摘要:
**基本信息**
聚焦爪型三角形11类考法,以特殊线段(中线、角平分线等)和等分点为线索,构建从基础计算到综合应用的递进训练体系。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|中线相关|4题型(含双中线、最值)|求长度/已知长度求量/范围|基于余弦定理,结合面积公式,从单一中线到多中线综合|
|角平分线相关|4题型(含与中线综合)|求长度/已知长度求量/范围|应用角平分线定理,关联三角形全等与相似,渗透转化思想|
|高线与等分点|3题型(高线、三等分点、四等分点)|长度计算/位置关系|融合三角形高公式与线段比例,体现数形结合的数学思维|
内容正文:
专题06 爪型三角形的突破11种常考考法归类
题型一 求中线长
题型七 与角平分线有关的范围问题
题型二 已知中线长求其他量
题型八 中线与角平分线的综合问题
题型三 与中线长有关的最值(范围)问题
题型九 高线问题
题型四 双中线问题
题型十 三等分点所在直线的相关问题
题型五 求角平分线长
题型十一 四等分点所在直线相关问题
题型六 已知角平分线长求其他量
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题型1 求中线长
1.(2026高三·全国·专题练习)在中,,,,D为BC的中点,则中线______.
2.(2026高一·河南新乡·阶段检测)三角形的海伦面积公式为,其中,,,分别为的三个内角,,所对的边.已知在中,,且的面积为,则边上的中线长度为( )
A. B.8 C. D.
3.(2026高一·重庆·阶段检测)在中,内角的对边分别为.
(1)求;
(2)若的面积为,求边上的中线的长.
4.(2026高一·福建宁德·阶段检测)在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,满足.
(1)求;
(2)若,的面积为,且,求、;
(3)在(2)的条件下,D为的中点,求中线的长.
题型2 已知中线长求其他量
5.(2026·河北张家口·模拟预测)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,,AD为BC边上的中线,且,则c=( )
A. B. C. D.
6.(2026高一·全国·专题练习)在中,为上的中线,,,,则________,________.
7.(2026高一·福建厦门·期中)在中,,是中点,中线,则面积的最大值是( )
A.3 B.4 C.6 D.8
8.(2026高一·贵州毕节·阶段检测)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,.
(1)证明:;
(2)求C;
(3)若,边上的中线,求边a,b的长.
9.(2026高一·四川宜宾·期中)在中,角的对边分别为,向量,且
(1)求角的值;
(2)若是边上的中线,,求的面积.
10.(2026高一·重庆綦江·期中)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.
11.(2026·辽宁·模拟预测)在中,角,,的对边分别为,,,已知向量,,且.
(1)求角的大小;
(2)若为锐角三角形,,求的取值范围;
(3)设的面积为,边上的中线长为2,求的长.
12.(2026高一·四川达州·期中)在中,角的对边分别是,且,.
(1)求角的大小;
(2)若边上的中线,求的面积.
(3)若为锐角三角形,求的取值范围.
13.(2026高三·河北唐山·期中)在中,角、、的对边分别为,,,向量,,且.
(1)求角的值;
(2)若,是边上的中线,,求的面积.
14.(2026·江西·模拟预测)在中,内角所对的边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)若边上的中线的长度为2,求面积的最大值.
15.(2026高三·贵州贵阳·期末)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.
16.(2026·重庆·模拟预测)设的内角,,的对边分别为,,,已知.
(1)求;
(2)若,边上的中线,设点为的外接圆圆心,求的值.
题型3 与中线长有关的最值(范围)问题
17.(2026高一·四川成都·期中)在锐角中,设角所对的边分别为,已知且.
(1)求角;
(2)求周长的取值范围;
(3)求边上的中线的取值范围.
18.(2026高一·江苏扬州·期中)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.
19.(2026高三·河北保定·阶段检测)已知a,b,c分别为三个内角A,B,C的对边,
(1)求角A;
(2)若,的面积为,求b,c;
(3)若,且为锐角三角形,D为BC的中点,求中线AD的取值范围.
20.【多选】(2026高一·江苏·期中)在锐角中,角所对的边分别为,则( )
A. B.的取值范围是
C.存在,其面积为1 D.边上的中线长的取值范围是
21.(2026高一·河北石家庄·阶段检测)已知分别为三个内角的对边,且.
(1)求角;
(2)若为锐角三角形,,求边上的中线的取值范围.
题型4 双中线问题
22.(2026·四川泸州·模拟预测)已知的面积为1,边上的中线为,且,则边的最小值为__________.
23.(2026高一·江苏苏州·期中)已知a,b,c分别为三个内角A,B,C的对边,且.
(1)求角A的大小;
(2)当时,
(ⅰ)设BC,AC边上的两条中线AD,BE相交于点G,求的最大值;
(ⅱ)求值.
24.(2026高一·山西晋中·阶段检测)在中,已知AB=2,AC=5,∠BAC=60º,BC、AC边上的两条中线AM、BN相交于点P,则∠NPM的余弦值为( )
A. B. C. D.
题型5 求角平分线长
25.(2026·江苏南通·模拟预测)已知内角所对的边分别为,,且成等差数列.
(1)求的面积;
(2)若的角平分线交于,求.
26.(2026·湖北黄石·模拟预测)在中,角,,所对的边分别为,,,且.
(1)求;
(2)若,,的角平分线交于,求.
27.(2026高一·重庆·期中)如图,中,角,,的对边分别为,,,,.点在延长线上.
(1)若,的角平分线交于点,求线段的长;
(2)求的取值范围.
28.(2026高三·云南楚雄·阶段检测)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.
29.(2026高一·广东深圳·期中)在中,内角所对边分别为,若,,角C的角平分线交于点D,则( )
A. B. C. D.
30.(2026高一·上海·期中)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.
31.(2026高一·重庆·阶段检测)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.
32.(2026·四川宜宾·模拟预测)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.
33.(2026高一·全国·专题练习)中,,,的面积等于,则角平分线的长等于________.
题型6 已知角平分线长求其他量
34.(2026·海南海口·模拟预测)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知.
(1)求角A;
(2)是的角平分线,且.当取最小值时,求此时的面积.
35.(2026·山东滨州·模拟预测)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积,且.
(1)求C;
(2)若C的角平分线交AB于D,且,求b.
36.(2026高一·江苏扬州·期中)在中,角的对边分别为,且
(1)求;
(2)若,点在外,,求四边形面积的最大值;
(3)若为钝角,的角平分线交于点,求面积的最小值.
37.(2026高一·安徽合肥·期中)在中,内角的对边分别为;且.
(1)求角;
(2)若角平分线,求的面积的最小值.
38.(2026高一·黑龙江哈尔滨·期中)的内角,,所对的边分别是,,,已知.
(1)求;
(2)是的角平分线,且,求的最小值.
39.(2026高一·福建厦门·期中)在中,角所对的边分别为,已知,为边上一点,且.
(1)求角的大小;
(2)若,且,求a的值;
(3)若为角平分线,求的最小值.
40.(2026高二·云南怒江·阶段检测)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.
41.(2026高三·浙江绍兴·期末)已知在中,角是的角平分线,且.
(1)若,求的长;
(2)若,求的面积.
题型7 与角平分线有关的范围问题
42.(2026高一·河南郑州·期中)在锐角三角形中,角的对边分别为,若,.
(1)求角的大小;
(2)求边的值;
(3)角的角平分线与边交于点,求角平分线长度的取值范围.
43.(2026高一·山东聊城·期中)在中,角所对的边分别是,且.
(1)求角的大小;
(2)若为锐角三角形,求的取值范围;
(3)若角的角平分线交于点,求长度的最大值.
44.(2026高一·重庆·阶段检测)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.
题型8 中线与角平分线的综合问题
45.【多选】(2026高三·山西临汾·期末)已知,,分别是内角,,的对边,为边上一点,的面积为,且满足,,则( )
A.
B.当为中线时,
C.当为高线时,
D.当为角平分线时,
46.(2026高一·天津·阶段检测)已知的内角的对边为,且.
(1)求角;
(2)若的面积为,为的中点,且,,求中线的长及内角的角平分线的长.
47.(2026高一·湖南长沙·期末)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(1)求角B;
(2)如图,的角平分线交于点D,且,,
(i)求的长度;
(ii)若边上的中线与相交于点F,求的余弦值.
48.(2026高二·贵州遵义·阶段检测)在中,设角所对的边分别为,已知且.
(1)求角;
(2)若,求边上的角平分线的长;
(3)若为锐角三角形,求边上的中线的取值范围.
49.(2026高一·广东佛山·期中)在中,内角所对的边分别是,且.
(1)求.
(2)若,求边上的角平分线长;
(3)求边上的中线的取值范围.
50.(2026高三·安徽宣城·期末)在中,内角的对边分别为,已知.
(1)求角的大小;
(2)若边上的中线长为的角平分线交于点,求线段的长.
51.(2026高一·全国·专题练习)在中,已知.
(1)若为的中线,且,,求的长;
(2)若为的角平分线,且,,求的长.
52.【多选】(2026·云南·模拟预测)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,其中,.若边上的中线,角A的角平分线交于点E,则下列结论正确的有( )
A. B.
C. D.的面积为
题型9 高线问题
53.(2026高一·山东泰安·阶段检测)在中,,,,为的一条高线,则________.
54.(2026·河北·模拟预测)在中,角的对边分别为,若的平分线的长为,则边上的高线的长等于( )
A. B.
C.2 D.
55.(2026高一·浙江·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,边上的中线、高线、角平分线长分别是,,,则下列结论中错误的是( )
A. B.
C. D.
56.(2026高一·北京顺义·期中)已知在 中,内角A,B,C所对边分别为a,b,c,
(1)求A的大小;
(2)若,判断下列三个条件是否能使存在且唯一,并对满足条件的求出的周长.
①边上的高线长为, ②, ③
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分
57.(2026高二·北京东城·阶段检测)已知在中,内角所对边分别为,.
(1)求的大小;
(2)若,判断下列三个条件是否能使存在且唯一,并对满足条件的求出的周长.
①②边上的高线长为;③.
58.(2026高三·北京·期中)在中,.
(1)求的大小;
(2)若,在下列三个条件中选择一个作为已知,使存在且唯一,求的周长.
①;
②的面积为;
③边上的高线长为.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
59.(2026高二·云南玉溪·期中)已知的三个内角所对的边分别为,满足,且.
(1)求;
(2)若点在边上,,且满足 ,求边长;
请在以下三个条件:
①为的一条中线;②为的一条角平分线;③为的一条高线;
其中任选一个,补充在上面的横线中,并进行解答.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
60.(2026高三·北京·阶段检测)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,再从下列三个条件中选择一个作为已知,使得存在且唯一,然后解决下列问题:
(1)求角B和的面积;
(2)求AC边上的高线BD的长.
条件①:,;
条件②:,;
条件③:,.
61.(2026高一·北京西城·期末)已知在中,.
(1)求A的大小;
(2)若,在下列三个条件中选择一个作为已知,使存在且唯一,求的周长.
①的面积为;②;③AB边上的高线CD长为.
62.(2026高二·贵州贵阳·期中)在中,A,B,C所对的边分别为,且.
(1)求;
(2)若,求BC边上的高线AD的最大值.
63.(2026·全国·模拟预测)已知在△中,内角的对边分别为,且.
(1)若为边上的高线,求的最大值;
(2)已知为上的中线,的平分线交于点,且,求△的面积.
题型10 三等分点所在直线的相关问题
64.(2026·河北廊坊·模拟预测)在中,其所对的边分别为,为边上靠近点A的三等分点,,,,则( )
A. B. C.1 D.3
65.(2026·重庆·模拟预测)在中,角,,的对边分别为,,,且满足.
(1)求角;
(2)若,,点为边上靠近点的三等分点,求的长.
66.(2026高一·安徽阜阳·期中)如图,在△ABC中,点D为边BC上靠近B点的三等分点,,.当最小时,BD的长为______.
67.(2026高一·浙江·期中)在中,角所对的边分别是,且.
(1)求;
(2)若是边上靠近的三等分点,,,求的面积;
(3)若是的角平分线,,,求的长.
68.(2026高一·广东广州·期中)如图,在中,点为边上靠近点的三等分点,,.
(1)若,求三角形的面积;
(2)当最小时,求的长.
69.(2026高二·四川成都·阶段检测)如图,已知,,为边上靠近点的三等分点.
(1)若,,求.
(2)若直线平分,求与内切圆半径之比的取值范围.
70.(2026高一·广东深圳·期中)在中,角所对的边分别为,,,.
(1)求和三角形的面积;
(2)若为边上靠近的三等分点,求的长.
71.(2026·安徽安庆·模拟预测)在中,角的对边分别为, ,点为边上一点.
(1)求角的大小;
(2)若是边上靠近点的一个三等分点,,求实数的取值范围.
72.(黑龙江大庆市2026届高三年级第三次教学质量检测数学试题)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求B;
(2)若点D为AC边上靠近点C的三等分点,且,求的值.
题型11 四等分点所在直线相关问题
73.(2026高一·安徽·阶段检测)如图,在中,为边上靠近点的四等分点,,,的面积为,则等于( )
A. B. C. D.
74.(2026高二·广东深圳·期中)已知中,角对应的边分别为,是上的四等分点(靠近点)且,则的最大值是___________.
75.(2026高三·湖南长沙·阶段检测)已知的角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求A;
(2)若的面积为,,点D为边上靠近B的四等分点,求的长.
76.(2026高三·江苏·阶段检测)在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知,向量,,且.
(1)求角A的大小;
(2)若点D为边BC上靠近B的四等分点,且,求的面积.
77.(2026·山东泰安·模拟预测)如图,在△ABC中,,
(1)求BC的长度;
(2)若E为AC上靠近A的四等分点,求.
$专题06 爪型三角形的突破11种常考考法归类
题型一 求中线长
题型七 与角平分线有关的范围问题
题型二 已知中线长求其他量
题型八 中线与角平分线的综合问题
题型三 与中线长有关的最值(范围)问题
题型九 高线问题
题型四 双中线问题
题型十 三等分点所在直线的相关问题
题型五 求角平分线长
题型十一 四等分点所在直线相关问题
题型六 已知角平分线长求其他量
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题型1 求中线长
1.(2026高三·全国·专题练习)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.
2.(2026高一·河南新乡·阶段检测)三角形的海伦面积公式为,其中,,,分别为的三个内角,,所对的边.已知在中,,且的面积为,则边上的中线长度为( )
A. B.8 C. D.
【答案】D
【分析】先求出三边边长,再根据中线向量可求中线的长度.
【详解】由正弦定理有,
设,其中,则,
故,故,
所以,设边上的中线为,则,
则
,
故.
3.(2026高一·重庆·阶段检测)在中,内角的对边分别为.
(1)求;
(2)若的面积为,求边上的中线的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先利用正弦定理得出,再利用余弦定理求出,最后利用同角三角函数关系即可;
(2)利用面积公式得出,再利用可计算.
【详解】(1)由以及正弦定理得,,
因为,所以由余弦定理可得,
因为,所以;
(2)因为的面积为,所以,
得,则,,
因为是边上的中线,所以,
则,
故边上的中线的长为.
4.(2026高一·福建宁德·阶段检测)在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,满足.
(1)求;
(2)若,的面积为,且,求、;
(3)在(2)的条件下,D为的中点,求中线的长.
【答案】(1)
(2),.
(3)
【分析】(1)根据正弦定理化简等式,进而求得结果.
(2)根据三角形面积公式和余弦定理计算即可.
(3)先根据余弦定理求出,然后根据余弦定理计算结果.
【详解】(1)因为角A,B,C的对边分别是a,b,c,满足,
根据正弦定理得,因为,
所以,所以,
化简得,又,所以.
又,所以.
(2)由,,得.
由余弦定理,得.
则,所以.又则,.
(3)由于,所以根据余弦定理得.
在中,,所以根据余弦定理得
所以.
题型2 已知中线长求其他量
5.(2026·河北张家口·模拟预测)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,,AD为BC边上的中线,且,则c=( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用等腰三角形性质求出底角的余弦,再利用余弦定理列式求解.
【详解】在中,,则,
在中,,,
由余弦定理得.
6.(2026高一·全国·专题练习)在中,为上的中线,,,,则________,________.
【答案】
【分析】由已知在中,利用正弦定理可得,进而可求的值,在中,由余弦定理解得,可求,由余弦定理可得的值.
【详解】因为,,,所以在中,
由正弦定理可得:,
所以.
因为在中,由余弦定理,,
可得:,即:,
所以解得:或(舍去),
所以,由余弦定理可得:,
.
故答案为:①;②.
7.(2026高一·福建厦门·期中)在中,,是中点,中线,则面积的最大值是( )
A.3 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【分析】解法1,设,利用余弦定理可得,令,可得,利用三角变换和三角函数性质求得,得解;
解法2,作,则是的重心,设,可得,,根据运算,结合三角函数性质得解;
解法3,作,以为原点,为轴建立平面直角坐标系,设,,可得,由三角形面积公式结合基本不等式求解.
【详解】解法1:令,在内由余弦定理,可知
,化简得:,故,
所以的面积,令,所以,
又,
所以,所以,所以,当且仅当时,取等号.
解法2:如图,作,垂足为,交于,则是的重心,,
设,所以,,故的面积等于,
所以的面积,当且仅当时取等号.
解法3:如图,作,垂足为,以为原点,为轴建立平面直角坐标系.
设,,则,,
所以的面积,当且仅当时取等号.
8.(2026高一·贵州毕节·阶段检测)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,.
(1)证明:;
(2)求C;
(3)若,边上的中线,求边a,b的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3),或,
【分析】(1)由正弦定理边角互化得,再整理即可证明;
(2)由(1)可得,进而得到即可求解;
(3)根据余弦定理可得,再利用双余弦得到,再解方程组即可.
【详解】(1)证明:由正弦定理得:,
即;
(2)解:因为,
即.
则,
因为,
所以;
(3)解:因为,由余弦定理知:,
即,
,,
即,
,,
故,
解得:,或,.
9.(2026高一·四川宜宾·期中)在中,角的对边分别为,向量,且
(1)求角的值;
(2)若是边上的中线,,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据向量模长公式得到,代入数量积的坐标公式,然后边化角得到角的三角函数式,求出角;
(2)利用向量中线公式得出边的长,根据面积公式计算求解.
【详解】(1)因为,所以,
所以,
由正弦定理得,
即,且,则,
可得,因为,
所以.
(2)由题意得,
则,
即有,且,
解得,
所以,
故的面积为.
10.(2026高一·重庆綦江·期中)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.
11.(2026·辽宁·模拟预测)在中,角,,的对边分别为,,,已知向量,,且.
(1)求角的大小;
(2)若为锐角三角形,,求的取值范围;
(3)设的面积为,边上的中线长为2,求的长.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据向量的数量积,结合三角函数性质求解即可.
(2)根据正弦定理、辅助角公式及正弦函数性质求解即可.
(3)根据三角形面积公式得到,根据为中点得到,结合向量数量积的运算律得到,代入余弦公式求解即可.
【详解】(1)由题意,
又,所以.
又,所以或,所以.
(2)因为,,
由正弦定理得:,则,.
易知,
所以.
因为为锐角三角形,所以,解得.
所以,所以,则.
所以的取值范围是.
(3)由题意知,,所以.
因为为中点,所以,
两边平方得:,
代入并整理:,
由余弦定理:,
所以.
12.(2026高一·四川达州·期中)在中,角的对边分别是,且,.
(1)求角的大小;
(2)若边上的中线,求的面积.
(3)若为锐角三角形,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据正弦定理和两角和的正弦公式化简即可求出;
(2)根据题意列出,化简得,又由余弦定理得即可求出;
(3)利用定理得到,再利用为锐角三角形,得到,进而得到的取值范围.
【详解】(1)由有,
,即,
,,又,故.
(2)由平方得,
所以,即,所以,
又由余弦定理得,所以,
所以的面积为.
(3)由题意得,又,
,
又为锐角三角形,则有,得,
所以,所以,故.
13.(2026高三·河北唐山·期中)在中,角、、的对边分别为,,,向量,,且.
(1)求角的值;
(2)若,是边上的中线,,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意利用正弦定理边化角,再结合三角恒等变换运算求解,
(2)利用向量法结合中线长公式求出边的值,再利用三角形面积公式求解
【详解】(1)因为,所以,所以,
所以,由正弦定理得,即,
且,则,可得,
因为,所以,
(2)由题意得,则,
即有,且,解得:,所以,
故的面积为.
14.(2026·江西·模拟预测)在中,内角所对的边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)若边上的中线的长度为2,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,
所以,当且仅当时等号成立,
所以,即面积的最大值为.
15.(2026高三·贵州贵阳·期末)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
16.(2026·重庆·模拟预测)设的内角,,的对边分别为,,,已知.
(1)求;
(2)若,边上的中线,设点为的外接圆圆心,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)结合两角和差的正弦公式对已知条件进行化简整理,得到,即可求解.
(2)由余弦定理及中线可得,结合三角形外接圆性质得到,,根据垂直关系的向量表示及向量数量积的运算律得到,,进而求解即可.
【详解】(1)在中,,所以,同理可得,.
由,得,
即,
整理得,
又,所以,所以,即,
又,所以.
(2)在中,由余弦定理,得,
又,所以,
即,也即,
解得,
令,的中点分别为,,由点为的外接圆圆心,得,,
,
,
所以.
题型3 与中线长有关的最值(范围)问题
17.(2026高一·四川成都·期中)在锐角中,设角所对的边分别为,已知且.
(1)求角;
(2)求周长的取值范围;
(3)求边上的中线的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)先利用正弦定理进行角化边,再利用余弦定理得解;
(2)利用正弦定理及三角恒等变换求出的取值范围进而得出结果;
(3)用余弦定理、中线向量定理、正弦定理、辅助角公式等,将的范围转化为的范围,再结合锐角三角形以及角,求得角的范围,即可得解.
【详解】(1)因为,
由正弦定理得,,
又由余弦定理得,,故.
(2)由正弦定理得 ,
,
又因为是锐角三角形,故,解得,
,
周长的取值范围为 .
(3)由余弦定理得,,即.
,两边平方得.
由正弦定理可知,,故,
因此
,
又因为是锐角三角形,故,解得,
故,,,
即,则.
18.(2026高一·江苏扬州·期中)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.
19.(2026高三·河北保定·阶段检测)已知a,b,c分别为三个内角A,B,C的对边,
(1)求角A;
(2)若,的面积为,求b,c;
(3)若,且为锐角三角形,D为BC的中点,求中线AD的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)利用正弦定理进行边角互化,再通过两角和公式与辅助角公式化简即可求解;
(2)联立三角形面积公式与余弦定理建立关于的二元方程组即可求解;
(3)利用中线向量公式与余弦定理将转化为关于的函数,再通过正弦定理及三角恒等变换,结合锐角三角形的范围限制即可求解.
【详解】(1),
由正弦定理可得,
∴,
即,,
因为,所以,所以,
即,即,
又,∴,则.
(2)由(1)及题设可得,即,
整理得,解得(负值舍去),故.
(3)因为D为BC的中点,所以,
两边平方得,
在中,由余弦定理得,即,
所以,
在中,由正弦定理得,
所以,
所以
,
因为为锐角三角形,所以,,
则,解得,
所以,所以,则,
即,
所以,所以中线AD的取值范围是.
20.【多选】(2026高一·江苏·期中)在锐角中,角所对的边分别为,则( )
A. B.的取值范围是
C.存在,其面积为1 D.边上的中线长的取值范围是
【答案】ACD
【分析】对于A,由结合正弦定理及两角和与差的正弦公式化简判断即可;对于B,结合及锐角可得,,再根据正弦定理及二倍角公式可得,进而求解判断即可;对于C,表示出,求出面积的取值范围即可判断;对于D,设的中点为,根据平面向量的数量积可得,结合,,可得,利用换元法求出其范围,进而求解判断即可.
【详解】对于A,由,
根据正弦定理,得,
则 ,
即,
则,
即 ,
在锐角中,,则,
则,即,故A正确;
对于B,由,则,
在锐角中,,即,则,
由正弦定理,得,故B错误;
对于C,由,,,,即,
根据正弦定理,得,则,即,
则
,
因为函数在上单调递减,
且时,,时,,
所以,则,
则存在,其面积为1,故C正确;
对于D,设的中点为,则,
所以
,
又,
而,则,
则,
令,则,
令,则,
因为函数在上单调递增,且时,,时,,
则,即,则,
所以,
即边上的中线长的取值范围是,故D正确.
21.(2026高一·河北石家庄·阶段检测)已知分别为三个内角的对边,且.
(1)求角;
(2)若为锐角三角形,,求边上的中线的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先用正弦定理把边的关系转化为角的关系,再利用三角形内角和与辅助角公式,结合角的范围即可求得结果;
(2)先通过余弦定理得到与的关系,再用向量表示出,结合正弦定理转化为角的三角函数,最后根据锐角三角形角的范围即可求出取值范围.
【详解】(1)根据题意可知,,
由正弦定理得:,
即,
所以,
即.
又,则,
故,即,所以 .
又,所以 ,
即,故.
(2)根据余弦定理得:,
即.
又因为,两边平方得.
根据正弦定理可知,,故,,
所以
.
又由于是锐角三角形,因此可得,解得.
因此,所以,即,
所以,则.
题型4 双中线问题
22.(2026·四川泸州·模拟预测)已知的面积为1,边上的中线为,且,则边的最小值为__________.
【答案】
【分析】利用线段长度的关系,设其中一条线段,就可以表示相关线段,再引入,利用面积关系找到一个等式,然后由余弦定理求边,最后转化为角的函数来求最值即可.
【详解】
取,根据已知条件可知为的重心,
由,设,,则,,
由,又因为,
所以,
再由余弦定理可知,
令,则,
即
因为,所以,
即,
因为,所以的最小值为,
故答案为:
23.(2026高一·江苏苏州·期中)已知a,b,c分别为三个内角A,B,C的对边,且.
(1)求角A的大小;
(2)当时,
(ⅰ)设BC,AC边上的两条中线AD,BE相交于点G,求的最大值;
(ⅱ)求值.
【答案】(1)
(2)(ⅰ);(ⅱ).
【分析】(1)运用正弦定理对进行转化,得出,再由角的范围得出角即可;
(2)(ⅰ)运用余弦定理得出,再应用向量基本定理结合为重心得出,最后应用数量积公式及运算律结合基本不等式计算求解;(ⅱ)应用数量积公式计算结合正弦定理化简,再应用三角恒等变换化简求解.
【详解】(1)因为,
由正弦定理可得,,
即,
整理得.
因为,所以,
所以,即,化简.
又因为,所以,即得.
(2)由余弦定理得,且,即得,即,
在中,,所以,
,
所以
,
因为,所以,解得,当且仅当时取等号.
所以,所以当且仅当时取最大值.
(ⅱ)由正弦定理,得,
又因为,所以,
所以
,
所以,所以.
24.(2026高一·山西晋中·阶段检测)在中,已知AB=2,AC=5,∠BAC=60º,BC、AC边上的两条中线AM、BN相交于点P,则∠NPM的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】求三角形内角的余弦值,可以建立平面直角坐标系求出点坐标,进而求出三角形对应边长,利用解三角形的余弦定理求出角的余弦值.
【详解】以点为原点,所在的直线为轴,建立平面直角坐标系,
,点的坐标为,过点作于点,
在中,,,,
点的坐标为,是中点,点的坐标为,是中点,
点的坐标为,设直线的解析式为,将点的坐标为代入,得,解得,
直线,设直线的解析式为,将点,的坐标代入,得,解得,
直线,联立直线与直线方程组得,解得,即点的坐标为,
根据两点间距离公式:,,,
根据余弦定理可得:,,解得.
题型5 求角平分线长
25.(2026·江苏南通·模拟预测)已知内角所对的边分别为,,且成等差数列.
(1)求的面积;
(2)若的角平分线交于,求.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由成等差数列,则,即,
,又,
解得,则,,
;
(2)平分,
,则,
解得,
,
,
解得.
26.(2026·湖北黄石·模拟预测)在中,角,,所对的边分别为,,,且.
(1)求;
(2)若,,的角平分线交于,求.
【答案】(1)
(2)2
【分析】(1)利用二倍角公式化简,由三角恒等变换结合三角形内角和即可求解.
(2)通过余弦定理以及三角形的面积公式求解即可.
【详解】(1),,
即,
所以,又因为,,
所以或,所以(舍)或,
因为,所以.
(2)由余弦定理可得,,
因为,解得:,
由可得,
,
解得:
27.(2026高一·重庆·期中)如图,中,角,,的对边分别为,,,,.点在延长线上.
(1)若,的角平分线交于点,求线段的长;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)如图:
因为,又,则,
所以.
解得.
(2)因为在的延长线上,故,
所以
,
因为,所以,得,
所以的取值范围为.
28.(2026高三·云南楚雄·阶段检测)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.
29.(2026高一·广东深圳·期中)在中,内角所对边分别为,若,,角C的角平分线交于点D,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据给定条件,利用余弦定理及三角形面积公式列式求解.
【详解】在中,,由余弦定理得,
解得,又,由,
得,则,
所以.
30.(2026高一·上海·期中)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.
31.(2026高一·重庆·阶段检测)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)
【分析】(1)首先由正弦定理将条件变为,化简后用余弦定理即可;
(2)首先需列出,代入已知条件即可得出.
【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.
32.(2026·四川宜宾·模拟预测)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.
33.(2026高一·全国·专题练习)中,,,的面积等于,则角平分线的长等于________.
【答案】/
【分析】先利用三角形面积公式求得,再由余弦定理求出,根据题设条件和等面积列式求解即得的长.
【详解】设中角所对的边分别为,
依题知,则有,
由余弦定理, ,
即解得.
设,则由可得 ,
化简得,解得.
即角平分线的长为.
故答案为:.
题型6 已知角平分线长求其他量
34.(2026·海南海口·模拟预测)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知.
(1)求角A;
(2)是的角平分线,且.当取最小值时,求此时的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)替换得到,即可求出;
(2)由利用三角形面积公式可得,根据基本不等式解出的最小值,应用取等条件求出三角形面积.
【详解】(1)
得到
得到,,,
又,.
(2)由得,
得,
化简得,即,
所以,
当且仅当时等号成立,取得最小值,
此时,面积为.
35.(2026·山东滨州·模拟预测)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积,且.
(1)求C;
(2)若C的角平分线交AB于D,且,求b.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由三角形面积公式和余弦定理可得,进而得到;
(2)在(1)基础上,利用三角形面积得到方程,由正弦定理可得,从而求出b.
【详解】(1),,
又,故,
故,又,故;
(2)由(1)中可知,,
,
,
又,,
故,
因为,,所以,,
故,
由正弦定理得,即,,
所以,
又,故,解得,
故.
36.(2026高一·江苏扬州·期中)在中,角的对边分别为,且
(1)求;
(2)若,点在外,,求四边形面积的最大值;
(3)若为钝角,的角平分线交于点,求面积的最小值.
【答案】(1)或
(2)
(3)
【分析】(1)根据正弦定理边化角,结合三角恒等变换求得,进而求得答案;
(2)由题意知为等边三角形,设,进而结合余弦定理,三角形面积公式得,再根据三角函数性质求解即可;
(3)由题意知,进而根据等面积法得,再结合基本不等式得,当且仅当时等号成立,最后根据面积公式求解即可.
【详解】(1)解:因为,
所以
因为,
所以,
因为,
所以,所以或,
(2)解:因为,所以,,
所以为等边三角形,
如图,设,
在中,
所以
因为,,
所以,当时,取得最大值.
(3)解:由为钝角得,因为的角平分线交于点,
所以
因为,即,
所以,整理得,
因为,当且仅当时等号成立,
所以,解得,当且仅当时等号成立,
所以
37.(2026高一·安徽合肥·期中)在中,内角的对边分别为;且.
(1)求角;
(2)若角平分线,求的面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据正弦定理和三角恒等变换,计算即可求解;
(2)如图,由得,结合基本不等式和三角形面积公式计算即可求解.
【详解】(1)因为,
由正弦定理得,
,
,
,
由,得,则,
又,所以.
(2)如图,为的角平分线,
,即,
得,解得(当且仅当时取等号),
所以,
即的面积的最小值为.
38.(2026高一·黑龙江哈尔滨·期中)的内角,,所对的边分别是,,,已知.
(1)求;
(2)是的角平分线,且,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据诱导公式及三角函数平方关系求解即可.
(2)根据三角形面积关系得到,结合基本不等式求解即可.
【详解】(1)因为,所以,
即,整理得,解得,
又,所以.
(2)在中,,是的角平分线,且,
而,
则,即,
整理得,
因此,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值是.
39.(2026高一·福建厦门·期中)在中,角所对的边分别为,已知,为边上一点,且.
(1)求角的大小;
(2)若,且,求a的值;
(3)若为角平分线,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3).
【分析】(1)由正弦定理和三角恒等变换得到,从而求出.
(2)先计算出,两边平方求出,又,联立两式解得,进而求出.
(3)若AD为角平分线,则,再利用正弦定理,结合三角恒等变换化简,利用基本不等式求出最小值.
【详解】(1)在中,由及正弦定理,
得,而,
因此,由,得,则,
即,由,得,所以.
(2)由,得,
由(1)知,,则
,整理得,
又,则,由余弦定理得,
所以.
(3)由AD为角平分线,得,
在中,由正弦定理,得,
即,则,,
因此
,由,得,,
则,当且仅当时取等号,
所以的最小值为.
40.(2026高二·云南怒江·阶段检测)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)
【分析】(1)本题利用正弦定理将边的关系转化为角的关系,结合三角形内角和与三角恒等变换,通过两角差的正弦公式推导角的等量关系,从而证明.
(2)本题先由(1)的结论结合正弦定理得到与的关系,再利用角平分线的性质得到三角形内角的关系,结合正弦定理建立关于的方程,求解得到的值.
【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).
41.(2026高三·浙江绍兴·期末)已知在中,角是的角平分线,且.
(1)若,求的长;
(2)若,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据同角三角函数的基本关系求出,进而求出,在中,根据正弦定理可求出;(2)由题意知,设,在中,由余弦定理可得到与x的关系,在和中,由余弦定理可求得x,进而可求得面积.
【详解】(1)因为所以,所以.
因为,所以,
所以,
在中,由正弦定理得,即,解得.
(2)由知,,
由角平分线定理可知,设,则,
在中,由余弦定理得,
即,解得.
在中,由余弦定理得,解得或,
当时,,,由得
,
解得,与矛盾,所以.
所以,,所以的面积为.
题型7 与角平分线有关的范围问题
42.(2026高一·河南郑州·期中)在锐角三角形中,角的对边分别为,若,.
(1)求角的大小;
(2)求边的值;
(3)角的角平分线与边交于点,求角平分线长度的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)利用正弦定理进行边化角,进一步整理得,即可求得角;
(2)利用正弦定理将所给等式转化为关于的等式,结合余弦定理即可求出;
(3)利用三角形面积公式,将角平分线表示为,对边对角模型,,转化为三角函数求值域.
【详解】(1)由及正弦定理得:
,
因为,所以,
所以,又,所以.
(2)由正弦定理,得,
由得:,
即,
由余弦定理得,,
联立解得.
(3)
如图所示,由(1)知,由于,
,
,
由(2)知,
因为,所以,
则
令,则,
因为是锐角三角形,则,
则,
令,由解析式可知在单调递增,
所以,即
即长度的范围为
43.(2026高一·山东聊城·期中)在中,角所对的边分别是,且.
(1)求角的大小;
(2)若为锐角三角形,求的取值范围;
(3)若角的角平分线交于点,求长度的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)利用正弦定理以及两角和差的正弦公式可得;
(2)利用正弦定理化简得出,根据锐角三角形求出,求三角函数的值域即可;
(3)利用余弦定理和基本不等式得出,再利用等面积得出,再利用基本不等式求解.
【详解】(1),
则由和正弦定理可得,,
因为,所以,又,所以,
因为,所以,所以,所以.
(2)由正弦定理,,
所以
.
由三角形为锐角三角形可知,,解得,
所以,
所以的取值范围为.
(3)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.
故长度的最大值为.
44.(2026高一·重庆·阶段检测)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)
【分析】(1)由正弦定理及两角和的正弦公式化简即可求解;
(2)由正弦定理转化为三角函数,利用两角差的正弦公式化简,再由正弦型三角函数求值域即可;
(3)由余弦定理及基本不等式求出范围,再由三角形面积公式得出,再利用基本不等式求解即可.
【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.
题型8 中线与角平分线的综合问题
45.【多选】(2026高三·山西临汾·期末)已知,,分别是内角,,的对边,为边上一点,的面积为,且满足,,则( )
A.
B.当为中线时,
C.当为高线时,
D.当为角平分线时,
【答案】ABD
【分析】利用以及正弦定理可求,判断A;利用剩余两个条件可求,再利用余弦定理求出,利用判断B;利用等面积判断C;利用 判断D.
【详解】由以及正弦定理可得,,得,故A正确;
因为的面积为,所以,即,
因为,所以,
因为,所以,则,则,
在中利用余弦定理可得,,
则,
当为中线时,,则,
即,得,故B正确;
当为高线时,,得,故C错误;
当为角平分线时,则,
由,得,
则,故D正确.
故选:ABD
46.(2026高一·天津·阶段检测)已知的内角的对边为,且.
(1)求角;
(2)若的面积为,为的中点,且,,求中线的长及内角的角平分线的长.
【答案】(1)
(2);
【详解】(1)由正弦定理得:,,
,又,.
(2)由(1)知:,,解得:;
为的中线,,
,
,即中线的长为;
为内角的平分线,,
,,
.
47.(2026高一·湖南长沙·期末)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(1)求角B;
(2)如图,的角平分线交于点D,且,,
(i)求的长度;
(ii)若边上的中线与相交于点F,求的余弦值.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)
【分析】(1)利用正弦定理边化角,再利用余弦定理求出即可得解.
(2)(i)根据角平分线性质和三角形面积的分割关系列出等式,求解BD的长度.
(ii)易知为向量的夹角,利用中线向量运算得,结合角平分线定理利用向量线性运算得,然后利用平面向量的夹角公式求解余弦值即可.
【详解】(1)在中,由及正弦定理,得,
即,
由余弦定理得,而,所以.
(2)(i)已知的角平分线交于点D,则,
又在中,,即,
即,解得.
(ii)因为为的中线,
所以,
又,则,
因为,为的角平分线,
在中,因为,得到①,
在中,因为,得到②,
又,由①②得到,
所以,
因为
,
所以,
即的余弦值为.
48.(2026高二·贵州遵义·阶段检测)在中,设角所对的边分别为,已知且.
(1)求角;
(2)若,求边上的角平分线的长;
(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)先利用正弦定理进行角化边,再利用余弦定理得解;
(2)先利用余弦定理求出,再利用等面积法,即可求解;
(3)用余弦定理、中线向量定理、正弦定理、辅助角公式等,将的范围转化为的范围,再结合锐角三角形以及角,求得角的范围,即可得解.
【详解】(1)因为,
由正弦定理得,,
又由余弦定理得,,
故.
(2)
由余弦定理可知,,代入,
可得,解得.
设,
,即,
解得,因此.
(3)由余弦定理得,,
即.
,两边平方得.
由正弦定理可知,,故,
因此
,
又因为是锐角三角形,故,解得,
故,,,
即,则.
49.(2026高一·广东佛山·期中)在中,内角所对的边分别是,且.
(1)求.
(2)若,求边上的角平分线长;
(3)求边上的中线的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3).
【分析】(1)先把已知条件中的用展开,约去后可直接求得再由正弦定理得到外接圆直径为,从而
(2)由结合正弦定理得到,,的值,由边上的角平分线为,利用三角形面积公式得到,得到由余弦定理结合得到从而得到的值.
(3)由为边上的中线得到,将此式子两边平方得到,由和余弦定理得到,利用正弦定理求出和且结合两角差的正弦公式通过计算得到,又结合正弦函数的图像和性质得到的取值范围,从而得到的取值范围.
【详解】(1)由已知
又所以
而
故
代入得
展开后可得
消去相同项,得
因为三角形内角满足所以
从而即
又因为所以
(2)由小问(1)知
由正弦定理得
故且
已知,边上的角平分线为,
则,
即,即,因此
由余弦定理即
又因为所以
代入上式得从而
所以
(3)由为边上的中线,得到,
则
因为,由余弦定理
即.
所以,即,
因为,所以,
可知且
所以
因为
所以,所以,
所以,因此
因为,于是故
50.(2026高三·安徽宣城·期末)在中,内角的对边分别为,已知.
(1)求角的大小;
(2)若边上的中线长为的角平分线交于点,求线段的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由正弦定理结合诱导公式及两角和正弦公式得出,应用角的范围求出角;
(2)先根据中线得出,再左右两边平方结合余弦定理得出为直角三角形,最后应用两角和正弦公式及正弦定理计算求解.
【详解】(1)根据题意,且,
由正弦定理得,
化简得,因为,
所以,又,
所以;
(2)根据题意,在中,边上的中线长为,
得,
两边平方得
化简,故有,
解得(舍去)或.
在中,,
又,故为直角三角形,
在中,,所以,
又,
所以根据正弦定理得
,
解得.
51.(2026高一·全国·专题练习)在中,已知.
(1)若为的中线,且,,求的长;
(2)若为的角平分线,且,,求的长.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)由正弦定理及二倍角公式化简可得,解法一:由,结合向量数量积运算律及余弦定理化简计算即可求解;解法二:在和中,由余弦定理化简计算求解;解法三:在和中,由余弦定理化简计算求解.
(2)解法一:设,由得,结合正弦定理及余弦定理化简计算即可求解;解法二:同解法一,根据同角三角函数基本关系及二倍角公式得,,在利用正弦定理化简计算即可;解法三:由得,同解法一结合二倍角公式得,代入计算即可求解;解法四:在△和△中,由余弦定理及结合解法一计算即可求解.
【详解】(1),由正弦定理及倍角公式,
得,
又,,
,,.
解法一:为中线,,
,
又,∴,
由余弦定理推论,得,
代入上式得,,;
解法二:在和中,由余弦定理得
得,代入②,得,
,,
;
解法三:在△和△中,由余弦定理,得
,,上述两式相加,
得,,
;
(2)解法一:设,则,,
由,得,,,,
又,,.
在中,由正弦定理,得,
即,.
在中,,,
由余弦定理,得;
解法二:同解法一,得,,,,
又为锐角,,
由倍角公式:,
,
在中,由正弦定理,,
.
解法三:由,得
,
,
同解法一,得,,,
由倍角公式:,又为锐角,,
.
解法四:在△和△中,由余弦定理,得
①,
②,
,,①②,得
,,
同解法一,得,,.
52.【多选】(2026·云南·模拟预测)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,其中,.若边上的中线,角A的角平分线交于点E,则下列结论正确的有( )
A. B.
C. D.的面积为
【答案】ABD
【分析】利用正弦定理边化角,结合和角的正弦求出判断A;利用余弦定理及数量积的运算律求出判断B;利用数量积的定义计算判断C;由三角形面积公式求出面积判断D.
【详解】在中,由及正弦定理,
得,而,则
对于A,,则,A正确;
对于B,由余弦定理得,又,两边平方得
,解得,B正确;
对于C,,C错误;
对于D,因为,为中点,所以,
由角A的角平分线交于点E,得,则,
因此点到边的距离,,D正确.
故选:ABD
题型9 高线问题
53.(2026高一·山东泰安·阶段检测)在中,,,,为的一条高线,则________.
【答案】
【分析】先利用余弦定理求出,再根据即可得解.
【详解】在中,由余弦定理得,
因为,
所以.
故答案为:.
54.(2026·河北·模拟预测)在中,角的对边分别为,若的平分线的长为,则边上的高线的长等于( )
A. B.
C.2 D.
【答案】B
【分析】由可得的值,进而可求得、的值,结合余弦定理可得,由等面积法可求得.
【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,
由可得,解得.
故选:B.
55.(2026高一·浙江·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,边上的中线、高线、角平分线长分别是,,,则下列结论中错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】A中,由正弦定理可得中线的表达式,判断出A的真假;B中,由三角形等面积法求出角平分线的表达式,判断出B的真假;C中,由三角形等面积法求出高的表达式,判断出C的真假;D中,由选项的分析,可得三角形的面积的表达式,判断出D的真假.
【详解】A:设为的中线,由可得,可得,
即,所以A正确;
B中,设,设为的角平分线,所以,
由三角形等面积法可得,
可得,
所以,即,所以B正确;
设为边上的高,由等面积法可得,
所以,因为,由余弦定理可得,
所以,
所以,
即,所以C正确;
D中,由C可得,所以D不正确.
故选:D.
56.(2026高一·北京顺义·期中)已知在 中,内角A,B,C所对边分别为a,b,c,
(1)求A的大小;
(2)若,判断下列三个条件是否能使存在且唯一,并对满足条件的求出的周长.
①边上的高线长为, ②, ③
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分
【答案】(1)
(2)选择条件①,的周长为;选择条件②,的周长为;
选择条件③,不符合要求.
【分析】(1)根据正弦定理进行边角转化,再结合三角函数关系得到A的大小.
(2)对于每个条件,分别根据已知条件结合正弦定理、余弦定理以及三角形的性质来判断是否存在且唯一,若存在则求出其周长.
【详解】(1)已知在中,内角A,B,C所对边分别为a,b,c,,
根据正弦定理可得,
在中,可知,
则,即,
又,所以.
(2)选择条件①,边上的高线长为,
由(1)知,则,
由余弦定理得,
所以存在且唯一,其周长为.
选择条件②,,
由(1)知,由余弦定理知,则,
整理得,而,解得,
所以存在且唯一,其周长为.
选择条件③,,
由(1)知,由正弦定理得,
因为,则,
所以存在两解,不符合要求.
57.(2026高二·北京东城·阶段检测)已知在中,内角所对边分别为,.
(1)求的大小;
(2)若,判断下列三个条件是否能使存在且唯一,并对满足条件的求出的周长.
①②边上的高线长为;③.
【答案】(1);
(2)选择条件①时,周长为 ;选择条件②时,周长为;选择条件③时,三角形存在不唯一
【分析】(1)利用正弦定理边化角求解.
(2)选择①,利用余弦定理求解判断,并求出周长;选择②,由直角三角形边角关系求出,再利用余弦定理求解判断 并求出周长;选择③,利用正弦定理求出并判断即可.
【详解】(1)在中,由及正弦定理,得,
而,则,
又,所以.
(2)选择条件①,,由(1)知,,
由余弦定理,可得,整理得,
而,解得,所以存在且唯一,其周长;
选择条件②,边上的高线长为,由(1)知,,
则,
由余弦定理,得,
所以存在且唯一,其周长;
选择条件③,,由(1)知,,
由正弦定理得,因为,则,
故存在两解,不符合题意,存在且不唯一,不符合题意.
58.(2026高三·北京·期中)在中,.
(1)求的大小;
(2)若,在下列三个条件中选择一个作为已知,使存在且唯一,求的周长.
①;
②的面积为;
③边上的高线长为.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1);
(2)选择条件②③,答案见解析.
【分析】(1)根据给定条件,利用正弦定理边化角,再利用和角的正弦求解.
(2)选择条件①,利用正弦定理解三角形并判断解的个数;选择条件②③,借助三角形面积公式及余弦定理求解.
【详解】(1)在中,由及正弦定理,
得,即,
而,解得,又,
所以.
(2)选择条件①,,由正弦定理得,而,
因此角有两解,即不唯一;
选择条件②,的面积为,由,
解得,由余弦定理得,
所以唯一,其周长为.
选择条件③,边上的高线长为,则的面积,
由,解得,
由余弦定理得,
所以唯一,其周长为.
59.(2026高二·云南玉溪·期中)已知的三个内角所对的边分别为,满足,且.
(1)求;
(2)若点在边上,,且满足 ,求边长;
请在以下三个条件:
①为的一条中线;②为的一条角平分线;③为的一条高线;
其中任选一个,补充在上面的横线中,并进行解答.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理将边化角,借助三角恒等变换公式化简即可;
(2)由(1)问,分析边角关系,利用余弦定理等知识求解即可.
【详解】(1)因为,由正弦定理可得,
由倍角公式可得,则,
又因为,则,
所以,
即.
且,则,可得,
又因为,所以.
(2)若选择①:若为的中线,设(),
由余弦定理可得,,
因为,可得,
即,整理得,可知,
又因为,解得或(舍去),
所以;
若选择②:若为的角平分线,则,
在中,由余弦定理得,即,
可知,即,可知,,
所以;
若选择③:若为的高线,则,
则,即,则,
可知,可知,,
所以.
60.(2026高三·北京·阶段检测)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,再从下列三个条件中选择一个作为已知,使得存在且唯一,然后解决下列问题:
(1)求角B和的面积;
(2)求AC边上的高线BD的长.
条件①:,;
条件②:,;
条件③:,.
【答案】(1)选②:,.
(2)
【分析】(1)选②:由正弦定理及三角恒等变换得,代入面积公式求解.
(2)由面积公式求高线BD的长
【详解】(1)选②:由及正弦定理得,
,
所以,
即,
因为,所以 ,
又因为,所以.
又,,所以,即,
故存在且唯一,
所以,
综上:,.
下面说明条件①③不满足的理由:
条件①:因为,所以,
由正弦定理得,所以,
又因为,所以.
又,,由余弦定理得,
所以,即,此方程有两解,
故满足条件的有两解,所以①不满足.
条件③:由得,即,不成立,
所以满足条件的不存在,所以③不满足.
(2)由(1)得,
所以.
61.(2026高一·北京西城·期末)已知在中,.
(1)求A的大小;
(2)若,在下列三个条件中选择一个作为已知,使存在且唯一,求的周长.
①的面积为;②;③AB边上的高线CD长为.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)利用正弦定理将已知的等式统一成角的形式,然后利用三角函数恒等变换公式化简计算即可;
(2)若选①,则由三角形的面积公式结合已知条件可求出,再利用余弦定理求出,从而可求出三角形的周长,若选②,由不能确保三角形唯一,所以不合题意,若选③,由AB边上的高线CD长可求出,再利用余弦定理求出,从而可求出三角形的周长.
【详解】(1)由正弦定理,得.
所以.
因为,所以,所以.
因为,,所以,即.
又因为,所以.
(2)选择①
因为,即,
即,所以.
又因为,即,
所以,所以的周长为.
若选择②,因为,且,
所以不唯一,所以②不合题意,
选择③
因为AB边上的高线CD长为,即,所以.
又因为,即
所以,所以的周长为.
62.(2026高二·贵州贵阳·期中)在中,A,B,C所对的边分别为,且.
(1)求;
(2)若,求BC边上的高线AD的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由,由正弦定理得,化简得,结合求解即可;
(2)由余弦定理结合基本不等式求三角形面积得最大值即可求出高线AD的最大值.
【详解】(1)因为,
由正弦定理得,
即,
又因为,所以,
因为,所以.
(2)由(1)可知:,又,
所以由余弦定理得:,
所以,所以,
当且仅当时,等号成立.
所以,
BC边上的高线AD的最大值.
63.(2026·全国·模拟预测)已知在△中,内角的对边分别为,且.
(1)若为边上的高线,求的最大值;
(2)已知为上的中线,的平分线交于点,且,求△的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)结合余弦定理和重要不等式可以求出的范围,再利用面积公式即可求出的最大值;另外,根据已知条件可以确定点是圆上一个动点,数形结合求解即可.
(2)方法一:根据三角恒等变换结合正弦定理余弦定理可以求出边的值,再利用角平分线定理求出,根据与的倍数关系进而求解即可.
方法二:同方法一可以求出,判断出为直角,进而求出的边长和角度求解即可.
方法三:由已知求出角,进而求得边,在△中以为底,为高,代入求解即可.
【详解】(1)方法一:由余弦定理得
,
所以(当且仅当时取等号).
又因为,
所以.
故的最大值为.
方法二:由知,点A在的优弧上运动(如图所示).
显然,当点A在的中垂线上时,即点位于点处时,边上的高最大.
此时△为等腰三角形,
又,故△为正三角形,
根据得.故的最大值为.
(2)方法一:因为,
所以,
所以,
即.
由正弦定理得,
结合(1)可得,所以,
所以.
因为平分,所以,
所以.
又因为是边上的中线,所以,
所以.
方法二:同方法一可得.
又因为,所以△是以角为直角的直角三角形.
由于平分是边的中线,且
所以,
所以,
所以,
所以,
所以.
方法三:由得,
则.
又因为,所以.
由是角平分线知,
在中易得,
又因为,所以,
所以.
题型10 三等分点所在直线的相关问题
64.(2026·河北廊坊·模拟预测)在中,其所对的边分别为,为边上靠近点A的三等分点,,,,则( )
A. B. C.1 D.3
【答案】A
【分析】过点作,利用等腰三角形的性质得到,再由条件求出,在中建立等式,求解.
【详解】
如图,过点作,
因为,所以是中点,且
又因为为边上靠近点A的三等分点,所以,
又因为,所以,
则,.
又因为,联立,
因为,所以,解得
在中,由余弦定理得
,
解得,所以
65.(2026·重庆·模拟预测)在中,角,,的对边分别为,,,且满足.
(1)求角;
(2)若,,点为边上靠近点的三等分点,求的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由正弦定理结合两角和的正弦公式化简求解;
(2)由题意可得,根据向量数量积运算律计算求解.
【详解】(1)因为,由正弦定理可得,,
即,,
又因为,
所以,且,
所以,因为,所以.
(2)因为点为边上靠近点的三等分点,
所以,
,
,
所以,即的长为.
66.(2026高一·安徽阜阳·期中)如图,在△ABC中,点D为边BC上靠近B点的三等分点,,.当最小时,BD的长为______.
【答案】
【分析】设,余弦定理表示出,结合基本不等式求最小值和最小值成立的条件.
【详解】设,则,
则在中,,
在中,,
故
,
由于,当且仅当,即时取等号,
故,即的最小值为,
此时也取最小值,有,即此时.
故答案为:
67.(2026高一·浙江·期中)在中,角所对的边分别是,且.
(1)求;
(2)若是边上靠近的三等分点,,,求的面积;
(3)若是的角平分线,,,求的长.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据正弦定理边化角,结合三角恒等变换得,再根据三角函数性质即可求得;
(2)由题意,进而根据向量模的关系求得,再计算面积即可;
(3)根据题意,结合得,再根据余弦定理求解即可.
【详解】(1)解:因为,
由正弦定理可得,
所以,
所以,
又因为,所以,
所以,又因为,所以,
所以,故;
(2)解:因为是边上靠近的三等分点,
所以,
所以,
又因为,,,
所以,化简得,
即,解得或(舍去),
所以;
(3)解:已知平分,且,故,
由 得;
将 ,代入得 ,解得
∵
∴
68.(2026高一·广东广州·期中)如图,在中,点为边上靠近点的三等分点,,.
(1)若,求三角形的面积;
(2)当最小时,求的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由正弦定理求得的长,即可得的长,由三角形面积公式即可求得答案.
(2)设,利用余弦定理表示出,即可得的表达式,结合基本不等式确定其最小值,即可求得答案.
【详解】(1)在中,,,故,,
由正弦定理得,即,
而,
故,
故,
故的面积为
.
(2)设,则,
则在中,,
在中,,
故
,
由于,当且仅当,即时取等号,
故,
即取到最小值即取最小值时,,
即此时.
69.(2026高二·四川成都·阶段检测)如图,已知,,为边上靠近点的三等分点.
(1)若,,求.
(2)若直线平分,求与内切圆半径之比的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据条件,利用向量的线性运算,得到,在中,令,,根据余弦定理得,,再结合条件即可求出结果;
(2)根据角平线的性质得出,在中,利用余弦定理和条件得出,再利用等面积法得到,再结果的范围即可求出结果.
【详解】(1)由题意,,,
所以,
因为,,
所以,
故,则,即,
故,
不妨记,,则,
又,
所以,解得,则,
所以.
(2)设与内切圆的半径分别为与,因为直线BD平分,所以由角平分线性质定理得,记,则,
记,则,
因为,
所以
,
因为,即,则,
所以,即
设顶点到的距离为,因为,
又,,
所以,
则,
令,则,,
所以,
因为,所以,则,故,
所以,即,
所以,故,
所以与内切圆半径之比的取值范围为.
70.(2026高一·广东深圳·期中)在中,角所对的边分别为,,,.
(1)求和三角形的面积;
(2)若为边上靠近的三等分点,求的长.
【答案】(1);.
(2)
【分析】(1)先求出,由正弦定理求出,再由三角形的面积公式求解即可;
(2)由,两边同时平方代入求解即可得出答案.
【详解】(1)因为,,所以,
,
由正弦定理可得:,则,解得:.
三角形的面积.
(2)为边上靠近的三等分点,则,
所以,
所以,
,解得:.
71.(2026·安徽安庆·模拟预测)在中,角的对边分别为, ,点为边上一点.
(1)求角的大小;
(2)若是边上靠近点的一个三等分点,,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)由三角恒等变换可得,结合正弦定理和余弦定理求解即可;
(2)结合向量的线性运算、正弦定理和三角形的内角和定理可得,根据,求解即可.
【详解】(1)因为,
即,
所以,
即,
所以,
即,
由余弦定理可得,
又因为,所以;
(2)由题意可得,
所以,
所以,
即,
又因为,
所以,
即,
所以,
即
,
,
因为,所以,
所以,
所以,
即,
所以,即,
又因为,
所以,
所以实数的取值范围为.
72.(黑龙江大庆市2026届高三年级第三次教学质量检测数学试题)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求B;
(2)若点D为AC边上靠近点C的三等分点,且,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理边角互化以及两角和差的正弦公式化简即可;
(2)设,,利用余弦定理得出,再利用正弦定理求出即可.
【详解】(1)由以及正弦定理得,
则,
∵,∴,
因为,所以;
(2)因为,且,
所以.
设,则.
在中,由(1)知,
由余弦定理得,
故.
在中利用正弦定理得,得,
因为,所以,故.
题型11 四等分点所在直线相关问题
73.(2026高一·安徽·阶段检测)如图,在中,为边上靠近点的四等分点,,,的面积为,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由,求得,在中,利用余弦定理求得,然后由求解.
【详解】由题意得,
解得,
在中,,
所以,
所以,
解得.
故选:D.
74.(2026高二·广东深圳·期中)已知中,角对应的边分别为,是上的四等分点(靠近点)且,则的最大值是___________.
【答案】/
【分析】根据题意及正弦定理化简得,进而有,设,则,再结合正弦定理,化简得,结合三角函数的性质,即可求.
【详解】因为,正弦边角关系得,
可得,即,
所以,,则,
设,则,且,
在中,且,则,
在中,由,则,
由,即,
由正弦定理知(为的外接圆半径),
所以,
则,即,
又,故当,即时,所以.
故答案为:
75.(2026高三·湖南长沙·阶段检测)已知的角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求A;
(2)若的面积为,,点D为边上靠近B的四等分点,求的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由已知结合余弦定理角化边得,接着由余弦定理即可得解.
(2)先由和求出角,接着由正弦定理形式的面积公式求出,再由余弦定理
即可求解.
【详解】(1)因为,
所以由余弦定理可得,整理得.
所以由余弦定理可得,
又,所以.
(2)因为,,
所以,
即,
又,故,则,
所以,所以.
所以,所以,
所以在中,,,由余弦定理可得
,即.
76.(2026高三·江苏·阶段检测)在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知,向量,,且.
(1)求角A的大小;
(2)若点D为边BC上靠近B的四等分点,且,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,由,利用平面向量共线的坐标运算,得出,且,进而得出,即可求出,结合三角形的内角,即可求出的值;
(2)设,由点为边靠近点的四等分点,得,由三角形内角和可算出,在中,利用余弦定理求出,从而得出和,最后利用三角形的面积公式即可求出的面积.
【详解】(1)由题可知,,,且,
所以,即,
所以,
又,所以,即,
所以,
若,则,与矛盾,所以,所以,
又为的内角,所以,所以的值为.
(2)设,由点为边靠近点的四等分点,得,
由(1)得,且已知,则,
在中,根据余弦定理:,
得,
解得:,所以,所以,
所以的面积为.
77.(2026·山东泰安·模拟预测)如图,在△ABC中,,
(1)求BC的长度;
(2)若E为AC上靠近A的四等分点,求.
【答案】(1)(2)
【解析】(1)计算得到 , ,利用余弦定理计算得到答案 .
(2)根据余弦定理得到 ,利用正弦定理计算得到答案.
【详解】(1)因为 , ,在中, ,,
,,又 , ,
在中,,
.
(2)由(1)知AB=2, , ,
中,,
,
在 , ,
.
【点睛】本题考查了正弦定理,余弦定理解三角形,意在考查学生的计算能力和应用能力.
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