内容正文:
重难点培优04 解三角形的5大秘技:
射影定理、中线定理、角平分线定理、张角定理、平行四边形定理内容导航
知识精讲·重难聚焦讲技巧 1
题型深研·通法变式提能力 3
题型1 射影定理的应用 4
题型2 中线定理的应用 4
题型3 角平分线定理的应用 5
题型4 张角定理的应用 6
题型5 平行四边形定理的应用 7
分层进阶·双阶训练验成效 8
巩固过关 8
创新提升 10
知识精讲·重难聚焦讲技巧
知识点1 射影定理
在△ABC中,a=bcos C+ccos B;b=acos C+ccos A;c=bcos A+acos B.
证明:如图,记AB=c,BC=a,AC=b,作于点D,
则
即同理可证b=acos C+ccos A;c=bcos A+acos B.
知识点2 角平分线定理
1.角平分线定理
在中,的平分线交于点(如图),则有.
【证明】因为,所以,
在中使用正弦定理有,
在中使用正弦定理有,又,
所以.
该结论也可以由两三角形面积之比得证,即
2.常见推论:
(1);
(2)(库斯顿定理);
(3).
(4)(等面积法).
知识点3 中线定理
1. 中线长定理
中, 是边上的中线,则.
2.中线向量定理
在中,若点D是的中点,则=+),
两边平方后,得=,就可以得到中线、∠A及其两邻边的关系.
知识点4 张角定理
1.张角定理
在中,角,,所对的边分别为,,,若为上一点(如图),且,,则有.
【证明】 因为,所以,于是等式两边同除以得.
2.张角定理与角平分线的长
特别地,如果在中,角,所对的边分别为,,的平分线交于点,根据张角定理就会有,再使用二倍角公式得到,加以化简也就得到,即,根据这个思路我们就可以处理与角平分线长相关的问题了.
【注】张角定理在选择、填空题中直接用就行,但是在解答题中使用之前需要推理一下.
知识点5 平行四边形定理
1.平行四边形定理
若四边形为平行四边形(如图),则.
2.定理的证明
【证明】 因为四边形是平行四边形,所以,,
且,在中使用余弦定理有,
在中使用余弦定理有,
所以.
题型深研·通法变式提能力
题型1 射影定理的应用
【典例1-1】 (2023·全国乙卷)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若acos B-bcos A=c,且C=,则B=( )
A..C. D.
【典例1-2】(25-26高三下·陕西商洛·阶段检测)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,,则面积的最大值为( )
A.9 B.18 C. D.6
方法技巧 利用射影定理秒解解三角形问题
将关系式转化为射影定理的形式,整体代换直接利用公式解决问题;反用公式时注意正确应用.
【变式1-1】(2026·云南·模拟预测)中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则______.
【变式1-2】(2026·陕西商洛·二模)在中,内角,,的对边分别为,,,若,,,则______.
题型2 中线定理的应用
【典例2-1】(中线长定理的应用)在中,内角,,所对的边分别为,,,且,设是的中点,若,则面积的最大值是 .
【典例2-2】(中线向量定理的应用)(2026·江西·三模)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.
方法技巧 利用中线定理妙解三角形
解三角形遇中线相关问题时,按需选定理:求边长或中线长,用中线长定理,将三边与中线的平方关系列方程,代入已知量求解;若涉及角度、向量关系,用中线向量定理,将中线向量表示为两边向量的平均值,平方后转化为数量积,结合余弦定理建立关系。通过定理将中线与边、角关联,化未知为已知,联立方程或结合其他解三角形定理求解目标量.
【变式2-1】在中,已知,,BC边上的中线AD长度为3,则BC的长度为( )
A. B. C. 3 D.4
【变式2-2】(25-26高三下·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.
题型3 角平分线定理的应用
【典例3-1】(2026·甘肃武威·模拟预测)在中,,是的平分线,,,则( )
A. B. C. D.
【典例3-2】(2026·陕西榆林·模拟预测)已知的内角的对边分别为,且的平分线与边交于点,则( )
A. B. C.2 D.4
方法技巧 结合图象平移求的取值范围
1.常见考法:平移后重合、对称、对称轴重合等,核心是“平移量与周期成倍数关系”。
2.通用流程
(1)定:用整体代换求的区间;
(2)列关系:结合单调性、对称性等性质,建立的不等式;
(3)解:解不等式并结合、整数赋值;
(4)验端点:排除不符合题意的边界值.
【变式3-1】(2026·河北雄安·三模)在中,内角,,的对边分别为,,,,的平分线交于点,,则( )
A. B. C. D.
【变式3-2】(2026·山西忻州·模拟预测)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知,,,.
(1)求角B;
(2)求a,c,b的值;
(3)若为的平分线,且在边上,求的长.
题型4 张角定理的应用
【典例4-1】在中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,,的平分线交于点D,且,则的最小值为______.
【典例4-2】在中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,点D在边上,,,,,则______.
方法技巧 张角定理的应用策略
1.张角定理的本质是通过三角形面积公式构建三角方程,适用于同线段同侧双张角、多三角形共边、含线段分点比例的解三角形问题.
2.解题步骤可归纳为:
(1)锁定张角顶点、公共边,对应好两个子角、分线段的位置关系;
(2)根据张角定理列出方程.
(3)结合三角恒等变换、正余弦定理消元求解,可大幅简化多三角形联立的计算量.
【变式4-1】在△ABC中,角A、B、C所对的边分别为、b、c,已知点D在BC边上,AD⊥AC,sin∠BAC, AB,AD=3,则CD=( )
A. B. C.4 D.6
【变式4-2】在中,角所对的边分别为,是的角平分线,若,,则的最小值为 .
题型5 平行四边形定理的应用
【典例5-1】在中,.
(1)
求;
(2)
求边上的中线.
【典例5-2】(2026·四川绵阳·模拟预测)在中,角,,的对边分别为,,.已知,,.
(1)求的值;
(2)若是边的中点,求的值.
方法技巧 平行四边形定理的应用
1.平行四边形定理给出了平行四边形的四边和两条对角线的关系,而三角形的中线相当于对角线的一半,故常寻找或构造平行四边形,利用平行四边形定理解决三角形的中线问题.
2.利用平行四边形定理解决三角形的中线长问题,体现了“知三求一”的思想.
3.利用平行四边形定理解决三角形的中线长的最值问题时,要主要合理构造平行四边形,进而得到三边与中线长的关系.
【变式3-1】在△ABC中,,AC边的中线长,则△ABC周长的最大值为( )
A. B.6 C. D.9
【变式5-2】已知的内角,,的对边分别为,,,且满足
(1)
求角的大小;
(2)
若为钝角,为等腰三角形,且边上的中线长为,求的周长.
分层进阶·双阶训练验成效
巩固过关
1.(25-26高三下·吉林延边·期中)在中,内角的对边分别是,若,且,则( )
A. B. C. D.
2.(25-26高三下·山东青岛·期中)已知分别为三个内角的对边,若,则的形状为 ( )
A.直角三角形 B.锐角三角形 C.钝角三角形 D.等边三角形
3.
已知在中,,,角的平分线,则( )
A. B. C. D.
4.(2026·陕西延安·模拟预测)已知的内角,,的对边分别为,,,若,,,是中点,则( )
A.2 B. C. D.
5.(2026·北京石景山·二模)在中,,,D为BC边上的中点,,则的面积为( )
A. B. C. D.
6.(多选)(2026·云南昭通·模拟预测)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,D为BC的中点,(为锐角),,则下列说法正确的是( )
A.的面积为 B. C. D.
7.(多选)(25-26高一下·辽宁鞍山·期中)在中,,,,则( )
A. B.边上的中线长
C.边上的角平分线长 D.外接圆的面积为
8.△ABC的面积为S.若bcos C+ccos B=asin A,S=,则角B等于 .
9.(2026·陕西西安·模拟预测)在中,若,,平分交于,则的最大值为______.
10.在中,内角,,所对的边分别为,,,且,设是的中点,若,则面积的最大值是 .
11.在中, ,,c边上的中线长为1,则的外接圆的半径长为 .
12.在中,角所对的边分别为,是的角平分线,若,,则的最小值为_____
13.在△ABC中,角A、B、C所对的边分别为、b、c,已知点D在BC边上,AD⊥AC,sin∠BAC, AB,AD=3,则CD= .
14.(2026·山西忻州·模拟预测)在中,点在边上,且为的平分线.已知,,.
(1)求;
(2)求的面积和.
15.(2023·新高考Ⅱ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知△ABC面积为,D为BC的中点,且AD=1.
(1)若∠ADC=,求tan B;
(2)若b2+c2=8,求b,c.
创新提升
1.(2026·湖南邵阳·模拟预测)已知在中,,,.若的角平分线交边于点,则( )
A. B. C. D.
2.(25-26高一下·山东潍坊·阶段检测)已知,,分别为内角,,的对边,下面四个结论错误的是( )
A.“”是“”的必要不充分条件
B.若,则为钝角三角形
C.若,,且有两解,则的取值范围是
D.在中,是边的中线,若,且,,则
3.(多选)(2026·河南开封·模拟预测)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,其中,角A的平分线交BC于点D,且,则下列说法正确的是( )
A. B.
C.的最小值为 D.内切圆半径的最大值为
4.△ABC内角A,B,C的对边分别为a,b,c,,则角B的值为 ;若a+c=6,则AC边的中线的最小值为 .
5.(2026·河南安阳·二模)已知中,角的对边分别为,且,点在线段上,且, ,则的值为_____
6.(25-26高一下·江苏扬州·期中)在平行四边形中,分别是线段的中点,延长交于点,且,则平行四边形面积的最大值为__________.
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重难点培优04 解三角形的5大秘技:
射影定理、中线定理、角平分线定理、张角定理、平行四边形定理内容导航
知识精讲·重难聚焦讲技巧 1
题型深研·通法变式提能力 3
题型1 射影定理的应用 4
题型2 中线定理的应用 5
题型3 角平分线定理的应用 8
题型4 张角定理的应用 11
题型5 平行四边形定理的应用 14
分层进阶·双阶训练验成效 17
巩固过关 17
创新提升 25
知识精讲·重难聚焦讲技巧
知识点1 射影定理
在△ABC中,a=bcos C+ccos B;b=acos C+ccos A;c=bcos A+acos B.
证明:如图,记AB=c,BC=a,AC=b,作于点D,
则
即同理可证b=acos C+ccos A;c=bcos A+acos B.
知识点2 角平分线定理
1.角平分线定理
在中,的平分线交于点(如图),则有.
【证明】因为,所以,
在中使用正弦定理有,
在中使用正弦定理有,又,
所以.
该结论也可以由两三角形面积之比得证,即
2.常见推论:
(1);
(2)(库斯顿定理);
(3).
(4)(等面积法).
知识点3 中线定理
1. 中线长定理
中, 是边上的中线,则.
2.中线向量定理
在中,若点D是的中点,则=+),
两边平方后,得=,就可以得到中线、∠A及其两邻边的关系.
知识点4 张角定理
1.张角定理
在中,角,,所对的边分别为,,,若为上一点(如图),且,,则有.
【证明】 因为,所以,于是等式两边同除以得.
2.张角定理与角平分线的长
特别地,如果在中,角,所对的边分别为,,的平分线交于点,根据张角定理就会有,再使用二倍角公式得到,加以化简也就得到,即,根据这个思路我们就可以处理与角平分线长相关的问题了.
【注】张角定理在选择、填空题中直接用就行,但是在解答题中使用之前需要推理一下.
知识点5 平行四边形定理
1.平行四边形定理
若四边形为平行四边形(如图),则.
2.定理的证明
【证明】 因为四边形是平行四边形,所以,,
且,在中使用余弦定理有,
在中使用余弦定理有,
所以.
题型深研·通法变式提能力
题型1 射影定理的应用
【典例1-1】 (2023·全国乙卷)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若acos B-bcos A=c,且C=,则B=( )
A..C. D.
【答案】C
【解析】由射影定理acos B-bcos A=c=acos B+bcos A,则cos A=0,A=,则B=π-A-C=π--=.故选C.
【典例1-2】(25-26高三下·陕西商洛·阶段检测)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,,则面积的最大值为( )
A.9 B.18 C. D.6
【答案】A
【解析】解法一:由题设 及正弦定理可得 ,
又,
故,化简得,
因为,所以,即 ,
是直角三角形,直角在 ,
由勾股定理,直角在 ,故 ,
的面积 ,根据基本不等式 ,得: ,
因此 ,当且仅当 时取等号,即面积最大值为 .
秒解:由射影定理得,
所以所以,即,
以下同解法一:
方法技巧 利用射影定理秒解解三角形问题
将关系式转化为射影定理的形式,整体代换直接利用公式解决问题;反用公式时注意正确应用.
【变式1-1】(2026·云南·模拟预测)中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则______.
【答案】
【解析】由正弦定理得,
所以,
因为,所以,所以.
秒解:由,得,
由射影定理得,所以,所以,所以.
【变式1-2】(2026·陕西商洛·二模)在中,内角,,的对边分别为,,,若,,,则______.
【答案】2
【解析】由余弦定理知:,则:
,
由余弦定理得:,
即,解得或(舍),
.
秒解:由射影定理及,得,由余弦定理得:,
即,解得或(舍),
.
题型2 中线定理的应用
【典例2-1】(中线长定理的应用)在中,内角,,所对的边分别为,,,且,设是的中点,若,则面积的最大值是 .
【答案】
【解析】易求得,由中线长定理得,而
所以,,
(当且仅当=时,“=”成立).或求得后,利用“形”易得,当中线即为高线时,面积最大,下一步求出此时的面积,则更简单.
【典例2-2】(中线向量定理的应用)(2026·江西·三模)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.
【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,
所以,当且仅当时等号成立,
所以,即面积的最大值为.
方法技巧 利用中线定理妙解三角形
解三角形遇中线相关问题时,按需选定理:求边长或中线长,用中线长定理,将三边与中线的平方关系列方程,代入已知量求解;若涉及角度、向量关系,用中线向量定理,将中线向量表示为两边向量的平均值,平方后转化为数量积,结合余弦定理建立关系。通过定理将中线与边、角关联,化未知为已知,联立方程或结合其他解三角形定理求解目标量.
【变式2-1】在中,已知,,BC边上的中线AD长度为3,则BC的长度为( )
A. B. C. 3 D.4
【答案】B
【解析】将题干已知条件、、代入中线定理,得
化简计算,即,解得,因此,本题选B.
【变式2-2】(25-26高三下·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.
【解析】(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.
题型3 角平分线定理的应用
【典例3-1】(2026·甘肃武威·模拟预测)在中,,是的平分线,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为为的平分线,且,
由角平分线定理得,
又,所以,则在中,
由余弦定理得,
所以,在中,由正弦定理得,
则.
故选:A.
【典例3-2】(2026·陕西榆林·模拟预测)已知的内角的对边分别为,且的平分线与边交于点,则( )
A. B. C.2 D.4
【答案】A
【解析】的平分线与边交于点,
,
,整理得.
,
即,
,
解得或(舍去),
所以.
方法技巧 结合图象平移求的取值范围
1.常见考法:平移后重合、对称、对称轴重合等,核心是“平移量与周期成倍数关系”。
2.通用流程
(1)定:用整体代换求的区间;
(2)列关系:结合单调性、对称性等性质,建立的不等式;
(3)解:解不等式并结合、整数赋值;
(4)验端点:排除不符合题意的边界值.
【变式3-1】(2026·河北雄安·三模)在中,内角,,的对边分别为,,,,的平分线交于点,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由于,,则,即,
由正弦定理将边化为角可得,
又,
则,
即,故,则;
由的平分线交于点,则,则,
又,即,
则,
由正弦定理可得、,
即、,故,
(另解:由角平分线定理直接可得)
由,则,即,
由,故,整理得,
由,故,则,解得(负值舍去),
由正弦定理,则,
由,则,即,
则,
则,则.
【变式3-2】(2026·山西忻州·模拟预测)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知,,,.
(1)求角B;
(2)求a,c,b的值;
(3)若为的平分线,且在边上,求的长.
【解析】(1)由余弦定理,,即.
又由题设,则得.
即,因,则.
(2)由,可得,
又,则可将a,c看成方程的两个根,
解得或.由于,所以,.
再由余弦定理,,
则.
(3)因为,平分,所以,
又,
则,
则.
题型4 张角定理的应用
【典例4-1】在中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,,的平分线交于点D,且,则的最小值为______.
【答案】4
【解析】解法1:如图,,
,
所以,故,从而,
当且仅当时取等号,所以的最小值为4.
解法2:如图,由张角定理,,
所以,故,
从而,
当且仅当时取等号,故的最小值为4.
【典例4-2】在中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,点D在边上,,,,,则______.
【答案】2
【解析】
如图,由题意,,,
由张角定理,,
所以,解得:,故.
方法技巧 张角定理的应用策略
1.张角定理的本质是通过三角形面积公式构建三角方程,适用于同线段同侧双张角、多三角形共边、含线段分点比例的解三角形问题.
2.解题步骤可归纳为:
(1)锁定张角顶点、公共边,对应好两个子角、分线段的位置关系;
(2)根据张角定理列出方程.
(3)结合三角恒等变换、正余弦定理消元求解,可大幅简化多三角形联立的计算量.
【变式4-1】在△ABC中,角A、B、C所对的边分别为、b、c,已知点D在BC边上,AD⊥AC,sin∠BAC, AB,AD=3,则CD=( )
A. B. C.4 D.6
【答案】B
【解析】如图:
∵sin∠BAC
∴cos∠BAC
由张角定理得:
即
即,即
解得,
∴
【变式4-2】在中,角所对的边分别为,是的角平分线,若,,则的最小值为 .
【答案】
【解析】利用张角定理得到,利用基本不等式“1”的妙用求出最小值.
如图:
∵是的角平分线,,
∴,
由张角定理得:,
即,
∵,∴,
∴,
∴,
当且仅当,即时取“=”.
题型5 平行四边形定理的应用
【典例5-1】在中,.
(1)
求;
(2)
求边上的中线.
【解析】(1)因为,,故,
所以,解得,
故,故.
(2)如图所示,是中点,连接,
根据平行四边形定理可得,
则,
解得,即边上的中线为.
【典例5-2】(2026·四川绵阳·模拟预测)在中,角,,的对边分别为,,.已知,,.
(1)求的值;
(2)若是边的中点,求的值.
【解析】(1)已知,由正弦定理,
得,显然,
得,由,得,所以,
因为,由余弦定理,
则,
,
解得(舍去).
(2)因为是边的中点,
所以,
所以,
,所以.
解法二:由平行四边形定理得,
即,解得.
方法技巧 平行四边形定理的应用
1.平行四边形定理给出了平行四边形的四边和两条对角线的关系,而三角形的中线相当于对角线的一半,故常寻找或构造平行四边形,利用平行四边形定理解决三角形的中线问题.
2.利用平行四边形定理解决三角形的中线长问题,体现了“知三求一”的思想.
3.利用平行四边形定理解决三角形的中线长的最值问题时,要主要合理构造平行四边形,进而得到三边与中线长的关系.
【变式3-1】在△ABC中,,AC边的中线长,则△ABC周长的最大值为( )
A. B.6 C. D.9
【答案】B
【解析】先利用平行四边形定理得到,设,,再由可求出的最大值,从而可求出△ABC周长的最大值.
根据平行四边形定理可得,
即,又因为,且,
所以,即,
设,,
由得,
则,(当且仅当,即,是取等),
∴周长的最大值为6.
故选:B
【变式5-2】已知的内角,,的对边分别为,,,且满足
(1)
求角的大小;
(2)
若为钝角,为等腰三角形,且边上的中线长为,求的周长.
【解析】(1)由余弦定理得:,所以,
由正弦定理得:,因为,所以,
所以,,即或
(2)设等腰三角形腰长为,
即,,且由于,,
在中,,解得,
设BC的中点为D,如图所示:
根据平行四边形定理可得,
则,解得:,
所以,
则的周长为.
分层进阶·双阶训练验成效
巩固过关
1.(25-26高三下·吉林延边·期中)在中,内角的对边分别是,若,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,
由正弦定理可得,
即,
整理可得,由于,故,
所以,又,所以,
又,则.
秒解:由射影定理得,又,
所以cosA=0,又,所以,所以
2.(25-26高三下·山东青岛·期中)已知分别为三个内角的对边,若,则的形状为 ( )
A.直角三角形 B.锐角三角形 C.钝角三角形 D.等边三角形
【答案】A
【解析】由正弦定理将边化为角可得,
又,
故,故,
由,故,则,故,
即的形状为直角三角形.
秒解:由射影定理得又由已知得,所以,
故为直角三角形.
3.
已知在中,,,角的平分线,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】在中,由正弦定理得
,所以,
因为,
所以,,
,
在中,由正弦定理得:,
所以.
故选:C
4.(2026·陕西延安·模拟预测)已知的内角,,的对边分别为,,,若,,,是中点,则( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【解析】解法1:利用正弦定理结合条件可知:,即,
由余弦定理即,故,,
在中由余弦定理可知:,
在中由余弦定理可知:,
整理得:,即.
故选:D
解法2:同解法1求得,,由平行四边形定理得,
即,解得.
5.(2026·北京石景山·二模)在中,,,D为BC边上的中点,,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】在中,由余弦定理得,
而,则,
两式联立解得,所以的面积为.
6.(多选)(2026·云南昭通·模拟预测)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,D为BC的中点,(为锐角),,则下列说法正确的是( )
A.的面积为 B. C. D.
【答案】BCD
【解析】由 为锐角,所以,A错误;
由,为锐角,得,由余弦定理得 ,则,B正确;
由题意,可得,则,
,所以C正确;
由,得,则,D正确.
7.(多选)(25-26高一下·辽宁鞍山·期中)在中,,,,则( )
A. B.边上的中线长
C.边上的角平分线长 D.外接圆的面积为
【答案】BC
【解析】选项A:向量与的夹角为,
所以,A错误.
选项B:设中点为,则,则
,
故边上的中线长,B正确.
选项C:设角的角平分线交于,利用面积关系,
即,
也即,解得,C正确.
选项D:由余弦定理得,即,
设外接圆半径为,由正弦定理,则.
所以外接圆的面积,D错误.
8.△ABC的面积为S.若bcos C+ccos B=asin A,S=,则角B等于 .
【答案】
【解析】根据题意知bcos C+ccos B=a=asin A,则sin A=1,所以得A=,由S==×2bacos C=basin C,可得tan C=1,0<C<,所以C=,所以B=π-A-C=π--=.
9.(2026·陕西西安·模拟预测)在中,若,,平分交于,则的最大值为______.
【答案】
【解析】设中所对的边为,
因为,且,故,故.
而,
所以,
故,
故,当且仅当时等号成立,
故的最大值为.
10.在中,内角,,所对的边分别为,,,且,设是的中点,若,则面积的最大值是 .
【答案】
【解析】易求得,由中线长定理得,而
所以,,
(当且仅当=时,“=”成立).或求得后,利用“形”易得,当中线即为高线时,面积最大,下一步求出此时的面积,则更简单.
11.在中, ,,c边上的中线长为1,则的外接圆的半径长为 .
【答案】1
【解析】如图,在中,设D为边的中点,
则,,所以,
故,而,
所以 ,则,
由于,故,
所以 ,设的外接圆的半径为R,
则
12.在中,角所对的边分别为,是的角平分线,若,,则的最小值为_____
【答案】
【解析】如图:
∵是的角平分线,,
∴,
由张角定理得:,
即,∵,∴,∴,
∴,
当且仅当,即时取“=”,
13.在△ABC中,角A、B、C所对的边分别为、b、c,已知点D在BC边上,AD⊥AC,sin∠BAC, AB,AD=3,则CD= .
【答案】
【解析】如图:
∵sin∠BAC
∴cos∠BAC
由张角定理得:
即
即
即
解得
∴
14.(2026·山西忻州·模拟预测)在中,点在边上,且为的平分线.已知,,.
(1)求;
(2)求的面积和.
【解析】(1)设,.则,
又,
由余弦定理,.
记,则,
因为为的平分线,
所以,
所以,又,
故,因此.
(2)三角形面积:;
由(1)可知:.
15.(2023·新高考Ⅱ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知△ABC面积为,D为BC的中点,且AD=1.
(1)若∠ADC=,求tan B;
(2)若b2+c2=8,求b,c.
【解析】(1)法一:在△ABC中,因为D为BC的中点,∠ADC=,AD=1,
则S△ADC=AD·DCsin∠ADC=×1×a×=a=S△ABC=,解得a=4,
在△ABD中,∠ADB=,由余弦定理得c2=BD2+AD2-2BD·ADcos∠ADB,
即c2=4+1-2×2×1×=7,解得c=,则cos B==,
sin B== =,
所以tan B==.
法二:在△ABC中,因为D为BC的中点,∠ADC=,AD=1,
则S△ADC=AD·DCsin∠ADC=×1×a×=a=S△ABC=,解得a=4,
在△ACD中,由余弦定理得b2=CD2+AD2-2CD·ADcos∠ADC,
即b2=4+1-2×2×1×=3,解得b=,有AC2+AD2=4=CD2,则∠CAD=,C=,如图,过A作AE⊥BC于E,
于是CE=ACcos C=,AE=ACsin C=,BE=,所以tan B==.
(2)法一:在△ABD与△ACD中,由余弦定理得
整理得a2+2=b2+c2,而b2+c2=8,则a=2,
又S△ADC=××1×sin∠ADC=,解得sin∠ADC=1,而0<∠ADC<π,于是∠ADC=,
所以b=c==2.
法二:在△ABC中,因为D为BC的中点,则2=+,又=-,
于是4+=(+)2+(-)2=2(b2+c2)=16,即4+a2=16,解得a=2,
又S△ADC=××1×sin∠ADC=,解得sin∠ADC=1,而0<∠ADC<π,于是∠ADC=,所以b=c==2.
创新提升
1.(2026·湖南邵阳·模拟预测)已知在中,,,.若的角平分线交边于点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】在中,根据余弦定理,
已知,,,设,则有:
解得或(边长不能为负舍去),所以.
因为AD是角平分线,根据角平分线定理:可得.
又因为,所以.
在中,再根据余弦定理,
将,,代入可得:
所以.的长度为
故选:D.
2.(25-26高一下·山东潍坊·阶段检测)已知,,分别为内角,,的对边,下面四个结论错误的是( )
A.“”是“”的必要不充分条件
B.若,则为钝角三角形
C.若,,且有两解,则的取值范围是
D.在中,是边的中线,若,且,,则
【答案】A
【解析】对于A,在中,由正弦定理,,故A错误;
对于B,由,令,得,
由余弦定理得,因,故是钝角,故B正确;
对于C,因,,由有两解可得,即,故C正确;
对于D,因,则,
解得,又是边的中线,则,
两边取平方得,
则,故D正确.
故选:BCD
3.(多选)(2026·河南开封·模拟预测)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,其中,角A的平分线交BC于点D,且,则下列说法正确的是( )
A. B.
C.的最小值为 D.内切圆半径的最大值为
【答案】ABD
【解析】选项A,由,
可得:
因为
所以,是三角形内角,故,即,A正确;
选项B,是角平分线,,,
由可得:
,
代入,整理得:,即,B正确;
选项C,由,利用基本不等式:,
当且仅当时,最小值为,C错误;
选项D,设内切圆半径为,是面积,是半周长,
,,
由内切圆半径公式,可得.
由余弦定理:,
设,, ,
随减小而增大,当取最小值时,
代入得, D正确.
4.△ABC内角A,B,C的对边分别为a,b,c,,则角B的值为 ;若a+c=6,则AC边的中线的最小值为 .
【答案】,
【解析】∵,∴,
而,
∴,
∵,∴
即,
∵,∴,∴,故;
延长中线到点,使得,
不妨设中线长为,如图所示,即,
由平面几何知识易得四边形是平行四边形,而,
∴,,,
∴在中,由余弦定理得,
∴,当且仅当时等号成立.
5.(2026·河南安阳·二模)已知中,角的对边分别为,且,点在线段上,且, ,则的值为_____
【答案】/
【解析】由射影定理得,又,
所以,而,所以.
由题意,是角平分线,,设,则,
由,所以,,
由得,,解得,
所以.
6.(25-26高一下·江苏扬州·期中)在平行四边形中,分别是线段的中点,延长交于点,且,则平行四边形面积的最大值为__________.
【答案】/
【解析】如图,设,,因为 是 中点, 是 AE 中点,
所以,
则.
设,则.
由共线,则存在唯一非零实数,使得,
即,则,解得,,故,
又,
设,,则,
由,得,
则,即,
由基本不等式,当且仅当时等号成立,
则,
即,当且仅当时等号成立,
则平行四边形面积,
即平行四边形面积的最大值为.
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