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微专题1 三角形中的范围与最值问题
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微专题1 三角形中的范围与最值问题
题型一 三角形中角或角的三角函数值的最值
例1 在△ABC中,角A,B,C的对边a,b,c成等差数列,则角B的最大值为 .
答案
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解析 由角A,B,C的对边a,b,c成等差数列得a+c=2b.由余弦定理得cos B=
= = ≥ .又B∈(0,π),则B∈ ,即角B
的最大值是 .
【方法归纳】 求三角形中角的最值,一般先求角的某一三角函数值,通常取
余弦、正切等,若已知边的关系,利用余弦定理建立目标函数.
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1-1 在△ABC中,角A,B,C的对边a,b,c成等比数列,则角B的最大值为 .
答案
解析 由角A,B,C的对边a,b,c成等比数列得ac=b2.由余弦定理得cos B=
= ≥ .又B∈(0,π),则B∈ ,即角B的最大值为 .
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1-2 若△ABC的内角满足sin A+ sin B=2sin C,则cos C的最小值是 .
答案
解析 sin A+ sin B=2sin C,由正弦定理得a+ b=2c.由余弦定理得cos C=
= = ≥ ,当且仅当a= b时
取等号,故cos C的最小值是 .
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1-3 在△ABC中,已知tan A=3tan B,则A-B的最大值为 .
答案
解析 tan(A-B)= = = ≤ = ,当且仅当tan
B= ,B= 时取等号.又A,B都是锐角,则- <A-B< ,故A-B的最大值是 .
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题型二 三角形中面积的最值或取值范围
例2 在△ABC中,AB=2,AC= BC,则△ABC面积的最大值为 .
答案 2
解析 以AB所在的直线为x轴,AB的中点O为坐标原点建立平面直角坐标系,
则A(-1,0),B(1,0).设C(x,y),由AC= BC,得(x+1)2+y2=2[(x-1)2+y2],化简得(x-3)2+y
2=8,即为点C的轨迹方程,当C(3,±2 )时,△ABC的面积取得最大值为2 .
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【方法归纳】 已知三角形的一条边长(即三角形有两个顶点固定)、与第
三个顶点有关的条件,求相关的最值问题时,通常利用轨迹思想可以简化运
算,即建立适当的直角坐标系,求出第三个顶点的轨迹方程,再结合轨迹的特
征直接求解最值或建立目标函数,根据函数的特征选择基本不等式、导数等
方法求解最值.
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2-1 在△ABC中,已知AB=2,AC2-BC2=6,则tan C的最大值是 .
答案
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解析 以AB所在的直线为x轴,AB的中点O为坐标原点建立平面直角坐标系,
则A(-1,0),B(1,0).设C(x,y),由AC2-BC2=6得(x+1)2+y2-(x-1)2-y2=6,化简得x= ,即点
C的轨迹方程是x= (y≠0).不妨设y>0,直线与x轴的交点为D,∠ACD=α,∠
BCD=β,则tan C=tan(α-β)= = ≤ = ,当且仅当y= 时
取等号,故tan C的最大值是 .
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2-2 (2018江苏淮阴中学阶段检测)在△ABC中,AC=2,AB=mBC(m>1),若恰好
当∠B= 时△ABC面积最大,则m= .
答案 2+
解析
以AC所在的直线为x轴,AC的中点O为坐标原点建立平面直角坐标系,则A(-1,
0),C(1,0).设B(x,y),y>0,由AB=mBC(m>1)得(x+1)2+y2=m2[(x-1)2+y2],化简得x2+y2-
x+1=0,即 +y2= .设直线 x= 与x轴的交点为D,
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ABD=α,∠CBD=β,则△ABC的面积最大时,B ,此时∠ABC= ,即
α-β= ,tan α= =m,tan β= = ,则tan(α-β)= = ,
化简得m2-2 m-1=0,又m>1,解得m=2+ .
∠
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例3 已知△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且a=2,A= ,求△ABC面积的
取值范围.
解析 由余弦定理可得a2=b2+c2-2bccos A,则4=b2+c2-bc≥bc,当且仅当b=c时
取等号,则△ABC的面积S= bcsin A≤ ×4× = ,故△ABC面积的取值范围
是(0, ].
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