顧海霞
三角形面積的最值問題經(jīng)常出現(xiàn)在各類試題中, 常見的命題形式為根據(jù)已知的邊角關系,求三角形的 邊長、角、面積、周長的最值.其中,三角形面積的最值 問題側重考查正余弦定理、勾股定理、三角形面積公 式的應用.本文主要談一談求解三角形面積的最值問 題的幾種思路.
一、建立平面直角坐標系
有些三角形面積的最值問題中涉及了動點、動直 線,此時我們很難快速確定三角形的面積,不妨根據(jù) 三角形的形狀特點建立平面直角坐標系,設出動點的 坐標,將動直線用直線的方程表示出來,這樣便可運 用點到直線的距離公式、兩點間的距離公式、正余弦 定理、勾股定理,求得三角形的邊長、高,進而根據(jù)三 角形的面積公式 S = 1 2 ab sin C = 1 2 底 × 高 ,求得三角 形面積的最值.
例1
解:
建立平面直角坐標系,設出三角形的頂點 A、B、C 的坐標,便可根據(jù)已知條件建立關于 x 、y 的關系式 (x - 4) 2 + y2 = 8 ,而該式表示的是一個圓,于是根據(jù)圓 上的點到直徑的最大距離為半徑,得出 C 到 AB 的最 大距離,最后根據(jù)三角形的面積公式求得 △ABC 面積 的最大值.
二、利用基本不等式
基本不等式 a + b ≥ 2 ab (a > 0,b > 0) 是解答最值 問題的重要工具.在求得三角形的面積公式后,可將其 進行合理的變形,如湊系數(shù)、添項、去項、進行“1”的代 換等,構造出兩式的和或積,并使其中之一為定值,這 樣便可直接利用基本不等式求得三角形面積的最值.值 得注意的是,在求得最值后,還需檢驗等號是否成立.
例2
解:
根據(jù)三角形的面積公式 S = 1 2 bcsin A 求得三角形 的面積后,發(fā)現(xiàn)該式為 b、c 的積,由此聯(lián)想到余弦定 理,即可運用基本不等式 b 2 + c 2 ≥ 2bc ,求得bc的取值 范圍,進而求得三角形面積的最值.
三、構造函數(shù)
有些三角形面積的表達式較為復雜,很難快速求 得其最值,此時不妨將面積的表達式看作關于某個變 量的函數(shù)式,判斷出函數(shù)的單調性,便可根據(jù)函數(shù)的 單調性求得函數(shù)的最值,進而求得三角形面積的最值. 運用構造函數(shù)法求三角形面積的最值,關鍵在于選取 合適的量作為自變量,以便構造出函數(shù)模型.
例3
解:
我們以角 ∠C = θ 為自變量,根據(jù)題意和三角形的 面積公式求得三角形ABC面積的表達式,便可將其看 作關于 θ 的函數(shù),利用正弦函數(shù)的有界性求得最值.
相比較而言,坐標法、基本不等式法比較常用,且 較為便捷.但無論運用哪種方法解題,都需根據(jù)題意, 明確三角形三邊、邊角之間的關系,以便根據(jù)三角形 的面積公式求得三角形面積的表達式.
(作者單位:江蘇省鹽城市阜寧縣第一高級中學)