专题(2)解三角形中的不等与最值问题教师版
高2016届数学(理科)第二轮专题复习
专题(2)解三角形中的不等与最值问题
一、 解三角形中的不等问题
例1、已知锐角三角形的边长分别为1,3, a ,则a 的取值范围是 ____ .
解:设1,3, a 所对的角分别为A , B , C ,由三角形三边关系有1+3>a ,1+a >3且3+a >1,故2
12+a 2-3212+32-2a B >A ,要保证∆ABC 为锐角三角形,只需cos B >0,cos C >0,即>0且>0,解
2⋅1⋅a 2⋅1⋅3
得
变式:在∆ABC 中,若A >B ,则下列不等式中,正确的为 ①②④ .
①sin A >sin B ; ②cos A sin 2B ; ④cos 2A
解:A >B ⇔a >b ⇔2R sin A >2R sin B ⇔sin A >sin B ,故①正确;
cos A
2-B ) ⇔A>B,故②正确(或由余弦函数在(0,π) 上的单调性知②正确);
22由cos 2A sin B ⇔A >B ,故④正确.
二、 解三角形中边长的最值问题
例2、在锐角∆ABC 中,A =2B ,AC =1,则BC 的取值范围是 ____ .
解:由题知 π
6
π
4,由正弦定理BC =AC sin A sin 2B ==2cos B ∈ sin B sin B
变式1、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 .
答案:(2,+∞) .
变式2、在锐角∆ABC 中,A =2B ,则 c 的取值范围是 ____ . b
解:由0
2且0
2得π
6
4,所以
c sin C sin 3B sin 2B cos B +cos 2B sin B ====4cos 2B -
1,又cos B ∈ b sin B sin B sin B 2所以c =4cos 2B -1∈(1,2) . b
说明:①本题易错在求B 的范围上,容易忽视“∆ABC 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。
变式3、已知∆ABC 中,a =1, b =2.
(1)求最小内角的最大值;
(2)若∆ABC 是锐角三角形,求第三边c 的取值范围.
⎧1+2>c ⎪解:(1)由三角形三边关系得第三边c 满足⎨1+c >2解得1
⎪2+c >1⎩
b 2+c 2-a 2c 2+3131又cos A =(当且仅当c =,==c +) ≥
⨯=2bc 4c 4c 4所以A ≤30,即最小内角的最大值为30.
(2)因为∆ABC 是锐角三角形,即A ,B ,C 三个角均为锐角,又因为a
A
⎧1+c 2-40
4
变式4、在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边长分别为a ,b ,c ,已知函数f (x ) =sin(2x -) 满足: 6
对于任意x ∈R , f (x ) ≤f (A ) 恒成立.
(1)求角A 的大小;
(2
)若a =BC 边上的中线AM 长的取值范围.
解(1)由题意,∵对于任意x ∈R , f (x ) ≤f (A ) 恒成立, ∴f (x ) =sin(2x -) 的最大值为f (A ) , 6
当f (x ) 取得最大值时,2x -
∴A =k π+πππ6=2k π+π2, k ∈Z ,即x =k π+π3, k ∈Z , . 33
(2)∵AM 是BC 边上的中线,
3cos ∠AMB =c 2, ① ∴在△ABM
中,AM 2+-2AM 43cos ∠AMC =b 2, ② 在△ACM
中,AM 2+-2AM 4又∵∠AMB =π-∠AMC ,∴cos ∠AMB =-cos ∠AMC ,
b 2+c 23π2①+②得 AM =-.由余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos =b 2+c 2-bc =3, 324
b 2+c 2
22∵0
339
244π, k ∈Z ,又∵A 是三角形的内角,即0
三、解三角形中角度的最值问题
例3、在∆ABC 中,a =2, c =1,则∠C 的取值范围为 ____ .
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