内容正文:
专题04 解三角形的最值范围与图形类问题
内容导航
01复习目标→明考向、知权重、晓关联、以目标导学,以考向定标
02知识重构→系统讲解重难核心知识,重构整合形成体系
03题型突破→汇总常考题型,举一反三,方法提炼
题型一:角度的最值与范围问题
题型二:面积与周长的最值范围问题
题型三:边长和差比的最值范围问题
题型四:多边形中的基础解三角形问题
题型五:多边形中的联立解三角形问题
题型六:三角形角平分线相关问题
题型七:三角形中线相关问题
题型八:三角形重心性质及应用问题
04综合通关→综合演练,梯度设题;查漏补缺,闭环收官
05错题留痕→预留固定区域,记录错题题号、错因与正解
常考考点
命题风向
1.正弦定理、余弦定理的综合应用
2.三角形边长、角度的最值与范围问题
3.三角形面积的最值与范围问题
4.三角形中周长的最值与范围问题
5.三角形的图形类综合问题(含外接圆、内切圆)
1.边角互化与基本量求解:利用正弦、余弦定理实现边角互化,求解三角形的边长、角度等基本量,常与三角恒等变换结合考查。
2.边长与角度的最值/范围:利用余弦定理结合基本不等式、正弦定理结合三角函数值域,求解边长、角的取值范围,是本专题核心考点。
3.面积与周长的最值/范围:通过面积公式、周长公式转化为函数或不等式问题,常与三角函数、二次函数性质结合考查。
4.外接圆与内切圆相关问题:结合正弦定理求外接圆半径,利用内切圆性质、面积公式求解相关量,常与最值问题结合。
5.图形类综合问题:在复杂三角形、多边形背景中,利用正余弦定理分析图形结构,求解角度、边长、面积,考查几何直观与转化能力。
考情解码:“解三角形的最值范围与图形类问题”是高中数学解三角形专题的核心拓展内容,是衔接三角恒等变换、函数、不等式与几何的重要载体,在高考解答题中占据关键地位。本专题涉及的正余弦定理综合应用、边角关系转化、图形分析等内容,是培养学生逻辑推理、运算求解与数形结合能力的重要载体。
试题从单一的三角形基本量求解,向多条件约束下的最值/范围探究、复杂图形背景下的综合分析转型,着重考查学生的转化化归能力、几何直观能力以及运用解三角形知识解决综合问题的能力。利用正余弦定理结合基本不等式或三角函数求最值、外接圆/内切圆相关图形问题是高频综合考点,常与后续立体几何、解析几何等知识结合,体现几何知识的内在联系。
知识点一解三角形的最值范围
1.基本不等式法
利用基本不等式求最值范围,主要结合余弦定理,可求周长及面积的题目,若要求解周长的范围时,还需利用三角形“两边之和大于第三边(任意三角形)”
2.三角函数法
先利用正弦定理将边转化成角,然后利用或者题干中角的关系,可将所求式子中的角统一成一个角,需要注意题干中对角有没有限制要求,利用角的范围求出范围
即时即练
在中,内角的对边分别为,满足.
(1)证明:;
(2)若,,点为边上一点,为的平分线,求的值;
(3)若为锐角三角形,求的取值范围.
知识点二图形类问题
1.多边形解三角形
将多边形分割成多个三角形,若有一个三角形可用正余弦定理求解六要素,则要根据所求边或角所在的三角形合理求解边角;若没有一个三角形可求解六要素,则需要根据条件选择边角要素(要挑选有关系的边角或者两三角形的的公共边或公共角)进行假设,然后利用正余弦定理构造方程进行求解
2.角平分线与中线问题
1.角平分线
若是的角平分线,则有:①等面积法;②
2.中线
若是的中线,则
方法一:向量法;
方法二:(双余弦定理法)在中,由余弦定理得,①
在中,由余弦定理得,②
因为,所以,所以①+②式即可
即时即练
已知的内角、、的对边分别为、、,且,角B为钝角.
(1)求;
(2)在①重心,②内心,③外心这三个条件中选择一个补充在下面问题中,并解决问题.
若,,为的___________,求的面积.
题型一:角度的最值与范围问题
【典例1-1】(2026·福建泉州·模拟预测)钝角的内角,,的对边分别为,,,且,则的取值范围为()
A. B. C. D.
【典例1-2】(2026·高一·重庆·阶段检测)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.则的最大值为( )
A.2 B. C. D.
【变式1-1】(2026·高一·浙江·期中)已知满足:,则角的最大值是( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(2026·高一·广东广州·期中)在中,内角,,所对的边分别为,,,且.
(1)求;
(2)若,,求边上的角平分线长;
(3)若为锐角三角形,点为的垂心,,求的取值范围.
题型二:面积与周长的最值范围问题
【典例2-1】(2026·高一·江苏泰州·期中)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且与共线.
(1)求C;
(2)若,求周长的取值范围;
(3)若,且为锐角三角形,角A与角B的内角平分线交于点D,求面积的取值范围.
【典例2-2】(2026·高一·辽宁大连·期中)在中,角为锐角,的面积为4,且,则周长的最小值为( )
A. B. C. D.
【变式2-1】(2026·高一·黑龙江牡丹江·期中)在锐角△ABC中,,
(1)求△ABC的周长的取值范围;
(2)求△ABC的面积的取值范围.
【变式2-2】(2026·高一·四川绵阳·期中)阅读下面的两个材料:
材料一:我国南宋的数学家秦九韶在《数书九章》中提出了“三斜求积术”:若把三角形的三条边分别称为小斜、中斜和大斜,记小斜为,中斜为,大斜为,则三角形的面积为,这个公式称之为秦九韶公式;
材料二:希腊数学家海伦在其所著的《度量术》中给出了用三角形的三条边长表示三角形的面积的公式,即三角形的三条边长分别为,,,则它的面积,其中,这个公式称之为海伦公式;
在中,所对边分别为请回答下面的问题:
(1)若的周长为18,且满足,求这个三角形的面积;
(2)若的面积为6,其内切圆半径为1,,求、.
(3)若,,求面积的最大值.
【变式2-3】(2026·高一·广东深圳·期中)在锐角中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,则周长的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式2-4】(2026·高一·广东惠州·阶段检测)在锐角中,角、、所对应的边分别为、、.已知,,则周长的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式2-5】(2026·高一·山东滨州·期中)如图,设的内角所对的边分别为,且.若点是外一点,,则四边形面积的取值范围为___________.
题型三:边长和差比的最值范围问题
【典例3-1】(2026·高一·四川乐山·阶段检测)在中,角所对的边分别为,且.若,则的最大值为______.
【典例3-2】(2026·高一·四川成都·期中)在中,角,,所对的边分别是,,,,且.若角的角平分线交于点,则长度的最大值为( )
A. B. C. D.3
【变式3-1】(2026·高一·江苏扬州·期中)在边长为2的正三角形的边上分别取两点,沿线段折叠三角形,使顶点正好落在边上,则的长度的最小值为( )
A. B. C. D.2
【变式3-2】(2026·高一·广西南宁·期中)在锐角中,内角的对边分别为,已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式3-3】(2026·河南郑州·二模)已知的面积为1,,的中点分别,,且,则的最小值为( )
A. B.2 C. D.
题型四:多边形中的基础解三角形问题
【典例4-1】(2026·高一·陕西榆林·期中)如图,已知中,,延长至点,连接.
(1)求的长;
(2)若,求的长.
【典例4-2】(2026·高一·福建龙岩·期中)如图中,,,,的中点为,求
(1)与的长;
(2)的余弦值.
【变式4-1】如图,在直角三角形ABC中,AD垂直于斜边BC,且垂足为D.设BD及CD的长度分别为a与b.
(1)求斜边上的高AD与中线AE的长;
(2)用不等式表示斜边上的高AD与中线AE长度的大小关系.
【变式4-2】(2026·高一·海南省直辖县级单位·期中)如图,是等边三角形,是等腰直角三角形,,交于,.
(1)求的度数;
(2)求的面积.
题型五:多边形中的联立解三角形问题
【典例5-1】(2026·高一·湖南衡阳·期中)如图,在中,,,点在线段上.
(1)若,求的长;
(2)若,的面积为,求的值.
【典例5-2】(2026·高一·河南新乡·阶段检测)如图,在四边形中,,,,.
(1)求边的长度;
(2)求四边形的面积;
(3)求的值.
【变式5-1】如图,在梯形中,.求的正弦值和BD的长.
【变式5-2】(2026·高一·北京·期末)如图,在四边形中,,,.再从条件①,条件②这两个条件中选择一个作为已知,解决下列问题.
(1)求的值;
(2)求的大小.
①面积;
②.
题型六:三角形角平分线相关问题
【典例6-1】(2026·高一·福建宁德·期中)在中,角的对边分别是,满足,且.
(1)求角的大小;
(2)为边上的一点,,且__________,求的面积;
(从下面①,②两个条件中任选一个,补充在上面的横线上并作答).
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
①是角的平分线;
②为线段的中点.
(3)若为锐角三角形,求边上高的取值范围.
【典例6-2】(2026·高一·河北石家庄·阶段检测)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.
【变式6-1】(2026·高一·湖北咸宁·期中)记的内角的对边分别为,若.
(1)求;
(2)若,线段是的平分线,交于点,求线段的长.
【变式6-2】(2026·高一·江苏无锡·阶段检测)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知,,.
(1)求sin B的值;
(2)求c的值.
(3)若的平分线交BC于点D,求AD的长.
题型七:三角形中线相关问题
【典例7-1】(2026·高一·吉林长春·阶段检测)已知的内角的对边分别为,且满足.
(1)求B的大小;
(2)若是的中线,求的最小值.
【典例7-2】(2026·高三·河南信阳·期末)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.
【变式7-1】(2026·高一·安徽阜阳·阶段检测)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)若,边AB的中点为D,求中线CD的长度的取值范围.
【变式7-2】(2026·高一·安徽滁州·阶段检测)已知是锐角三角形,内角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)求的取值范围;
(3)若,求边上的中线的取值范围.
题型八:三角形重心性质及应用问题
【典例8-1】(2026·高一·内蒙古·阶段检测)在中,.
(1)证明:为△ABC的重心.
(2)设.
①证明:为定值.
②求的最大值,并求此时AB的长.
【典例8-2】(2026·高三·江苏·开学考试)如图,在△ABC内任取一点P,直线AP、BP、CP分别与边BC、CA、AB相交于点D、E、F.
(1)试证明:
(2)若P为重心,,求的面积.
【变式8-1】(2026·高一·贵州·期中)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求;
(2)若O为的重心,且,证明:是等腰三角形.
【变式8-2】(2026·高一·江苏淮安·期末)在①;②这两个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并加以解答.
在中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,已知______.
(1)求角A的大小;
(2)若为锐角三角形,且其面积为,点G为重心,点M为线段的中点,点N在线段上,且,线段与线段相交于点P,求的取值范围.
注:如果选择多个方案分别解答,按 第一个方案解答计分.
1.(2026·高一·重庆·期中)钝角的内角,,的对边分别为,,,满足,则的取值范围为( )
A.(0,1) B. C. D.
2.(2026·高一·江苏南京·期中)在中,内角,,所对的边分别为,,,,且的外接圆的半径为1,则周长的最大值为( )
A. B. C. D.
3.(2026·山西太原·二模)在钝角中,分别是的内角所对的边,点是的重心,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(多选题)(2026·高一·广东广州·期中)在中,三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,,,则( )
A.
B.
C.
D.的范围为
5.(多选题)(2026·高一·四川广安·阶段检测)若的内角,,对边分别是,,,,且,则( )
A.外接圆的半径为 B.的周长的最小值为
C.的面积的最大值为 D.边的中线的最小值为
6.(多选题)(2026·高二·浙江·阶段检测)在中,角、、的对边分别为、、,的面积为,且,,则下列结论正确的有( )
A. B.
C.的周长可以是 D.的外接圆半径可以是
7.(多选题)(2026·高一·湖北荆州·期中)已知中,内角,,所对的边为,,,且,,则下列四个选项中正确的是( )
A.若,则有两解 B.的最大值为2
C.周长的取值范围为 D.的取值范围为
8.(多选题)(2026·高一·安徽亳州·阶段检测)在中,角所对的边分别为,若,且,则下列说法正确的是( )
A.
B.角的最大值为
C.若是锐角三角形,且,则是等边三角形
D.若是钝角三角形,则的取值范围是
9.(多选题)(2026·浙江绍兴·模拟预测)设的内角的对边分别为,若,且,则( )
A.
B.
C.的面积可以是1
D.的周长可以是3
10.(多选题)(2026·高一·河北邢台·期中)如图,在圆的内接四边形中,,,,则( )
A. B.
C. D.的面积为
11.(多选题)(2026·高一·重庆·期中)在中,内角的对边分别为,已知,则下列说法正确的是( )
A.
B.的外接圆的半径为
C.若的面积为,则的周长为
D.若边上的中线长为,点在上,为的角平分线,则
12.(2026·高一·四川资阳·期中)在中,,D为BC边上一点,且.若AD为的平分线,且为锐角三角形,则边AC的取值范围______.
13.(2026·高一·海南省直辖县级单位·期中)在锐角中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,,则边长的取值范围为___________.
14.如图,P为内一定点,且,,分别在射线OA、OB上运动,则的周长最小值为______.
15.(2026·高一·全国·期末)在中,内角的对边分别是.
(1)求的值;
(2)若,求周长的最大值.
16.(2026·高一·甘肃天水·期中)已知,,.
(1)求函数的解析式;
(2)求在上的最大值和最小值.
(3)设的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若且,求周长的最大值.
17.(2026·四川成都·模拟预测)已知,,.
(1)求函数的解析式及最小正周期;
(2)设的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若且,求周长的最大值.
18.(2026·高一·河北沧州·期中)如图,在中,,D为边AC上一点,且,.
(1)若.
(ⅰ)求;
(ⅱ)求的面积;
(2)若,求的取值范围.
19.(2026·高一·四川巴中·期中)已知锐角三角形中,角、、的对边分别为、、,且满足.
(1)求证:;
(2)若,求的取值范围;
(3)若,求三角形面积的取值范围.
20.(2026·高一·江苏泰州·期中)的内角的对边分别为,且.
(1)已知.
①若是的角平分线,,求的长;
②若,求面积的最大值.
(2)若是边的三等分点(靠近点),,求实数的取值范围.
21.(2026·高三·贵州遵义·阶段检测)如图,在四边形中,.
(1)求的值;
(2)若,且的面积是面积的4倍,求的长.
22.如图,在四边形中,,,平分且与相交于点.
(1)若的面积为,求;
(2)若,求的面积.
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专题04 解三角形的最值范围与图形类问题
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01复习目标→明考向、知权重、晓关联、以目标导学,以考向定标
02知识重构→系统讲解重难核心知识,重构整合形成体系
03题型突破→汇总常考题型,举一反三,方法提炼
题型一:角度的最值与范围问题
题型二:面积与周长的最值范围问题
题型三:边长和差比的最值范围问题
题型四:多边形中的基础解三角形问题
题型五:多边形中的联立解三角形问题
题型六:三角形角平分线相关问题
题型七:三角形中线相关问题
题型八:三角形重心性质及应用问题
04综合通关→综合演练,梯度设题;查漏补缺,闭环收官
05错题留痕→预留固定区域,记录错题题号、错因与正解
常考考点
命题风向
1.正弦定理、余弦定理的综合应用
2.三角形边长、角度的最值与范围问题
3.三角形面积的最值与范围问题
4.三角形中周长的最值与范围问题
5.三角形的图形类综合问题(含外接圆、内切圆)
1.边角互化与基本量求解:利用正弦、余弦定理实现边角互化,求解三角形的边长、角度等基本量,常与三角恒等变换结合考查。
2.边长与角度的最值/范围:利用余弦定理结合基本不等式、正弦定理结合三角函数值域,求解边长、角的取值范围,是本专题核心考点。
3.面积与周长的最值/范围:通过面积公式、周长公式转化为函数或不等式问题,常与三角函数、二次函数性质结合考查。
4.外接圆与内切圆相关问题:结合正弦定理求外接圆半径,利用内切圆性质、面积公式求解相关量,常与最值问题结合。
5.图形类综合问题:在复杂三角形、多边形背景中,利用正余弦定理分析图形结构,求解角度、边长、面积,考查几何直观与转化能力。
考情解码:“解三角形的最值范围与图形类问题”是高中数学解三角形专题的核心拓展内容,是衔接三角恒等变换、函数、不等式与几何的重要载体,在高考解答题中占据关键地位。本专题涉及的正余弦定理综合应用、边角关系转化、图形分析等内容,是培养学生逻辑推理、运算求解与数形结合能力的重要载体。
试题从单一的三角形基本量求解,向多条件约束下的最值/范围探究、复杂图形背景下的综合分析转型,着重考查学生的转化化归能力、几何直观能力以及运用解三角形知识解决综合问题的能力。利用正余弦定理结合基本不等式或三角函数求最值、外接圆/内切圆相关图形问题是高频综合考点,常与后续立体几何、解析几何等知识结合,体现几何知识的内在联系。
知识点一解三角形的最值范围
1.基本不等式法
利用基本不等式求最值范围,主要结合余弦定理,可求周长及面积的题目,若要求解周长的范围时,还需利用三角形“两边之和大于第三边(任意三角形)”
2.三角函数法
先利用正弦定理将边转化成角,然后利用或者题干中角的关系,可将所求式子中的角统一成一个角,需要注意题干中对角有没有限制要求,利用角的范围求出范围
即时即练
在中,内角的对边分别为,满足.
(1)证明:;
(2)若,,点为边上一点,为的平分线,求的值;
(3)若为锐角三角形,求的取值范围.
【解析】(1)略
(2)由,所以,
又,所以,
又,所以,
又由为的平分线,
所以,
所以,
所以,
又由余弦定理得:,
所以,所以;
(3)由(1)有,又,所以,
又由正弦定理得:
,
又为锐角三角形,所以,
所以,所以,所以.
知识点二图形类问题
1.多边形解三角形
将多边形分割成多个三角形,若有一个三角形可用正余弦定理求解六要素,则要根据所求边或角所在的三角形合理求解边角;若没有一个三角形可求解六要素,则需要根据条件选择边角要素(要挑选有关系的边角或者两三角形的的公共边或公共角)进行假设,然后利用正余弦定理构造方程进行求解
2.角平分线与中线问题
1.角平分线
若是的角平分线,则有:①等面积法;②
2.中线
若是的中线,则
方法一:向量法;
方法二:(双余弦定理法)在中,由余弦定理得,①
在中,由余弦定理得,②
因为,所以,所以①+②式即可
即时即练
已知的内角、、的对边分别为、、,且,角B为钝角.
(1)求;
(2)在①重心,②内心,③外心这三个条件中选择一个补充在下面问题中,并解决问题.
若,,为的___________,求的面积.
【解析】(1)由正弦定理可得,因为,所以.
因为,所以.
(2)若选①,连接并延长交边于点,
因为为的重心,所以为的中点,且,
所以点到的距离等于点到的距离的,
所以,;
若选②,由余弦定理可得,
若为的内心,设的内切圆的半径为,
则,则,
因此,;
若选③,若为的外心,设的外接圆半径为,
由余弦定理可得,则,
在优弧上任取一点,则,则,
因此,.
题型一:角度的最值与范围问题
【典例1-1】(2026·福建泉州·模拟预测)钝角的内角,,的对边分别为,,,且,则的取值范围为()
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】已知,则.
即.
所以.
由于,
所以或.
当时,可得,那么,不满足为钝角三角形, 舍去.
当时,则,满足为钝角三角形,此时.
由正弦定理得,
,
由各内角大于0,即,可得,故,
对勾函数在上单调递减,且,
所以,所以的取值范围为.
【典例1-2】(2026·高一·重庆·阶段检测)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.则的最大值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【解析】由余弦定理,将代入得.
进而.
的最小值为,因此的最大值为.
令,.
, 当时,,
根据对勾函数的性质可得,
故的最大值为,
即的最大值为.
【变式1-1】(2026·高一·浙江·期中)已知满足:,则角的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由,得,即.
所以,当时取等号;
又,故角为锐角,,,当时取等号,
所以角的最大值是.
【变式1-2】(2026·高一·广东广州·期中)在中,内角,,所对的边分别为,,,且.
(1)求;
(2)若,,求边上的角平分线长;
(3)若为锐角三角形,点为的垂心,,求的取值范围.
【解析】(1)由已知,得,即,
根据正弦定理,可得,化简得,
由余弦定理,得,
又,所以;
(2)根据余弦定理,得,整理得,
又,,,代入整理得,解得,
又为边上的角平分线,所以,,
即,
化简得,
又,,所以,解得;
(3)延长交于点,延长交于点,
因为点为的垂心,所以,,
设,则且,
所以,又,
在中,,
在中,,,所以,
在中,,同理可得,
所以
因为,所以,
所以,
所以,
即的取值范围为.
题型二:面积与周长的最值范围问题
【典例2-1】(2026·高一·江苏泰州·期中)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且与共线.
(1)求C;
(2)若,求周长的取值范围;
(3)若,且为锐角三角形,角A与角B的内角平分线交于点D,求面积的取值范围.
【解析】(1)在中,,
∵与共线,∴,
由正弦定理可得
∴,
∴,
∵,∴,又,所以;
(2)由(1)知,又,由余弦定理,
得,
即,因为,当且仅当时等号成立,
所以,即,则,
由三角形三边关系知,所以,即,
所以周长的取值范围为;
(3)因为角A与角B的角平分线交于点D,,,
所以,设,,
在中,由正弦定理,
所以,即,,
所以
,
因为,为锐角三角形,
所以,即,
所以,即,
则,
所以面积的取值范围为.
【典例2-2】(2026·高一·辽宁大连·期中)在中,角为锐角,的面积为4,且,则周长的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由,得,即.
而,
所以,即.
由于为锐角,所以,,
所以与异号或,
若,即,
又,,则,,
所以,即,此不等式组无解,所以不成立.
同理可得不成立.
所以,
即,所以,,即为直角三角形.
由题意知,,即,所以.
所以的周长,
当且仅当时,等号成立.
所以周长的最小值为.
【变式2-1】(2026·高一·黑龙江牡丹江·期中)在锐角△ABC中,,
(1)求△ABC的周长的取值范围;
(2)求△ABC的面积的取值范围.
【解析】(1)由和正弦定理,可得,
因,
代入整理得,因,则,故得,则.
又因,由正弦定理,,
则,
于是△ABC的周长为,
因是锐角三角形,则,解得,
则,则,
故△ABC的周长的取值范围是.
(2)设△ABC的面积为,则
,
因,则,故得,
于是△ABC的面积的取值范围是.
【变式2-2】(2026·高一·四川绵阳·期中)阅读下面的两个材料:
材料一:我国南宋的数学家秦九韶在《数书九章》中提出了“三斜求积术”:若把三角形的三条边分别称为小斜、中斜和大斜,记小斜为,中斜为,大斜为,则三角形的面积为,这个公式称之为秦九韶公式;
材料二:希腊数学家海伦在其所著的《度量术》中给出了用三角形的三条边长表示三角形的面积的公式,即三角形的三条边长分别为,,,则它的面积,其中,这个公式称之为海伦公式;
在中,所对边分别为请回答下面的问题:
(1)若的周长为18,且满足,求这个三角形的面积;
(2)若的面积为6,其内切圆半径为1,,求、.
(3)若,,求面积的最大值.
【解析】(1)由正弦定理得,
又的周长为18,故,
故,
;
(2)的内切圆半径为,
则,故,,
又,故,
又,,
故,,则,
联立与,又,解得;
(3),
又,所以,
故,
即,
由正弦定理得
又,故,,
,
当且仅当时,等号成立,故面积最大值为.
【变式2-3】(2026·高一·广东深圳·期中)在锐角中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,则周长的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】因为是锐角三角形,所以,
又,所以,所以,由,得,
所以,所以,解得,所以.
由,,,得,
,
所以的周长为.
令,则,
则,
函数在上单调递增,
当时,;当时,,
所以,
所以周长的取值范围为.
【变式2-4】(2026·高一·广东惠州·阶段检测)在锐角中,角、、所对应的边分别为、、.已知,,则周长的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由正弦定理可得,得,,又,,,
所以
,
因为为锐角三角形,则,解得,
则,其中,
所以,所以的周长.
【变式2-5】(2026·高一·山东滨州·期中)如图,设的内角所对的边分别为,且.若点是外一点,,则四边形面积的取值范围为___________.
【答案】
【解析】由题意及正弦定理,得,即.
因为,所以.
又因为,则.
因为,所以,
所以,
所以四边形面积的取值范围为.
题型三:边长和差比的最值范围问题
【典例3-1】(2026·高一·四川乐山·阶段检测)在中,角所对的边分别为,且.若,则的最大值为______.
【答案】14
【解析】因为,所以由正弦定理得,
因为,所以,所以,
因为,所以,
由余弦定理得,即,
因,当且仅当时取等号,
所以,
所以,当且仅当时取等号,
故,当且仅当时取等号,
则b+c的最大值为14.
【典例3-2】(2026·高一·四川成都·期中)在中,角,,所对的边分别是,,,,且.若角的角平分线交于点,则长度的最大值为( )
A. B. C. D.3
【答案】C
【解析】在中,由正弦定理可得:.
∵,
∴.
由可得,即.
由,可得.
在中,由余弦定理可得,,
即,当且仅当时,等号成立.
∵,化简可得,,
∴,当且仅当时等号成立.
故长度的最大值为.
【变式3-1】(2026·高一·江苏扬州·期中)在边长为2的正三角形的边上分别取两点,沿线段折叠三角形,使顶点正好落在边上,则的长度的最小值为( )
A. B. C. D.2
【答案】C
【解析】显然两点关于折线对称,连接,图(2)中,可得,则有,
设,,再设,则有,
在中,,∴,又,
在中,由正弦定理知,即,∴,
∵,∴,∴当,即时,.
此时取得最小值,则的最小值为.
【变式3-2】(2026·高一·广西南宁·期中)在锐角中,内角的对边分别为,已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由已知得:,即,
所以,又,所以,
由正弦定理得:,
所以,
所以
又
所以由是锐角三角形得:,
,即的取值范围是.
【变式3-3】(2026·河南郑州·二模)已知的面积为1,,的中点分别,,且,则的最小值为( )
A. B.2 C. D.
【答案】A
【解析】取,根据已知条件可知为的重心,
由,设,,则,,,,
由,
又因为,
所以,
由余弦定理可知,
令,则,
即,
因为,所以,即,
因为,所以的最小值为.
题型四:多边形中的基础解三角形问题
【典例4-1】(2026·高一·陕西榆林·期中)如图,已知中,,延长至点,连接.
(1)求的长;
(2)若,求的长.
【解析】(1)在中,由正弦定理得,
且.
所以.
(2)因为,则,
在中,由余弦定理得
【典例4-2】(2026·高一·福建龙岩·期中)如图中,,,,的中点为,求
(1)与的长;
(2)的余弦值.
【解析】(1)由正弦定理可得,即,
在中,,
所以是直角三角形,故,
(2)因为的中点为,所以,
因为,所以是等边三角形,
所以,,.
【变式4-1】如图,在直角三角形ABC中,AD垂直于斜边BC,且垂足为D.设BD及CD的长度分别为a与b.
(1)求斜边上的高AD与中线AE的长;
(2)用不等式表示斜边上的高AD与中线AE长度的大小关系.
【解析】(1)因为,,
所以,,,
可得,,
所以,;
;
(2)因为,所以,
当且仅当时等号成立,
即,
【变式4-2】(2026·高一·海南省直辖县级单位·期中)如图,是等边三角形,是等腰直角三角形,,交于,.
(1)求的度数;
(2)求的面积.
【解析】(1)由已知得,
,,
所以 是等腰三角形,,
所以,
所以.
(2)由(1)知中,,,
又,
所以.
题型五:多边形中的联立解三角形问题
【典例5-1】(2026·高一·湖南衡阳·期中)如图,在中,,,点在线段上.
(1)若,求的长;
(2)若,的面积为,求的值.
【解析】(1)因为,
由正弦定理可得:,
即,
因为,则,故,则为锐角,
所以,
因为,则,
在中,由正弦定理得,
所以,解得.
(2),则
由,得,.
由余弦定理可得:
.
在中,由正弦定理可得,
故,
在中,由正弦定理可得,
故,
因为,
所以.
【典例5-2】(2026·高一·河南新乡·阶段检测)如图,在四边形中,,,,.
(1)求边的长度;
(2)求四边形的面积;
(3)求的值.
【解析】(1)因为,
.
,.
在中,,
.
(2)由(1)得,.
.
,
.
.
四边形的面积.
(3)在中,
,
.
由正弦定理,得,
.
【变式5-1】如图,在梯形中,.求的正弦值和BD的长.
【解析】在中,,
由正弦定理,可得,
因为,所以,所以,
在中,且
由正弦定理,可得.
【变式5-2】(2026·高一·北京·期末)如图,在四边形中,,,.再从条件①,条件②这两个条件中选择一个作为已知,解决下列问题.
(1)求的值;
(2)求的大小.
①面积;
②.
【解析】(1)选①:由,得,
由余弦定理可得,得,
,所以;
选②:在中,所以,
.
(2)选①:因为,所以,
在中,由正弦定理可得,解得,
又因为,
所以满足这样的三角形有两解,所以或;
选②:在中,由正弦定理可得,解得,
因为,则,
在中,解得,
又因为,
故满足这样的三角形有两解,故或.
题型六:三角形角平分线相关问题
【典例6-1】(2026·高一·福建宁德·期中)在中,角的对边分别是,满足,且.
(1)求角的大小;
(2)为边上的一点,,且__________,求的面积;
(从下面①,②两个条件中任选一个,补充在上面的横线上并作答).
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
①是角的平分线;
②为线段的中点.
(3)若为锐角三角形,求边上高的取值范围.
【解析】(1)由可得,
,
故,即,
得,由于,故,
.
(2)若选①:由平分得:,
又,,
,即.
在中,由余弦定理得,
又,则,
联立,得,解得,
;
若选②:为线段的中点,则,
则,
由(1)知,
所以,
在中,由余弦定理得,
又,则,
联立,得,
.
(3)由(1)知,已知,
由正弦定理得,
故,
,
由于为锐角三角形,故,故,
因此,,
则,
故三角形的面积为,
故边上的高为,.
【典例6-2】(2026·高一·河北石家庄·阶段检测)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.
【解析】(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.
【变式6-1】(2026·高一·湖北咸宁·期中)记的内角的对边分别为,若.
(1)求;
(2)若,线段是的平分线,交于点,求线段的长.
【解析】(1)因为,所以,即,
由余弦定理得,因为,所以.
(2)由(1)得,又,代入解得或(舍),
如图所示:,
代入数据得,
解得.
【变式6-2】(2026·高一·江苏无锡·阶段检测)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知,,.
(1)求sin B的值;
(2)求c的值.
(3)若的平分线交BC于点D,求AD的长.
【解析】(1)由正弦定理=,
可得,所以sin B=.
(2)方法一 根据条件,b<a,∴B为锐角,
由(1)sin B=,所以cos B=,
所以sin C=sin(A+B)=sin Acos B+cos Asin B
=×+×=,
由正弦定理=可得c=3.
方法二 由余弦定理,
得(,
整理得,
解得或(舍去),
所以.
(3),
即,得.
题型七:三角形中线相关问题
【典例7-1】(2026·高一·吉林长春·阶段检测)已知的内角的对边分别为,且满足.
(1)求B的大小;
(2)若是的中线,求的最小值.
【解析】(1)由正弦定理得,
又,
故,
即,
又,故,
故,,
又,故;
(2)因为,为的中线,
所以,
又,
在中,由正弦定理得,即,
故,
故当时,取得最小值,最小值为.
【典例7-2】(2026·高三·河南信阳·期末)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.
【解析】(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.
【变式7-1】(2026·高一·安徽阜阳·阶段检测)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)若,边AB的中点为D,求中线CD的长度的取值范围.
【解析】(1)因为,所以由正弦定理得,
因为,所以,
则,
因为,所以,
所以,即,
因为,所以.
(2)由余弦定理可得,
又,
则
,
由正弦定理可得,
所以,
所以
,
因为锐角,所以,解得,则,
所以,
则,
则,
故中线CD的长度的取值范围为.
【变式7-2】(2026·高一·安徽滁州·阶段检测)已知是锐角三角形,内角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)求的取值范围;
(3)若,求边上的中线的取值范围.
【解析】(1)由及正弦定理得,
,
因为,所以,
即,
所以,即,
因为,所以,
因为,所以;
(2)
,
因为是锐角三角形,且,
所以,所以,
所以,
所以的取值范围为;
(3)由余弦定理得,,即,
由边上的中线为,得,
两边平方得,
由正弦定理可知,,
所以,
所以
,
由(2)知,
所以,
即,则.
题型八:三角形重心性质及应用问题
【典例8-1】(2026·高一·内蒙古·阶段检测)在中,.
(1)证明:为△ABC的重心.
(2)设.
①证明:为定值.
②求的最大值,并求此时AB的长.
【解析】(1)证明:设BC的中点为E,则,
因为,所以.
设AC的中点为F,AB的中点为H,同理可得,,
所以A,G,E三点共线,B,G,F三点共线,C,G,H三点共线,
从而G为△ABC三条中线的交点,即G为△ABC的重心.
(2)①证明:由(1)知,因为,所以.
因为,所以,
设,则,,
由余弦定理,得,
,则,为定值.
②设,,,
所以,
当,即时,取得最大值,且最大值为,
此时,解得,
此时.
【典例8-2】(2026·高三·江苏·开学考试)如图,在△ABC内任取一点P,直线AP、BP、CP分别与边BC、CA、AB相交于点D、E、F.
(1)试证明:
(2)若P为重心,,求的面积.
【解析】(1)中,则,
中,则,
又则,
所以,得证.
(2)由是重心,则为中线,又,
所以,
而,则,
所以,可得,且,所以,
同理,,可得,,
所以,,
则.
【变式8-1】(2026·高一·贵州·期中)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求;
(2)若O为的重心,且,证明:是等腰三角形.
【解析】(1)由正弦边角关系得,则,
所以.
(2)由题可得,,
所以,
又及(1)结论,故,而,
所以,则,即,
故,即是等腰三角形.
【变式8-2】(2026·高一·江苏淮安·期末)在①;②这两个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并加以解答.
在中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,已知______.
(1)求角A的大小;
(2)若为锐角三角形,且其面积为,点G为重心,点M为线段的中点,点N在线段上,且,线段与线段相交于点P,求的取值范围.
注:如果选择多个方案分别解答,按 第一个方案解答计分.
【解析】(1)若选①,
由正弦定理可得
即,又,所以,即,
因为,所以;
若选②,即,
即,
所以,即,所以,即,
因为,所以;
(2)依题意,,
所以,
因为、、三点共线,故设,
同理、、三点共线,故设,
所以,解得,
所以,
则,
因为,所以,
又为锐角三角形,
当为锐角,则,即,
即,即,即,所以,
当为锐角,则,即,
即,即,即,即,所以,
综上可得,
又,则
因为,所以,而在上单调递减,所以,
即,即,所以,则.
1.(2026·高一·重庆·期中)钝角的内角,,的对边分别为,,,满足,则的取值范围为( )
A.(0,1) B. C. D.
【答案】B
【解析】因为,由正弦定理得,,
即,中,故,
由及为钝角三角形可得,,
由正弦定理得,
,
由各内角大于0,即,可得,故,
对勾函数在上单调递减,且,
所以,的取值范围为.
2.(2026·高一·江苏南京·期中)在中,内角,,所对的边分别为,,,,且的外接圆的半径为1,则周长的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由,得,
则,
因为,所以,则,所以,
又由外接圆半径为1可知,即,
由余弦定理得,则,即,
由基本不等式得,
所以,整理得,
化简得(当且仅当时取等),
所以周长的最大值为.
3.(2026·山西太原·二模)在钝角中,分别是的内角所对的边,点是的重心,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】延长交于,如下图所示:
为的重心,为中点且,
,,;
在中,;
在中,;
,,
即,整理可得:,为锐角;
设为钝角,则,,,
,,解得:,
,,
由余弦定理得:,
又为锐角,,即的取值范围为.
故选:C.
4.(多选题)(2026·高一·广东广州·期中)在中,三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,,,则( )
A.
B.
C.
D.的范围为
【答案】AC
【解析】根据,
由正弦定理可知,
整理得,
利用两角和公式可知;
根据三角形内角和可知,,
故上式可化简为,
根据正弦定理可知,故A正确;
假设,则,
因为,故,则,,则,
不符合三角形内角范围,故B错误;
由可得,
故,故C正确;
因为,
由余弦定理可得,故,
因为,故;
由三角形三边关系可知,解得;
故,故的范围为,故D错误.
5.(多选题)(2026·高一·四川广安·阶段检测)若的内角,,对边分别是,,,,且,则( )
A.外接圆的半径为 B.的周长的最小值为
C.的面积的最大值为 D.边的中线的最小值为
【答案】AC
【解析】A选项,,由正弦定理得:,
即,
所以,
即,
因为,所以,所以,则,
因为,则, 令外接圆的半径为,
所以,即,所以A选项正确;
B选项,,即:,则,
因为,,所以,
当且仅当时等号成立,此时的最大值为,所以B选项错误;
C选项,,,当且仅当时等号成立,
因为,所以的最大值为,所以C选项正确;
D选项,因为为边上的中线,
所以,,
得,因为,所以的最小值为,所以D选项错误.
6.(多选题)(2026·高二·浙江·阶段检测)在中,角、、的对边分别为、、,的面积为,且,,则下列结论正确的有( )
A. B.
C.的周长可以是 D.的外接圆半径可以是
【答案】ABD
【解析】对于A选项,因为,即,
即,整理可得,
又因为,故,A对;
对于B选项,,B对;
对于C选项,由余弦定理可得,
所以的周长为
,
当且仅当时,即当时,等号成立,即周长的最小值为,C错;
对于D选项,由C选项可知,故,
当且仅当时,等号成立,
设外接圆半径为,由正弦定理可得,可得,
又因为,即,故的外接圆半径可以是,D对.
7.(多选题)(2026·高一·湖北荆州·期中)已知中,内角,,所对的边为,,,且,,则下列四个选项中正确的是( )
A.若,则有两解 B.的最大值为2
C.周长的取值范围为 D.的取值范围为
【答案】BCD
【解析】对于A,由于即,又,
故为锐角,所以,有一解;
对于B,,根据余弦定理可知
即(当且仅当时取等号),,故B正确;
对于C,根据余弦定理可知
即,,
解得,(当且仅当时取等号),
所以,即,故周长的取值范围为,
所以,选项C正确;
对于D,
由于,所以,,
故的取值范围为,所以选项D正确.
8.(多选题)(2026·高一·安徽亳州·阶段检测)在中,角所对的边分别为,若,且,则下列说法正确的是( )
A.
B.角的最大值为
C.若是锐角三角形,且,则是等边三角形
D.若是钝角三角形,则的取值范围是
【答案】ABC
【解析】由及正弦定理,
得,所以,故A正确;
由,得 ,
由余弦定理,得 ,
当且仅当时等号成立,因为,所以,
即角的最大值为,故B正确;
由三角形的边的关系,得,即,解得,
在区间内的正整数只有1和2,当时, 是等边三角形,也是锐角三角形;
当时, ,则,为钝角,不符合题意,
综上所述,若是锐角三角形,且,则是等边三角形,故C正确;
当时,,所以,
由是钝角三角形知,所以,
即 ,解得,
当时,,不符合是钝角三角形;
当时,,所以,
由是钝角三角形知,所以,即,解得,
又由三角形的边的关系,得,
所以的取值范围是,故D错误.
9.(多选题)(2026·浙江绍兴·模拟预测)设的内角的对边分别为,若,且,则( )
A.
B.
C.的面积可以是1
D.的周长可以是3
【答案】BD
【解析】已知,
由正弦定理可得,
,
,
,,,
即.所以B正确;根据已知条件无法得出,所以A错误;
对于C:,又,,当且仅当时等号成立,
,所以C错误;
对于D:由余弦定理
,,即,当且仅当等号成立.
此时,,所以的周长范围为.
当,即时,,则存在实数解.
所以D正确.
10.(多选题)(2026·高一·河北邢台·期中)如图,在圆的内接四边形中,,,,则( )
A. B.
C. D.的面积为
【答案】ACD
【解析】对于AB,由于,,,
在中,,即,
在中,,即,
联立两式解得,由于,所以,,故A正确,B错误.
对于C,,故C正确.
对于D,的面积,故D正确.
11.(多选题)(2026·高一·重庆·期中)在中,内角的对边分别为,已知,则下列说法正确的是( )
A.
B.的外接圆的半径为
C.若的面积为,则的周长为
D.若边上的中线长为,点在上,为的角平分线,则
【答案】BCD
【解析】由题意知,结合,
得,
化简得,因为,所以,所以,
又,所以,A错误;
,即的外接圆的半径为,B正确;
,即,解得,
在中由余弦定理可得:,,
因为 ,所以,则的周长为,C正确;
设边上中点为D,则,因为,
两边同时平方可得,化简得,
与余弦定理联立可得,,
两式联立得,
由得,
即,
解得,D正确.
12.(2026·高一·四川资阳·期中)在中,,D为BC边上一点,且.若AD为的平分线,且为锐角三角形,则边AC的取值范围______.
【答案】
【解析】因为为的平分线,
所以可设,则,,
因为为锐角三角形,所以,即,所以.
在中,由正弦定理得,③
在中,由正弦定理得,④
④÷③得,
又,所以,
设,又,
所以,所以在上为增函数,
所以.
13.(2026·高一·海南省直辖县级单位·期中)在锐角中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,,则边长的取值范围为___________.
【答案】
【解析】因为,,所以,
由正弦定理可得,
,,,
.
,
,,,
.
故答案为:.
14.如图,P为内一定点,且,,分别在射线OA、OB上运动,则的周长最小值为______.
【答案】
【解析】分别作点关于的对称点,连接,
易得,,则周长为,
显然,当四点共线时,周长有最小值,最小值为,
因为,所以,
因为,所以,
故,故周长的最小值为.
15.(2026·高一·全国·期末)在中,内角的对边分别是.
(1)求的值;
(2)若,求周长的最大值.
【解析】(1)因为,由正弦定理得,所以,所以;
(2)因为,
所以,
,
,
,
解得,
因为,所以,
所以,
则,
因为,
所以,
所以,所以,
所以,当且仅当时,取等号,
所以周长的最大值为.
16.(2026·高一·甘肃天水·期中)已知,,.
(1)求函数的解析式;
(2)求在上的最大值和最小值.
(3)设的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若且,求周长的最大值.
【解析】(1)由,
则.
(2)当时,.
则当(即)时,取得的最大值为1;
当(即)时,取得的最小值为.
故的最大值为,最小值为.
(3),即,
为的内角,. 故.
. 则.
又,由余弦定理,
得,即.
由均值不等式得:,
即,从而,
当且仅当时取等号,此时为等边三角形.
周长最大值:.
17.(2026·四川成都·模拟预测)已知,,.
(1)求函数的解析式及最小正周期;
(2)设的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若且,求周长的最大值.
【解析】(1)由,,
则,
所以的最小正周期为.
(2)由,即,即,
又B为的内角,则,则,
所以,解得,
又,由余弦定理有,得,即,
由均值不等式有,则,
即,即,解得,
当且仅当时取等号,此时为等边三角形,
所以周长的最大值为.
18.(2026·高一·河北沧州·期中)如图,在中,,D为边AC上一点,且,.
(1)若.
(ⅰ)求;
(ⅱ)求的面积;
(2)若,求的取值范围.
【解析】(1)(ⅰ)在中,,,,
由余弦定理得:,即,
所以是等腰三角形,即.
所以,即;
(ⅱ),即是等腰三角形,所以,
所以;
(2)因为,即,即.
设,则,则,
所以,
又因为,因为,
所以,即,
又因为,令,则,
所以,,因为函数在上单调递增,
所以.
19.(2026·高一·四川巴中·期中)已知锐角三角形中,角、、的对边分别为、、,且满足.
(1)求证:;
(2)若,求的取值范围;
(3)若,求三角形面积的取值范围.
【解析】(1)∵ ,由正弦定理(为外接圆半径),
得,,
代入得,即.
∵ 在中,,∴ ,
∴ 代入上式得,
整理得,即.
∵ 为锐角三角形,∴ ,,∴ ,
∴ 若,
则或 (后者得 ,不符合三角形内角要求,舍去),
∴ ,得证.
(2)为锐角三角形,
∴ ,解得.
由正弦定理,,得.
∵ ,∴ ,,, .
∴ ,,且,
∴ .
∵ ,代入得.
令,∵ ,∴ ,则.
任取,
则.
∵ ,∴ ,又,∴ ,
∴ ,即,∴ 在上单调递增.
∴ 当时,;
当时,,
∴ .
(3)三角形面积,由正弦定理,,,
∴ ,又,,
∴ .
代入, ,
∴ .
令,由得,则,
∴ ,,
则.
令,,则,
该二次函数开口向上,对称轴为,故在上单调递增,
当;
当
∴ ,又,故,
即三角形ABC面积的取值范围为.
20.(2026·高一·江苏泰州·期中)的内角的对边分别为,且.
(1)已知.
①若是的角平分线,,求的长;
②若,求面积的最大值.
(2)若是边的三等分点(靠近点),,求实数的取值范围.
【解析】(1),
由正弦定理,可得,
代入得,展开得,整理得.
由余弦定理,
,
① 已知是的角平分线,由角平分线定理得.
,且,,则,
故为等边三角形.
已知,为等边的角平分线、中线和高,故,
代入得,即.
为中点,.
② 当时,,在线段上,且,即.
,,
对等式两边同时平方,得:,
展开得:.
设,,已知,,
,由数量积定义得,
代入得:,
整理得:.
由基本不等式得:,当且仅当时等号成立,
,即,
当时,代入验证得,,等号成立.
的面积,
面积的最大值为.
(2)设,,∵ 是边靠近点的三等分点,∴ ,
∴ .
∵ ,
∴ .
∵ ,,且,
∴ ,即.
由余弦定理,∵ ,
∴ ,故.
∵ ,∴ .
令,即,代入得.
设,则.
令,则,代入得.
∵ ,由基本不等式,当且仅当即时取等号,
∴ .
当时,;当时,,
∴ ,故.
∵ ,
∴ ,即.
21.(2026·高三·贵州遵义·阶段检测)如图,在四边形中,.
(1)求的值;
(2)若,且的面积是面积的4倍,求的长.
【解析】(1)设,则,
由正弦定理可知,,即,
整理得,又因为,,
可解得,即.
(2)由(1)可知,,.
由正弦定理可知,,解得,
又,.
,.
,
,,
,
解得.
22.如图,在四边形中,,,平分且与相交于点.
(1)若的面积为,求;
(2)若,求的面积.
【解析】(1)在中,,且,可得,
在中,,
可得,,
在中,,,
可得,由,
可得,解得,
又由余弦定理得:,
所以,所以.
(2)因为,
在中,,,可得,,
所以,
由正弦定理,可得,解得,
所以,
所以.
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