摘要:
**基本信息**
聚焦解三角形中面积、周长及内部线段问题,构建“定理-方法-题型”三级体系,提炼边角互化、最值求解等通法,适配天津考情的分层突破训练。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|解题方法及技巧提炼|1|面积公式分类、周长二次函数转化、中线阿波罗尼斯定理、角平分线等面积法|以正弦/余弦定理为基础,衍生特殊线段处理及最值求解逻辑链|
|题型通法及变式提升|4题型(各含典例+变式)|中线向量拆分、角平分线定理应用、面积/周长基本不等式与三角函数值域法|按“基础线段→动态最值”递进,每个题型对应专属转化策略|
|重难专题分层过关练|巩固8题+创新10题|天津考题融合双最值设元技巧、选填特殊三角形速验法|从单一知识点应用到多考点综合,匹配一轮复习螺旋上升需求|
内容正文:
重难点专训05 解三角形中三角形面积·周长·内部一条线
内容导航
解题方法及技巧提炼 1
题型通法及变式提升 2
题型1 三角形中线问题 2
题型2 三角形角平分线问题 6
题型3 面积最值取值范围问题 10
题型4 周长最值取值范围问题 13
重难专题分层过关练 18
巩固过关 18
创新提升 29
解题方法及技巧提炼
面积优先两类公式:(S=1/2absin C)与海伦公式,已知边角用边角乘积式,已知三边用海伦公式;周长问题结合余弦定理,统一边构造二次函数求最值,利用两边之和大于第三边约束取值范围。 中线用阿波罗尼斯定理:(2ma2=2b2+2c2-a2),也可向量拆分、延长中线构造平行四边形转化边长。角平分线记长度公式,借助角平分线定理分对边成邻边之比。 通用思路:统一已知条件,边角互化,最值题锁定余弦定理结合基本不等式;天津考题常融合周长面积双最值,设单一变量简化运算。选填可代入特殊三角形速算检验,大题书写定理公式,留意角度范围避免增根。
1.正弦定理
.(其中为外接圆的半径)
(边化角)
(角化边)
2.余弦定理:
3.三角形面积公式:
=
4.三角形内角和定理:
在△ABC中,有.
5.基本不等式(优先用基本不等式)
①
②
6.利用正弦定理化角(函数角度求值域问题)
利用正弦定理,,代入面积公式,化角,再结合辅助角公式,根据角的取值范围,求面积或者周长的最值。
7.三角形中线问题
如图在中,为的中点,,然后再两边平方,转化成数量关系求解!(常用)
8.角平分线问题
如图,在中,平分,角,,所对的边分别为,,
①等面积法
(常用)
②内角平分线定理:
或
③边与面积的比值:
题型通法及变式提升
题型1 三角形中线问题
【典例1-1】(2026·天津·模拟预测)已知的内角的对边分别为,若,则中线的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用余弦定理求出角,结合图形写出中线向量的表达式,由向量数量积的运算律,代入即可求得中线的长度.
【详解】在中,
由余弦定理,,
则.
因点是的中点,则,
两边平方得
, 故.
1.可以利用向量法
2.倍长中线:中线可延长,补成对称图形
3.中线可借助补角.
【典例1-2】(2026·天津河北·二模)如图,在三角形中,已知边上的两条中线相交于点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】方法1,将作为与的夹角,利用向量知识结合题目数据可得答案;
方法2,如图建立平面直角坐标系,利用平面向量数量积坐标表示完成运算;
方法3,利用余弦定理计算可得答案.
【详解】法一:分别是的中点,.
与的夹角等于,
,
则;
法二:以为轴,过点作与垂直的直线为轴建立平面直角坐标系,则
,
则
;
法三:在中,由余弦定理,
又因为P为的重心,则,
在中再由余弦定理,
在中由余弦定理,
在中,由余弦定理,则
.
故选:D.
【变式1-2】(2025·天津河西·模拟预测)如图,在中,已知边上的两条中线AM,BN相交于点.
(1)求中线AM的长;
(2)求的余弦值;
(3)求面积.
【答案】(1)(2)(3)
【分析】(1)运用中线长的向量表达式,结合数量积定义可解;
(2)转化为向量夹角余弦值可解;
(3)运用重心的性质,结合面积公式可解.
【详解】(1)因为为BC的中点,,
,
.
(2)因为
,
,
.
(3)为中线的交点,为重心,
,
,,
.
题型2 三角形角平分线问题
【典例2-1】(2026·天津·阶段检测)如图,在中,,分别为边,上的中线,且与的夹角为,,,则的值为______.
【答案】
【分析】根据三角形重心的性质可得,进而由余弦定理可求,从而由数量积的运算法则即可得解.
【详解】假设为中线与的交点,则为三角形的重心,
因为,,即,
所以,,
由余弦定理得,
所以.
故答案为:.
角平分线
如图,在△ABC中,AD平分BAC,角A,B,C所对的边分别为a,b,c
技巧1:内角平分线定理:
技巧2:等面积法
,
技巧3:边与面积的比值:
技巧4:角互补:
+,
在△,
在△,
【典例2-2】(2026·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,,
,,
.
【变式2-1】(2026·天津南开·模拟预测)记的内角,,的对边分别为,,,.
(1)求;
(2)若的角平分线交边于点,,,求的周长.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)由及正弦定理,得,
,,
,,,,或.
,,,即.
(2)如图:
,
,①,
又在中,由余弦定理可得,即②,
将①代入②得,或(舍), .
的周长为.
【变式2-2】已知外接圆的半径为1,的角平分线交圆于另一点,,则的取值范围是__________,的最小值是__________.
【答案】
【分析】根据题意,利用正弦定理可得,根据三角形内角和即可确定的取值范围,设,由正弦定理可得,,再计算即可求解.
【详解】如图,不妨取在优弧上,在劣弧上,外接圆的半径,
,即,
解得,
,
为的角平分线,
,
,
,即;
设,
则,
,
,
,
,
,,
故当,即时,取得最小值.
故答案为:;.
题型3 面积最值取值范围问题
【典例3-1】(2026·天津南开·阶段检测)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(1)求角B的大小:
(2)若,,.
①求的值;②设D是边AC上一点,BD为角平分线,求BD的长.
【答案】(1)(2)①;②
【详解】(1)由题意及正弦定理可得:,
可得,即,
在中,,所以,
因为,所以;
(2)因为,,,
由余弦定理得,
所以,即,
所以,,由正弦定理可得:,
可得,
因为,则,则,
可得,
且,
所以
;
②由角平分线定理可得,即,
又,解得,
在中,由余弦定理可得,
解得.
面积最值先利用转化。已知一角及对边,结合余弦定理与基本不等式求出ab最大值,得到面积上限;已知周长,设变量结合余弦定理构造函数。若限定边或角范围,借助正弦定理换元,转化单三角函数,利用有界性求值域。做题注意角的取值范围,防止最值取错,算出结果及时检验边界
【典例3-2】(2026·天津滨海新区·阶段检测)已知的内角的对边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)若,求的面积的最大值,并求此时的值;
(3)若,求.
【答案】(1)(2)面积最大值为,此时(3)
【详解】(1)由正弦定理,为外接圆半径.
所以有.
整理得.
在中,,故.
因为,所以,于是,即.
又,所以.
(2)由余弦定理,代入,,得.
由基本不等式,可得,即.
当且仅当时等号成立.
三角形面积,因此.
当时,,解得.
综上,面积的最大值为,此时.
(3)由正弦定理,结合,,得.
则.
由,得,故为锐角,.
由二倍角公式,,.
所以.
【变式3-1】(2026·天津南开·模拟预测)已知锐角的内角,,的对边分别为,,,且,则角____________;若,则面积的取值范围为____________.
【答案】
【详解】已知,根据正弦定理,.
因为,且,化简得.
因为是锐角三角形,所以.
因为,所以,即.
因为为锐角三角形,故,解得.
由正弦定理,所以,.
因此面积.
由,得,故,
因此.
【变式3-2】在中,角,,所对应的边分别为,,,已知,
(1)角__________;
(2)若,则的面积的最大值是__________.
【答案】
【分析】(1)由正弦定理进行边化角,结合两角和的正弦公式及诱导公式可得;
(2)由余弦定理结合重要不等式可得的最大值,从而求得的面积的最大值.
【详解】(1)由,及正弦定理,
得,
,
,
所以,
因为,所以,
所以,,
因为,所以.
(2)若,则由余弦定理,
得,
因为,所以,即.
所以的面积,
所以的面积的最大值是.
题型4 周长最值取值范围问题
【典例4-1】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)
【分析】(1)根据题意利用余弦定理边角转化可得,即可得结果;
(2)利用余弦定理解得,即可得周长;
(3)利用正弦定理边角转化,结合三角恒等变换可得,进而可得取值范围.
【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.
周长最值核心结合正、余弦定理转化。已知一角及其对边,由余弦定理搭配基本不等式求出邻边和的最大值;再由三角形三边关系确定两边和下限。已知外接圆半径,用正弦定理将边化为角,转化三角函数,借助角的范围求周长范围。求解时严格锁定内角取值区间,避免边界错误;最值验算可代入特殊直角三角形快速核对。
【典例4-2】设的内角所对边分别为,且.
(1)若,的面积为,求的周长;
(2)若为锐角三角形,求的取值范围.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)中,,所以.
由得,,
整理得.
又,所以,则,所以.
由三角形面积公式得,所以.
由余弦定理得,
所以,所以.
故的周长为.
(2)
.
由(1)得,,因为为锐角三角形,所以,
所以,则,
所以,解得,则.
又在上单调递增,所以.
故的取值范围为.
【变式4-1】(2026·天津滨海新区·阶段检测)在中,角,,所对的边分别为,,,,,当的周长取最大值时,的面积为_____.
【答案】
【分析】利用余弦定理及基本不等式可求得,从而可求解.
【详解】由题知,,由余弦定理得,
即,
解得,当且仅当时取等号,
所以的周长取最大值为,此时的面积为.
故答案为:.
【变式4-2】(2026·江苏苏州·阶段检测)设的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且,.
(1)点E为边的中点,若,求的面积;
(2)如图所示,点D是外一点,若,且,记的周长为,求的取值范围.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)由可得,
由正弦定理得,
,
所以,即.
由余弦定理,又因为,因此,
因为中线,所以;
两边同时平方得,即,
在中,,由余弦定理可得,
可得,所以;
(2)在中,由正弦定理可得,即,
在中,由正弦定理可得,即.
因为四边形的内角和为,且,
所以,
在中,
所以,
则,
,
因为在中,所以,
则,在单调递增,
因为,所以,
所以的取值范围为.
重难专题分层过关练
巩固过关
1.(2026·天津·模拟预测)已知分别是三个内角的对边,且.
(1)求角的大小;
(2)若分别为的边上的点,且,求面积的最大值和此时的周长.
【答案】(1)
(2),
【分析】(1)根据条件,由正弦定理化边为角,结合两角和的正弦公式及辅助角公式求解;
(2)由条件利用三角形面积公式得,
解法一:由,得,可求得面积的最大值,由余弦定理得,可求的周长.
解法二:由,得,利用基本不等式求出面积的最大值,由余弦定理得,可求的周长.
【详解】(1)中有,
由正弦定理得,,
又将代入得,,
展开得,,
整理得,,
由,
所以,得,即,
由知,所以,
故.
(2),
,
解法一:由(1)知,,
故,
当且仅当时取等号,即面积的最大值为.
此时,
由余弦定理得,
的周长为.
解法二:由(1)知,,
,
当且仅当时取等号.
此时,
由余弦定理得,
的周长为.
2.(2026·天津西青·联考)在面积为S的中,三个内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若,,且.
(1)求角C的大小;
(2)若,,求的周长;
(3)若为锐角三角形,且AB边上的高h为2,求面积的取值范围.
【答案】(1)(2)(3)
【分析】根据向量共线的坐标关系,结合正余弦定理边角互化即可求解,
(2)由余弦定理以及面积公式即可求解得解,
(3)根据正弦定理得,进而根据面积公式可得,由三角恒等变换,化简可得,即可根据三角函数的性质求解.
【详解】(1)若,则,
由正弦定理可得,故,
因此,
.
(2)由(1)可得,又,故,
因此,故,
因此周长为
(3)由于,故,
由正弦定理可得,
故,
因为,所以,
所以,
故,
由于三角形为锐角三角形,故,解得,
因此,故,则,
因此.
3.(2026·天津武清·阶段检测)在中,角的对边分别为,若平面向量,其中,.
(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)利用向量垂直的坐标运算得到边角关系,结合正弦定理化简求角;
(2)将周长最小值转化为求边的最小值,结合余弦定理和基本不等式求解;
(3)利用正弦定理将转化为角的三角函数,结合锐角三角形的角范围求面积的取值范围.
【详解】(1)由,则,
即,
由,则,故,
即,由,故;
(2)由余弦定理得,
则,
当且仅当时,等号成立,
故周长的最小值为;
(3)由正弦定理可得,故、,
则
,
由是锐角三角形,则,解得,
则,故,即.
4.(2026·湖北省直辖县级单位·模拟预测)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)
【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.
5.(2026·天津·模拟预测)在中,,,分别为内角,,的对边,且,.
(1)若,求;
(2)若,在边上且,求证:;
(3)求面积的最大值.
【答案】(1)(2)证明见解析(3)
【详解】(1)若则,由余弦定理得
(2),,
即:,
化简得:.
(3)由余弦定理:且,,
可得,,
而,
令,则,即,
可得,,其中,的终边经过点,
因此,取为锐角,所以,所以,解得.
所以最大值为.
6.(2026·天津·模拟预测)已知的内角的对边分别为,向量,且.
(1)求;
(2)若,求面积的最大值.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)利用向量垂直的坐标公式和余弦定理,余弦函数的图象即可求得答案;
(2)先由(1)的结论和基本不等式推出,利用三角形面积公式即可求得其最大值.
【详解】(1)因为,所以,
即,
由余弦定理得,因为,所以.
(2)由(1)得,即,
当且仅当时,等号成立,
则,
所以当时,面积的最大值为.
7.(2026·河北张家口·一模)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.
【答案】(1)
由,利用正弦定理得:,
又,
所以,
所以,
所以或,
所以或(舍去)
所以;
(2)(3)
【详解】(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.
8.(2025·天津武清·阶段检测)在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,的面积为S,且.已知向量,,函数,
(1)求角A的大小;
(2)在中,,求的取值范围.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)由已知,可以得到
再利用面积公式可以得到,
由余弦定理知,所以有
即.
因为,所以.
(2)由数量积公式可知
由二倍角公式和辅助角公式可得.
所以.
由正弦定理可得,
所以,,因为,所以,
所以
,
因为,所以.
所以,
所以的取值范围为.
9.(2025·安徽合肥·阶段检测)的内角,,的对边分别为,,,已知.
(1)若,,求的面积;
(2)若角为钝角,求的取值范围.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)因为,
所以由余弦定理得,
所以由正弦定理得,
又因为,
所以,因为,所以,
因为,所以,
因为,,
所以由余弦定理得,
所以,所以,
所以的面积.
(2)因为角为钝角,所以,所以,
因为,所以,
代入得,
因为,所以,即,
所以的取值范围为.
35.(25-26高三上·黑龙江·阶段检测)已知△中,点在边上,平分,且△面积是△面积的倍.
(1)求的值;
(2)若,,求和的长.
【答案】(1)
(2),
【分析】(1)根据三角形的角平分线结合三角形面积公式与正弦定理即可得所求;
(2)设到的距离为,根据三角形面积可得,再结合平面向量的线性运算与模长即可得所求.
【详解】(1)因为,,
因为,
所以,则,所以由正弦定理得;
(2)设到的距离为,
因为,,
因为,
所以,则,
因为,平方得,
因为,平方得,
整理得.
又因为,
所以.
10.(2025·甘肃武威·模拟预测)在中,,是的平分线,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据角平分线定理可得,在中,利用余弦定理求出,进而根据正弦定理求出.
【详解】因为为的平分线,且,
在中,根据正弦定理可知,
在中,根据正弦定理可知,
而,,故将上述两个等式相除可得,
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.
创新提升
1.(2026·天津静海·阶段检测)在中,角所对的边分别为,已知.
(1)求;
(2)已知,求周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理化简已知条件,结合三角恒等变换求得.
(2)利用正弦定理、三角恒等变换等知识求得周长的取值范围.
【详解】(1)由正弦定理,得,
代入原式,化简得,
交叉整理,变形为.
若,化简得,与三角形内角范围矛盾,舍去;
若,则,结合,得,即.
(2)由,,,得.
,,
,
,则,所以,
所以.
周长,即.
2.(2025·天津·模拟预测)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,,
(1)求角C;
(2)若点D在边AB上,CD为的平分线,且,求边长a的值;
(3)求锐角的周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据正弦定理边化角化简整理即可;
(2)根据角平分线建立等角关系,再结合正弦定理和三角形面积公式建立关于的方程并求解;
(3)根据余弦定理建立关于周长和函数关系,结合函数单调性求解范围.
【详解】(1)已知,由正弦定理边化角得:
,
因为,故,
代入上式化简得:,
在中,,则,
又,因此.
(2)由是的平分线,可得,
由面积关系,代入可得:,
代入,
化简得:,解得.
(3)由余弦定理得:,
因为是锐角三角形,由余弦定理得:
,
,
故,则周长,
易知在上单调递增,得,
因此周长的取值范围为:.
3.(2025·天津·模拟预测)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知.
(1)求角的大小;
(2)若,且为锐角三角形,求的周长的取值范围;
(3)若,且外接圆半径为2,圆心为,为上的一动点,试求的取值范围.
【答案】(1)(2)(3)
【分析】(1)直接利用正余弦定理余弦定理边角互化解三角形即可求解;
(2)利用正弦定理将周长转化为关于角的三角函数,利用三角函数的值域即可求解;
(3)易得三角形为等边三角形,取中点,可得,由P为上的一动点,可得,进而可求的取值范围.
【详解】(1)依题意,由正弦定理,,
由
可得,
由余弦定理,,
则,则,
因为,所以;
(2)由为锐角三角形,,
可得,解得,
由正弦定理,则,
,,,
;
(3)由正弦定理,则,则,
由,可得,则,
则三角形为等边三角形,取中点,如图所示:
则
,
由,,则,则.
4.(2025·天津·模拟预测)在中,角所对的边分别为.
(1)若,,试讨论的取值范围,使得在解三角形时没有解,一个解,两个解;
(2)若为锐角三角形,外接圆的半径为,且,求周长的取值范围.
【答案】(1)当时,此时三角形不存在,
当或时,此时三角形只有一解,
当时,此时三角形有两解.
(2)
【分析】(1)根据三角形个数判断法则判断即可.
(2)先根据题目条件及正弦定理求出,再利用正弦定理将边全部用角来表示,最后将周长用的三角函数来表示,结合锐角三角形求出周长的取值范围.
【详解】(1)如图所示,作边上的高.
,.
当时,此时三角形不存在,
当或时,此时三角形只有一解,
当时,此时三角形有两解.
(2)由正弦定理,得.
又,,即,.
又因为为锐角三角形,.
设的周长为,则
为锐角三角形,,.
,,.
故周长的取值范围为.
5.(2026·天津滨海新区·模拟预测)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.
6.(2025·天津·二模)在中,内角所对的边分别为,,,且.
(1)求角;
(2)若,是钝角三角形.
(ⅰ)求的范围;
(ⅱ)若点在上,且为的角平分线,求的取值范围.
【答案】(1)(2)(ⅰ);(ⅱ)
【分析】(1)直接由向量的共线并结合正弦定理可得;
(2)(ⅰ)根据正弦定理进行边化角,进而得,再由三角形为钝角三角形得,再由正弦函数的性质可得范围;(ⅱ)先由等面积法可得,再由条件和(i)结果可得,再令,再根据函数的单调性可得所求值的范围.
【详解】(1)由,,且,
所以,,
化简整理得,再由正弦定理得,
因为,所以,且,所以.
(2)(i)由,结合正弦定理,得.
因此 ,且.
因为 为钝角三角形, ,故钝角只能是或,
所以或,所以.
由正弦定理得
,
因为,所以,,
所以
(ii)因为为的角平分线,且,如图:
由面积关系,,
所以 ,化简得.
又因为
,
由(i)知,
所以,
令,由(i)知,所以
所以,因为函数在是单调递增函数,
所以时,,当时,.
所以.
7.(2026·山东临沂·阶段检测)已知的内角所对的边分别为,向量,且.
(1)求角;
(2)若,求的面积;
(3)若,求的最大值.
【答案】(1)(2)(3)
【详解】(1)因为向量,且,所以.
又由正弦定理得,因为,所以
又因为,所以.
(2)因为中,,由(1)知,由余弦定理,
即,所以,解得或(舍去).
所以的面积.
(3)由(1)知,且,由余弦定理,
得,
即,当且仅当时等号成立.
所以的最大值为.
8.在中,角,,的对边分别为,,,,.
(1)求角;
(2)若是线段的中点,且,求;
(3)若为锐角三角形,求的周长的取值范围.
【答案】(1)(2)(3)
【分析】(1)先应用正弦定理化边为角,再应用两角和的正弦公式计算化简得出角A;
(2)先根据向量关系,左右两边平方后结合余弦定理得出,进而得出面积即可;
(3)应用正弦定理边角转化应用辅助角公式化简,再根据角的范围应用正弦函数的性质求解.
【详解】(1)由正弦定理可知,
∴,
∴,
又,,
∴,
∵,∴,
∵,∴.
(2)由(1)及余弦定理得,即,①
又因为,则,
则,
即,
所以,②
由得,
所以.
(3)由(1)得,则,即,
由正弦定理可知,,
所以
.
因为△ABC为锐角三角形,所以,,
即,,
则,即,
则,
故△ABC的周长的取值范围为.
9.(2026·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.
【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.
10.(2026·天津·阶段检测)在三角形中,角所对的边分别为,且
(1)求的大小;
(2)若三角形的面积,求最大值.
【答案】(1)(2)8
【详解】(1)根据正弦定理,
可得,
代入已知等式:,
整理得:,
由余弦定理,代入得:,
因为,故.
(2)三角形面积公式,代入,
得:,又,
得,
又
将代入整理得:
由基本不等式,代入得:,
整理得,即,当且仅当时取等号,
故的最大值为.
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重难点专训05 解三角形中三角形面积·周长·内部一条线
内容导航
解题方法及技巧提炼 1
题型通法及变式提升 2
题型1 三角形中线问题 2
题型2 三角形角平分线问题 3
题型3 面积最值取值范围问题 4
题型4 周长最值取值范围问题 5
重难专题分层过关练 6
巩固过关 6
创新提升 8
解题方法及技巧提炼
面积优先两类公式:(S=1/2absin C)与海伦公式,已知边角用边角乘积式,已知三边用海伦公式;周长问题结合余弦定理,统一边构造二次函数求最值,利用两边之和大于第三边约束取值范围。 中线用阿波罗尼斯定理:(2ma2=2b2+2c2-a2),也可向量拆分、延长中线构造平行四边形转化边长。角平分线记长度公式,借助角平分线定理分对边成邻边之比。 通用思路:统一已知条件,边角互化,最值题锁定余弦定理结合基本不等式;天津考题常融合周长面积双最值,设单一变量简化运算。选填可代入特殊三角形速算检验,大题书写定理公式,留意角度范围避免增根。
1.正弦定理
.(其中为外接圆的半径)
(边化角)
(角化边)
2.余弦定理:
3.三角形面积公式:
=
4.三角形内角和定理:
在△ABC中,有.
5.基本不等式(优先用基本不等式)
①
②
6.利用正弦定理化角(函数角度求值域问题)
利用正弦定理,,代入面积公式,化角,再结合辅助角公式,根据角的取值范围,求面积或者周长的最值。
7.三角形中线问题
如图在中,为的中点,,然后再两边平方,转化成数量关系求解!(常用)
8.角平分线问题
如图,在中,平分,角,,所对的边分别为,,
①等面积法
(常用)
②内角平分线定理:
或
③边与面积的比值:
题型通法及变式提升
题型1 三角形中线问题
【典例1-1】(2026·天津·模拟预测)已知的内角的对边分别为,若,则中线的长为( )
A. B. C. D.
1.可以利用向量法
2.倍长中线:中线可延长,补成对称图形
3.中线可借助补角.
【典例1-2】(2026·天津河北·二模)如图,在三角形中,已知边上的两条中线相交于点,则( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(2025·天津河西·模拟预测)如图,在中,已知边上的两条中线AM,BN相交于点.
(1)求中线AM的长;
(2)求的余弦值;
(3)求面积.
题型2 三角形角平分线问题
【典例2-1】(2026·天津·阶段检测)如图,在中,,分别为边,上的中线,且与的夹角为,,,则的值为______.
角平分线
如图,在△ABC中,AD平分BAC,角A,B,C所对的边分别为a,b,c
技巧1:内角平分线定理:
技巧2:等面积法
,
技巧3:边与面积的比值:
技巧4:角互补:
+,
在△,
在△,
【典例2-2】(2026·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.
【变式2-1】(2026·天津南开·模拟预测)记的内角,,的对边分别为,,,.
(1)求;
(2)若的角平分线交边于点,,,求的周长.
【变式2-2】已知外接圆的半径为1,的角平分线交圆于另一点,,则的取值范围是__________,的最小值是__________.
题型3 面积最值取值范围问题
【典例3-1】(2026·天津南开·阶段检测)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(1)求角B的大小:
(2)若,,.
①求的值;②设D是边AC上一点,BD为角平分线,求BD的长.
面积最值先利用转化。已知一角及对边,结合余弦定理与基本不等式求出ab最大值,得到面积上限;已知周长,设变量结合余弦定理构造函数。若限定边或角范围,借助正弦定理换元,转化单三角函数,利用有界性求值域。做题注意角的取值范围,防止最值取错,算出结果及时检验边界
【典例3-2】(2026·天津滨海新区·阶段检测)已知的内角的对边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)若,求的面积的最大值,并求此时的值;
(3)若,求.
【变式3-1】(2026·天津南开·模拟预测)已知锐角的内角,,的对边分别为,,,且,则角____________;若,则面积的取值范围为____________.
【变式3-2】在中,角,,所对应的边分别为,,,已知,
(1)角__________;
(2)若,则的面积的最大值是__________.
题型4 周长最值取值范围问题
【典例4-1】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.
周长最值核心结合正、余弦定理转化。已知一角及其对边,由余弦定理搭配基本不等式求出邻边和的最大值;再由三角形三边关系确定两边和下限。已知外接圆半径,用正弦定理将边化为角,转化三角函数,借助角的范围求周长范围。求解时严格锁定内角取值区间,避免边界错误;最值验算可代入特殊直角三角形快速核对。
【典例4-2】设的内角所对边分别为,且.
(1)若,的面积为,求的周长;
(2)若为锐角三角形,求的取值范围.
【变式4-1】(2026·天津滨海新区·阶段检测)在中,角,,所对的边分别为,,,,,当的周长取最大值时,的面积为_____.
【变式4-2】(2026·江苏苏州·阶段检测)设的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且,.
(1)点E为边的中点,若,求的面积;
(2)如图所示,点D是外一点,若,且,记的周长为,求的取值范围.
重难专题分层过关练
巩固过关
1.(2026·天津·模拟预测)已知分别是三个内角的对边,且.
(1)求角的大小;
(2)若分别为的边上的点,且,求面积的最大值和此时的周长.
2.(2026·天津西青·联考)在面积为S的中,三个内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若,,且.
(1)求角C的大小;
(2)若,,求的周长;
(3)若为锐角三角形,且AB边上的高h为2,求面积的取值范围.
3.(2026·天津武清·阶段检测)在中,角的对边分别为,若平面向量,其中,.
(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.
4.(2026·湖北省直辖县级单位·模拟预测)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.
5.(2026·天津·模拟预测)在中,,,分别为内角,,的对边,且,.
(1)若,求;
(2)若,在边上且,求证:;
(3)求面积的最大值.
6.(2026·天津·模拟预测)已知的内角的对边分别为,向量,且.
(1)求;
(2)若,求面积的最大值.
所以当时,面积的最大值为.
7.(2026·河北张家口·一模)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.
8.(2025·天津武清·阶段检测)在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,的面积为S,且.已知向量,,函数,
(1)求角A的大小;
(2)在中,,求的取值范围.
9.(2025·安徽合肥·阶段检测)的内角,,的对边分别为,,,已知.
(1)若,,求的面积;
(2)若角为钝角,求的取值范围.
35.(25-26高三上·黑龙江·阶段检测)已知△中,点在边上,平分,且△面积是△面积的倍.
(1)求的值;
(2)若,,求和的长.
10.(2025·甘肃武威·模拟预测)在中,,是的平分线,,,则( )
A. B. C. D.
创新提升
1.(2026·天津静海·阶段检测)在中,角所对的边分别为,已知.
(1)求;
(2)已知,求周长的取值范围.
2.(2025·天津·模拟预测)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,,
(1)求角C;
(2)若点D在边AB上,CD为的平分线,且,求边长a的值;
(3)求锐角的周长的取值范围.
3.(2025·天津·模拟预测)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知.
(1)求角的大小;
(2)若,且为锐角三角形,求的周长的取值范围;
(3)若,且外接圆半径为2,圆心为,为上的一动点,试求的取值范围.
4.(2025·天津·模拟预测)在中,角所对的边分别为.
(1)若,,试讨论的取值范围,使得在解三角形时没有解,一个解,两个解;
(2)若为锐角三角形,外接圆的半径为,且,求周长的取值范围.
5.(2026·天津滨海新区·模拟预测)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.
6.(2025·天津·二模)在中,内角所对的边分别为,,,且.
(1)求角;
(2)若,是钝角三角形.
(ⅰ)求的范围;
(ⅱ)若点在上,且为的角平分线,求的取值范围.
7.(2026·山东临沂·阶段检测)已知的内角所对的边分别为,向量,且.
(1)求角;
(2)若,求的面积;
(3)若,求的最大值.
8.在中,角,,的对边分别为,,,,.
(1)求角;
(2)若是线段的中点,且,求;
(3)若为锐角三角形,求的周长的取值范围.
9.(2026·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.
10.(2026·天津·阶段检测)在三角形中,角所对的边分别为,且
(1)求的大小;
(2)若三角形的面积,求最大值.
8 / 8
学科网(北京)股份有限公司
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