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【一轮复习讲义】2024年高考数学高频考点题型归纳与方法总结(新高考通用)
素养拓展 16 解三角形中三角形面积和周长(边)的最值(范
围)问题(精讲+精练)
一、知识点梳理
1.正弦定理
a b c
= = =2R
sinA sinB sinC
.(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:
1 1 1
S = absinC= bcsinA= acsinB 1
ΔABC 2 2 2 (a+b+c)r(r为三角形ABC的内切圆半) 径
=2
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。
二、题型精讲精练【典例1】若 , ,求 的最大值.建议使用两种方法来解决:
法一:余弦定理+不等式.
法二:正弦定理+辅助角公式+三角形面积公式.
【分析】方法一:利用余弦定理和基本不等式可求得 ,代入三角形面积公式即可求得最大值;
方法二:利用正弦定理边化角,结合三角恒等变换知识可化简得到 ,结合 的范围,
由正弦型函数值域的求法可求得 的范围,代入三角形面积公式即可求得最大值.
解:方法一:由余弦定理得: ,
(当且仅当 时取等号), ,
(当且仅当 时取等号), 的最大值为 ;
方法二:由正弦定理得: ,
;
, , , ,
, 的最大值为 .
【典例2】若 , ,求 周长的取值范围.建议使用两种方法来解决:
法一:余弦定理+不等式+三角形三边关系.
法二:正弦定理+辅助角公式.
【分析】方法一:利用余弦定理构造方程,根据 可求得 的最大值,结合三角形三边关系可
求得结果;
方法二:利用正弦定理角化边,可将 化为 ,结合 的范围,由正弦型函数值域的求
法可求得结果.解:方法一:由余弦定理得: ,
又 (当且仅当 时取等号), ,
解得: (当且仅当 时取等号),
又 , , 周长 的取值范围为 ;
方法二:由正弦定理得: ,
,
, , , ,
即 周长的取值范围为 .
【题型训练1-刷真题】
1.(2022·全国·统考高考真题)记 的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知
.
(1)若 ,求B;
(2)求 的最小值.
【答案】(1) ;(2) .
【分析】(1)根据二倍角公式以及两角差的余弦公式可将 化成 ,再
结合 ,即可求出;
(2)由(1)知, , ,再利用正弦定理以及二倍角公式将 化成,然后利用基本不等式即可解出.
【详解】(1)因为 ,即
,
而 ,所以 ;
(2)由(1)知, ,所以 ,
而 ,
所以 ,即有 ,所以
所以
.
当且仅当 时取等号,所以 的最小值为 .
2.(2020·全国·统考高考真题) 中,sin2A-sin2B-sin2C=sinBsinC.
(1)求A;
(2)若BC=3,求 周长的最大值.
【答案】(1) ;(2) .
【分析】(1)利用正弦定理角化边,配凑出 的形式,进而求得 ;
(2)方法一:利用余弦定理可得到 ,利用基本不等式可求得 的最大值,
进而得到结果.
【详解】(1)由正弦定理可得: ,
,, .
(2)[方法一]【最优解】:余弦+不等式
由余弦定理得: ,
即 .
(当且仅当 时取等号),
,
解得: (当且仅当 时取等号),
周长 , 周长的最大值为 .
[方法二]:正弦化角(通性通法)
设 ,则 ,根据正弦定理可知 ,所以
,当且仅当 ,即
时,等号成立.此时 周长的最大值为 .
[方法三]:余弦与三角换元结合
在 中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.由余弦定理得 ,即 .
令 ,得 ,易知当 时,
,所以 周长的最大值为 .
3.(2020·浙江·统考高考真题)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且
.
(I)求角B的大小;
(II)求cosA+cosB+cosC的取值范围.
【答案】(I) ;(II)
【分析】(I)方法二:首先利用正弦定理边化角,然后结合特殊角的三角函数值即可确定角B的大小;
(II)方法二:结合(Ⅰ)的结论将含有三个角的三角函数式化简为只含有角A的三角函数式,然后由三角形
为锐角三角形确定角A的取值范围,最后结合三角函数的性质即可求得 的取值范围.
【详解】(I)
[方法一]:余弦定理
由 ,得 ,即 .
结合余弦定理 ,
∴ ,
即 ,
即 ,即 ,
即 ,
∵ 为锐角三角形,∴ ,
∴ ,
所以 ,
又B为 的一个内角,故 .[方法二]【最优解】:正弦定理边化角
由 ,结合正弦定理可得:
为锐角三角形,故 .
(II) [方法一]:余弦定理基本不等式
因为 ,并利用余弦定理整理得 ,
即 .
结合 ,得 .
由临界状态(不妨取 )可知 .
而 为锐角三角形,所以 .
由余弦定理得 ,
,代入化简得
故 的取值范围是 .
[方法二]【最优解】:恒等变换三角函数性质
结合(1)的结论有:
.
由 可得: , ,则 , .即 的取值范围是 .
【题型训练2-刷模拟】
1 . 面积的最值(范围)问题
一、解答题
1.(2023·江西宜春·校联考模拟预测)在 中,角 , , 的对边分别是 , , ,满足
.
(1)求角 ;
(2)若点D在AB上,CD=2,∠BCD=90°,求 ABC面积的最小值.
△
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由余弦定理边角化即可求解,
(2)由面积公式以及基本不等式即可求解.
【详解】(1)由 可得: ,
由余弦定理知, ,
又 ,因此 .-
(2)∵ ,即 ,
∴ ≥
∴ab≥ ,当且仅当b=2a,即a= ,b= 取等号
∴ = ≥
∴△ABC面积的最小值为2.(2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考模拟预测) 的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已
知 .
(1)求A;
(2)若 ,求 面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由二倍角余弦公式及正弦边角关系得 ,根据余弦定理求 的余弦值,进而
确定其大小;
(2)由已知和余弦定理得 ,再由 求面积最大值,注意取值条件.
【详解】(1)由已知 ,
即 ,由正弦边角关系得 ,
所以 ,又 ,所以 .
(2)由余弦定理,得 ,又 ,
所以 ,当且仅当 时等号成立,
所以 ,故 的面积的最大值为 .
3.(2023·河北秦皇岛·秦皇岛一中校考二模)已知 内角 所对的边长分别为
.
(1)求 ;
(2)若 为锐角三角形,且 ,求 面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)【分析】(1)利用余弦定理可得 ,结合三角形内角性质求角的大小;
(2)法一:由已知可得 ,应用正弦边角关系及三角形面积公式可得 即可得范围;
法二:根据三角形为锐角三角形,应用几何法找到边界情况求面积的范围.
【详解】(1)由余弦定理得 ,即 ,
所以 ,又 ,则 .
(2)法一: 为锐角三角形, ,则 ,
所以 ,可得 ,
又 ,则 ,故
由 ,即 而 ,
所以 ,故 面积的取值范围为 .
法二:由 ,画出如图所示三角形,
为锐角三角形,
点 落在线段 (端点 除外)上,
当 时, ,当 时, ,
.
4.(2023·新疆喀什·校考模拟预测)记 的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知
.
(1)求∠C.
(2)若 ,求 面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意结合正余弦定理分析运算;
(2)根据题意利用正弦定理可得 ,结合基本不等式解得 ,进而可得结果.
【详解】(1)因为 ,
即 ,
整理得 ,
由正弦定理可得 ,
由余弦定理可得 ,
且 ,可得
(2)因为 ,由正弦定理可得 ,
整理得 ,当且仅当 时,等号成立,
解得 ,
则 面积 ,
所以 面积的最小值为 .
5.(2023·西藏日喀则·统考一模)已知 的三个内角分别为 、 、 ,其对边分别为 、 、 ,若.
(1)求角 的值;
(2)若 ,求 面积 的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理、弦化切以及三角恒等变换可求得 的值,结合角 的取值范围可求得角
的值;
(2)利用余弦定理可求出 的最大值,再利用三角形的面积公式可求得 的最大值.
【详解】(1)解:因为 ,
所以,
,且 ,
由正弦定理可得 ,
即 ,
因为 ,则 ,则 ,
又因为 ,故 .
(2)解:由余弦定理 ,可得 .
当且仅当 时取得等号,所以 .
所以, 面积 ,
所以, 面积 的最大值为 .
6.(2023春·安徽池州·高三池州市第一中学校考阶段练习) 的内角 的对边分别为 ,已知 .
(1)求角 的值;
(2)若 为锐角三角形,且 ,求 面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)切化弦,利用正弦定理将已知等式统一用角表示,再利用两角和与差的正、余弦公式整理
可得角 .
(2)把 的面积表示为 的形式,代入已知量利用正弦定理将面积统一用角 、 表
示,再利用角 、 的关系消元转化为求一元函数的值域.
【详解】(1)解:根据题意 ,
由正弦定理得 ,
,
,故 ,
.
(2)因为 是锐角三角形,由(1)知 得到 ,
故 ,解得 .
又由正弦定理得:又 ,
故 .故 的取值范围是
7.(2023·全国·高三专题练习)在 中,角A,B,C对边分别为a,b,c,
,D为 边上一点, 平分 .
(1)求角A;
(2)求 面积的最小值.
【答案】(1) ;
(2)
【分析】(1)利用题给条件和正弦定理余弦定理即可求得角A;
(2)利用题给条件求得 ,再利用均值定理求得 最小值,进而求得 面积的最小值.
【详解】(1)由 ,可得 ,
整理得 ,则 ,
又 ,则 .
(2)过点D作 于E,作 于F,
又 ,则 ,
则 ,
则 ,又 (当且仅当 时等号成立),
则 ,则 ,则 (当且仅当 时等号成立),
则 面积的最小值为 .
8.(2023·全国·高三专题练习)在 中,角 的对边分别为 .
(1)求 ;
(2)若 ,且 ,求 面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由同角三角函数的基本关系将切化弦得到 ,即可得解;
(2)利用正弦定理将边化角,即可求出 ,再由余弦定理及基本不等式求出 ,由对数的运算性质
及诱导公式得到 ,即可求出 的取值范围,在结合三角形面积公式计算可得.
【详解】(1)因为 ,所以 .
在 中, ,所以 ,则 .
因为 ,所以 .
(2)由 及正弦定理得 ,
所以 .
由余弦定理得 ,
所以 ,当且仅当 时,等号成立.因为 ,所以 ,则 ,
所以 ,因为 的面积为 ,
所以 面积的取值范围是 .
9.(2023·浙江·校联考模拟预测)在 中,角 所对的边分别为 .
(1)若 外接圆的半径为 ,求 面积的最大值;
(2)若 内切圆的半径为 ,求 面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由条件可得角 ,用面积公式 表示出 面积,用余弦定理找到 、 的关
系式,然后用基本不等式即可求解;
(2)求得角 后,由 内切圆的半径为 ,可得边长的关系式,然后用基本不等式化和为积,进而
解不等式即可求解.
【详解】(1)由 得, ,
所以 ,又 ,所以 ,
所以 ,因为 ,所以 ;
由 外接圆的半径为 ,则得 ,
由余弦定理得, ,即 ,
所以 ,解得所以 ,故 面积的最大值为 .
(2)如图,圆 是 的内切圆,切点分别是 、 、 ,
由 ,内切圆的半径为 ,所以 ,
则 , ,
所以 ,
即得 ,
而 ,所以 ,
所以 ,解得 舍去),
所以 ,
故 面积的最小值为 .
10.(2023·全国·高三专题练习)在 中,角 , , 的对边分别为 , , ,且 .
(1)求 ;
(2)若 ,且 ,求 面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由 得出 ,结合 ,即可得出答案;(2)由 得出 ,由余弦定理得出 ,再由 及 得出
,结合三角形面积公式,即可得出面积的范围.
【详解】(1)因为 ,
所以 .
由余弦定理得 .
因为 ,
所以 .
(2)由 及正弦定理,得 ,
所以 ,
由余弦定理得, ,
所以
当且仅当 时,等号成立,
因为 ,
所以 ,则 ,
所以 ,
因为 的面积为 ,
所以 面积的取值范围是 .
11.(2023·江西·校联考二模)在 中,角 所对的边分别为 ,已知
.
(1)求角 ;
(2)若 为锐角三角形,且 ,求 面积的取值范围.【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据正弦定理角化边,余弦定理求解即可;
(2)由题知 ,进而结合正弦定理得 ,再根据面积公式,结合三角恒等变换求解即可.
【详解】(1)解:因为
所以
整理可得 ,
所以,由正弦定理可得: .
由余弦定理知, ,
因为 ,所以
(2)解:由(1)知, ,所以 ,
又 是锐角三角形,
所以, 且 ,解得 ,
因为,由正弦定理知: , ,
所以
所以
因为 ,
所以 ,所以所以, 面积的取值范围为 .
12.(2023·广东茂名·统考二模)已知 中,角 , , 所对的边分别为 , , ,且
.
(1)求角 的大小;
(2)若 ,点 、 在边 上, ,求 面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1) 用余弦定理将 用边表示后,再用余弦定理即可求得角 ;
(2) ,用面积公式将 的面积表示为角 的函数进行求解.
【详解】(1)因为 ,由余弦定理,得 ,
化简整理得: ,
由余弦定理,得 ,
因为 ,所以 ,即角 的大小为 .
(2)如图:
设 ,
在 中,由正弦定理,得 ,
由(1)和 可知, , ,
所以 ,在 中,同理可得 ,因为 ,所以
,
因为 ,所以 ,
所以当 ,即 时 面积取得最小值为 .
13.(2023·黑龙江大庆·大庆实验中学校考模拟预测)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,
c,已知 ,其中, .
(1)求角B的大小;
(2)若 ,求△ABC面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)方法一:利用正弦定理化边为角,再结合三角形内角和定理及两角和的正弦公式即可得解;
方法二:利用余弦定理化角为边,即可得解;
(2)利用余弦定理结合已知及基本不等式求出 的最大值,再根据三角形的面积公式即可得解.
【详解】(1)方法一:由 ,
根据正弦定理边化角得: ,
即 ,所以 ,
因为 ,所以 ,又 ,所以 ,
又 ,所以 ;
方法二:由 ,
根据余弦定理:得 ,即 ,
因为 ,所以 ,
所以 ,又 ,得 ;
(2)由(1)及余弦定理知 ,
所以 ,
因为 ,
所以 ,化简得 ,
因为 , ,所以 , ,
所以 ,当且仅当 ,即 , 时取等号,
所以 的面积 ,
所以 面积的最大值为 .
14.(2023·浙江·校联考模拟预测)在 中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且
.
(1)求A;
(2)点D在边 上,且 , ,求 面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由正弦定理角化边再结合余弦定理求得A即可;
(2)由向量建立等量关系,结合基本不等式求得 面积的最大值即可.
【详解】(1)∵ ,
∴ ,即 ,
∴ ,
∴ .
(2)根据题意可得 ,
所以平方可得 .
又 ,所以 ,
当且仅当 , 时,等号成立,
所以 ,
即 面积的最大值为 .
15.(2023·江西·江西省丰城中学校联考模拟预测)记 的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知
.
(1)求 的值;
(2)若 ,求三角形ABC面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理化角为边即可得解;
(2)先利用余弦定理求出 ,再根据平方关系求出 ,再根据三角形的面积公式结合二次函数的性
质即可得解.
【详解】(1)因为 ,
由正弦定理得 ,即 ,所以 ,所以 ;
(2) ,故 ,
则 ,
则 ,
当 时, ,
所以三角形ABC面积的最大值为 .
16.(2023·湖南长沙·周南中学校考三模)在 中,角 、 、 所对的边分别为 、 、 ,
.
(1)求 ;
(2)若 ,求 面积 的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理结合两角和的余弦公式化简可得出 ,即可求得
的值;
(2)分析可知 、 均为锐角,利用两角和的正切公式结合基本不等式可得出 ,求出 的
最小值,即可求得 的最小值.
【详解】(1)解: ,
.
由正弦定理得 ..
因为 ,则 ,
, ,
则 ,
所以, ,即 ,
所以, ,
,即 .
(2)解:由(1)得 .
若 ,则 、 均为钝角,则 ,矛盾,
所以, , ,此时 、 均为锐角,合乎题意,
,
当且仅当 时,等号成立,且 为钝角.
,则 ,且 为锐角,
由 ,解得 ,即 ,
当且仅当 时,等号成立,
, .因此, 面积的最小值为 .
2 . 周长(边)的最值(范围)问题
一、解答题
1.(2023春·四川成都·高三四川省成都市玉林中学校考阶段练习)在 中, .
(1)求 ;
(2)若 ,求 周长的最小值.
【答案】(1)
(2)9
【分析】(1)利用正弦定理边角互化即可求解;
(2)利用余弦定理结合均值不等式求解即可.
【详解】(1)因为 ,所以由正弦定理得 ,
又因为 , ,所以 ,即有 ,
又因为 ,所以 .
(2)因为 , ,
所以由余弦定理可得 ,
当 时,等号成立,所以 ,
故 周长的最小值9.
2.(2023·全国·高三专题练习)设锐角三角形ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知
(1)求角A的大小.
(2)若 ,求c的取值范围.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)根据正弦定理边角互化即可得 ,结合余弦定理即可求解;
(2)根据正弦定理结合两角和的正弦公式,即可由 得 ,即可求解.
【详解】(1)由已知条件及正弦定理,得 ,
即 .整理得 .
由余弦定理,得 .
又因为 ,所以 .
(2)由正弦定理,得 .
又 , ,所以 .
因为 为锐角三角形,所以 解得 .
所以 ,则 ,
所以 ,即c的取值范围为
3.(2023秋·贵州贵阳·高三统考期末)已知平面四边形 中, ,若
, 的面积为 .
(1)求 的长;
(2)求四边形 周长的最大值.
【答案】(1)
(2)周长的最大值为【分析】(1)由 的面积求得 ,再由余弦定理求 的长;
(2) 与 已知,由余弦定理求 的最大值,即可得四边形 周长的最大值.
【详解】(1)在 中,由题意有 ,解得 ,
又由余弦定理得 , 所以 .
(2) , ,设 ,
四边形 周长设为 ,则 ,由题可知, ,
在 中,由余弦定理得( ,
则 所以 ,即 ,
当且仅当 时等号成立,
所以 ,即四边形 周长的最大值为
4.(2023·全国·模拟预测)在锐角三角形 中,角 , , 的对边分别是 , , ,满足
.
(1)求角 的大小;
(2)若 的外接圆半径为 ,求 周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理和余弦定理化角为边,再根据余弦定理即可得解;
(2)先利用正弦定理求出 ,再根据三角形内角和定理结合三角函数即可得解.
【详解】(1)因为 ,
所以 ,即 ,所以 ,所以 ,
又因 ,所以 ;
(2)因为 的外接圆半径为 ,
所以 ,
所以 ,
则 ,
由三角形为锐角三角形, ,得 ,则 ,所以 ,
所以 周长的取值范围为 .
5.(2023·河北张家口·张家口市宣化第一中学校考三模)在三角形ABC中,内角A,B,C的对边分别为
a,b,c,已知 .
(1)求A;
(2)若 ,求BC边上的高AD的最大值.
【答案】(1) ;
(2) .
【分析】(1)利用正弦定理和余弦定理化简已知等式即得解;
(2)利用余弦定理和基本不等式求出 ,再求出 ,即得解.
【详解】(1)根据正弦定理可得 ,
又 ,∴ .
∵ ,∴ .(2) ,∴ ,
当且仅当 时取等号.
∵ ,∴ ,
∴ ,
∴ ,∴AD的最大值为 .
6.(2023·全国·高三专题练习)在 中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知 ,C= .
(1)当 时,求 的面积;
(2)求 周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由已知及三角函数恒等变换的应用化简可得 ,分类讨论可求出a,b
的值,利用三角形面积公式即可计算得出结论;
(2)由余弦定理及已知条件可得 ,利用基本不等式可得 ,解
得 ,从而可求得周长的最大值.
【详解】(1)由 ,得 ,
即 ,
即 ,当 时, ,得 ;
当 时, ,由正弦定理得 ,
由余弦定理及已知条件可得 ,
联立 . 解得 ,
故三角形的面积为 .
(2)法一:由余弦定理可得: ,
由 得 ,当且仅当a=b取等号.
又 ,即 .
即 周长的取值范围是 .
法二: ,
中,由正弦定理有 ,
.
即 周长的取值范围是 .
7.(2023·河南郑州·统考模拟预测)在锐角 中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若
, .(1)求角B的大小;
(2)求 的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用余弦定理即可求解;
(2)根据(1)的结论及三角的内角和定理,利用正弦定理的边角化及两角差的正弦公式,结合锐角三角
形求出角的范围及正切函数的性质即可求解.
【详解】(1)由 及余弦定理,得 ,
由锐角 ,知 ,
所以 .
(2)由(1)知 ,得 ,故 ,
由正弦定理 ,得 ,
由 为锐角三角形得 解得 ,
∴ ,
∴ .故 的取值范围为 .
8.(2023·重庆·重庆南开中学校考模拟预测)在 中,内角A、 、 所对的边分别为 、 、 ,已
知 .
(1)求角A的大小;(2)点 为边 上一点(不包含端点),且满足 ,求 的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理及三角恒等变换化简即可;
(2)利用正弦定理将线段比值转化为关于C的三角函数值计算范围即可.
【详解】(1)由 ,结合正弦定理可得:
因为 ,所以 即 ,
所以 ,而 ,所以 ;
(2)
由 知: ,所以 ,即
在 中,有 , ,
由正弦定理可得:
所以由 可得 ,所以 .
9.(2023·山东济宁·嘉祥县第一中学统考三模)已知锐角 的内角 , , 的对边分别为 , , ,
且 .
(1)求角 的大小;
(2)若 ,求 的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用诱导公式及正弦定理将边化角,再由两角和的正弦公式求出 ,即可得解;
(2)利用正弦定理将边化角,转化为角 的三角函数,再由 的取值范围,求出 的范围.
【详解】(1)由 ,即 ,
得 ,
由正弦定理可得 ,
所以 ,
所以 ,因为 ,所以 ,
所以 ,又 ,所以 .
(2)由正弦定理 ,
所以
.因为 为锐角三角形,且 ,
所以 ,解得 ,
所以 , ,
所以 , ,所以 的取值范围为 .
10.(2023秋·黑龙江齐齐哈尔·高三统考期末) 的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,设
.
(1)求B;
(2)若 的面积等于 ,求 的周长的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理化边为角,再根据辅助角公式及三角函数即可得解;
(2)由题意可得ac=4,再利用余弦定理结合基本不等式即可得出答案.
【详解】(1)解:因为 ,
所以 ,
因为 ,
所以 ,
所以 ,
∵ ,所以 ,
所以 ,∴ ;(2)解:依题意 ,∴ac=4,
所以 ,当且仅当 时取等号,
又由余弦定理得 ,
∴ ,当且仅当a=c=2时取等号,
所以 的周长最小值为 .
11.(2023·全国·模拟预测)在 中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c.已知
.
(1)求A;
(2)若 ,求 的周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理化简已知条件,求得 ,进而求得 .
(2)结合正弦定理以及三角恒等变换的知识将三角形 的周长表示为三角函数的形式,通过三角函数
值域的求法求得三角形 的周长的取值范围.
【详解】(1)由 ,
得 ,
由正弦定理得 ,
所以 ,
又因为 ,所以 ,
由于 ,所以角 ;(2)由(1)知 ,所以 ,则 ,
由正弦定理: 得 ,
所以 , .
所以
.
因为 ,所以 .
所以 .
所以 ,
所以 周长的取值范围为 .
12.(2023·甘肃兰州·兰州五十九中校考模拟预测)已知 ABC中,C= ,角A,B,C的对边分别为
△
a,b,c.
(1)若a,b,c依次成等差数列,且公差为2,求c的值;
(2)若 ABC的外接圆面积为π,求 ABC周长的最大值.
【答案△】(1)7 △
(2)2+ .
【分析】(1)由等差数列的性质把 用 表示,然后由余弦定理可求得 ;
(2)设B=θ,求出外接圆半径后由正弦定理把 用 表示,从而把三角形周长表示为 的函数,由三
角恒等变换化函数为一个角的一个三角函数后,利用正弦函数性质得最大值.
【详解】(1)∵a,b,c依次成等差数列,且公差为2,∴b-a=c-b=2,∴b=c-2,a=c-4,
∵C= ,由余弦定理得
cos = = =- ,
整理得c2-9c+14=0,解得c=7或c=2,
又a=c-4>0,则c>4,∴c=7.
(2)设B=θ,外接圆的半径为R,则πR2=π,
解得R=1,由正弦定理可得
= = =2R=2,
∴ = = =2,
可得b=2sin θ,a=2sin ,c= ,
∴△ABC的周长=2sin θ+2sin +
=2sin θ+2sin cos θ-2cos sin θ+
=sin θ+ cos θ+ =2sin + ,
又θ∈ ,∴ <θ+ ,
∴当θ+ = ,即θ= 时,△ABC的周长取得最大值2+ .
13.(2023·贵州贵阳·校联考模拟预测)记 内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且
.
(1)求C;
(2)若 为锐角三角形, ,求 周长范围.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)应用正弦定理及余弦定理解三角形即可;
(2)先应用正弦定理用角表示边长,再根据锐角三角形求角的范围,最后求三角函数的值域即得.
【详解】(1)在 中,由射影定理得 ,
则题述条件化简为 ,
由余弦定理得 .
可得
所以 .
(2)在 中,
由正弦定理得 ,
则 周长 ,
因为 ,则 ,
因为 为锐角三角形, ,
则得 ,
故 .
14.(2023·湖南·铅山县第一中学校联考三模)已知 的内角 , , 的对边分别为 , , ,若
.
(1)求 的值;
(2)若 的面积为 ,求 周长的最大值.
【答案】(1)(2)12
【分析】(1)法一:设 , ,由正弦定理得到 ,利用积化和
差公式得到 ,求出答案;
法二:设 , ,由正弦定理得到 ,由三角恒等变换得到
,求出答案;
(2)由面积公式得到 ,由正弦定理结合三角恒等变换得到 ,结合 的范围,求出
最值.
【详解】(1)法一:
设 , ,
在 中,由正弦定理得 , , ,
代入已知化简得 ,
又在 中有: ,
即 ,
∵ ,
即 ,所以 ,所以 .
法二:设 , ,
在 中,由正弦定理得 , , ,
代入已知化简得 ,
又在 中有: ,
即 ,
∵,
即 ,所以 ,所以 .
(2)在 中有 , ,
即 ,
由正弦定理得: ,
故 , ,
,
因在 中, , , ,
所以 ,当 时,等号成立,周长取得最大值12.
15.(2023·陕西西安·长安一中校考二模) 的内角A,B,C的对边分别为a,b,c已知
.
(1)求B;
(2)若 为锐角三角形,且 ,求△ABC周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意结合正、余弦定理分析运算即可;
(2)由(1)的结论,利用正弦定理结合三角恒等变换求解作答.
【详解】(1)因为 ,
由正弦定理可得 ,整理得 ,
由余弦定理可得 ,且 ,故 .
(2)由正弦定理可得 ,
可得 ,
则
,
因为 ,则 ,
且 为锐角三角形,则 ,解得 ,
可得 ,则 ,
所以 ,
故 周长的取值范围为 .
16.(2023·山东菏泽·山东省鄄城县第一中学校考三模)已知在 中,内角 , , 所对的边分别为
, , , .
(1)若 ,求出 的值;
(2)若 为锐角三角形, ,求边长 的取值范围.
【答案】(1)
(2)【分析】(1)利用正弦定理将角化边,再由立方差公式及余弦定理求出 ,由 将弦
化切,利用两角和的正弦公式求出 ,从而求出 ,最后根据两角差的余弦公式计算可得;
(2)由正弦定理得到 ,再转化为 角的三角函数,结合正切函数的性质求出 的取值范围.
【详解】(1)因为 由正弦定理可得 ,
即 ,因为 ,所以 ,
所以 ,因为 ,所以 ,
由 ,所以 ,
所以 ,所以 ,
即 ,所以 ,所以 ,
因为 ,所以 ,
所以
.
(2)因为 为锐角三角形,且 ,所以 ,
所以 ,解得 ,
又 ,由正弦定理 ,
所以,
因为 ,所以 ,所以 ,所以 ,
即边长 的取值范围为 .
17.(2023·江苏盐城·统考三模)在 中, 为 的角平分线,且 .
(1)若 , ,求 的面积;
(2)若 ,求边 的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据 得到 的长,再利用三角形的面积公式求解即可;
(2)设 , ,根据 得到 ,在 中,利用余弦定理
得到 ,由两者相等结合 的取值范围即可求出结果.
【详解】(1)因为 ,
所以 ,
得: ,
解得 ,
所以 .
(2)设 , ,
由 得
,即 ,
所以 ,
又在 中 ,
所以 ,
得 ,
因为 且 ,
得 ,
则 ,
所以 ,
即边 的取值范围为 .
18.(2023·全国·高三专题练习)在锐角 中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,已知
.
(1)求角B的值;
(2)若 ,求 的周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据正弦定理得到 ,再利用余弦定理求出 ;
(2)根据正弦定理得到 ,从而得到 ,求出,得到 , ,从而求出周长的取值范围.
【详解】(1) ,由正弦定理得: ,
即 ,
由余弦定理得: ,
因为 ,
所以 ;
(2)锐角 中, , ,
由正弦定理得: ,
故 ,
则
,
因为锐角 中, ,
则 , ,
解得: ,
故 , ,则 ,
故 ,
所以三角形周长的取值范围是 .