三角形的問題一直是高考的重點,縱觀多年的高考試卷,很多題目都是圍繞三角形的角和邊進行拓展,如何解決這一類的問題,嚴謹踏實不丟分,作者憑借多年的經(jīng)驗提出精彩的闡述,希望對同學們有所幫助.
題:△ABC中,角A,B,C所對邊分別為a,b,c,tanC=,
(1)求角C的大??;
(2)若△ABC外接圓的直徑為1,求a2+b2的取值范圍.
這是一道高三復習三角知識時常選的一例,解決第一個問題時首先從條件出發(fā)求出角C的大小,有如下兩種常用方法:
方法1:化角:由已知條件tanC=得=,故sinC(cosA+cosB)=cosC(sinA+sinB),所以sinC·cosA+sinC·cosB=cosC·sinA+cosC·sinB,不難得到sin(C-A)=sin(B-C). 因為A,B,C∈(0,π),所以C-A∈(-π,π),B-C∈(-π,π),所以C-A=B-C或C-A=π-(B-C)或C-A= -π-(B-C),即C=或B-A=π(舍)或 A-B=π(舍),故C=.
方法2:化邊:由tanC=變形得sinC·cosA+sinC·cosB=cosC·sinA+cosC·sinB. 同時使用正弦、余弦定理得:c·+c·=a·+b·,經(jīng)整理得:ac3+bc3-a3c-b3c=0,進一步可化為c2(a+b)=a3+b3,故有c2(a+b)=(a+b)(a2-ab+b2),?搖所以c2=a2-ab+b2,所以a2+b2-c2=ab,故有==cosC. 因為c∈(0,π),所以c=.
這是對第(1)問的兩種處理方案,顯然方法1較為容易. 但本文所要介紹的重點是第(2)問的處理方法.
方法1:由(1)知c=,又外接圓直徑2R=1,所以c=2RsinC=. 又由余弦定理知c2=a2+b2-2abcosC,即c2=a2+b2-ab=,所以ab=a2+b2-. 又由基本不等式知ab≤,所以a2+b2-≤,所以a2+b2≤,當且僅當a=b時取等號. 再由a2+b2-ab=c2知a2+b2>c2=,所以a2+b2的取值范圍是,. 這一方法是利用了余弦定理及基本不等式求出了a2+b2的最大值,又抓住a2+b2-ab=c2得出a2+b2的下限是. 所用知識廣而不深,處理得靈活便捷.
方法2:由(1)知c=,外接圓直徑2R=1,所以根據(jù)正弦定理a2+b2=(2RsinA)2+(2RsinB)2=4R2·sin2A+4R2sin2B=sin2A+sin2B=+. 又A+B+C=π,C=,B=π-A且A∈0,π,?搖所以原式=+=1-·cos2A+cosπ-2A=1-·cos2A-·cos2A-·sin2A=1-·cos2A-·sin2A=1+sin2A-. 因為A∈0,π,所以2A-∈-,,所以1+sin2A-∈,.
方法2與方法1的風格截然不同,它是利用正弦定理,通過消元將目標式a2+b2逐步化成Asin(ωx+φ)+k的形式,再根據(jù)角的取值范圍求出目標式的取值范圍,這一做法雖沒有方法1快捷,但能把不少的三角公式——兩角和差、降冪公式、輔助角公式作了考查,也不失為一個好方法.
細細體會本題,其實質(zhì)是已知三角形的一角及其對邊,再求相關目標式的取值范圍,這類問題筆者認為均可利用類似前面的方法1、方法2加以解決. 不妨請看下面兩道變式題.
變式1:已知C=,c=,求△ABC周長l的取值范圍.
分析:為求周長的取值范圍,只需求出a+b的取值范圍.
方法1:c2=a2+b2-2abcosC,所以
(下轉37頁)
a2+b2-ab=,所以(a+b)2-3ab=,所以3ab=(a+b)2-. 又因為ab≤,所以(a+b)2-≤(a+b)2,a+b≤,當且僅當a=b時取“=”. 同時在△ABC中,根據(jù)兩邊之和大于第三邊得a+b>c,所以 方法2:因為C=,c=,所以2R==1,所以a+b=2RsinA+2RsinB=sinA+sinB=sinA+sin-A=sinA+·cosA=·sinA+cosA=·sinA+. 因為A∈0,π,所以A+∈,π,所以a+b∈,.所以周長l的取值范圍是, 變式2:已知C=,c=,求△ABC面積S的取值范圍. 分析:S=absinC,即只需要求出ab的取值范圍. 方法1:由c2=a2+b2-2abcosC得a2+b2-ab=,所以a2+b2=ab+. 又a2+b2≥2ab,所以ab+≥2ab,ab≤. 所以S=absinC≤××=(當且僅當a=b時,取“=”). 又S=absinC=ab>0(當a,b兩邊中一邊趨向于0時,S趨向于0),所以0 方法2:同樣的,已知ab=2RsinA·2RsinB=sinA·sinB=sinA·sinπ-A=sinA·cosA+sinA=·sinAcosA+sin2A=sin2A+×=+sin2A-·cos2A=+sin2A-. 因為A∈0,π,2A-∈-,,所以ab∈0,,所以S=absinC∈0,. 類似的例子還有許多,在此不一一贅述,兩種方法各有優(yōu)劣. 方法1需對基本不等式能正確應用,對目標式的下限能靈活應對;方法2則需對三角表達式的變形嚴謹踏實,不在符號、數(shù)字上出差錯.
三角形的問題一直是高考的重點,縱觀多年的高考試卷,很多題目都是圍繞三角形的角和邊進行拓展,如何解決這一類的問題,嚴謹踏實不丟分,作者憑借多年的經(jīng)驗提出精彩的闡述,希望對同學們有所幫助.
題:△ABC中,角A,B,C所對邊分別為a,b,c,tanC=,
(1)求角C的大??;
(2)若△ABC外接圓的直徑為1,求a2+b2的取值范圍.
這是一道高三復習三角知識時常選的一例,解決第一個問題時首先從條件出發(fā)求出角C的大小,有如下兩種常用方法:
方法1:化角:由已知條件tanC=得=,故sinC(cosA+cosB)=cosC(sinA+sinB),所以sinC·cosA+sinC·cosB=cosC·sinA+cosC·sinB,不難得到sin(C-A)=sin(B-C). 因為A,B,C∈(0,π),所以C-A∈(-π,π),B-C∈(-π,π),所以C-A=B-C或C-A=π-(B-C)或C-A= -π-(B-C),即C=或B-A=π(舍)或 A-B=π(舍),故C=.
方法2:化邊:由tanC=變形得sinC·cosA+sinC·cosB=cosC·sinA+cosC·sinB. 同時使用正弦、余弦定理得:c·+c·=a·+b·,經(jīng)整理得:ac3+bc3-a3c-b3c=0,進一步可化為c2(a+b)=a3+b3,故有c2(a+b)=(a+b)(a2-ab+b2),?搖所以c2=a2-ab+b2,所以a2+b2-c2=ab,故有==cosC. 因為c∈(0,π),所以c=.
這是對第(1)問的兩種處理方案,顯然方法1較為容易. 但本文所要介紹的重點是第(2)問的處理方法.
方法1:由(1)知c=,又外接圓直徑2R=1,所以c=2RsinC=. 又由余弦定理知c2=a2+b2-2abcosC,即c2=a2+b2-ab=,所以ab=a2+b2-. 又由基本不等式知ab≤,所以a2+b2-≤,所以a2+b2≤,當且僅當a=b時取等號. 再由a2+b2-ab=c2知a2+b2>c2=,所以a2+b2的取值范圍是,. 這一方法是利用了余弦定理及基本不等式求出了a2+b2的最大值,又抓住a2+b2-ab=c2得出a2+b2的下限是. 所用知識廣而不深,處理得靈活便捷.
方法2:由(1)知c=,外接圓直徑2R=1,所以根據(jù)正弦定理a2+b2=(2RsinA)2+(2RsinB)2=4R2·sin2A+4R2sin2B=sin2A+sin2B=+. 又A+B+C=π,C=,B=π-A且A∈0,π,?搖所以原式=+=1-·cos2A+cosπ-2A=1-·cos2A-·cos2A-·sin2A=1-·cos2A-·sin2A=1+sin2A-. 因為A∈0,π,所以2A-∈-,,所以1+sin2A-∈,.
方法2與方法1的風格截然不同,它是利用正弦定理,通過消元將目標式a2+b2逐步化成Asin(ωx+φ)+k的形式,再根據(jù)角的取值范圍求出目標式的取值范圍,這一做法雖沒有方法1快捷,但能把不少的三角公式——兩角和差、降冪公式、輔助角公式作了考查,也不失為一個好方法.
細細體會本題,其實質(zhì)是已知三角形的一角及其對邊,再求相關目標式的取值范圍,這類問題筆者認為均可利用類似前面的方法1、方法2加以解決. 不妨請看下面兩道變式題.
變式1:已知C=,c=,求△ABC周長l的取值范圍.
分析:為求周長的取值范圍,只需求出a+b的取值范圍.
方法1:c2=a2+b2-2abcosC,所以
(下轉37頁)
a2+b2-ab=,所以(a+b)2-3ab=,所以3ab=(a+b)2-. 又因為ab≤,所以(a+b)2-≤(a+b)2,a+b≤,當且僅當a=b時取“=”. 同時在△ABC中,根據(jù)兩邊之和大于第三邊得a+b>c,所以 方法2:因為C=,c=,所以2R==1,所以a+b=2RsinA+2RsinB=sinA+sinB=sinA+sin-A=sinA+·cosA=·sinA+cosA=·sinA+. 因為A∈0,π,所以A+∈,π,所以a+b∈,.所以周長l的取值范圍是, 變式2:已知C=,c=,求△ABC面積S的取值范圍. 分析:S=absinC,即只需要求出ab的取值范圍. 方法1:由c2=a2+b2-2abcosC得a2+b2-ab=,所以a2+b2=ab+. 又a2+b2≥2ab,所以ab+≥2ab,ab≤. 所以S=absinC≤××=(當且僅當a=b時,取“=”). 又S=absinC=ab>0(當a,b兩邊中一邊趨向于0時,S趨向于0),所以0 方法2:同樣的,已知ab=2RsinA·2RsinB=sinA·sinB=sinA·sinπ-A=sinA·cosA+sinA=·sinAcosA+sin2A=sin2A+×=+sin2A-·cos2A=+sin2A-. 因為A∈0,π,2A-∈-,,所以ab∈0,,所以S=absinC∈0,. 類似的例子還有許多,在此不一一贅述,兩種方法各有優(yōu)劣. 方法1需對基本不等式能正確應用,對目標式的下限能靈活應對;方法2則需對三角表達式的變形嚴謹踏實,不在符號、數(shù)字上出差錯.
三角形的問題一直是高考的重點,縱觀多年的高考試卷,很多題目都是圍繞三角形的角和邊進行拓展,如何解決這一類的問題,嚴謹踏實不丟分,作者憑借多年的經(jīng)驗提出精彩的闡述,希望對同學們有所幫助.
題:△ABC中,角A,B,C所對邊分別為a,b,c,tanC=,
(1)求角C的大??;
(2)若△ABC外接圓的直徑為1,求a2+b2的取值范圍.
這是一道高三復習三角知識時常選的一例,解決第一個問題時首先從條件出發(fā)求出角C的大小,有如下兩種常用方法:
方法1:化角:由已知條件tanC=得=,故sinC(cosA+cosB)=cosC(sinA+sinB),所以sinC·cosA+sinC·cosB=cosC·sinA+cosC·sinB,不難得到sin(C-A)=sin(B-C). 因為A,B,C∈(0,π),所以C-A∈(-π,π),B-C∈(-π,π),所以C-A=B-C或C-A=π-(B-C)或C-A= -π-(B-C),即C=或B-A=π(舍)或 A-B=π(舍),故C=.
方法2:化邊:由tanC=變形得sinC·cosA+sinC·cosB=cosC·sinA+cosC·sinB. 同時使用正弦、余弦定理得:c·+c·=a·+b·,經(jīng)整理得:ac3+bc3-a3c-b3c=0,進一步可化為c2(a+b)=a3+b3,故有c2(a+b)=(a+b)(a2-ab+b2),?搖所以c2=a2-ab+b2,所以a2+b2-c2=ab,故有==cosC. 因為c∈(0,π),所以c=.
這是對第(1)問的兩種處理方案,顯然方法1較為容易. 但本文所要介紹的重點是第(2)問的處理方法.
方法1:由(1)知c=,又外接圓直徑2R=1,所以c=2RsinC=. 又由余弦定理知c2=a2+b2-2abcosC,即c2=a2+b2-ab=,所以ab=a2+b2-. 又由基本不等式知ab≤,所以a2+b2-≤,所以a2+b2≤,當且僅當a=b時取等號. 再由a2+b2-ab=c2知a2+b2>c2=,所以a2+b2的取值范圍是,. 這一方法是利用了余弦定理及基本不等式求出了a2+b2的最大值,又抓住a2+b2-ab=c2得出a2+b2的下限是. 所用知識廣而不深,處理得靈活便捷.
方法2:由(1)知c=,外接圓直徑2R=1,所以根據(jù)正弦定理a2+b2=(2RsinA)2+(2RsinB)2=4R2·sin2A+4R2sin2B=sin2A+sin2B=+. 又A+B+C=π,C=,B=π-A且A∈0,π,?搖所以原式=+=1-·cos2A+cosπ-2A=1-·cos2A-·cos2A-·sin2A=1-·cos2A-·sin2A=1+sin2A-. 因為A∈0,π,所以2A-∈-,,所以1+sin2A-∈,.
方法2與方法1的風格截然不同,它是利用正弦定理,通過消元將目標式a2+b2逐步化成Asin(ωx+φ)+k的形式,再根據(jù)角的取值范圍求出目標式的取值范圍,這一做法雖沒有方法1快捷,但能把不少的三角公式——兩角和差、降冪公式、輔助角公式作了考查,也不失為一個好方法.
細細體會本題,其實質(zhì)是已知三角形的一角及其對邊,再求相關目標式的取值范圍,這類問題筆者認為均可利用類似前面的方法1、方法2加以解決. 不妨請看下面兩道變式題.
變式1:已知C=,c=,求△ABC周長l的取值范圍.
分析:為求周長的取值范圍,只需求出a+b的取值范圍.
方法1:c2=a2+b2-2abcosC,所以
(下轉37頁)
a2+b2-ab=,所以(a+b)2-3ab=,所以3ab=(a+b)2-. 又因為ab≤,所以(a+b)2-≤(a+b)2,a+b≤,當且僅當a=b時取“=”. 同時在△ABC中,根據(jù)兩邊之和大于第三邊得a+b>c,所以 方法2:因為C=,c=,所以2R==1,所以a+b=2RsinA+2RsinB=sinA+sinB=sinA+sin-A=sinA+·cosA=·sinA+cosA=·sinA+. 因為A∈0,π,所以A+∈,π,所以a+b∈,.所以周長l的取值范圍是, 變式2:已知C=,c=,求△ABC面積S的取值范圍. 分析:S=absinC,即只需要求出ab的取值范圍. 方法1:由c2=a2+b2-2abcosC得a2+b2-ab=,所以a2+b2=ab+. 又a2+b2≥2ab,所以ab+≥2ab,ab≤. 所以S=absinC≤××=(當且僅當a=b時,取“=”). 又S=absinC=ab>0(當a,b兩邊中一邊趨向于0時,S趨向于0),所以0 方法2:同樣的,已知ab=2RsinA·2RsinB=sinA·sinB=sinA·sinπ-A=sinA·cosA+sinA=·sinAcosA+sin2A=sin2A+×=+sin2A-·cos2A=+sin2A-. 因為A∈0,π,2A-∈-,,所以ab∈0,,所以S=absinC∈0,. 類似的例子還有許多,在此不一一贅述,兩種方法各有優(yōu)劣. 方法1需對基本不等式能正確應用,對目標式的下限能靈活應對;方法2則需對三角表達式的變形嚴謹踏實,不在符號、數(shù)字上出差錯.