解决与三角形相关的取值范围问题例1:在锐角ABC V 中,2A B =,则c b的取值范围是例2:若ABC V 的三边,,a b c 成等比数列,,,a b c 所对的角依次为,,A B C ,则sin cos B B +的取值范围是例3:在ABC V 中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,且cos ,cos ,cos a C b B c A 成等差数列。
(1)求B 的大小。
(2)若5b =,求ABC V 周长的取值范围。
例4:在ABC V 中,22223a b c ab +=+,若ABC V ,则ABC V 的面积的最大值为例5:(2008,江苏)满足2,AB AC ==的ABC V 的面积的最大值是例6:已知角,,A B C 是ABC V 三个内角,,,a b c 是各角的对边,向量(1cos(),cos )2A B m A B -=-+u r ,5(,cos )82A B n -=r ,且98m n ⋅=u r r(1)求tan tan A B ⋅的值。
(2)求222sin ab Ca b c+-的最大值。
通过以上例题,我们发现与三角形相关的取值范围问题常常结合正弦定理、余弦定理、面积公式、数列、三角函数、基本不等式、二次函数、向量等知识综合考查。
这一类问题有利于考查学生对知识的综合运用能力,是高考命题的热点。
理顺这些基本知识以及技巧和方法可以提高我们解题的能力。
希望本文能对同学们复习备考有所帮助。
巩固练习1.在ABC V 中,2,1a c ==,则C ∠的取值范围为2.若钝角三角形的三内角的度数成等差数列,且最大边长与最小边长的比值为m ,则m 的取值范围是3.在 Rt ABC V 中,2C π=,且,,A B C 所对的边,,a b c 满足a b xc +=,则实数x 的取值范围为4.在锐角ABC V 中,2A B =,1AC =,则BC 的取值范围是 5.在锐角ABC V 中,三个内角,,A B C 成等差数列,记cos cos M A C =,则M 的取值范围是6.已知锐角三角形的边长分别为1,3,a ,则a 的取值范围是 7.已知ABC V 外接圆的半径为6,若面积22()ABC S a b c =--V 且4sin sin 3B C +=,则sin A = ,ABC S V 的最大值为8.在ABC V 中,(sin ,cos ),(cos ,sin )m A C n B A ==u r r,且sin sin m n B C ⋅=+u r r(1)求证:ABC V 为直角三角形(2)若ABC V 外接圆的半径为1,求ABC V 的周长的取值范围9.在ABC V 中,,A B C 所对的边分别为,,a b c A =(1)若222a c b mbc -=-,求实数m 的值(2)若a =ABC V 面积的最大值。
解决与三角形相关的取值范围问题例1:在锐角ABC V 中,2A B =,则c b的取值范围是 解析:由0222A B C A B πππ<=<<=--<且0得64B ππ<<,所以2sin sin 3sin 2cos cos 2sin 4cos 1sin sin sin c C B B B B B B b B B B+====-,又cos ,22B ∈所以24cos 1(1,2)cB b=-∈ 点评:①本题易错在求B 的范围上,容易忽视“ABC V 是锐角三角形”这个条件。
②本题涉及三角形边角之间的关系,考察边角互化,化多元为一元,体现了解题的通性通法。
例2:若ABC V 的三边,,a b c 成等比数列,,,a b c 所对的角依次为,,A B C ,则sin cos B B +的取值范围是 解析:由题设知2b ac=,又余弦定理知2222221cos 2222a cb ac ac ac ac B ac ac ac +-+--==≥=所以03B π<≤,又7sin cos )44412B B B B ππππ+=+<+<且所以)4B π+∈即sin cos B B +的取值范围是。
点评:本题将数列、基本不等式、三角函数、解三角形等知识结合起来,有利于提高学生解题的综合能力。
例3:在ABC V 中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,且cos ,cos ,cos a C b B c A 成等差数列。
(1)求B 的大小。
(2)若5b =,求ABC V 周长的取值范围。
解析:(1)由题意知cos cos 2cos a C c A b B +=,由正弦定理得sin cos sin cos 2sin cos A C C A B B += 所以sin()2sin cos A C B B +=,于是1cos ,23B B π==(2)由正弦定理sin sin sin a b c A B C ===,所以 255sin()510sin()36a b c A C A A A ππ++=++=+-+=++又由02A π<<得2663A πππ<+<,所以 510sin()(10,15]6a b c A π++=++∈。
点评:对三角函数式的处理常常借助于同角三角函数间关系、诱导公式以及恒等变换式等实施变形,达到化简、求值域的目的。
例4:在ABC V 中,22223a b c ab +=+,若ABC V 的外接圆半径为2,则ABC V 的面积的最大值为解析:又22223a b c ab +=+及余弦定理得2221cos 23a b c C ab +-==,所以sin 3C =, 又由于2sin 4c R C ==,所以2222cos c a b ab C =+-即2221623ab a b ab +=+≥所以12ab ≤,又由于1sin 23S ab C ab ==≤,故当且仅当a b ==时,ABC V 的面积取最大值点评:先利用余弦定理求cos A 的大小,再利用面积公式结合基本不等式,求面积的最大值,要注意正弦定理与余弦定理的综合应用。
例5:(2008,江苏)满足2,AB AC ==的ABC V 的面积的最大值是 解析:设BC x =,则AC =,根据面积公式得1sin 2ABC S AB BC B =⋅=V ①由余弦定理得22224cos 24AB BC AC x B AB BC x+--===⋅代入①式得ABCS ==V22x x +>+>且,所以22x <<,故当x =ABC S V 取得最大值。
点评:本题结合函数的知识,以学生熟悉的三角形为载体,考察了面积公式、余弦定理等知识,是一道考察解三角形的好题。
例6:已知角,,A B C 是ABC V 三个内角,,,a b c 是各角的对边,向量(1cos(),cos )2A B m A B -=-+u r ,5(,cos )82A Bn -=r ,且98m n ⋅=u r r(1)求tan tan A B ⋅的值。
(2)求222sin ab Ca b c +-的最大值。
解析:由(1cos(),cos )2A B m A B -=-+u r ,5(,cos )82A Bn -=r ,且98m n ⋅=u r r 得259[1cos()]cos 828A B A B --++=,所以4cos()5cos()A B A B -=+, 即cos cos 9sin sin A B A B =,所以1tan tan 9A B ⋅=(2)由余弦定理得222sin sin 1tan 2cos 2ab C ab C C a b c ab C ==+-,而tan tan 993tan()(tan tan )1tan tan 884A B A B A B A B ++==+≥⋅=-即tan()A B +有最小值34,又tan tan()C A B =-+,所以tan C 有最大值34-(当且仅当1tan tan 3A B ==时取等号)所以222sin ab C a b c +-的最大值为38-通过以上例题,我们发现与三角形相关的取值范围问题常常结合正弦定理、余弦定理、面积公式、数列、三角函数、基本不等式、二次函数、向量等知识综合考查。
这一类问题有利于考查学生对知识的综合运用能力,是高考命题的热点。
理顺这些基本知识以及技巧和方法可以提高我们解题的能力。
希望本文能对同学们复习备考有所帮助。
巩固练习1.在ABC V 中,2,1a c ==,则C ∠的取值范围为2.若钝角三角形的三内角的度数成等差数列,且最大边长与最小边长的比值为m ,则m 的取值范围是3.在 Rt ABC V 中,2C π=,且,,A B C 所对的边,,a b c 满足a b xc +=,则实数x 的取值范围为4.在锐角ABC V 中,2A B =,1AC =,则BC 的取值范围是 5.在锐角ABC V 中,三个内角,,A B C 成等差数列,记cos cos M A C =,则M 的取值范围是6.已知锐角三角形的边长分别为1,3,a ,则a 的取值范围是 7.已知ABC V 外接圆的半径为6,若面积22()ABC S a b c =--V 且4sin sin 3B C +=,则sin A = ,ABC S V 的最大值为8.在ABC V 中,(sin ,cos ),(cos ,sin )m A C n B A ==u r r,且sin sin m n B C ⋅=+u r r(1)求证:ABC V 为直角三角形(2)若ABC V 外接圆的半径为1,求ABC V 的周长的取值范围9.在ABC V 中,,A B C 所对的边分别为,,a b c A =(1)若222a c b mbc -=-,求实数m 的值 (2)若a =ABC V 面积的最大值。
参考答案1.11sin sin ,(0,]226C A C π=≤∈2.(2,)+∞ 3.4.同例1知64B ππ<<,由正弦定理sin sin 22cos sin sin AC A BBC B B B===∈ 5.易知2,33B A C ππ=+=,则2cos cos cos cos()3M A C A A π==-21cos 111cos cos 2sin(2)24264A A A A A A π+=-+=-=-- 由于203A π<<,所以72666A πππ-<-<,故1111sin(2)(,]26424M A π=--∈-6.设1,3,a 所对的角分别为,,A B C ,由三角形三边关系有13,1331a a a +>+>+>且,故24a <<,易知B A >,要保证ABC V 为锐角三角形,只需cos 0,cos 0B C >>,即222222131********a a a +-+->>⋅⋅⋅⋅且,解得a <<7.由22()ABC S abc =--V ,得222sin (2)2Aa b c bc =++- 由余弦定理得2222cos a b c bc A =+-,故有sin 22cos 2AA -=,易得A 为锐角,且22sin 42sin 4cos 4A A A -+=,即217sin 8sin 0A A -=,故有8sin 17A =, 则42(sin sin )12163b c R B C +=+=⋅=21sin 4256sin ()642221717ABC A b c S bc A +=≤=⋅=V (当且仅当8b c ==时取等号)即ABC S V 的最大值为256178.(1)由(sin ,cos ),(cos ,sin )m A C n B A ==u r r,且sin sin m n B C ⋅=+u r r得sin cos sin cos sin sin A B A C B C +=+, 由正弦定理得cos cos a B a C b c +=+,由余弦定理得22222222a c b a b c a a b c ac ab+-+-⋅+⋅=+ 整理得222()()0b c a b c +--=又由于0b c +>,故222a b c =+,即ABC V 是直角三角形 (或者:由sin cos sin cos sin sin A B A C B C +=+得,sin cos sin cos sin()sin()A B A C A C A B +=+++化简得cos (sin sin )0A B C +=,由于sin sin 0B C +>,故cos 0A =, 即ABC V 是直角三角形)(2)设ABC V 内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c由于ABC V 外接圆的半径为1,2A π=,所以2sin 2a R A ==,所以2(sin cos )2(sin cos ))4b c R B B B B B π+=+=+=+又02B π<<,故3444B πππ<+<,因而)4B π+∈故42a b c <++≤+即ABC V 的周长的取值范围为(4,2+9.(1A =22sin 3cos A A = 即(2cos 1)(cos 2)0A A -+=,解得1cos 2A =由222a cb mbc -=-得22222b c a mbc +-= 即1cos 22m A ==,所以1m =(2)由(1)知1cos 2A =,则sin 2A =, 又222122b c a bc +-=,所以22222bc b c a bc a =+-≥-,即2bc a ≤,故211sin 2224ABC S bc A a =≤⋅=V。