形为等腰三角形时,周长取得最大值
四、周长最值·方法二:正弦定理+三角函数值域(大题标准满分写法)
1. 外接圆直径:2R=a/sinA
2. 边化角:b=2RsinB,c=2RsinC
3. 内角关系:C=π-A-B
4. b+c=2R[sinB+sin(A+B)]
5. 和差公式化简,辅助角公式整理
6. 根据角B范围,求正弦函数值域
7. 直接得出b+c范围,进而得到周长范围
五、周长取值范围万能结论
已知a,角A
1. b+c>a(三角形两边之和大于第三边)
2. b+c≤最大值(b=c时取等)
3. 周长范围:a+a < L ≤ a+b+c最大值
即:2a < 周长 ≤ 最大值
六、高频特殊角度秒杀结论
1. A=60°,a固定
b+c≤2a,周长最大值=3a,等边三角形取最大
2. A=90°,直角三角形
b+c≤√2 a,等腰直角周长最大
3. A为任意锐角
定边定角,永远等腰时周长最大
七、必考规律总结
1. 定边定角,面积最大 ↔ 周长最大,同一个等腰三角形
2. 一次式边角关系→正弦定理
3. 平方、最值、乘积bc→余弦+基本不等式
4. 范围题优先三角函数,填空选择优先不等式秒杀
八、大题标准答题模板(直接抄写不扣分)
由余弦定理可得
a²=b²+c²-2bccosA
即a²=(b+c)²-2bc(1+cosA)
又b²+c²≥2bc
代入化简可得b+c最大值
因此三角形周长L=a+b+c最大值为……
已知在中,角的对边分别为,且.
(1)求的值;
(2)若的周长为6,内切圆半径为,求的值.
在中,角A,B,C所对的边为a,b,c,,.
(1)求c的值;
(2)从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得为钝角三角形,求边上的高.
条件①:;条件②:;条件③:的周长为18.
已知的内角所对的边分别是,且.
(1)求;
(2)若的周长为,外接圆的周长为,,,求.
1.在中,内角的对边分别为,且
(1)求角;
(2)若,且边上的中线,求的周长.
2.已知函数.
(1)写出函数的极大值点构成的集合,以及内所有的严格增区间;
(2)在中角所对的边分别是若,且,求的周长.
3.已知中,角,,的对边分别为,,,且
(1)求角;
(2)若,的面积为,求的周长.
4.在中,角,,所对的边分别为,,,向量,,且.
(1)求角;
(2)若,且的面积为,求的周长.
5.在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知.
(1)求;
(2)若,求的周长.
6.在中,角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若,,求的周长.
7.在中内角的对边分别为,且.
(1)若的平分线交于点的面积为,求长;
(2)若,求当周长最小时的值.
【题型2:三角形涉及长度最值问题】
一、题型总归类
已知一边一角(a,A),求:1. 边长b、c最值与范围2. b+c周长类最值3. bc乘积最值
二、bc乘积最值(所有最值根基)
已知 a,角A 由余弦定理:a² = b² + c² - 2bc cosA 由基本不等式 b²+c² ≥ 2bc
代入得:a² ≥ 2bc - 2bc cosA,a² ≥ 2bc(1 - cosA)
推出:bc ≤ a² / [2(1 - cosA)] ,结论:b=c 等腰三角形时,bc取得最大值
三、b+c 周长最值(高频必考)
公式变形:a² = (b+c)² - 2bc(1+cosA)
1、最大值:依旧 b=c 等腰时,b+c最大,周长L=a+b+c最大
2、取值下限;由三角形两边之和:b+c > a 所以:a < b+c ≤ 最大值,2a < 三角形周长 ≤ 周长最大值
四、正弦定理求边长范围(标准大题写法)
2R = a / sinA,b = 2R sinB,c = 2R sinC,C = π - A - B,b+c = 2R[sinB + sin(A+B)]
化简用和差角、辅助角公式,根据 0<B<π-A,求出三角函数值域,直接得到边长范围
适用:所有严格大题步骤,不扣分
五、特殊角度秒杀结论
1、A=60°,b+c ≤ 2a,周长最大=3a,等边三角形取最值2、A=90°直角三角形,b+c ≤ √2 a
3、A为任意锐角,永远 b=c 等腰时,所有长度均取最大值
六、中线长度最值
已知a,A,BC边上中线ma,中线公式:4ma²=2b²+2c²-a²,b+c越大,中线越长,同样b=c等腰时,中线最长。
七、高线长度最值
ha = 2S / a,S最大→高最大,依旧等腰三角形高最大
八、角平分线长度最值
角平分线长度随bc增大而增大,依然 b=c 等腰时,角平分线最长
九、通用解题口诀
1、看到平方、乘积bc → 余弦+基本不等式
2、看到边长范围、角度范围 → 正弦定理+三角函数
3、定边定角所有最值:全部b=c等腰取最大
4、两边之和大于第三边,所有范围下限必写
5、周长、面积、中线、高、角平分线,最值条件完全一致
十、大题万能标准步骤(直接抄写)
由余弦定理得a²=b²+c²-2bccosA又b²+c²≥2bc代入整理可得bc最大值进而求出b+c最大值与取值范围
在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,△ABC的面积为S,外接圆半径,且.
(1)求b;
(2)若 ,∠CBA的平分线交AC于D,求BD的长度.
在中,分别为内角的对边,且.
(1)求角的大小;
(2)若在(1)的条件下,有,求边的最小值.
已知中,内角所对的边分别为,且(其中为的面积).
(1)求角的大小;
(2)若为锐角三角形,求的取值范围.
1.在中,内角,,所对的边分别为,,,且.
(1)求;
(2)若,求的最大值.
2.在中,内角的对边分别为,已知.
(1)求角的值;
(2)若,且的面积.
(i)求;
(ii)已知,点分别在边上,且为等边三角形,求的最小值.
3.记的内角,,的对边分别为,,,已知点为线段上的一点,为的平分线,.
(1)若,,
(i)求角的大小:
(ii)求的面积:
(2)当时,求的最小值.
4.如图,已知为三个内角的对边,为边上一点,且.
(1)若,求的值;
(2)若,求的值;
(3)求的取值范围.
5.已知的周长为,面积为,内角A、B、C对边分别是a、b、c,且.
(1)求角;
(2)若边长,求的最小值.
6.在锐角三角形中,角所对的边分别为,且满足:
(1)证明:;
(2)求的取值范围.
7.在中,角所对的边分别为.满足
(1)求角的大小;
(2)设,求的值;
(3)设,已知是边的中点,求的最大值.
【题型3:三角形涉及中线长问题】
一、中线长万能公式(必考核心)
三角形ABC中,BC边上中线为AD,4AD² = 2AB² + 2AC² - BC²即:4ma² = 2b² + 2c² - a²
二、公式用法
1. 已知三角形三边,直接求中线长度2. 已知两边+中线,求第三边3. 结合余弦定理,求中线对应角度
4. 结合最值,求中线取值范围、最大值最小值
三、中线与余弦定理关系
中线分割三角形,分成两个小三角形,左右两个三角形共用中线,互补角余弦互为相反数cos∠ADB = -cos∠ADC
四、中线+边长最值问题(高考高频压轴)
已知一边a,对角A,求BC边上中线ma最值
1. 由中线公式:4ma²=2b²+2c²-a²2. 只需要求b²+c²最值,即可求中线最值3. 由余弦定理:a²=b²+c²-2bccosA
4. 由基本不等式:b²+c²≥2bc可得b²+c²有最小值,无上限最大值
重要结论
1. b=c(三角形等腰)时,b²+c²最小→ 中线ma取得最小值2. 三角形越扁,b+c越大,中线越长,无最大值3. 定边定角:中线只有最小值,没有最大值
五、中线与周长、面积关系
1. 三角形面积固定时,中线越短,三角形越规整2. bc越大,面积越大,中线越长3. 周长越大,中线整体越长
六、正弦定理处理中线范围
1. 2R=a/sinA,b=2RsinB,c=2RsinC 2. b²+c²=4R²(sin²B+sin²C) 3. 降幂扩角化简,利用角范围求值域
4. 代入中线公式,得到中线完整取值范围
七、中线秒杀规律总结
1. 任意三角形,两边平方和越大,中线越长2. 底边固定,顶角固定中线最小值在等腰三角形取得
3. 底边固定,顶角变化顶角越小,中线越长;顶角越大,中线越短4. 直角三角形斜边中线=斜边一半,定值不变
八、大题标准解题步骤(直接抄写)
设BC边上中线为AD,由三角形中线长公式可得4AD²=2b²+2c²-a²由余弦定理a²=b²+c²-2bccosA结合基本不等式b²+c²≥2bc求出b²+c²范围,代入即可得到中线AD的取值与最值
九、易混易错点
1. 面积最值、周长最值:等腰取最大2. 中线长度最值:等腰取最小,不要记反3. 互补角余弦互为相反数,不要符号出错4. 中线公式不要系数写错,是4倍平方,不是2倍
在中,角A、B、C所对的边分别为a、b、c,满足.
(1)求角C的大小;
(2)若,边上的中线的长为,求的面积;
(3)若内角C的角平分线交于D点,且,求的面积的最小值.
在锐角中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(1)求角C的大小;
(2)求b的取值范围;
(3)边AB的中点为D,求中线CD的长度的取值范围.
设的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足,.
(1)求A;
(2)若,求中线的长;
(3)若的内切圆半径,求的面积S.
1.已知分别为三个内角的对边,且.
(1)求角;
(2)若为锐角,边上的中线,求的面积最大值.
2.记的内角的对边分别为,已知.
(1)求角A;
(2)已知边上的两条中线相交于点,且,求的余弦值.
3.在平面直角坐标系中,已知的顶点,边上的中线所在的直线方程为,边上的高所在的直线方程为.
(1)求边所在直线的一般式方程;
(2)求的面积.
4.在中,内角的对边分别为,且,
(1)求角;
(2)若,且边上的中线,求的面积.
5.在中,(为的面积).
(1)求;
(2)从下面三个条件中选择两个作为已知,使得存在,求的周长.条件①:;条件②:;条件③:边上的中线等于.
6.在中,.
(1)求A;
(2)若的周长为20,面积为,D是BC边上一点,从条件①、条件②中任选一个作为已知,求线段AD 的长.
条件①:AD 是BC 边上的中线;条件②:AD 是的平分线.
7.在中,角A,B,C的对边分别为a,b,已知
(1)求
(2)若,,的面积为.
①求;
②设BC,AC边上的两条中线AD,BE相交于点O,求.
【题型4:三角形涉及角平分线问题】
一、角平分线定理(必考基础)
在△ABC中,AD平分∠BAC,交BC于D则 AB/AC = BD/DC即 c/b = m/n
作用:快速分割边长比例,不用求角度
二、三角形内角平分线长度公式
△ABC,角A平分线长 ta
ta = 2bc·cos(A/2) / (b+c)
三、角平分线与面积法
S△ABC = S△ABD + S△ACD,1/2 bc sinA = 1/2·c·ta·sin(A/2) + 1/2·b·ta·sin(A/2)
化简直接推出角平分线长公式,大题标准推导写法
四、角平分线+余弦定理推导法
△ABD与△ADC中,两角互补cos∠ADB = -cos∠ADC联立余弦定理,可求角平分线长度、边长
五、角平分线最值问题(高考高频压轴)
已知一边a,对角A,求角A平分线ta取值、最值
1. ta = 2bc cos(A/2) / (b+c) 2. 由基本不等式:b+c ≥ 2√bc 3. 代入得 bc/(b+c) ≤ √bc / 2
结论:
当b=c,△ABC等腰时角平分线长度取得最大值 底边固定,顶角固定,等腰三角形 → 角平分线最长
三角形越扁 → 角平分线越短,无下限
六、角平分线与周长、面积关系
1. bc越大,面积越大,角平分线越长2. b+c越大,角平分线越小3. 定边定角:面积最大时,角平分线同时最大
七、正弦定理求角平分线范围
1. 2R=a/sinA,b=2RsinB,c=2RsinC 2. 代入角平分线公式 3. 利用B+C=π-A,化简三角函数4. 根据角度范围求值域,得到角平分线完整范围
八、高频秒杀结论
1. 等腰三角形顶角平分线=中线=高线,三线合一2. 定边定角:角平分线最大值 ↔ 面积最大值3. 角平分线越长,三角形越对称规整4. 角平分线永远小于夹两边b、c
九、大题标准满分步骤(直接抄写)
∵AD为∠BAC角平分线由三角形面积分割得S△ABC=S△ABD+S△ACD代入面积公式化简结合余弦定理与基本不等式求出bc与b+c范围,进而得到角平分线长度取值及最值
十、易错点总结
1. 不要把角平分线公式系数写错2. 互补角余弦互为相反数,符号不要出错3. 中线最小、角平分线最大,千万不要记反4. 面积拆分法永远比硬套公式更不容易扣分
记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)证明:.
(2)若,A的角平分线交BC于D,且,求a.
已知中,,,分别为内角,,的对边,且;
(1)求角的大小;
(2)设点为上一点,是的角平分线,且,,求的长度.
在中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且.
(1)求B;
(2)若为锐角三角形,求的取值范围.
(3)若角B的角平分线交AC于D点,求BD长度的最大值.
1.已知的内角A、B、C的对边分别为,满足.
(1)求A;
(2)设点D为上一点,是的角平分线,且、,求的长度.
2.在中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且.
(1)求;
(2)已知的角平分线CD交AB于点,若,求的面积及CD的长.
3.设的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,点在BC边上.
(1)若AD为的中线,求的值;
(2)若AD为的角平分线,求线段AD长.
4.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.
5.记的内角的对边分别为,已知.
(1)求的值;
(2)的角平分线交于点
①证明:;
②若,求的最大值.
6.在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,.
(1)求B;
(2)若的角平分线交AC于点D,且,求BD.
7.记的内角的对边分别为,已知
(1)求
(2)的角平分线交于点,若,求的周长.
【题型5:三角形面积定值最值问题】
面积定值问题
1、已知三边 → 直接海伦公式
2、已知两边及夹角 → 直接1/2ab sinC
3、已知一边一角+周长/边长关系 → 算出bc定值,带入面积公式
特点:所有边长角度确定,面积唯一固定不变
面积最值问题
技巧:正规方法:面积公式+基本不等式
①
②
③
秒杀方法:
在中,已知,
则:
其中 分别是的系数
三角形面积公式
①
②其中分别为内切圆半径及的周长
推导:将分为三个分别以的边长为底,内切圆与边相交的半径为高的三角形,利用等面积法即可得到上述公式
③(为外接圆的半径)
推导:将代入可得
将代入
可得
④
⑤海伦公式(其中)
推导:根据余弦定理的推论
令,整理得
在中,角的对边分别为,满足.
(1)求角的大小;
(2)若,,求的周长;
(3)若是锐角三角形,且,求面积的取值范围.
已知三内角的对边分别为,且.
(1)求角的值;
(2)若,求面积的最大值.
在中,角的对边分别为.且满足.
(1)求角的大小;
(2)若的面积,内切圆的半径为,求;
(3)若的平分线交于,且,求的面积的最小值.
1.在中,角的对边分别为.且满足.
(1)求角的大小;
(2)若的面积,内切圆的半径为,求;
(3)若的平分线交于,且,求的面积的最小值.
2.在中,角的对边分别为,满足.
(1)求角的大小;
(2)若,求周长的最小值;
(3)若是锐角三角形,且,求面积的取值范围.
3.在中,角的对边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)若,,求周长.
(3)若为锐角三角形,且,求面积的取值范围.
4.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.
5.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.
6.设的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,.
(1)求角A的大小;
(2)若边上的中线的长度为,求面积的最大值.
7.已知锐角三角形中,角、、的对边分别为、、,且满足,.
(1)求证:;
(2)求的取值范围;
(3)若,求三角形面积的取值范围.
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专题01 五大类解三角形题型-2026年高考数学大题秒杀技巧及专项训练
【题型1 三角形周长定值及最值】
【题型2 三角形涉及长度最值问题】
【题型3 三角形涉及中线长问题】
【题型4 三角形涉及角平分线问题】
【题型5 三角形面积定值最值问题】
【题型1:三角形周长定值及最值】
一、题型判断
已知三角形一边a,对角A,求三角形周长取值范围、周长最大值
高考解三角形第二问必考压轴,两种通用解法
二、周长定值问题
1. 已知三边长度:周长=a+b+c,直接相加即可
2. 已知两边+两边夹角:先用余弦定理求出第三边,再求和
3. 已知面积+一边一角:先求出bc定值,再配方
特点:边长全部确定,周长唯一固定不变
三、周长最值·方法一:余弦定理+基本不等式(最快秒杀)
1. 余弦定理:a²=b²+c²-2bc cosA
2. 配方变形:a²=(b+c)²-2bc(1+cosA)
3. 均值不等式:b²+c²≥2bc
4. 推出bc最大值,进而得到b+c最大值
5. 周长L=a+b+c,算出周长最大值
核心规律:
当b=c,三角形为等腰三角形时,周长取得最大值
四、周长最值·方法二:正弦定理+三角函数值域(大题标准满分写法)
1. 外接圆直径:2R=a/sinA
2. 边化角:b=2RsinB,c=2RsinC
3. 内角关系:C=π-A-B
4. b+c=2R[sinB+sin(A+B)]
5. 和差公式化简,辅助角公式整理
6. 根据角B范围,求正弦函数值域
7. 直接得出b+c范围,进而得到周长范围
五、周长取值范围万能结论
已知a,角A
1. b+c>a(三角形两边之和大于第三边)
2. b+c≤最大值(b=c时取等)
3. 周长范围:a+a < L ≤ a+b+c最大值
即:2a < 周长 ≤ 最大值
六、高频特殊角度秒杀结论
1. A=60°,a固定
b+c≤2a,周长最大值=3a,等边三角形取最大
2. A=90°,直角三角形
b+c≤√2 a,等腰直角周长最大
3. A为任意锐角
定边定角,永远等腰时周长最大
七、必考规律总结
1. 定边定角,面积最大 ↔ 周长最大,同一个等腰三角形
2. 一次式边角关系→正弦定理
3. 平方、最值、乘积bc→余弦+基本不等式
4. 范围题优先三角函数,填空选择优先不等式秒杀
八、大题标准答题模板(直接抄写不扣分)
由余弦定理可得
a²=b²+c²-2bccosA
即a²=(b+c)²-2bc(1+cosA)
又b²+c²≥2bc
代入化简可得b+c最大值
因此三角形周长L=a+b+c最大值为……
已知在中,角的对边分别为,且.
(1)求的值;
(2)若的周长为6,内切圆半径为,求的值.
【答案】(1)(2)4
【分析】(1)根据给定条件,利用正弦定理边化角,再利用和角的正弦及同角公式求出;
(2)利用三角形面积公式、正弦定理、余弦定理即可求解.
【详解】(1)在中,由及正弦定理得:
,
则,
整理得:,
即,
由,得,则,
两边平方得,
即
由,得,
解得,故;
(2)由的周长为6,内切圆半径为,
得,
解得,
由余弦定理得,即,
整理得,
解得, ,又,解得,
因此.
在中,角A,B,C所对的边为a,b,c,,.
(1)求c的值;
(2)从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得为钝角三角形,求边上的高.
条件①:;条件②:;条件③:的周长为18.
【答案】(1)5(2)选择条件①或③时,边上的高为;选择条件②时,不满足题意.
【详解】(1)因为,且,所以,
设外接圆半径为,
由正弦定理得
所以,即:,所以.
(2)选择条件①:
由余弦定理,得,代入,,,得,则,
此时,所以,为钝角三角形,
设边上的高为,则 ,即 ,.
选择条件②:
若,则,所以,
由余弦定理得: ,
因为,,,所以,则是直角三角形,不满足题意.
选择条件③:
若周长为18,则,
由余弦定理得:,
联立解得:,,
所以,所以,为钝角三角形,
设边上的高为,则 ,即 ,.
已知的内角所对的边分别是,且.
(1)求;
(2)若的周长为,外接圆的周长为,,,求.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)根据已知条件,结合正弦定理、余弦定理及三角形内角关系计算求解;
(2)根据已知条件,结合正弦定理及三角形内角关系、和角公式求出及,再利用坐标法求.
【详解】(1)已知,,
则①,
由正弦定理,
代入①化简得,
由余弦定理知,
,
.
(2)已知外接圆的周长为,则,解得,
由正弦定理得,
周长为,即,
,
又,
由正弦定理得,
则,
展开得,即
,
,
,则A为锐角,,
,,
,
,
而,故在的延长线上,
以为原点建立如图所示的坐标系,
则,
角,故,,
,,
,
,
,
.
1.在中,内角的对边分别为,且
(1)求角;
(2)若,且边上的中线,求的周长.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)借助正弦定理将角化为边后,利用余弦定理计算即可得;
(2)借助平面向量线性运算及模长与数量积关系计算可得,利用余弦定理计算可得,即可得、,从而可计算出,即可得其周长.
【详解】(1)由正弦定理将角化为边可得,
即,即,
由余弦定理可得,即,
故,即,又,故;
(2),则
,即,
由余弦定理可得,
故,,
则,
故的周长为.
2.已知函数.
(1)写出函数的极大值点构成的集合,以及内所有的严格增区间;
(2)在中角所对的边分别是若,且,求的周长.
【答案】(1)极大值点集合;严格增区间为和(2)
【分析】(1)利用二倍角公式和辅助角公式化简函数,再结合正弦函数的性质求出极大值点的集合与内所有的严格增区间;
(2)根据题目条件利用余弦定理求出后即可得到的周长.
【详解】(1)已知函数,
由,可得:
由辅助角公式可得:,
极大值点满足,解得,
故极大值点构成的集合为,
严格增区间由得,在内,
取得,取得,故严格增区间为和,
(2)由得,结合解得,
由得,即,所以,又,
即或,
由余弦定理,得,
故三角形周长为.
3.已知中,角,,的对边分别为,,,且
(1)求角;
(2)若,的面积为,求的周长.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)利用正弦定理及辅助角公式可得,根据的范围求解即可;
(2)由面积公式可求得,由余弦定理可求得,即可得答案.
【详解】(1)由,
得,
,,
,,
,即,
,,
,.
(2),
,
由余弦定理
得,
,
,
的周长为.
4.在中,角,,所对的边分别为,,,向量,,且.
(1)求角;
(2)若,且的面积为,求的周长.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)由向量平行的坐标表示和正弦定理边化角得到,再结合,化简求解即可;
(2)由三角形面积公式求得,再由余弦定理求得,即可求解.
【详解】(1)由得:,
边化角得:,
在中,,
故,
代入上式得:,
展开化简得:,
因为,,
两边同除以得:,
又,
因此:;
(2)由三角形面积公式,
代入,
得:
由,代入,,
得,
即,
因为,故,
故的周长为.
5.在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知.
(1)求;
(2)若,求的周长.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)由正弦定理可得,结合,即可求出;
(2)由数量积的定义可求出,再由余弦定理求出,即可求出的周长.
【详解】(1)由正弦定理可得:,
因为,所以,即,
又因为,所以.
(2)由,
所以,又因为,
由余弦定理可得:,
所以,
所以,所以,
所以的周长为:.
6.在中,角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若,,求的周长.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)利用正弦定理对给定式子合理变形,再结合同角三角函数的基本关系求解即可.
(2)结合题意得到,再利用同角三角函数的基本关系得到,最后结合余弦定理与三角形的周长公式求解即可.
【详解】(1)在中,因为,
所以由正弦定理得,
而,则,得到,
结合同角三角函数的基本关系可得.
(2)因为,所以,
联立方程组,解得(负根舍去),
由题意得,,由余弦定理得,解得(负根舍去),
则的周长为.
7.在中内角的对边分别为,且.
(1)若的平分线交于点的面积为,求长;
(2)若,求当周长最小时的值.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)依题意有即
又由余弦定理有
又为中内角
又而
因为的面积为,
在中,
(2)由(1)知.
设周长为,则
令,
当且仅当时周长取最小值.
故当周长最小时.
【题型2:三角形涉及长度最值问题】
一、题型总归类
已知一边一角(a,A),求:1. 边长b、c最值与范围2. b+c周长类最值3. bc乘积最值
二、bc乘积最值(所有最值根基)
已知 a,角A 由余弦定理:a² = b² + c² - 2bc cosA 由基本不等式 b²+c² ≥ 2bc
代入得:a² ≥ 2bc - 2bc cosA,a² ≥ 2bc(1 - cosA)
推出:bc ≤ a² / [2(1 - cosA)] ,结论:b=c 等腰三角形时,bc取得最大值
三、b+c 周长最值(高频必考)
公式变形:a² = (b+c)² - 2bc(1+cosA)
1、最大值:依旧 b=c 等腰时,b+c最大,周长L=a+b+c最大
2、取值下限;由三角形两边之和:b+c > a 所以:a < b+c ≤ 最大值,2a < 三角形周长 ≤ 周长最大值
四、正弦定理求边长范围(标准大题写法)
2R = a / sinA,b = 2R sinB,c = 2R sinC,C = π - A - B,b+c = 2R[sinB + sin(A+B)]
化简用和差角、辅助角公式,根据 0<B<π-A,求出三角函数值域,直接得到边长范围
适用:所有严格大题步骤,不扣分
五、特殊角度秒杀结论
1、A=60°,b+c ≤ 2a,周长最大=3a,等边三角形取最值2、A=90°直角三角形,b+c ≤ √2 a
3、A为任意锐角,永远 b=c 等腰时,所有长度均取最大值
六、中线长度最值
已知a,A,BC边上中线ma,中线公式:4ma²=2b²+2c²-a²,b+c越大,中线越长,同样b=c等腰时,中线最长。
七、高线长度最值
ha = 2S / a,S最大→高最大,依旧等腰三角形高最大
八、角平分线长度最值
角平分线长度随bc增大而增大,依然 b=c 等腰时,角平分线最长
九、通用解题口诀
1、看到平方、乘积bc → 余弦+基本不等式
2、看到边长范围、角度范围 → 正弦定理+三角函数
3、定边定角所有最值:全部b=c等腰取最大
4、两边之和大于第三边,所有范围下限必写
5、周长、面积、中线、高、角平分线,最值条件完全一致
十、大题万能标准步骤(直接抄写)
由余弦定理得a²=b²+c²-2bccosA又b²+c²≥2bc代入整理可得bc最大值进而求出b+c最大值与取值范围
在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,△ABC的面积为S,外接圆半径,且.
(1)求b;
(2)若 ,∠CBA的平分线交AC于D,求BD的长度.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)由已知等式结合三角形的面积公式和余弦定理化简可求出角,再利用正弦定理即可求解;
(2)结合条件结合余弦定理化简可求出,的值,再利用等面积法得即可求解.
【详解】(1)因为,所以,
由余弦定理得 ,所以 ,
又,所以;又因为外接圆半径,
则由正弦定理可得.
(2)由(1)知,,,且,
由余弦定理可得,化简得,
所以,,
的平分线交AC于D,则,
在中,由等面积法得,
即,
即
所以.
在中,分别为内角的对边,且.
(1)求角的大小;
(2)若在(1)的条件下,有,求边的最小值.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)借助正弦定理将边化为角后,结合两角和的正弦公式计算即可得;
(2)借助数量积公式可求出,再利用余弦定理结合基本不等式计算即可得.
【详解】(1)由正弦定理可得,
即,
又,故,故,则;
(2)由,故,
由余弦定理可得,
当且仅当时,等号成立,
故边的最小值为.
已知中,内角所对的边分别为,且(其中为的面积).
(1)求角的大小;
(2)若为锐角三角形,求的取值范围.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)由三角形面积公式与向量数量积的定义化简计算即得角的大小;
(2)由正弦定理化边为角,结合(1)的结论,利用和角公式与辅助角公式将待求式化成正弦型函数,根据题设条件与正弦函数的性质即可求得.
【详解】(1)因,且,
由,可得,所以,
又,则;
(2)设的外接圆半径为,由正弦定理,
,
则
.
由为锐角三角形及,则,则,,
则,则,故,
即的取值范围是
1.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】(1)首先根据正弦定理得到,再代入计算,再求得.
(2)利用余弦定理和基本不等式求解即可.
【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,
.
2.在中,内角的对边分别为,已知.
(1)求角的值;
(2)若,且的面积.
(i)求;
(ii)已知,点分别在边上,且为等边三角形,求的最小值.
【答案】(1)(2)(i);(ii)
【分析】(1)利用正弦定理进行边化角,利用两角差的余弦公式即可得解.
(2)(i)利用三角形的面积公式及余弦定理得到,计算出的值,从而得到的值.(ii)法1:求出为直角三角形,且,设,求出,设,在中,由正弦定理求出,计算,从而得到.法2: 求出为直角三角形, 求出,设,,过点作垂直交于点,求出,由得到,从而得到,利用二次函数的图像和性质得到的范围.
【详解】(1)因为,所以,
所以,
所以;
(2)(i),
,
或(舍),
,.
(ii)法1:
为直角三角形,且,设,
,
设,
在中,由正弦定理得
.
法2:
为直角三角形,且,设
,设,,
过点作垂直交于点,,
,
,
又的对称轴为,
.
3.记的内角,,的对边分别为,,,已知点为线段上的一点,为的平分线,.
(1)若,,
(i)求角的大小:
(ii)求的面积:
(2)当时,求的最小值.
【答案】(1)(i)(ii)(2)
【分析】(1)(i)可利用正弦定理将边转化为角,再结合三角形内角和定理与两角和的正弦公式化简,进而求出角;
(ii)先利用余弦定理求出b,再结合三角形面积公式计算面积;
(2)可利用角平分线性质和余弦定理建立、的关系式,再结合基本不等式,即可求出的最小值.
【详解】(1)(i)已知,由正弦定理得
整理得即
左边,因此
因为,,所以,又,故
(ii) 设,在中,已知,,,
由余弦定理得代入得,
整理得,解得(负根舍去)
(2)设,是角平分线,,代入面积公式: ,代入,得
由余弦定理,,且,
代入化简得
整理得
令,,得
由基本不等式,
,且,代入得 当且仅当时等号成立,故的最小值为.
4.如图,已知为三个内角的对边,为边上一点,且.
(1)若,求的值;
(2)若,求的值;
(3)求的取值范围.
【答案】(1)2(2)(3)
【分析】(1)根据题意得出角的大小,然后通过计算即可;
(2)利用正弦定理的边化角以及三角形三角的关系即可求解;
(3)利用正弦定理的边化角以及三角形三角的关系构造新函数,利用函数的单调性即可求解.
【详解】(1)如图所示,,所以,
(2)设,则,
所以在中,有,
所以,所以,
又因为,所以
所以,
因为,所以.
(3)设,则,设外接圆半径为,则
因为,所以,因此.所以,所以
所以
设,则由已知可知,所以,
所以
任取,则,
所以,所以,所以
又因为,所以
所以,所以在上单调递减,
所以,即的取值范围是.
5.已知的周长为,面积为,内角A、B、C对边分别是a、b、c,且.
(1)求角;
(2)若边长,求的最小值.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)正弦定理边化角,结合两角和的正弦公式即可求解.
(2)由余弦定理可得结合基本不等式求出,即可求解.
【详解】(1),
由正弦定理得
,
在中,
(2)由余弦定理可得:,
即
,
,
,当且仅当时取等号
又
∴当时,取到最小值为
6.在锐角三角形中,角所对的边分别为,且满足:
(1)证明:;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)证明见解析(2)
【分析】(1)根据正弦定理、余弦定理,结合为锐角三角形证明即可.
(2)根据为锐角三角形及(1)求出的范围,结合正弦定理对进行化简,进而求范围即可.
【详解】(1)在中,因为,由正弦定理可得,.
由余弦定理知,,则,
所以,即,所以,
所以或.
若,因为,所以,与已知条件矛盾,不满足.
故.
(2)当为锐角三角形时,,
即:,所以.
.
令,,则.
令,由对勾函数性质可知在上单调增,
所以,则,
所以,即,
所以
7.在中,角所对的边分别为.满足
(1)求角的大小;
(2)设,求的值;
(3)设,已知是边的中点,求的最大值.
【答案】(1)(2)(3)
【分析】(1)利用三角恒等变换可得,结合角的范围即可求解;
(2)根据余弦定理可得,利用余弦定理,同角关系式及二倍角公式可得,,然后利用和差角公式结合条件即得.
(3)根据题意,结合余弦定理得,进而结合基本不等式得,再根据中线公式,结合余弦定理求解即可.
【详解】(1)因为,
所以,
所以,
因为,故,则,
又,所以.
(2)由(1)知,,且,,
因为,即,
化简,解得(舍),,所以.
由,
则,
则,,
所以.
(3)由(1)知,,
所以,由余弦定理得:,
因为,即,当且仅当时等号成立,
因为是边的中点,所以,
所以
,
所以,即的最大值为.
【题型3:三角形涉及中线长问题】
一、中线长万能公式(必考核心)
三角形ABC中,BC边上中线为AD,4AD² = 2AB² + 2AC² - BC²即:4ma² = 2b² + 2c² - a²
二、公式用法
1. 已知三角形三边,直接求中线长度2. 已知两边+中线,求第三边3. 结合余弦定理,求中线对应角度
4. 结合最值,求中线取值范围、最大值最小值
三、中线与余弦定理关系
中线分割三角形,分成两个小三角形,左右两个三角形共用中线,互补角余弦互为相反数cos∠ADB = -cos∠ADC
四、中线+边长最值问题(高考高频压轴)
已知一边a,对角A,求BC边上中线ma最值
1. 由中线公式:4ma²=2b²+2c²-a²2. 只需要求b²+c²最值,即可求中线最值3. 由余弦定理:a²=b²+c²-2bccosA
4. 由基本不等式:b²+c²≥2bc可得b²+c²有最小值,无上限最大值
重要结论
1. b=c(三角形等腰)时,b²+c²最小→ 中线ma取得最小值2. 三角形越扁,b+c越大,中线越长,无最大值3. 定边定角:中线只有最小值,没有最大值
五、中线与周长、面积关系
1. 三角形面积固定时,中线越短,三角形越规整2. bc越大,面积越大,中线越长3. 周长越大,中线整体越长
六、正弦定理处理中线范围
1. 2R=a/sinA,b=2RsinB,c=2RsinC 2. b²+c²=4R²(sin²B+sin²C) 3. 降幂扩角化简,利用角范围求值域
4. 代入中线公式,得到中线完整取值范围
七、中线秒杀规律总结
1. 任意三角形,两边平方和越大,中线越长2. 底边固定,顶角固定中线最小值在等腰三角形取得
3. 底边固定,顶角变化顶角越小,中线越长;顶角越大,中线越短4. 直角三角形斜边中线=斜边一半,定值不变
八、大题标准解题步骤(直接抄写)
设BC边上中线为AD,由三角形中线长公式可得4AD²=2b²+2c²-a²由余弦定理a²=b²+c²-2bccosA结合基本不等式b²+c²≥2bc求出b²+c²范围,代入即可得到中线AD的取值与最值
九、易混易错点
1. 面积最值、周长最值:等腰取最大2. 中线长度最值:等腰取最小,不要记反3. 互补角余弦互为相反数,不要符号出错4. 中线公式不要系数写错,是4倍平方,不是2倍
在中,角A、B、C所对的边分别为a、b、c,满足.
(1)求角C的大小;
(2)若,边上的中线的长为,求的面积;
(3)若内角C的角平分线交于D点,且,求的面积的最小值.
【答案】(1)(2)(3)
【分析】(1)根据正弦定理及两角和的正弦公式化简求解即可;
(2)解法一:根据余弦定理结合可求得,进而根据三角形的面积公式求解即可;解法二:根据结合平面向量的数量积的运算律可得,再根据余弦定理求得,进而根据三角形的面积公式求解即可;
(3)利用等面积法可得,再根据基本不等式可得,进而根据三角形的面积公式求解即可.
【详解】(1)由
根据正弦定理,得,
则,
因为,所以,则,故.
(2)解法一:因为,N为的中点,则,
由余弦定理可得,即,
在中,,
在中,,
因为,所以,
所以,解得,
故的面积为;
解法二:因为N为的中点,则,
所以,
即,
由余弦定理可得,即,所以,
故的面积为.
(3)因为,角C的角平分线交于D点,
所以,又,
则由,得,
所以,由基本不等式可得,则,得,
当且仅当时,等号成立,
所以,
故面积的最小值为.
在锐角中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(1)求角C的大小;
(2)求b的取值范围;
(3)边AB的中点为D,求中线CD的长度的取值范围.
【答案】(1)(2)(3)
【分析】(1)根据正弦余弦二倍角公式,结合同角三角函数关系式中的商关系化简已知等式、两角和的正弦余弦公式进行求解即可;
(2)根据锐角三角形的性质,结合正弦定理进行求解即可;
(3)根据平面向量加法的几何意义、平面向量数量积的运算性质,结合辅助角公式、正弦型函数的最值性质进行求解即可.
【详解】(1)因为,
所以,即
因为,所以,
则,即,
整理可得,即,
所以,
所以.
(2)由正弦定理得,
因为锐角,所以,
所以,所以;
(3)由余弦定理可得,
又,
则
,
由正弦定理可得,
所以,
所以
由(2)知,则,
所以,
则,
则,
故中线的长度的取值范围为.
设的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足,.
(1)求A;
(2)若,求中线的长;
(3)若的内切圆半径,求的面积S.
【答案】(1)(2)(3)
【分析】(1)由正弦边角关系及三角恒等变换化简条件得,即可得;
(2)由余弦定理得,结合列方程求;
(3)应用等面积法、余弦定理得到,从而求出,即可求.
【详解】(1)由,可得.
,
,又,则,
,又,
(2)在中, ,则,
在中,有,即,
在中,有,即,
又,则,
得 ,解得,得;
(3)由,
,即,
由余弦定理得,得,
,即,解得 或(舍),
所以.
1.已知分别为三个内角的对边,且.
(1)求角;
(2)若为锐角,边上的中线,求的面积最大值.
【答案】(1)或(2)
【分析】(1)先由正弦定理化简等式,结合两角和的正弦公式和三角形中角的范围计算角的大小;
(2)根据平面向量运算以及基本不等式得,再根据三角形面积公式求最值.
【详解】(1)在三角形中,由正弦定理得:
.
中,,,
,,
或.
(2)为锐角,,
为的中点,,,
,即,
根据重要不等式知:,
,当且仅当时,等号成立.
因此,的面积最大值为
2.记的内角的对边分别为,已知.
(1)求角A;
(2)已知边上的两条中线相交于点,且,求的余弦值.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)根据正弦定理结合三角恒等变换可得,即可得角A的大小;
(2)以为基底向量,求,,利用向量的夹角公式求的余弦值.
【详解】(1)因为,由正弦定理可得,
又因为,
即,即,
且,则,可得,即,
且,所以.
(2)因为,,
由题意可知:,
又因为,,
则,即;
,即;
且;
可得,
所以的余弦值为.
3.在平面直角坐标系中,已知的顶点,边上的中线所在的直线方程为,边上的高所在的直线方程为.
(1)求边所在直线的一般式方程;
(2)求的面积.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)由题可得中线,与边所在高线均过A点,据此可得点A坐标,从而可得答案;
(2)设,由中点在上,边与其高线垂直,可得C坐标,然后由(其中表示到BC距离)可得答案.
【详解】(1)由题可得中线,与边上的高线均过A点,
则A点坐标满足:,解得.
又,则,从而AB方程为:
(2)设,由题可得中点在上,
则.边与其高线垂直,斜率为1,
则.将两方程化简联立:,则.
从而,其中,
表示到BC距离,又BC 方程斜率为,BC方程为:,
则,.
4.在中,内角的对边分别为,且,
(1)求角;
(2)若,且边上的中线,求的面积.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)利用余弦定理把角转化成边,再利用余弦定理可得答案;
(2)法一:把向量关系式平方,联立余弦定理,解方程可得答案;法二:延长中线至点,使得,解可得答案;法三:利用平行四边形四条边的平方和等于两条对角线的平方和,以及余弦定理列方程,解方程可得答案;法四:以及余弦定理,列方程,解方程可得答案.
【详解】(1)由余弦定理:,
得:,
即:,
整理得:,
又由余弦定理:
故:.
(2)法一:(向量法)由余弦定理,即.
而,得,
即,解得.
故.
法二:(倍长中线法)延长中线至点,使得.
在中,,
由余弦定理得,
即,余下同法一.
法三:(平行四边形法则)平行四边形四条边的平方和等于两条对角线的平方和.
即,即.余下同法一.
法四:(双余弦法)由,利用余弦定理得,
即,即.余下同法一.
5.在中,(为的面积).
(1)求;
(2)从下面三个条件中选择两个作为已知,使得存在,求的周长.条件①:;条件②:;条件③:边上的中线等于.
【答案】(1)(2)答案见解析
【分析】(1)利用余弦定理和面积公式代入已知即可求解;
(2)选择①②:利用平方关系与和差公式求出,然后结合正弦定理求解即可;选择①③:利用平方关系与和差公式求出,根据正弦定理设出三边,再由余弦定理列方程求解可得;选择②③:此时边上的高大于边上的中线,不符合题意.
【详解】(1)由余弦定理,,又,
所以,得,
(2)选条件①②:,
,
则.
由正弦定理得,解得:,
所以的周长为.
选条件①③:,
,
由正弦定理可得,
不妨设,设中点为,
由余弦定理 ,
由得,解得,所以的周长为.
(注:若选条件②③,此时边上的高,边上的中线,
由于,不满足三角形中高不大于对应中线的性质,故该组合不成立.)
6.在中,.
(1)求A;
(2)若的周长为20,面积为,D是BC边上一点,从条件①、条件②中任选一个作为已知,求线段AD 的长.
条件①:AD 是BC 边上的中线;条件②:AD 是的平分线.
【答案】(1);
(2)选择条件,答案见解析.
【分析】(1)利用二倍角的余弦公式及和差角的余弦公式化简,再利用正弦定理角化边,余弦定理求解.
(2)根据给定条件,利用三角形面积公式,结合(1)中信息求出,选择条件①,利用向量数量积运算律求解;选择条件②,利用三角形面积公式列式求解.
【详解】(1)在中,由,
得,
整理得,由正弦定理得,
由余弦定理得,而,所以.
(2)令的内角所对边长分别为,
由的面积为,得,则,
由的周长为20,得,由,得,
即,解得,
选择条件①:AD 是BC 边上的中线,则,
所以.
选择条件②:AD 是的平分线,由,
得,则,
所以.
7.在中,角A,B,C的对边分别为a,b,已知
(1)求
(2)若,,的面积为.
①求;
②设BC,AC边上的两条中线AD,BE相交于点O,求.
【答案】(1)(2)①,;②
【分析】(1)利用和角公式和正弦定理,以及辅助角公式推理计算即得;
(2)①利用余弦定理和三角形面积公式即可求得;② 先将分别用表示,再运用向量数量积的运算律和向量夹角的计算公式求出即得答案.
【详解】(1)由,可得,
由正弦定理得
因为,
所以
由于,则,所以.
又,则,故.
(2)①由题意,的面积,可得①,
由余弦定理得,,且,所以,
则,因为,所以②,
因为,联立①和②解得,,
② 因为D,E分别是BC,AC的中点,O为AD,BE的交点,
所以,,
因为
,
,
所以,
由题意,为锐角,则.
【题型4:三角形涉及角平分线问题】
一、角平分线定理(必考基础)
在△ABC中,AD平分∠BAC,交BC于D则 AB/AC = BD/DC即 c/b = m/n
作用:快速分割边长比例,不用求角度
二、三角形内角平分线长度公式
△ABC,角A平分线长 ta
ta = 2bc·cos(A/2) / (b+c)
三、角平分线与面积法
S△ABC = S△ABD + S△ACD,1/2 bc sinA = 1/2·c·ta·sin(A/2) + 1/2·b·ta·sin(A/2)
化简直接推出角平分线长公式,大题标准推导写法
四、角平分线+余弦定理推导法
△ABD与△ADC中,两角互补cos∠ADB = -cos∠ADC联立余弦定理,可求角平分线长度、边长
五、角平分线最值问题(高考高频压轴)
已知一边a,对角A,求角A平分线ta取值、最值
1. ta = 2bc cos(A/2) / (b+c) 2. 由基本不等式:b+c ≥ 2√bc 3. 代入得 bc/(b+c) ≤ √bc / 2
结论:
当b=c,△ABC等腰时角平分线长度取得最大值 底边固定,顶角固定,等腰三角形 → 角平分线最长
三角形越扁 → 角平分线越短,无下限
六、角平分线与周长、面积关系
1. bc越大,面积越大,角平分线越长2. b+c越大,角平分线越小3. 定边定角:面积最大时,角平分线同时最大
七、正弦定理求角平分线范围
1. 2R=a/sinA,b=2RsinB,c=2RsinC 2. 代入角平分线公式 3. 利用B+C=π-A,化简三角函数4. 根据角度范围求值域,得到角平分线完整范围
八、高频秒杀结论
1. 等腰三角形顶角平分线=中线=高线,三线合一2. 定边定角:角平分线最大值 ↔ 面积最大值3. 角平分线越长,三角形越对称规整4. 角平分线永远小于夹两边b、c
九、大题标准满分步骤(直接抄写)
∵AD为∠BAC角平分线由三角形面积分割得S△ABC=S△ABD+S△ACD代入面积公式化简结合余弦定理与基本不等式求出bc与b+c范围,进而得到角平分线长度取值及最值
十、易错点总结
1. 不要把角平分线公式系数写错2. 互补角余弦互为相反数,符号不要出错3. 中线最小、角平分线最大,千万不要记反4. 面积拆分法永远比硬套公式更不容易扣分
记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)证明:.
(2)若,A的角平分线交BC于D,且,求a.
【答案】(1)证明见解析(2)
【详解】(1)由正弦定理得,
得,
得.
因为,,所以,得.
(2)由正弦定理,得.①
因为A的角平分线交BC于D,所以,.
在中,得,得.
在中,由正弦定理得,
得.②
由①②得,得(负根舍去).
已知中,,,分别为内角,,的对边,且;
(1)求角的大小;
(2)设点为上一点,是的角平分线,且,,求的长度.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)在中,由正弦定理及得:
,化简可得:,
由余弦定理得,又,所以.
(2)是的角平分线,则,
由可得
,
因为,,即有,故.
在中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且.
(1)求B;
(2)若为锐角三角形,求的取值范围.
(3)若角B的角平分线交AC于D点,求BD长度的最大值.
【答案】(1)(2)(3)
【详解】(1)由正弦定理可得:,
因为,
所以,
即,
由可得,即,
由,可得.
(2)因为,
所以
,
由三角形为锐角三角形可知,,解得,
所以,,
所以.
(3)如图,
由余弦定理,,
即,当且仅当时,等号成立,
又,
化简可得,,
所以,当且仅当时等号成立.
故BD长度的最大值为.
1.已知的内角A、B、C的对边分别为,满足.
(1)求A;
(2)设点D为上一点,是的角平分线,且、,求的长度.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)由正弦定理进行边化角,然后利用正切函数即可得到答案;
(2)利用三角形的面积关系解出即可.
【详解】(1)已知,
由正弦定理得,
,,
,即,
,又,
;
(2) 是的角平分线,
由(1)知,,则,
因为,
则,
因为,,即有,
故.
2.在中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且.
(1)求;
(2)已知的角平分线CD交AB于点,若,求的面积及CD的长.
【答案】(1)(2),
【分析】(1)由三角恒等变换化简求解即可;
(2)利用余弦定理及面积公式解即可.
【详解】(1)因为,
所以,
又因为,所以,可得,
又因为,所以.
(2)由(1)知,又,
利用余弦定理得,可得,
因为,所以,
所以的面积,
又因为的角平分线CD交AB于点,
所以,
可得,
解得.
3.设的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,点在BC边上.
(1)若AD为的中线,求的值;
(2)若AD为的角平分线,求线段AD长.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)由余弦定理求出,再由进行计算;
(2)根据,结合三角形的面积公式即可得解.
【详解】(1)因为,由余弦定理知,
即,解得或(舍去),
因为AD为的中线,
则;
(2)因为为的角平分线,
所以,
即,解得.
4.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.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)根据正弦定理、诱导公式、两角和的正弦公式进行化简得到,结合同角的三角函数关系求解即可.
(2)根据三角形面积公式求解即可.
【详解】(1)由及正弦定理,得,
因为,所以,
则有,即,
所以,整理得,
又,所以,
则,即,
由,得,解得,
又,所以.
(2)
由,得,又,所以,
又,
因为内角的角平分线交边于,所以,
所以,
解得.
5.记的内角的对边分别为,已知.
(1)求的值;
(2)的角平分线交于点
①证明:;
②若,求的最大值.
【答案】(1)2(2)①证明见解析;②.
【分析】(1)根据给定条件,利用正弦定理边化角,再利用和角的正弦及正弦定理角化边求解.
(2)①由结合角平分线,利用三角形面积公式,结合余弦定理推理得证;②由①的信息,利用基本不等式求出最大值.
【详解】(1)在中,由正弦定理及,
得
.
(2)①的角平分线交于点,,
即,由,得,
由余弦定理得:,
则,所以.
②由①得,
当且仅当,即时取等号,所以取得最大值.
6.在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,.
(1)求B;
(2)若的角平分线交AC于点D,且,求BD.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)已知条件结合余弦定理,求出,可得;
(2)根据角平分线性质得,结合余弦定理解出的值,由三角形面积的分割关系列出等式,求解的长度.
【详解】(1)因为,所以,
所以,所以,因为,所以;
(2)因为,所以,
因为BD平分,所以,即,
由(1)知,,解得,,
因为,所以,
整理得.
7.记的内角的对边分别为,已知
(1)求
(2)的角平分线交于点,若,求的周长.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)先利用余弦定理求出,再结合题意建立方程组求出即可.
(2)作出符合题意的图形,先利用等角对等边求出,结合两角和的正弦公式求出,利用正弦定理求出,最后求解周长即可.
【详解】(1)因为,所以,
则,由余弦定理得,
因为,所以,则,由题意得,
联立两式,得到,解得 .
(2)如图,作出符合题意的图形,
因为的角平分线交于点,所以,
则,得到,故,
而,
而,则在中,由正弦定理知,
解得,故的周长为.
【题型5:三角形面积定值最值问题】
面积定值问题
1、已知三边 → 直接海伦公式
2、已知两边及夹角 → 直接1/2ab sinC
3、已知一边一角+周长/边长关系 → 算出bc定值,带入面积公式
特点:所有边长角度确定,面积唯一固定不变
面积最值问题
技巧:正规方法:面积公式+基本不等式
①
②
③
秒杀方法:
在中,已知,
则:
其中 分别是的系数
三角形面积公式
①
②其中分别为内切圆半径及的周长
推导:将分为三个分别以的边长为底,内切圆与边相交的半径为高的三角形,利用等面积法即可得到上述公式
③(为外接圆的半径)
推导:将代入可得
将代入
可得
④
⑤海伦公式(其中)
推导:根据余弦定理的推论
令,整理得
在中,角的对边分别为,满足.
(1)求角的大小;
(2)若,,求的周长;
(3)若是锐角三角形,且,求面积的取值范围.
【答案】(1)(2)(3)
【详解】(1)因为,所以,
由余弦定理可得,
因为,所以解得.
(2)由余弦定理可得,
因为,所以解得,
因此的周长为.
(3)由正弦定理可得,
所以,,
因为,所以,
则
,
因为是锐角三角形,所以,即,
解得,即,
所以,即,
因为,
所以,即面积的取值范围是.
已知三内角的对边分别为,且.
(1)求角的值;
(2)若,求面积的最大值.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)根据正弦定理得:
中,因此,
代入上式消去得:
因为,,两边同除以整理得:
,
由得,因此,即,
(2)由余弦定理,代入、得:
由基本不等式,得:
即,当且仅当时取等号,
的面积,
代入的最大值得:
因此面积的最大值为.
在中,角的对边分别为.且满足.
(1)求角的大小;
(2)若的面积,内切圆的半径为,求;
(3)若的平分线交于,且,求的面积的最小值.
【答案】(1)(2)(3)
【详解】(1)因为,由正弦定理可得,
因为,则,可得,
又因为,则,,
可得,即,
可得,所以.
(2)由(1)知,
则的面积,即,
又因为内切圆的半径为,则,
可得,即,
由余弦定理可得,
即,解得.
(3)因为的平分线交于,由(1)知,
则,
又,
可得,
又,
则,
则,可得,
当且仅当时,等号成立,
所以的面积最小值为.
1.在中,角的对边分别为.且满足.
(1)求角的大小;
(2)若的面积,内切圆的半径为,求;
(3)若的平分线交于,且,求的面积的最小值.
【答案】(1)(2)(3)
【分析】(1)利用和角公式及诱导公式化简,借助于同角三角函数式和特殊角的函数值即得答案;
(2)由三角形面积公式得,由等面积法得出,结合余弦定理即可求得边;
(3)根据等面积法,可得与的关系,再利用基本不等式求得的最小值,继而可得三角形面积最小值.
【详解】(1)由,得,
所以,
所以,即.
因为,所以.
(2)由题可知,化简得.
由余弦定理知,即,
所以,解得.
(3)因为的面积为,
所以.
因为,当且仅当时,等号成立,
所以,所以,即,
所以的面积,
当且仅当时,的面积取得最小值,最小值为.
2.在中,角的对边分别为,满足.
(1)求角的大小;
(2)若,求周长的最小值;
(3)若是锐角三角形,且,求面积的取值范围.
【答案】(1)(2)(3)
【分析】(1)由余弦定理计算即可求解;
(2)由题意可得,根据基本不等式计算即可求解;
(3)由正弦定理将化为关于角的函数,根据正弦函数性质及三角形面积公式计算求解.
【详解】(1)因为,所以,
由余弦定理可得,
因为,所以;
(2)因为,
所以,
由基本不等式可知,当且仅当时等号成立,
所以,即,
所以当时,周长有最小值为;
(3)由正弦定理可得,所以,,
因为,所以,
则
,
因为是锐角三角形,有,即,
所以,,,
因为,
所以,即面积的取值范围是.
3.在中,角的对边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)若,,求周长.
(3)若为锐角三角形,且,求面积的取值范围.
【答案】(1)(2)6(3)
【分析】(1)利用正弦定理将边转化为角,再结合三角形内角和定理与三角恒等变换公式,推导出角的三角函数值,进而确定角的大小;
(2)先利用三角形面积公式求出边的长度,再结合余弦定理求出边的长度,最后将三边相加得到周长;
(3)利用正弦定理将另外两边用角表示,再结合锐角三角形的条件确定角的取值范围,最后代入三角形面积公式,利用三角恒等变换与三角函数的性质求出面积的取值范围.
【详解】(1)由正弦定理,得:
,
代入原等式:,
整理得,
因为,
所以,
由于,所以,所以,
又,所以;
(2)因为且,所以,
由余弦定理可得,
则,解得,
所以,即的周长为;
(3)
,
因为是锐角三角形,又,
所以,解得,
所以,则,
从而.
4.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.
5.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.
6.设的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,.
(1)求角A的大小;
(2)若边上的中线的长度为,求面积的最大值.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)利用正弦定理将边化角,再由两角和的正弦公式计算可得;
(2)依题意可得,根据数量积的运算律得到,再由均值不等式求出的最大值,即可得解.
【详解】(1)因为,
由正弦定理得,
则,
即,
,
,,则,
,.
(2)因为是中点,所以.
两边平方得 .
所以,即,
又由均值不等式得,
当且仅当时等号成立,所以,
所以,即面积的最大值为.
7.已知锐角三角形中,角、、的对边分别为、、,且满足,.
(1)求证:;
(2)求的取值范围;
(3)若,求三角形面积的取值范围.
【答案】(1)证明见解析;(2);(3).
【详解】(1)由及正弦定理可得,即,
因为,则,所以,即,
由余弦定理可得,所以,
所以,由正弦定理可得
,
因为为锐角三角形,故,,所以,
又函数在上单调递增,且,故,即.
(2)
,
因为为锐角三角形,故,解得,
又因为,可得,故角的取值范围是,
所以,故,
令,,
任取、且,
则
,
因为,所以,则,所以,
所以函数在上为增函数,故,
故的取值范围是.
(3)由正弦定理可得,所以,,
所以
,
因为,所以,
令,函数、在上均为减函数,
故函数在上为减函数,所以,即,
因此,即面积的取值范围是.
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