内容正文:
重难专题05 解三角形中的最值与范围问题
题型脑图·重难考法归纳
考法深研·解题技能通关
题型01 面积的最值(范围)
求面积的最值(范围)常用思路是把面积表达成一个角的函数或边的关系式,再利用三角函数的有界性或基本不等式放缩。常用方法有三种:三角函数法、基本不等式法、几何法(外接圆/数形结合)。
一、基本不等式法
1.(26-27高三·全国·一轮复习)的内角的对边分别为.若,则面积的最大值为______.
2.(26-27高三·全国·一轮复习)在中,内角所对的边分别为,已知 ,则面积的最大值为________.
3.(26-27高三上·湖北黄石·开学考试)已知,,分别为的三个内角,,的对边,且,的面积.
(1)求证:;
(2)求的最大值.
4.(25-26高三上·四川雅安·开学考试)已知a,b,c分别是的内角A,B,C的对边,且.
(1)求B;
(2)若,求面积的最大值.
5.(26-27高三上·浙江·阶段检测)在中,内角,,的对边分别是,,,且.
(1)求角的大小;
(2)若点满足,且,求面积的最大值.
6.(26-27高三上·浙江·开学考试)已知的内角,,所对的边分别为,,,且.为边上的点.
(1)求角;
(2)若,,且,求线段的长;
(3)若,,求面积的最大值.
7.(26-27高三上·浙江·开学考试)在中,,,分别是角,,所对的边,且满足.
(1)求角的大小;
(2)若为边上的一点,平分且,求面积的最小值.
二、三角函数求最值
8.(2026·湖南永州·一模)已知的周长为12,且,则面积的最大值为__________.
9.(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.
10.(2026·湖南益阳·模拟预测)已知的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(1)求;
(2)若,求面积的最大值.
11.(26-27高三上·黑龙江大庆·阶段检测)已知的内角,,的对边分别为,,,且.
(1)求;
(2)如图,在所在平面内取一点(与在两侧),连接交于点.
(ⅰ)若,且,求的值;
(ⅱ)若,,,求面积的最大值.
12.(26-27高二上·广西桂林·阶段检测)记的内角,,所对的边分别为,,,已知.
(1)求角;
(2)已知.
(i)若的面积为,求的周长;
(ii)若为锐角三角形,且角的内角平分线与角的内角平分线交于点,求面积的取值范围.
13.(2026·山东日照·模拟预测)在中,,,,为的中点,,分别在边,上,.
(1)若,,求的值;
(2)求面积的最小值.
14.(2026·湖南衡阳·模拟预测)如图,在平面四边形ABCD中,,.
(1)证明:;
(2)当时,求四边形ABCD面积的最大值.
三、二次函数求最值
15.(2026高三上·全国·专题练习)中,D为BC的中点,G为的重心,,,则的面积的最大值为______.
16.(2026·湖南衡阳·模拟预测)已知O为锐角△ABC的外心,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,则的面积的取值范围为_____.
四、几何法
17.(2026·河南安阳·模拟预测)已知分别为内角的对边,若,动点满足的大小与的大小相等,则的最小值为___________.
18.(2026·广东惠州·二模)在平面四边形ABCD中,与均是正整数且,则四边形ABCD的面积的取值范围是______.
题型02 周长的最值(范围)
求周长的最值(范围)主要是把周长转化为角的三角函数,再求值域。
1. 求最大值:余弦定理+基本不等式更简洁,但只能求最大值,求不出最小值;
2. 求取值范围:必须用正弦定理+三角函数,因为最小值往往取不到(开区间) ;
3. 锐角三角形约束:角的范围要额外满足所有角都是锐角,会改变最终区间。
1、 求周长的最值:
19.(26-27高三上·浙江·开学考试)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求C;
(2)若,求周长的最大值.
20.(26-27高三上·广东江门·阶段检测)的内角,,的对边分别为,,,设.
(1)求;
(2)若,求周长的最大值.
21.(26-27高三·全国·一轮复习)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,.
(1)分别以a,b,c为边长的三个正三角形的面积依次为,已知,求的面积;
(2)若,求周长的最大值.
22.(2026·湖北鄂州·模拟预测)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.
2、 求取值范围
23.(26-27高三·全国·一轮复习)在中,,则的周长的取值范围为______.
24.(2026·河南开封·模拟预测)在中,,,,点D,E,F分别是,,上的动点,且为等边三角形,则周长的最小值为_______
25.(26-27高三·全国·一轮复习)的内角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若为锐角三角形,且,求周长的取值范围.
26.(26-27高三上·浙江·开学考试)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求角A的大小.
(2)若M为的内心,,求周长的取值范围.
27.(2026·河南·二模)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足.
(1)求角C的取值范围;
(2)当角C取最大值时,边上存在一点D,满足,求周长的取值范围.
3、 锐角三角形求周长的取值范围
28.(26-27高三·全国·一轮复习)在锐角中,分别是角所对的边,已知,且则锐角周长的取值范围为( )
A. B. C. D.
29.(25-26高一下·辽宁沈阳·期末)在锐角中,已知,,则周长的取值范围为( )
A. B. C. D.
30.(2026·陕西榆林·三模)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.
题型03 边长的最值(范围)
求边长的最值(范围)主要是先用正弦定理或余弦定理把边转化为角或边的等量关系,再结合三角形内角与角的范围,用三角函数有界性或基本不等式求出最值(范围)。
1、 基本不等式法
31.(25-26高三下·内蒙古呼和浩特·阶段检测)在中,内角的对边分别是,,,点在边上,且,则线段长度的最小值为 ____________________ .
32.(2026·陕西榆林·模拟预测)已知的面积为1,、分别为边、的中点,若,则的最小值为__________.
33.(26-27高三上·广东惠州·阶段检测)在中,内角的对边分别为,且满足.
(1)求角B的大小;
(2)若,求的最小值.
34.(26-27高三上·陕西渭南·阶段检测)在中,已知.
(1)求角;
(2)若,且,求的面积;
(3)若,求a的取值范围.
2、 三角函数法
35.(2026·四川泸州·模拟预测)已知在中,角,边.点在线段上满足,则线段长度的取值范围是___________.
36.(2026·陕西西安·模拟预测)在中,内角,,的对边分别为,,,若,,则边的最小值为____.
37.(26-27高三上·广东揭阳·开学考试)锐角的内角的对边分别为,若,则的取值范围为______.为边上一点,且满足,则的取值范围为______.
38.(2026·四川泸州·模拟预测)已知在中,角,边.点在线段上满足,则线段长度的取值范围是___________.
39.(25-26高三下·青海西宁·开学考试)在锐角中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,,的面积为.
(1)求;
(2)求a的取值范围.
40.(26-27高三上·重庆·阶段检测)已知锐角 的内角 的对应边分别为 , 如图, 分别在边 上,且 为等边三角形.
(1)求 的值及 ;
(2)证明: ;
(3)求边 的最小值.
41.(2026·陕西榆林·模拟预测)在面积为的锐角中,内角的对边分别为,且,则c的最小值为__________.
三、锐角三角形中边的最值(范围)
42.(25-26高三下·广西南宁·阶段检测)已知锐角的三个角,,的对边分别为,,,且,,则的取值范围为______.
43.(26-27高三上·安徽阜阳·开学考试)已知条件:①;②;③.从以上三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答.问题:的内角的对边分别为,满足: .
(1)求;
(2)若为锐角三角形,,求边长的取值范围.
(注:如果选择多个条件分别作答,按第一个解答计分.)
44.(26-27高三上·辽宁鞍山·开学考试)在锐角中,角、、的对边分别为、、,且,.
(1)求角的大小;
(2)求的取值范围.
题型04 角(或角的三角函数值)的最值(范围)
求角或角的三角函数值的最值(范围)主要是“先确定角的范围,再转化为三角函数求值域”。
解题步骤:1.边化角:用正弦定理把边换成角的正弦,统一成角的表达式;
2. 消元留一角:利用内角和把三个角消成只含一个角;
3. 锁定角的范围;4.求最值(范围)。
45.高三上·安徽合肥·阶段检测)在中,若,则的最大值为________.
46.(26-27高三上·浙江嘉兴·开学考试)在中,若,则的最小值为___________.
47.(2026高三上·全国·专题练习)在中,若,则的取值范围是________.
48.(2026·江苏徐州·三模)已知三角形的内角的对边分别为,,,则的最大值为_______.
49.(2026·江苏扬州·三模)在中,D是线段上一点,且,,则的最大值为_________.
50.(2026·安徽合肥·一模)记的内角的对边分别为,已知.
(1)证明:;
(2)求内角的最大值.
51.(25-26高三上·湖北武汉·期末)记的内角所对的边分别为,.
(1)若,求;
(2)若为边上的点,且,求的最小值.
52.(2027·湖南衡阳·一模)在中,内角,,所对的边分别为,,,其面积.
(1)求证:;
(2)求的最大值.
53.(2026·河北沧州·一模)已知的内角所对的边分别为,.
(1)若,,求;
(2)若,求的最小值.
题型05 有关角分线的最值(范围)
求角分线长的最值(范围)主要是:先用角分线长度公式把目标函数表示成边或角的函数,再根据三角形约束条件确定定义域,最后求函数的最值(范围)。
在中,内角所对的边分别为,若是内角的平分线,则解题思路一般有两种:
⑴利用内角平分线定理:;
⑵利用等面积法:。
54.(26-27高三·全国·一轮复习)在中,角的对边分别为,已知,,则的角平分线的最大长度为( )
A. B. C. D.
55.(2026高三上·全国·专题练习)在中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,角A的内角平分线交BC于点D,若a=1,,则线段AD长的范围是______
56.(2026·山东日照·模拟预测)已知的内角,,所对的边分别是,,,若,,的平分线交于点,则线段的最大值为______.
57.(26-27高三上·重庆·阶段检测)已知分别为三个内角的对边,且;
(1)求C;
(2)若为上一点,为的平分线,且,求线段长度的最大值.
58.(2026·安徽阜阳·模拟预测)在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,若a=1且.
(1)求A;
(2)设角A的平分线交边BC于点D,求AD长度最大值.
59.(26-27高三上·浙江杭州·阶段检测)在中,内角的对边分别为,若.
(1)求角的大小;
(2)若,的平分线交于点,求线段长度的取值范围.
60.(26-27高三上·广西贺州·开学考试)在中,,,分别是角,,的对边,若且.
(1)求;
(2)设角的平分线交边于点,求长度最大值.
61.(25-26高一下·河北衡水·阶段检测)在中,设内角,,的对边分别为,,,.
(1)求;
(2)若点在上,,,求的最大值.
题型06 有关中线的最值(范围)
在中,内角所对的边分别为,若是中点,则解题思路一般有两种:
⑴利用向量:,所以;
⑵利用余弦定理:利用找到中线与边的关系。
62.(25-26高三下·湖北孝感·开学考试)已知分别为的内角所对的边,且.
(1)求;
(2)已知是边的中点,求的最大值.
63.(2026·湖南邵阳·模拟预测)在锐角中,角所对的边分别为.向量,,且.
(1)求角的大小;
(2)若,为边的中点,求线段的长的取值范围.
题型07 有关高线的最值(范围)
求高线长的最值(范围)主要是把高线表示成面积一底边的比值,或者是用正弦定理转化为三角函数。
在中,内角所对的边分别为,若是边上的高,则解题思路一般利用等面积法:。
64.(25-26高一下·重庆·期末)在锐角中,内角,,的对边分别为,,,已知,,则边上的高的取值范围是( )
A. B. C. D.
65.(2026·山东威海·一模)记内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求;
(2)若,求BC边上的高的最大值.
66.(25-26高三上·河南三门峡·期末)已知的内角的对边分别为,且,
(1)求的大小;
(2)已知,为边上的高,求的取值范围.
67.(25-26高三上·贵州贵阳·高考复习)在锐角中,,,的对边分别为,,,已知.
(1)求;
(2)若,求边上的高长的最大值.
题型08 长度和、差、比的最值(范围)
求边长的和、差、比的最值,本质都是多元问题化为一元问题,核心工具就是正弦定理、余弦定理以及基本不等式。
68.(26-27高三上·湖南娄底·阶段检测)在中,角对边分别为,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
69.(2026·安徽·模拟预测)在锐角中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且,,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
70.(2026·江西·三模)在锐角中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
71.(2026高三上·全国·专题练习)在锐角中,,,对边是a,b,c,若,,则的取值范围是______.
72.(26-27高三上·辽宁·期中)锐角中,角、、的对边分别为、、,,则的取值范围是______.
73.(26-27高三上·重庆·开学考试)已知的内角的对边分别为,且的两条角平分线是与,则当取得最小值时,________.
74.(2026·河南·模拟预测)的内角,,的对边分别为,,,且.
(1)若,,求;
(2)若为锐角三角形,求的取值范围.
75.(26-27高三上·陕西榆林·开学考试)在锐角三角形中,,,的对边分别为,,,且.
(1)求;
(2)若点为的垂心,,求的取值范围.
76.(26-27高三上·新疆乌鲁木齐·阶段检测)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,满足.
(1)求角A.
(2)D为边上一点,且.
①若,求面积的最大值;
②若为角平分线,求的取值范围.
77.(2026·河北沧州·模拟预测)在中,角的对边分别为.
(1)若,求的大小;
(2)若,点为边上的点,且满足,求的最小值;
(3)若,点为边上的中点,求的最大值.
题型09 其它类型的最值(范围)
78.(25-26高二下·江西·期末)在锐角中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
79.(25-26高一下·广东湛江·期末)在锐角中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,S为的面积,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
80.(2026·安徽合肥·模拟预测)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,满足,求的最大值为________.
81.(2026·湖南长沙·三模)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知a=3,且则的最小值为______.
82.(26-27高三上·河北沧州·开学考试)在中,内角,,所对的边分别为,,.已知,且,则的取值范围为__________.
83.(26-27高三上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)已知锐角的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,则的取值范围是____________.
84.(2026·浙江绍兴·模拟预测)角,,是三角形的内角,已知,是边的中点,是边靠近点的三等分点,且,则的最大值为_________.
85.(25-26高三下·河南驻马店·阶段检测)如图,已知矩形,,,,分别是边,上的动点(不含端点),为边的中点,且,设.记的面积为,则的最大值为________.
86.(2026·海南·模拟预测)已知的内角,,的对边分别为,,,若,则的取值范围为_____.
87.(26-27高三上·陕西西安·开学考试)在锐角 中,内角 的对边分别为 ,满足 .
(1)求证:;
(2)求 的取值范围.
88.(25-26高一下·陕西汉中·期中)已知分别为三个内角的对边,满足.
(1)求;
(2)若的周长为,面积为,求;
(3)若,点在边上,且平分内角,求的取值范围.
89.(26-27高三上·安徽合肥·阶段检测)设的内角,,所对的边分别为,,,,,且当时,函数取得最大值.
(1)求;
(2)若为的重心,求的最大值.
90.(26-27高三上·河北沧州·阶段检测)如图,在中,,为边上的动点,,,,.
(1)若,,求的长;
(2)求的取值范围.
91.(26-27高三上·江苏南通·开学考试)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知.
(1)求角B的大小;
(2)若,,求边a的长;
(3)求的取值范围.
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重难专题05 解三角形中的最值与范围问题
题型脑图·重难考法归纳
考法深研·解题技能通关
题型01 面积的最值(范围)
求面积的最值(范围)常用思路是把面积表达成一个角的函数或边的关系式,再利用三角函数的有界性或基本不等式放缩。常用方法有三种:三角函数法、基本不等式法、几何法(外接圆/数形结合)。
一、基本不等式法
1.(26-27高三·全国·一轮复习)的内角的对边分别为.若,则面积的最大值为______.
【答案】
【详解】由余弦定理得,
即,
所以,当且仅当时,等号成立,
所以,
即的面积的最大值为.
2.(26-27高三·全国·一轮复习)在中,内角所对的边分别为,已知 ,则面积的最大值为________.
【答案】
【详解】在中,根据正弦定理由得:,
即,
由余弦定理得:,
因为,所以,,
又,则,
所以,当且仅当时取等号,
所以的面积为,
所以当且仅当时,面积的最大值为.
3.(26-27高三上·湖北黄石·开学考试)已知,,分别为的三个内角,,的对边,且,的面积.
(1)求证:;
(2)求的最大值.
【答案】(1)答案见解析;(2)
【详解】(1)根据三角形面积公式可得:,
余弦定理可得:,
又因为,所以,
在中,两边同时除以整理可得:
即 .
(2)由(1)可知:,两边平方得:
,又因为,
所以,化简可得:,
因为是三角形内角,,解得,
所以,已知,
由基本不等式得 ,当且仅当时等号成立,
所以,
所以,的最大值是.
4.(25-26高三上·四川雅安·开学考试)已知a,b,c分别是的内角A,B,C的对边,且.
(1)求B;
(2)若,求面积的最大值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)利用正弦定理得到,利用三角形内角和结合两角和的正弦公式,通过整理得到,由得到,通过计算得到,由得到.
(2)利用三角形的面积公式求出,利用余弦定理通过计算得到,利用基本不等式得到,从而得到面积的最大值.
【详解】(1)因为,所以,
因为,所以,
则,
即,
解得,
因为,所以,
所以转化为,解得,
因为,所以.
(2)因为,,
所以,
因为,
代入得到,
因为,所以转化为,
即,解得,
当且仅当时取等号,
则.
5.(26-27高三上·浙江·阶段检测)在中,内角,,的对边分别是,,,且.
(1)求角的大小;
(2)若点满足,且,求面积的最大值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)利用正弦定理,转化为边的关系,再与余弦定理比较,即可求出.
(2)由可知,点将边按内分,以点为起点表示,利用 和得到关于的约束条件,再求乘积的最大值,从而得到△ABC面积的最大值.
【详解】(1)因为,由正弦定理得,
整理得,则,
因为,所以.
(2)以点为起点,记,,则,,
且由,有,
因为,所以,
由,得,
解得,即,
则,即,
当且仅当,即,时取等号,
则,
故面积的最大值为.
6.(26-27高三上·浙江·开学考试)已知的内角,,所对的边分别为,,,且.为边上的点.
(1)求角;
(2)若,,且,求线段的长;
(3)若,,求面积的最大值.
【答案】(1);(2);(3)
【分析】(1)利用正弦定理将边化角,再由三角恒等变换公式即可得解;
(2)利用角平分线表示三角形面积,再结合余弦定理即可求出结果;
(3)依题意先表示,然后将两边平方,结合数量积的运算律及基本不等式求出的最大值,再由面积公式计算可得.
【详解】(1)由正弦定理可得,因为,,代入可得,中,所以,得
(2)因为,
所以,
即,所以.
由余弦定理可得,,,
,可得,因为,所以.
(3)因为,所以,
两边平方.
因为,所以,
由均值不等式可得,
所以,即,等号成立.
条件:,将其代入原式验证真实存在三角形,.
7.(26-27高三上·浙江·开学考试)在中,,,分别是角,,所对的边,且满足.
(1)求角的大小;
(2)若为边上的一点,平分且,求面积的最小值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)利用正弦定理边化角可得,化简并结合同角的三角函数关系即可求得答案;
(2)根据等面积法可推出,利用基本不等式可得,即可求得答案.
【详解】(1)由可知,得,于是,
即,所以
(2)
即得,
,
,当且仅当时取等号,
,故面积的最小值为
2、 三角函数求最值
8.(2026·湖南永州·一模)已知的周长为12,且,则面积的最大值为__________.
【答案】
【分析】由题设结合二倍角及诱导公式可得,再根据和差化积公式及正弦定理化简可得,进而结合的周长为12可得,再根据余弦定理得到,再由可得,,进而根据三角形的面积公式求解即可.
【详解】由,
得,
即,
因为,所以,
由和差化积公式可得,
,
设角所对的边为,
由正弦定理得,,
因为的周长为12,所以,则,
由余弦定理得,
则,即,所以,
又,当且仅当且,即,时等号成立,
则,所以,则,即,
又,则,
所以,
则面积的最大值为.
9.(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.
10.(2026·湖南益阳·模拟预测)已知的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(1)求;
(2)若,求面积的最大值.
【答案】(1);(2)
【详解】(1)由已知得,又,
所以,又,
所以.
因为,所以,所以.
又,所以.
(2)由及得:.
所以,,
即
,
因为,所以,
在中,当时,取得最大值1.
所以面积的最大值是.
11.(26-27高三上·黑龙江大庆·阶段检测)已知的内角,,的对边分别为,,,且.
(1)求;
(2)如图,在所在平面内取一点(与在两侧),连接交于点.
(ⅰ)若,且,求的值;
(ⅱ)若,,,求面积的最大值.
【答案】(1);(2)(ⅰ);(ⅱ)
【分析】(1)首先利用正弦定理进行边角互化,再利用辅助角公式得到,即可求出角;
(2)(ⅰ)根据得到,结合余弦定理代入求值,(ⅱ)设,将边及用表示出来,利用正弦定理求面积,根据三角函数求最大值.
【详解】(1),由正弦定理得,
又,
则,
即,
因为,故,则,
所以,即,
因为,所以,所以.
(2)(ⅰ)由余弦定理,
若,且,
因为,即,
即,
.
(ⅱ),所以为正三角形,
设,,,
在中,,,
,
即,
,
在中,由正弦定理得,,
,
因为,当,即时,取得最大值为.
12.(26-27高二上·广西桂林·阶段检测)记的内角,,所对的边分别为,,,已知.
(1)求角;
(2)已知.
(i)若的面积为,求的周长;
(ii)若为锐角三角形,且角的内角平分线与角的内角平分线交于点,求面积的取值范围.
【答案】(1);(2)(i);(ii)
【分析】(1)由正弦定理和变形得到,从而求出;
(2)(i)由的面积得到方程,求出,由余弦定理得,从而得到三角形周长;
(ii)由为锐角三角形,得,在中,由正弦定理得到方程,求出,,变形得到,由,得到面积的取值范围.
【详解】(1)在中,由及正弦定理得,
,
因为,所以,
即,
因为,所以,即,
可得,
因为,所以.
(2)(i)由以及的面积为,得,则,
因为,由余弦定理得,得,
解得,所以的周长为;
(ii)为锐角三角形,,故,且
解得.
,分别平分角,角,则,,.
在中,由正弦定理得,
即,.
又由,得,
所以
.
由,得,故,
因此面积的取值范围为.
13.(2026·山东日照·模拟预测)在中,,,,为的中点,,分别在边,上,.
(1)若,,求的值;
(2)求面积的最小值.
【答案】(1)2;(2)
【分析】(1)利用余弦定理求出,由勾股定理可得是直角三角形,从而求出,,在中利用正弦定理求出,所以,从而得出,则在中可计算得出;
(2)设,,在,中分别利用正弦定理得出,,然后利用面积公式即可求解.
【详解】(1)在中,由余弦定理得,
解得,所以,则,,
在中,由正弦定理得,所以,
即,则,
因为,所以,
在中,,则.
又,所以.
(2)设,,
则,,,
在中,由正弦定理得,整理得,
在中,由正弦定理得,整理得,
则,
又,,
所以,
所以.
14.(2026·湖南衡阳·模拟预测)如图,在平面四边形ABCD中,,.
(1)证明:;
(2)当时,求四边形ABCD面积的最大值.
【答案】(1)证明见解析;(2)
【分析】(1)利用余弦定理,在与中分别表示公共边,联立两式消去参数,化简得到;
(2)将四边形面积拆分为两个三角形面积和,结合第(1)问的结论,通过平方相加消元,求出面积的最大值.
【详解】(1)
如图,连接BD,
在中,由余弦定理可得,
在中,由余弦定理可得,
则有,
因为,,
所以,
因为,所以;
(2)如图,因为,
所以四边形ABCD的面积,
将两边平方,可得,
即①,
由(1)可知,平方可得②,
联立①②,解得,
则,当且仅当时,等号成立,
所以四边形ABCD面积的最大值为
3、 二次函数求最值
15.(2026高三上·全国·专题练习)中,D为BC的中点,G为的重心,,,则的面积的最大值为______.
【答案】
【分析】根据三角形重心的性质,结合余弦定理、同角三角函数关系式、三角形面积公式、二次函数的性质进行求解即可.
【详解】设.
因为G为的重心,所以,.
在中,设,
由余弦定理,得,
所以有.
因为D为BC的中点,
所以,
令,
所以当时,该二次函数有最大值,
所以当时,的面积有最大值.
16.(2026·湖南衡阳·模拟预测)已知O为锐角△ABC的外心,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,则的面积的取值范围为_____.
【答案】
【分析】先根据向量等式和外心的性质,转化得出,再根据锐角三角形利用余弦定理得出和的取值范围,最后用面积公式求出面积范围.
【详解】
分别取边,,的中点,,,
因为为锐角的外心,根据中垂线易知,
同理,,,
所以,
同理,.
由题意得,即,于是.
因为为锐角三角形,
所以,所以,
同理,,即.
令,由,得,则且,解得.
又,所以.
又,所以,所以,
又,所以,
又,所以.
4、 几何法
17.(2026·河南安阳·模拟预测)已知分别为内角的对边,若,动点满足的大小与的大小相等,则的最小值为___________.
【答案】
【分析】根据降幂公式结合余弦定理可得,根据面积可得,可知点在抛物线上,结合抛物线的性质分析求解.
【详解】因为,
整理可得,则,可知为等边三角形.
设点到直线的距离为,则,可得,
如图,过点作,垂足为,则,
过点作,垂足为,可知点在以为焦点,所在直线为准线的抛物线上,
可知当点为抛物线顶点(即为的中点)时,取得最小值,此时,
所以的最小值为.
18.(2026·广东惠州·二模)在平面四边形ABCD中,与均是正整数且,则四边形ABCD的面积的取值范围是______.
【答案】
【分析】根据与均是正整数且,则或,可得或或,分情况讨论得,延长交于点,过点作于点,平移直线,分情况讨论得到答案.
【详解】
如图,因为,,由四边形内角和得,
因为与均是正整数且,则或,
可得或或,
①当时,,不合题意;
②当时,,合题意;
③当时,,不合题意,所以,
延长交于点,过点作于点,
向左平移直线,当点与点重合时,不存在四边形,
在中,,由正弦定理得,
所以;
向右平移直线,当点与点重合时,不存在四边形,
因为,所以,所以,
所以四边形ABCD的面积的取值范围是.
题型02 周长的最值(范围)
求周长的最值(范围)主要是把周长转化为角的三角函数,再求值域。
1. 求最大值:余弦定理+基本不等式更简洁,但只能求最大值,求不出最小值;
2. 求取值范围:必须用正弦定理+三角函数,因为最小值往往取不到(开区间) ;
3. 锐角三角形约束:角的范围要额外满足所有角都是锐角,会改变最终区间。
1、 求周长的最值:
19.(26-27高三上·浙江·开学考试)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求C;
(2)若,求周长的最大值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)根据三角恒等变换和正弦定理得到,进而由余弦定理得到,求出;
(2)由条件结合正弦定理可得外接圆半径,再结合正弦定理求,结合余弦定理和基本不等式求的最大值.
【详解】(1)由二倍角公式可得,,
又,
所以,
由正弦定理得:,
由余弦定理得:,
所以,又,
所以.
(2)由正弦定理得,,其中为外接圆半径..
由正弦定理得,.
由余弦定理得:,,
由基本不等式可知:,
即有,当且仅当时取等号,
所以当时,的周长取最大值,最大值为.
20.(26-27高三上·广东江门·阶段检测)的内角,,的对边分别为,,,设.
(1)求;
(2)若,求周长的最大值.
【答案】(1);(2)
【详解】(1)由,
得,
故由正弦定理得,
由余弦定理得,
又因为,所以;
(2)由正弦定理可得,
所以,
由可得,即,
所以,
当,即时,有最大值,故有最大值,
所以周长的最大值为.
21.(26-27高三·全国·一轮复习)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,.
(1)分别以a,b,c为边长的三个正三角形的面积依次为,已知,求的面积;
(2)若,求周长的最大值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)先表示出,再由求得,结合余弦定理及平方关系求得,再由面积公式求解即可;
(2)由同角三角函数关系求得,分类讨论,利用正弦定理及三角恒等变换得周长的表达式,然后利用三角函数性质求解即可.
【详解】(1)由题意得,
则,
即,由余弦定理得,整理得,则,
又,则,,
则;
(2)由正弦定理得:,
则,
因为,所以,
①当时,
周长
.
当且仅当,时,
取最大值,
即的周长取最大值:.
②当时,
周长
.
当且仅当,时,
取最大值,
即的周长最大值为:.
综上可得:的周长取最大值:.
22.(2026·湖北鄂州·模拟预测)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)
【分析】(1)先用半角公式将条件转化为边的关系,结合余弦定理求出角,再通过已知的及和角公式求出角的正弦值,由正弦定理得到两边比例关系;最后利用三角形面积求出具体边长,并借助角平分线分割面积的性质建立关于的方程求解;
(2)由已求得的角用余弦定理消去,将用表示,进而构造出周长关于的函数;利用基本不等式求得的值.
【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.
2、 求取值范围
23.(26-27高三·全国·一轮复习)在中,,则的周长的取值范围为______.
【答案】
【详解】由正弦定理,得,
即,
,
的周长为:
又,∴,
,
即的周长的取值范围为.
24.(2026·河南开封·模拟预测)在中,,,,点D,E,F分别是,,上的动点,且为等边三角形,则周长的最小值为_______
【答案】
【分析】由题意可求得,进而得,设,由正弦定理可得,,利用,可得,周长,利用辅助角公式即可求解.
【详解】在中,,,,则,
又因为,所以,
又因为为等边三角形,所以,
所以,
设,则由正弦定理可得,所以,
在中,,所以,
又因为,所以,
所以,
所以周长
(其中).
当时,可得周长的最小值为.
25.(26-27高三·全国·一轮复习)的内角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若为锐角三角形,且,求周长的取值范围.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)解法一:利用正弦定理化简题中等式,得到,求出答案;解法二:利用正弦定理解方程求得的值可得的值;解法三:由正弦定理可得,根据可得,所以;
(2)解法一:根据正弦定理和得到的周长关于的函数,由于是锐角三角形,计算出的范围,最后求解的值域;解法二:由正弦定理得到,由斜率的定义可得的取值范围,进而得答案
【详解】(1)解法一:最优解:利用三角形内角和为结合正弦定理求角度,
由三角形的内角和定理得,
因为,所以.
所以.
在中,由正弦定理知,
所以,
因为,所以,所以,
所以,
因为,所以,,故,
解得,所以.
解法二:因为,所以由正弦定理得,
因为,所以,故,
两边平方得,即.
因为,所以,所以,
所以,即,
解得或,
因为,所以,,
又,因此.
解法三:利用正弦定理结合三角形内角和为求得的比例关系,
因为,所以由正弦定理得,
因为,故,所以.
因为,,故或者,
而根据题意,故不成立,所以,
又因为,代入得,所以.
(2)解法一(正弦定理 + 正切函数的单调性):
因为是锐角三角形,又,所以,
由正弦定理,得:,
,,
展开:,
周长
,
,
因为在内单调递减,.
所以,
所以,
即.
解法二(正弦定理 + 分式型正余弦函数几何意义:斜率):
因为是锐角三角形,又,所以,
由正弦定理,得:,
,,
展开:,
周长,
可以看成单位圆上点与连线的斜率,
因为是锐角三角形,又,所以,
所以,所以,
所以,
即.
26.(26-27高三上·浙江·开学考试)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求角A的大小.
(2)若M为的内心,,求周长的取值范围.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)利用正弦定理及两角和的正弦公式化简,可得,即可求解:
(2)由M为的内心及,可得,设,利用余弦定理结合基本不等式即可求得周长的取值范围.
【详解】(1)已知,由正弦定理得:,
因为,故,
代入上式化简得:,
在中,,则,
又,所以.
(2)
因为M为的内心,由(1)知,
所以,
所以,
设,又,即,
在中,由余弦定理得,,
所以,,
,当且仅当时等号成立,
又,所以,
所以周长的取值范围为:.
27.(2026·河南·二模)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足.
(1)求角C的取值范围;
(2)当角C取最大值时,边上存在一点D,满足,求周长的取值范围.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)根据正弦定理、余弦定理对已知式进行边角互化,利用基本不等式可得的取值范围,从而得到角C的取值范围;
(2)由(1)可得是等边三角形,设的边长为x,根据边上的点到的距离的范围,可求得边长x的取值范围,从而得到周长的取值范围.
【详解】(1)因为,
所以根据正弦定理,得
由余弦定理,得
化简得.
又当且仅当时,等号成立.
所以.
因为,所以角C的取值范围是.
(2)当角C最大时,,且,所以是等边三角形.
设的边长为x,
因为点D在边AB上,所以,即,
由,所以,解得,所以,
即周长的取值范围为.
3、 锐角三角形求周长的取值范围
28.(26-27高三·全国·一轮复习)在锐角中,分别是角所对的边,已知,且则锐角周长的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先用正弦定理边角互化求出角,再结合余弦定理、基本不等式与锐角三角形约束,求的取值范围进而得到周长的取值范围.
【详解】因为且,则,
根据正弦定理得,整理得,
因为,则,可得,解得,
由锐角得,即,得,
由正弦定理,
所以,
由,得,所以,
所以,
周长
所以锐角周长的取值范围为.
29.(25-26高一下·辽宁沈阳·期末)在锐角中,已知,,则周长的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由正余弦定理进行边角转化得到角的余弦值,结合锐角三角形,求出角的大小,以及角或角的取值范围;根据边和角,结合正弦定理将,表示为对应角的正弦函数,将周长转化为关于角或角的三角函数,结合三角函数的单调性即可求出周长的取值范围.
【详解】在中,,得.
由正弦定理得,;
由余弦定理得,;
,得.
是锐角三角形,,得;
,解得.
,,由正弦定理得;
,.
.
,;
,得,即.
,即周长的取值范围为.
30.(2026·陕西榆林·三模)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
【分析】首先求出角的范围,利用二倍角的正弦公式和正弦定理得,再利用正弦定理和三角恒等变换得,最后得到周长表达式,再利用二次函数的性质即可得到周长的取值范围.
【详解】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.
题型03 边长的最值(范围)
求边长的最值(范围)主要是先用正弦定理或余弦定理把边转化为角或边的等量关系,再结合三角形内角与角的范围,用三角函数有界性或基本不等式求出最值(范围)。
1、 基本不等式法
31.(25-26高三下·内蒙古呼和浩特·阶段检测)在中,内角的对边分别是,,,点在边上,且,则线段长度的最小值为 ____________________ .
【答案】
【分析】利用题设条件与正弦定理求出角A,将用,表示,利用向量数量积的运算律求,再利用基本不等式求其最小值.
【详解】由和正弦定理,可得 ,
整理得,由余弦定理,,
因为,故.
由得,即 ,
两边取平方得 (*),
因,,,
代入(*),整理得,
已知,则,
则,
因,可得,当且仅当即时取等.
因此,故.
32.(2026·陕西榆林·模拟预测)已知的面积为1,、分别为边、的中点,若,则的最小值为__________.
【答案】
【分析】由,通过平方得到 ,同理得到,再通过余弦定理和面积公式求得,再由同角三角函数平方关系、基本不等式即可求解.
【详解】设中,,,,面积,
分别是中点,
由,平方可得:
即,
同理,
由条件,得,
代入整理得: ,
对用余弦定理:,代入,
整理得: ,
由面积得:,
由 ,代入得: ,
整理得:,
由基本不等式: ,当且仅当即时取等号,
因此,即的最小值为.
33.(26-27高三上·广东惠州·阶段检测)在中,内角的对边分别为,且满足.
(1)求角B的大小;
(2)若,求的最小值.
【答案】(1);(2)
【详解】(1)因为
所以由正弦定理得
即
所以
因为 ,所以
又 ,所以
所以 ,即
因为 ,所以 .
(2)因为 ,
所以
当且仅当 时,取等号,
所以
34.(26-27高三上·陕西渭南·阶段检测)在中,已知.
(1)求角;
(2)若,且,求的面积;
(3)若,求a的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)已知,
由余弦定理,
即,代入得:,
又,故.
(2)由正弦定理,得:代入,得.
三角形面积公式:,
代入,
.
(3)由余弦定理:,
由,得,
代入上式:.
由基本不等式,时:,
当且仅当时取等号.
因此:,又,
结合三角形两边之和大于第三边,得:.
2、 三角函数法
35.(2026·四川泸州·模拟预测)已知在中,角,边.点在线段上满足,则线段长度的取值范围是___________.
【答案】
【分析】利用正弦定理与余弦定理,结合平面向量求长度得出线段的表达式,再由三角函数值域求解即可.
【详解】因为,故,而,则,;
因为角, 设,,代入正弦定理,
化简得,则,
由, 两边平方,整理有:
,
;
由,则有,,
所以
,
则,
因为,,则,故,
所以,即,当且仅当,等号成立.
36.(2026·陕西西安·模拟预测)在中,内角,,的对边分别为,,,若,,则边的最小值为____.
【答案】
【分析】利用三角形内角关系结合已知条件表示,进而得出,利用正弦定理结合诱导公式表示,利用倍角公式化简,并利用换元法求出的最小值.
【详解】在中,,已知,即,
联立可得,
由得,故;
由正弦定理得,
已知,则,故,
,
,
则
,
令,由得,且,
则,当取最大值时,的取值最小,
开口向下,对称轴为,最大值为,
故.
37.(26-27高三上·广东揭阳·开学考试)锐角的内角的对边分别为,若,则的取值范围为______.为边上一点,且满足,则的取值范围为______.
【答案】
【分析】①根据题意,结合正弦定理得到即可求解;②根据题意,结合余弦定理即可求解.
【详解】①已知,
由正弦定理得,代入已知等式并约去,得,
因为,且,所以,
从而两处等号同时成立,得,,
因为三角形为锐角三角形,所以,由正弦定理得,故,
所以的取值范围为;
②由及,得,,
设,由三点共线,得,
在和中,由余弦定理得,,
因此
,所以,
令,则,且,,
从而,
取锐角,使,,则,
当时,,
所以,故,的取值范围为.
38.(2026·四川泸州·模拟预测)已知在中,角,边.点在线段上满足,则线段长度的取值范围是___________.
【答案】
【分析】利用正弦定理与余弦定理,结合平面向量求长度得出线段的表达式,再由三角函数值域求解即可.
【详解】因为,故,而,则,;
因为角, 设,,代入正弦定理,
化简得,则,
由, 两边平方,整理有:
,
;
由,则有,,
所以
,
则,
因为,,则,故,
所以,即,当且仅当,等号成立.
39.(25-26高三下·青海西宁·开学考试)在锐角中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,,的面积为.
(1)求;
(2)求a的取值范围.
【答案】(1);(2)
【详解】(1)由,得,
所以,
由余弦定理及,
得,
因为,所以.
(2)由(1)得,又因为A为锐角,所以.
所以,则.
因为为锐角三角形,所以,即.
由正弦定理得,
令,
则,
因为,所以.
,
因为,所以.
所以,
故.
40.(26-27高三上·重庆·阶段检测)已知锐角 的内角 的对应边分别为 , 如图, 分别在边 上,且 为等边三角形.
(1)求 的值及 ;
(2)证明: ;
(3)求边 的最小值.
【答案】(1),;(2)证明:,∴.(3)
【详解】(1)因为,
所以,
解得或(舍去),
为锐角 ,所以.
(2)略
(3)记,,
设,,,,,
,.
,
,
取等.
即边 的最小值为.
41.(2026·陕西榆林·模拟预测)在面积为的锐角中,内角的对边分别为,且,则c的最小值为__________.
【答案】1
【分析】根据题意,利用正弦定理和三角形的面积公式,化简得到,令,利用导数求得函数单调性和最小值,进而得到答案.
【详解】因为,由正弦定理得,
所以,即,
又因为的面积,故,
所以,其中,
令,所以,
当时,,则,单调递减;
当时,,则,单调递增,
所以,即,所以,
当且仅当时,即时,等号成立,所以的最小值为1.
三、锐角三角形中边的最值(范围)
42.(25-26高三下·广西南宁·阶段检测)已知锐角的三个角,,的对边分别为,,,且,,则的取值范围为______.
【答案】
【分析】先将等式变形,再利用二倍角公式求出,利用正弦定理及得到, ,利用两角差的正弦公式展开,再结合的取值范围求出三角函数的值域.
【详解】因为,所以,
则变为,
由正弦定理 ,得,
中,约去得 ,
因为,是锐角三角形,,,
所以,得,,得,所以,
是锐角三角形,所以,且,即,
所以 , ,,
,,
所以
因为,所以,所以.
43.(26-27高三上·安徽阜阳·开学考试)已知条件:①;②;③.从以上三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答.问题:的内角的对边分别为,满足: .
(1)求;
(2)若为锐角三角形,,求边长的取值范围.
(注:如果选择多个条件分别作答,按第一个解答计分.)
【答案】(1);(2)
【分析】(1)条件①根据正弦和差角公式化简整理求角即可;条件②根据正弦定理及三角恒等变换求角即可;条件③根据式子化简和余弦定理求角即可.
(2)因为为锐角三角形,求出角的范围,根据正弦定理及三角恒等变换化简得到,最后求出边长的取值范围即可.
【详解】(1)选择条件①,.
则.
又,所以.
选择条件②,.
于是,
在中,由正弦定理得.
因为,所以,即.
因为,所以,则,即.
又,所以.
选择条件③,,则,化简得,
所以.
又,所以.
(2)因为为锐角三角形,且,所以,
所以解得,又,所以结合正弦定理,
得.
因为,所以,则.
所以,即边长的取值范围为.
44.(26-27高三上·辽宁鞍山·开学考试)在锐角中,角、、的对边分别为、、,且,.
(1)求角的大小;
(2)求的取值范围.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)利用正弦定理,将中的角都化为边,再结合余弦定理表示出,结合是锐角三角形,即可求得角的大小;
(2)利用正弦定理,将用含角的代数式表示出,再结合角的范围即可求出的取值范围.
【详解】(1)已知,由正弦定理,可得,
去分母,得,即.
由余弦定理,可得.
因为在锐角中,,所以.
(2)由正弦定理,可得
.
因为三角形为锐角三角形,所以,解得.
所以,则,故.
题型04 角(或角的三角函数值)的最值(范围)
求角或角的三角函数值的最值(范围)主要是“先确定角的范围,再转化为三角函数求值域”。
解题步骤:1.边化角:用正弦定理把边换成角的正弦,统一成角的表达式;
2. 消元留一角:利用内角和把三个角消成只含一个角;
3. 锁定角的范围;4.求最值(范围)。
45.高三上·安徽合肥·阶段检测)在中,若,则的最大值为________.
【答案】/
【分析】先将已知条件切化弦,结合三角形内角关系、正弦定理、余弦定理转化为边的关系,再利用基本不等式求得的取值范围,进而得到的最大值.
【详解】在中,,故.
对已知等式切化弦变形:
代入,得: .
由正弦定理(为外接圆半径),
得,代入上式化简得: .
结合余弦定理,代入得: .
故,由基本不等式(当且仅当时等号成立),
得: ,又,余弦函数在上单调递减,
因此,即的最大值为.
46.(26-27高三上·浙江嘉兴·开学考试)在中,若,则的最小值为___________.
【答案】
【详解】已知由正弦定理,
整理得:,又,
由基本不等式,可得:,当且仅当时取等,
由可得:,
两边平方得:,两边同乘得:,当且仅当时取等,
故.当且仅当时取等.
47.(2026高三上·全国·专题练习)在中,若,则的取值范围是________.
【答案】
【详解】,故,
即,,
又,故,
即,
由余弦定理得,故,
即,,
所以,
当且仅当时,等号成立,
又,故,所以.
48.(2026·江苏徐州·三模)已知三角形的内角的对边分别为,,,则的最大值为_______.
【答案】
【分析】利用正余弦定理得到,根据两角差的正切公式得到,令,结合基本不等式求解即可.
【详解】由余弦定理得,,
又,所以,即.
由正弦定理得,,所以,
即,
斜三角形中,,,
所以.
.
因为,则,所以,若为钝角,也为钝角,不满足,故为锐角,
令,则.
则,当且仅当,即时取等号.
故的最大值为.
49.(2026·江苏扬州·三模)在中,D是线段上一点,且,,则的最大值为_________.
【答案】
【分析】设角并利用正弦定理转化,将的最值问题转化为三角函数的最值问题,借助辅助角公式求得最大值即可.
【详解】如图,设,则,所以,
由正弦定理可得,在中:;
在中,可得,即,
因为,
所以代入得,
得到,
令,则,设,
则,得到,
可得,解得,即,
得到,因为为锐角,所以,即.
50.(2026·安徽合肥·一模)记的内角的对边分别为,已知.
(1)证明:;
(2)求内角的最大值.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【详解】(1)证明:因为,
所以由题得,即,
由余弦定理可得,所以.
(2)由(1)知,所以,
所以,
当且仅当即时等号成立,
所以的最小值为,,
所以内角的最大值为.
51.(25-26高三上·湖北武汉·期末)记的内角所对的边分别为,.
(1)若,求;
(2)若为边上的点,且,求的最小值.
【答案】(1)3;(2)
【详解】(1)因为,
则,
整理可得,
且,则,可得,
又因为,则,
可得,即,
若,所以.
(2)设,,
则,,,
在中,由正弦定理可得,
在中,由余弦定理可得:
,
即,
则,
令,则,
可得,
当且仅当,即时,等号成立,
所以的最小值为.
52.(2027·湖南衡阳·一模)在中,内角,,所对的边分别为,,,其面积.
(1)求证:;
(2)求的最大值.
【答案】(1)答案见解析;(2).
【分析】(1)利用三角形面积公式及正弦定理即可.
(2)利用三角恒等变换将转换为,再令,可转换为.利用辅助角公式转换为,从而可得即可得的最大值.
【详解】(1)由三角形面积公式得,
因为,所以.
(2)方法一:当时,,则,不存在.
所以.又,所以.
由于,故,
则.
所以,即.
令,则,
整理为,即,
要使这样的存在,须,即,化简得,即.
所以的最大值为,此时,对应,即等腰三角形.
方法二:由,
即,
上式化简为,即,其中,
当,即时,达最大,此时最大,
.
方法三:,则,
所以,
得:,
则,
即,
因为,所以,
得,所以.
53.(2026·河北沧州·一模)已知的内角所对的边分别为,.
(1)若,,求;
(2)若,求的最小值.
【答案】(1)3;(2)
【分析】(1)利用正弦定理将边的等式转化为角的关系式,结合已知求出,再借助已知条件变形结合正弦定理求得边长;
(2)把用与表达,代入化简得到,利用基本不等式确定的上界,进而推出的最小值.
【详解】(1)因为,所以,
因为,所以.
因为,所以,又,所以.
(2)因为,所以,因为,
所以.
因为,当且仅当时取等号,
所以,所以的最小值为.
题型05 有关角分线的最值(范围)
求角分线长的最值(范围)主要是:先用角分线长度公式把目标函数表示成边或角的函数,再根据三角形约束条件确定定义域,最后求函数的最值(范围)。
在中,内角所对的边分别为,若是内角的平分线,则解题思路一般有两种:
⑴利用内角平分线定理:;
⑵利用等面积法:。
54.(26-27高三·全国·一轮复习)在中,角的对边分别为,已知,,则的角平分线的最大长度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用三角形的面积公式和二倍角的正弦公式得到,利用基本不等式和三角形边的关系求出的最大长度.
【详解】因为,
所以,
解得,
即,
即,
因为,所以,所以,
所以,又,
则
因为 ,
所以,
因为,,,
所以的最大值在取最小值的时候取到,且,
由,,
当且仅当时,等号成立,
此时 ,,,
故,故选项B正确.
55.(2026高三上·全国·专题练习)在中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,角A的内角平分线交BC于点D,若a=1,,则线段AD长的范围是______
【答案】
【分析】由,化简得,由,可得,可得,由余弦定理,化简后得:,令函数,定义域函数在定义域上单调递增,可求
【详解】在中,设 ,则
由,
可得,
等式两边同除以 ,
则 ,代入 :可得,
由,可得,则
即:
令,,,,当且仅当时取等号,
由三角形三边限定条件
,代入,
整理得:,由于
可得
由上可知,则,
在中,,根据余弦定理,
代入且,
整理得:
令函数,定义域
求导函数在定义域上单调递增,
=
综上:
56.(2026·山东日照·模拟预测)已知的内角,,所对的边分别是,,,若,,的平分线交于点,则线段的最大值为______.
【答案】
【详解】因为,由正弦定理可得:,
因为,所以,
又因为,所以,则,
由余弦定理可得:,可得:,即,
当且仅当时取等号,
因为为的角平分线,所以,
所以,
则,
化简得:,所以,
因为,当且仅当时取等号,
所以线段的最大值为.
57.(26-27高三上·重庆·阶段检测)已知分别为三个内角的对边,且;
(1)求C;
(2)若为上一点,为的平分线,且,求线段长度的最大值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1);利用正弦定理及两角差的正弦公式化简得到,再根据辅助角公式得,解方程即可求解;
(2)根据结合三角形的面积公式得到,利用余弦定理求出,结合基本不等式即可求出答案.
【详解】(1),
由正弦定理得,
即,
又,
则,
所以,
因为,所以,故,
即,
,,.
(2)由题可知:,
即,即;
由余弦定理知:,
即,当且仅当时取等,
,
即,当且仅当时等号成立,
所以线段长度的最大值为.
58.(2026·安徽阜阳·模拟预测)在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,若a=1且.
(1)求A;
(2)设角A的平分线交边BC于点D,求AD长度最大值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)利用三角形内角和为,结合诱导公式与正弦定理边角互化求解;
(2)利用三角形面积公式和三角形面积的几何关系,结合余弦定理把长度的关系式表示出来并化简成基本不等式的形式,利用基本不等式求最值
【详解】(1)由题意,∵,
∴,
整理得:,
∵,∴,∴,又,∴,
由正弦定理得:,∴,
∵,∴,即,
∵,∴.
(2)由题意及(1)得,
由几何知识得,,
∵,
,
∴,解得:,
由余弦定理得:,
即,解得:,
∴,解得:,
∵,
∴(当且仅当时取等号)
∴,
∴的最大值是.
59.(26-27高三上·浙江杭州·阶段检测)在中,内角的对边分别为,若.
(1)求角的大小;
(2)若,的平分线交于点,求线段长度的取值范围.
【答案】(1);(2)
【详解】(1)因为,
所以:,
即,
由正弦定理得,即,
由余弦定理得,
又,所以.
(2)因为,
所以,解得,
由余弦定理得,即,
设 ,则 ,
由基本不等式:,故,
解得,故,
又 ,所以,
因此.
60.(26-27高三上·广西贺州·开学考试)在中,,,分别是角,,的对边,若且.
(1)求;
(2)设角的平分线交边于点,求长度最大值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)先利用三角形内角和转化,代入原式化简可得,结合,利用正弦定理边角互化得到,最后结合角的范围求出角.
(2)先利用余弦定理建立,关系,并利用不等式求出,再利用等面积法建立等量关系,得到,最后再利用基本不等式求出长度的最大值.
【详解】(1)由题意,,
,整理得:,
,,,又,,
由正弦定理得:,,
,,即,,.
(2)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.
61.(25-26高一下·河北衡水·阶段检测)在中,设内角,,的对边分别为,,,.
(1)求;
(2)若点在上,,,求的最大值.
【答案】(1);(2)1
【分析】(1)根据正弦定理将边化为角,结合三角形内角和定理化简式子和,化简得到的值,进而求出.
(2)根据角平分线性质和三角形面积公式得到与、的关系,由余弦定理和基本不等式求出的最大值,从而得到的最大值.
【详解】(1)由,利用正弦定理可得,
又,可得,
即.
又因为,故,
因此,即,
又,则.
(2)由题意知是的角平分线,,
所以.
由得,
,
所以,当且仅当时,等号成立.
因为,
所以,即,当且仅当时,等号成立.
所以,当且仅当时,等号成立,
所以的最大值为1.
题型06 有关中线的最值(范围)
在中,内角所对的边分别为,若是中点,则解题思路一般有两种:
⑴利用向量:,所以;
⑵利用余弦定理:利用找到中线与边的关系。
62.(25-26高三下·湖北孝感·开学考试)已知分别为的内角所对的边,且.
(1)求;
(2)已知是边的中点,求的最大值.
【答案】(1);(2).
【详解】(1)根据正弦定理有
.
因为,
所以
,
,
则有,
.
(2)由(1)及余弦定理可知
,当且仅当时,“”成立.
是的中点,,
两边平方得,即,
由(1)知,代入得,
,
,
所以的最大值为.
63.(2026·湖南邵阳·模拟预测)在锐角中,角所对的边分别为.向量,,且.
(1)求角的大小;
(2)若,为边的中点,求线段的长的取值范围.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)由向量平行得,用正弦定理边化角,化简得,结合锐角三角形,即可求出角;
(2)由中线向量公式得,结合余弦定理,得,再用正弦定理表示,由锐角条件求其范围,即得范围.
【详解】(1)因为,所以.
在中,由正弦定理得:,
展开得:,即.
因为,得.又,故.
(2)因为点是边的中点,由向量中线公式:,
两边平方得:,即.
因为,,由余弦定理得:,
则,故.
所以.
因为,所以,即.
因为是锐角三角形,所以有,则.
又,
则
.
由,得,故,
所以,,
故的长的取值范围为.
题型07 有关高线的最值(范围)
求高线长的最值(范围)主要是把高线表示成面积一底边的比值,或者是用正弦定理转化为三角函数。
在中,内角所对的边分别为,若是边上的高,则解题思路一般利用等面积法:。
64.(25-26高一下·重庆·期末)在锐角中,内角,,的对边分别为,,,已知,,则边上的高的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】结合锐角的条件确定角的范围为,利用正弦定理和三角恒等变换得到的取值范围,根据三角形面积公式推导得边上的高,结合的范围即可得到高的取值范围,选出对应选项.
【详解】设边上的高为,推导过程如下:
三角形面积满足:,代入,
化简得: ,
由正弦定理:,得,
因此.
因为锐角中,,且
代入,因为锐角,所以 ,所以 ,
解右半部分不等式: ,左半部分不等式,
所以可得的取值范围: ,
化简:
由,得,
因此:
65.(2026·山东威海·一模)记内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求;
(2)若,求BC边上的高的最大值.
【答案】(1);(2)2
【详解】(1)由可得,
由正弦定理得,
所以,
因为,所以,
因为,所以.
(2)依题意,,设BC边上的高为,
由,可得,
由余弦定理 可得,
即,当且仅当时等号成立,
因此,
所以BC边上的高的最大值为2.
66.(25-26高三上·河南三门峡·期末)已知的内角的对边分别为,且,
(1)求的大小;
(2)已知,为边上的高,求的取值范围.
【答案】(1);(2)
【详解】(1)由,
用正弦定理得,
化简得:,
又,
从而,,
得又.
(2)由正弦定理得: ,
所以 ,
在 中,
因为 ,所以 ,
所以 ,即 .
67.(25-26高三上·贵州贵阳·高考复习)在锐角中,,,的对边分别为,,,已知.
(1)求;
(2)若,求边上的高长的最大值.
【答案】(1);(2)
【详解】(1)∵,,
,∴,
化简得,
即,
即,在锐角中,,
即,∴,又即,
∴,即,∴.
(2)由余弦定理得,
又,∴,
由基本不等式得,当且仅当时等号成立,
所以的最大值为9,此时,是等边三角形,且,
又∵,∴
即,又,∴.
∵函数在上单调递减,
∴当时.
题型08 长度和、差、比的最值(范围)
求边长的和、差、比的最值,本质都是多元问题化为一元问题,核心工具就是正弦定理、余弦定理以及基本不等式。
68.(26-27高三上·湖南娄底·阶段检测)在中,角对边分别为,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由余弦定理得:,所以,
因为,所以,所以
由正弦定理得:,
所以,,
所以,
因为,所以,
所以,
因为,所以,
.
69.(2026·安徽·模拟预测)在锐角中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且,,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】在锐角中,由,得,则,
即,因此,且,,此时,即,
,由正弦定理得,,
所以的取值范围为.
70.(2026·江西·三模)在锐角中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据余弦定理,正弦定理,三角恒等变换得,进而得,再结合锐角三角形求得,最后求解范围即可.
【详解】因为,所以.
因为,所以,
所以,所以.
因为,
所以,即,
所以.
因为是锐角三角形,,,
所以,即.
因为,
所以,所以.
因为,所以,
所以.
71.(2026高三上·全国·专题练习)在锐角中,,,对边是a,b,c,若,,则的取值范围是______.
【答案】
【分析】利用两角和的正弦公式化简等式,结合,为锐角,可以得到与的关系,并进一步精确的取值范围,再利用正弦定理和二倍角公式将变形为有关的式子,化简即可求得范围.
【详解】因为,所以有,,
,即,
即,
因为,为锐角,所以,所以,
即.因为,,,
可得.
所以.
因为,
所以.
72.(26-27高三上·辽宁·期中)锐角中,角、、的对边分别为、、,,则的取值范围是______.
【答案】
【分析】由已知条件和余弦定理求出,由锐角三角形求得,再由正弦定理得即可求解.
【详解】由,可得:,
化简可得,即,由正弦定理可得,所以,
又,所以,,因为为锐角三角形,所以 ,解得,
所以,所以,
所以,因为,所以,所以.
73.(26-27高三上·重庆·开学考试)已知的内角的对边分别为,且的两条角平分线是与,则当取得最小值时,________.
【答案】
【分析】根据角平分线性质得,,进而结合余弦定理求得,再根据,求解即可求得答案.
【详解】因为,所以
所以,由余弦定理得
将代入得:,即
设边上的高为,
因为为角的角平分线,
,,
所以,,即,
因为,所以,解得
同理,由为角的角平分线得:
所以,
因为
所以,
因为,,
所以,配方得,
所以,当时,取得最小值,即取得最小值.
所以,当取得最小值时,
74.(2026·河南·模拟预测)的内角,,的对边分别为,,,且.
(1)若,,求;
(2)若为锐角三角形,求的取值范围.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)利用余弦定理将换掉,代入数值即可求解;
(2)根据正弦定理及两角和的正弦公式对进行化简得到,根据锐角三角形求出的范围,利用正弦定理及二倍角公式对进行转化得到,令,根据的范围求出的范围,进而求出答案.
【详解】(1)由余弦定理可化为,
将,代入得,解得(负值舍去).
(2)由正弦定理,可化为,
因为,所以,
所以,
即,
即,
因为,所以,即,
由题意得,解得,
由正弦定理得
,
令,,
,
函数在上单调递增,则,
则,
所以的取值范围为.
75.(26-27高三上·陕西榆林·开学考试)在锐角三角形中,,,的对边分别为,,,且.
(1)求;
(2)若点为的垂心,,求的取值范围.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)利用同角关系式的平方关系和正余弦定理求解.
(2)如图,延长交于,延长交于,从而可得,.
求出和,计算,利用余弦函数的图形和性质求解.
【详解】(1)因为,
所以,
即,
由正弦定理得,则,
因为,所以.
(2)如图,延长交于,延长交于,
根据题意可得,.
由(1)知,所以,
设,且,又,
则,.
同理可得.
则
,
因为,所以,
又,
,
所以,
所以的取值范围是.
76.(26-27高三上·新疆乌鲁木齐·阶段检测)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,满足.
(1)求角A.
(2)D为边上一点,且.
①若,求面积的最大值;
②若为角平分线,求的取值范围.
【答案】(1);(2)① 面积的最大值;②
【分析】(1)由正弦定理边化为角,用合一变形公式整理后得求得,
(2)①由向量知识可得平方后可得结合面积公式可解,
②在中由正弦定理得都是关于角的函数关系,结合均值不等式可解.
【详解】(1)
∴ 由正弦定理得: ,展开得:
而 ,故等式两边同时除以 得:
故 .
(2)
① 如图所示,
当时取等号,
由面积公式:
② 如图所示,
为角平分线,在中
由正弦定理得
又
当时取等号,
故
77.(2026·河北沧州·模拟预测)在中,角的对边分别为.
(1)若,求的大小;
(2)若,点为边上的点,且满足,求的最小值;
(3)若,点为边上的中点,求的最大值.
【答案】(1);(2)18;(3)
【分析】(1)利用正弦定理将边化为角,结合三角形内角和定理与两角和的正弦公式,化简得出的值,进而求得角;
(2)由角平分线性质及面积关系推出,由“1”的代换将变形,运用基本不等式求出其最小值;
(3)先由推出,设,在两个三角形中用正弦定理联立,推导出,再通过辅助角法求该三角函数的最大值,进而得到的最大值.
【详解】(1)由题,利用正弦定理可得,
因为,所以,
所以,又,所以,
又因为,所以.
(2)因为,所以为角的平分线,
因为,可得,
又为角平分线,可得,
所以,所以,
故,
由及可得,当且仅当时,等号成立,所以的最小值为18.
(3)因为,即,
所以,可得,
设,在和中,利用正弦定理可得,
两式联立可得,,即,即,
则,即,
则,
因为,则令,
则,其中,所以为锐角,
则,得,当时,化简得,
因为,则,则,所以,
故当,即时,有最大值,此时,故的最大值为.
题型09 其它类型的最值(范围)
78.(25-26高二下·江西·期末)在锐角中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】解法一:作辅助线,可得,设,可得,结合对勾函数性质求取值范围;解法二:利用正弦定理可得,令,结合题意可得,即可得结果.
【详解】解法一:因为,即,
作,垂足为,则,
过作直线,分别作,,垂足分别为E,F,
因为为锐角三角形,所以点C在线段上运动,
且不能与E,F和线段的中点重合(当点C为的中点时,边上的中线,),
点在从E到F的运动过程中,b由小变大,而a由大变小,
所以从E到F的运动过程中由小变大,
所以,且,
设,则,且,
因为函数在上单调递减,在上单调递增,
且,,
所以的取值范围为;
解法二:因为,由正弦定理得,,
则
,
由,得,
即.
两边同除以得,
所以.
因为是锐角三角形,所以,,,
则,可得,,其中为锐角,
则,可得,
令,则,,
因为,可得,
即,
所以的取值范围是.
79.(25-26高一下·广东湛江·期末)在锐角中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,S为的面积,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用三角形面积公式,余弦定理
化简,求得,最后用正弦定理把转化为函数求解取值范围.
【详解】,
又,
所以,即,即,由于,所以,
由正弦定理可知,,,
由于,
所以,
设,则,,
由于函数在上单调递减,在上单调递增,
当时,;当时,;当时,,
所以,的取值范围为.
80.(2026·安徽合肥·模拟预测)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,满足,求的最大值为________.
【答案】
【分析】先利用条件消去,结合余弦定理和面积公式将目标式转化为关于的函数,再通过换元转化为二次函数的最值问题求解.
【详解】由条件,得.
由余弦定理,.
三角形面积,故.
由,代入的表达式,
得
因此,.
令,则,
代入得
设(),则,
代入分子得
故.
令,则.
设(),则,
这是开口向下的二次函数,对称轴为.
当时,取得最大值,故.
81.(2026·湖南长沙·三模)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知a=3,且则的最小值为______.
【答案】
【分析】先利用三角恒等变换化简目标式,结合正弦定理、余弦定理,依据已知条件将式子统一为关于的函数,再借助二次函数性质求出最值,并验证取等条件.
【详解】在中,已知,.
因为,,
所以.
设外接圆半径为,由正弦定理可得,,,
所以,且,
所以.
由余弦定理,代入以及,化简得,即.
所以,于是.
,结合,可得.
联立化简.
将代入,,则,
原目标式化为.
令,由边长约束得.
函数是开口向下的二次函数,对称轴为,
当时,取得最大值,此时取得最小值.
因此.
当即时,,,三边满足三角形三边关系,等号成立.
综上,原式的最小值为.
82.(26-27高三上·河北沧州·开学考试)在中,内角,,所对的边分别为,,.已知,且,则的取值范围为__________.
【答案】
【分析】根据给定条件,利用正弦定理边化角及三角函数恒等变换化简,再利用换元法,借助导数求出范围.
【详解】在中,由及正弦定理,得,
由,得,而,由,得,
则,因此,,
由,得,则,
于是
,
令,函数,求导得,
函数在上单调递减,,则,
所以的取值范围为.
83.(26-27高三上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)已知锐角的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,则的取值范围是____________.
【答案】
【分析】先利用正弦定理、两角和与差正弦公式转化题设条件依次得到、,接着由锐角三角形条件求出
,再由两角和与差正弦公式、倍角公式将问题式子转化为一角一函数,利用导数工具即可分析求解.
【详解】由及正弦定理得,
整理得,
因为,,所以,即,
所以,
所以
由是锐角三角形得,解得,则,
令,
则,
令解得正根为,
所以在上恒成立,所以在上单调递减,
又,
所以,即.
84.(2026·浙江绍兴·模拟预测)角,,是三角形的内角,已知,是边的中点,是边靠近点的三等分点,且,则的最大值为_________.
【答案】2
【分析】两次余弦定理表达线段长,利用建立等式化简得到边与角A的关系;借助正弦定理转化目标式,利用二倍角三角函数求最值.
【详解】如图所示,设,
因为是边的中点,是边靠近点的三等分点,
所以.
在中,由余弦定理得,
在中,由余弦定理得,
因为,所以,代入得,
化简得,,
当时,.
85.(25-26高三下·河南驻马店·阶段检测)如图,已知矩形,,,,分别是边,上的动点(不含端点),为边的中点,且,设.记的面积为,则的最大值为________.
【答案】
【分析】先把边和面积化为角表示,接着求解三角函数的值域,从而确定最大值.
【详解】因为,为边的中点,且,,
所以,,,,
在中,,
同理,在中,,
所以,
所以
,
取的中点为,连接,则四边形是正方形,所以
是边上的动点(不含端点),所以,即,
因为,所以,
所以,所以,最大值为.
86.(2026·海南·模拟预测)已知的内角,,的对边分别为,,,若,则的取值范围为_____.
【答案】
【分析】先利用正弦定理,二倍角公式等进行化简,再求出,令,求导判断单调性即可求出.
【详解】由正弦定理得 ,
又,,
,,,即,
令,则,,
又,,在上单调递增,
,,
故的取值范围为.
87.(26-27高三上·陕西西安·开学考试)在锐角 中,内角 的对边分别为 ,满足 .
(1)求证:;
(2)求 的取值范围.
【答案】(1)答案见解析;(2)
【详解】(1)证明:由题可知,
因为,故 .
根据正弦定理得:,
,
因为,所以,
在 中,,故 ,即 .
由正弦定理 (大边对大角).
因此在 且 的条件下,只能是 ,故 .
(2)
令 ,
在锐角三角形中 为锐角,且 为锐角,
所以,
又 为锐角,所以,所以 在 处 取最小值 ,
当 ():(开区间),所以.
88.(25-26高一下·陕西汉中·期中)已知分别为三个内角的对边,满足.
(1)求;
(2)若的周长为,面积为,求;
(3)若,点在边上,且平分内角,求的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)在中,由及正弦定理,得,
而,即,则,即,
又,所以.
(2)由的面积为,得,解得,
由的周长为,得,即,
由余弦定理得,即,
于是,解得,
所以.
(3)
如图所示,由正弦定理,,
又,,所以,
又,所以,,所以,
由余弦定理,,即,
所以,,
由,当且仅当时取等号,得,
所以,又,所以,
所以,即,当且仅当时取等号.
所以的取值范围为.
89.(26-27高三上·安徽合肥·阶段检测)设的内角,,所对的边分别为,,,,,且当时,函数取得最大值.
(1)求;
(2)若为的重心,求的最大值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)先根据数量积和射影定理化简,再跟据时取最大值,解即可.
(2)先由的值,利用余弦定理得到边的关系,再利用重心的向量性质,将用三角形顶点对应向量表示,展开点积后结合余弦定理和基本不等式求最大值即可.
【详解】(1),
由三角形射影定理可得,代入后化简,
已知时取最大值,而正弦函数最大值为1,因此,得;
此时最大值条件满足,又是三角形内角,故.
(2)设中点为,由重心性质可知,同时,,
故,结合,,
再由余弦定理,代入得 ,
将其代入,
由基本不等式,代入,得,即,当且仅当时取等号,
因此,最大值为.
90.(26-27高三上·河北沧州·阶段检测)如图,在中,,为边上的动点,,,,.
(1)若,,求的长;
(2)求的取值范围.
【答案】(1);(2)
【分析】
(1) 在中由余弦定理可求,
(2) 把转化为的函数,讨论范围可求.
【详解】(1)因为 ,所以
在 中, ,
由余弦定理:
所以
(2),
91.(26-27高三上·江苏南通·开学考试)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知.
(1)求角B的大小;
(2)若,,求边a的长;
(3)求的取值范围.
【答案】(1);(2)10;(3)
【分析】(1)利用正余弦定理求解;
(2)由利用同角关系式的平方关系求出,利用三角形内角和将转化为,利用两角和的正弦公式求出,利用正弦定理求出.
(3)利用降次公式将转化为,利用三角形内角和将转化为,利用两角差的余弦公式得到,利用余弦函数的图形和性质得到所求.
【详解】(1)在中,由正、余弦定理得,
,
因为,所以,
所以,
因为,所以,
因为,所以.
(2)因为,所以,
,
在中,,所以.
(3)
因为,所以,
故,因此,
所以.
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