二.解題策略
類型一 轉(zhuǎn)化為函數(shù)(三角函數(shù)或二次函數(shù))解決
【例1】在平面四邊形ABCD中,AB=1,AD=4,BC=CD=2,則四邊形ABCD面積的最大值為( )
A.B.C.D.
【來源】江蘇省蘇州市八校聯(lián)盟2020-2021學年高三上學期第二次適應性檢測數(shù)學試題
【例2】(2020·廣東高考模擬)如圖所示,在平面四邊形中,,,是以為頂點的等腰直角三角形,則面積的最大值為________.
【例3】.(2020·湖北黃岡中學高考模擬)已知中,所對的邊分別為a,b,c,且滿足,則面積的最大值為______.
【舉一反三】
1.(2020·安徽高考模擬)在中,角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,且A是B和C的等差中項,
,,則周長的取值范圍是
A.B.
C.D.
2.若是垂心,且,則( )
A.B.C.D.
【來源】2020屆浙江省杭州學軍中學高三上學期期中數(shù)學模擬試題
3.(2020·山東高考模擬)在圓內(nèi)接四邊形中, ,,則的面積的最大值為__________.
類型二 結(jié)合不等式(基本不等式)求解問題
【例1】已知?分別為橢圓:的左?右頂點,為橢圓上一動點,,與直線交于,兩點,與的外接圓的周長分別為,,則的最小值為( )
A.B.C.D.
【例2】(2020·江西高考模擬)在銳角三角形中,角的對邊分別為,若,則的最小值是_______.
【例3】(2020湘贛十四校聯(lián)考)在中,角,,的對邊分別為,,,若,且恒成立,則的取值范圍是
【舉一反三】
1.在中,已知,,的面積為6,若為線段上的點(點不與點,點重合),且,則的最小值為( ).
A.9B.C.D.
【來源】福建省仙游第一中學2021屆高三上學期期中考試數(shù)學試題
2.在中,內(nèi)角A,B,C的對邊分別是a,b,c,,,點D在邊上,且,則線段長度的最小值為( )
A.B.C.3D.2
3.(2020·河南高考模擬)在中,角,,的對邊分別為,設的面積為,若,則的最大值為_____.
三.強化訓練
1.(2020安徽省蕪湖市高三)銳角三角形的內(nèi)角,,的對邊分別為,,,已知,,則周長的最大值為( )
A. B. C.3 D.4
2.(2020黑龍江省鶴崗市一模)中,角、、所對的邊分別為、、,且滿足,,則面積的最大值是 ( )
A. B. C. D.
3.(2020·山東高考模擬)設銳角三角形的內(nèi)角所對的邊分別為,若,則的取值范圍為( )
A.B.
C.D.
4.設銳角的三個內(nèi)角..的對邊分別為..,且,,則周長的取值范圍為( )
A.B.C.D.
【來源】備戰(zhàn)2021年高考數(shù)學(文)全真模擬卷(新課標Ⅱ卷)
5.(2020·安徽省定遠中學高考模擬)已知在銳角中,角,,的對邊分別為,,,若,則的最小值為( )
A.B.C.D.
6、(2020山西省高考模擬) 的內(nèi)角 的對邊分別為 ,若的面積為,周長為6,則b的最小值是( )
A.2B.C.3D.
7、(2020陜西省漢中市質(zhì)檢)在中,角的對邊分別是,若角成等差數(shù)列,且直線平分圓的周長,則面積的最大值為( )
A. B. C.2 D.
8.(2020湖南省湘潭市模擬)分別為銳角內(nèi)角的對邊,函數(shù)有唯一零點,則的取值范圍是( )
A.B.C.D.
9.(2020·山東高考模擬)曲線的一條切線l與軸三條直線圍成的三角形記為,則外接圓面積的最小值為
A.B.C.D.
10.已知三棱錐中,平面,,,則三棱錐體積最大時,其外接球的體積為( )
A.B.C.D.
11.銳角的內(nèi)角,,的對邊分別為,,且,,若,變化時,存在最大值,則正數(shù)的取值范圍是( )
A.B.C.D.
12.已知銳角三角形的內(nèi)角,,的對邊分別為,,.且, 則的取值范圍為( )
A.B.C.D.
13.若面積為1的滿足,則邊的最小值為( )
A.1B.C.D.2
【來源】福建省寧德市2020屆高三畢業(yè)班6月質(zhì)量檢查理科數(shù)學試題
14.已知的內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,b,c,且,若的面積為,則的周長的最小值為( )
A.4B.C.6D.
15.如圖,在平面四邊形中,,,,,則的最小值為( )
A.B.C.D.
16.已知的周長為9,若,則的內(nèi)切圓半徑的最大值為( )
A.B.1C.2D.
【來源】2020屆湖南省衡陽市高三下學期第二次模擬數(shù)學(理)試題
17.(2020·甘肅西北師大附中高考模擬)在銳角中,,則的取值范圍是
18.(2020·廣東高考模擬)在中,角所對的邊分別為,,的平分線交于點D,且,則的最小值為________.
19.(2020·湖南高考模擬)在中,角,,的對邊分別為,,,若,且恒成立,則的取值范圍是
20.(2020·湖北高考模擬)已知分別為的三個內(nèi)角的對邊,已知,,,若滿足條件的三角形有兩個,則的取值范圍是
21.(2020·河南高考模擬)在中,角所對的邊分別是,已知,且,則的取值范圍為
22.(2020·江蘇高考模擬)在中,設角的對邊分別是若成等差數(shù)列,則的最小值為________.
23.(2020·湖南高考模擬)在中,分別為角所對的邊,若,的面積為,則的最小值為__________.
第7講 與三角形相關(guān)的范圍問題
一.方法綜述
與三角形相關(guān)的范圍問題同樣是高考命題的熱點問題之一,要充分利用解三角形知識,正余弦定理的邊角轉(zhuǎn)化策略以及結(jié)合基本不等式、函數(shù)、方程與不等式思想,運用轉(zhuǎn)化與化歸思想求解.
二.解題策略
類型一 轉(zhuǎn)化為函數(shù)(三角函數(shù)或二次函數(shù))解決
【例1】在平面四邊形ABCD中,AB=1,AD=4,BC=CD=2,則四邊形ABCD面積的最大值為( )
A.B.C.D.
【來源】江蘇省蘇州市八校聯(lián)盟2020-2021學年高三上學期第二次適應性檢測數(shù)學試題
【答案】A
【解析】由余弦定理知:在中,有
,
在中,有,
則,
由四邊形的面積=三角形ABD的面積+三角形BCD的面積,
故,
在三角形中,易知,,
,當且僅當時等號成立,此時,故,
故選:A.
【指點迷津】在處理解三角形問題時,要注意抓住題目所給的條件,將所有邊的關(guān)系轉(zhuǎn)化為角的關(guān)系,有時需將角的關(guān)系轉(zhuǎn)化為邊的關(guān)系;這類問題的通法思路是:全部轉(zhuǎn)化為角的關(guān)系,建立函數(shù)關(guān)系式,從而求出范圍或最值,從而得最值.
【例2】(2020·廣東高考模擬)如圖所示,在平面四邊形中,,,是以為頂點的等腰直角三角形,則面積的最大值為________.
【答案】
【解析】【分析】設,,,則的面積,在中,運用余弦定理,表示出,根據(jù)是以為頂點的等腰直角三角形,得到 ,代入面積公式,利用三角函數(shù)即可求面積的最大值.
【詳解】在中,設,,
在中,,,由余弦定理,可得,
由,當且僅當時取等號,即有,由于 則,
利用余弦定理可得:,化簡得:,
又因為是以為頂點的等腰直角三角形,則 ,
在中,由正弦定理可得:,即:,則,
由于
,即
所以的面積


當時,取最大值1,所以的面積的最大值為
【例3】.(2020·湖北黃岡中學高考模擬)已知中,所對的邊分別為a,b,c,且滿足,則面積的最大值為______.
【答案】1
【解析】
【分析】先求出,再證明,再利用二次函數(shù)的圖像和性質(zhì)求的最大值得解.
【詳解】由題得,
由基本不等式得
又因為,所以
所以,
所以,
所以,
.此時,故答案為1
【舉一反三】
1.(2020·安徽高考模擬)在中,角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,且A是B和C的等差中項,
,,則周長的取值范圍是
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】∵是和的等差中項,∴,∴,
又,則,從而,∴,
∵,∴,
所以的周長為,
又,,,∴.故選B.
2.若是垂心,且,則( )
A.B.C.D.
【來源】2020屆浙江省杭州學軍中學高三上學期期中數(shù)學模擬試題
【答案】D
【解析】在中,,由,
得,
連接并延長交于,
因為是的垂心,所以,,
所以
同乘以得,
因為,所以
由正弦定理可得
又,所以有,
而,
所以,
所以得到,而,所以得到,
故選:D.
3.(2020·山東高考模擬)在圓內(nèi)接四邊形中, ,,則的面積的最大值為__________.
【答案】
【解析】分析:由,,可知為直角三角形,設設∠BAD=,則,,從而,求二次函數(shù)的最值即可.
詳解:
由,,可知為直角三角形,其中∠ACB=90°,
設∠BAD=,AB=2r,則,,
在中,,即,
∴,

令t=,則
當,即時,的最大值為
類型二 結(jié)合不等式(基本不等式)求解問題
【例1】已知?分別為橢圓:的左?右頂點,為橢圓上一動點,,與直線交于,兩點,與的外接圓的周長分別為,,則的最小值為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】由已知得、,設橢圓上動點,則利用兩點連線的斜率公式可知,,
設直線方程為:,則直線方程為:,根據(jù)對稱性設,
令得,,即,,則
設與的外接圓的半徑分別為,,
由正弦定理得:,,
又,
,當且僅當,即時,等號成立,即的最小值為
故選:A
【例2】(2020·江西高考模擬)在銳角三角形中,角的對邊分別為,若,則的最小值是_______.
【答案】
【解析】
【分析】由正弦定理化簡邊角關(guān)系式,可整理出;根據(jù),結(jié)合兩角和差正切公式可得到;利用換元的方式可將問題轉(zhuǎn)變?yōu)榍蠼獾淖钚≈档膯栴};根據(jù)銳角三角形特點可求出,從而利用基本不等式求解出最小值.
【詳解】由正弦定理可得:
得:
,即

令,得:
為銳角三角形
得:,即
當且僅當,即時取等號
【例3】(2020湘贛十四校聯(lián)考)在中,角,,的對邊分別為,,,若,且恒成立,則的取值范圍是
【答案】
【解析】


又,當且僅當時取等號


設,即當時,恒成立

則可知
可得:
【舉一反三】
1.在中,已知,,的面積為6,若為線段上的點(點不與點,點重合),且,則的最小值為( ).
A.9B.C.D.
【來源】福建省仙游第一中學2021屆高三上學期期中考試數(shù)學試題
【答案】C
【解析】因為,所以,
因為的面積為,所以,
所以,
所以,,,
由于,
所以,
所以,
所以由余弦定理得:,即.
所以,
因為為線段上的點(點不與點,點重合),
所以,根據(jù)題意得
所以
所以
,
當且僅當,即時等號成立,所以.
故選:C.
2.在中,內(nèi)角A,B,C的對邊分別是a,b,c,,,點D在邊上,且,則線段長度的最小值為( )
A.B.C.3D.2
【答案】A
【解析】由及正弦定理,得,即,
由余弦定理得,,∵,∴.
由于,∴,兩邊平方,得
,當且僅當時取等號,
即,∴線段長度的最小值為.
故選:A.
3.(2020·河南高考模擬)在中,角,,的對邊分別為,設的面積為,若,則的最大值為_____.
【答案】
【解析】由題得
由題得
所以,當且僅當時取等號.
所以的最大值為,故填
點睛:本題的難在解題思路,第一個難點就是把中的分母化簡成,第二個難點
三.強化訓練
1.(2020安徽省蕪湖市高三)銳角三角形的內(nèi)角,,的對邊分別為,,,已知,,則周長的最大值為( )
A. B. C.3 D.4
【答案】C
【解析】依題意,由正弦定理得,即,由于三角形為銳角三角形,故,由正弦定理得,故三角形的周長為 ,故當,即三角式為等邊三角形時,
取得最大值為,故選C.
2.(2020黑龍江省鶴崗市一模)中,角、、所對的邊分別為、、,且滿足,,則面積的最大值是 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由題意可知,由正弦定理得,
又由在中,,即,即,
因為,所以,
在中,由余弦定理可知,且,
即,當且僅當時,等號成立,
即,所以的最大面積為,故選A.
3.(2020·山東高考模擬)設銳角三角形的內(nèi)角所對的邊分別為,若,則的取值范圍為( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】由銳角三角形的內(nèi)角所對的邊分別為,若,
,,
, ,
,由正弦定理得,即
,則b的取值范圍為,故選C.
4.設銳角的三個內(nèi)角..的對邊分別為..,且,,則周長的取值范圍為( )
A.B.C.D.
【來源】備戰(zhàn)2021年高考數(shù)學(文)全真模擬卷(新課標Ⅱ卷)
【答案】C
【解析】∵為銳角三角形,且,
∴,
∴,,
又∵,
∴,
又∵,,
∴,
由,
即,
∴,
令,則,
又∵函數(shù)在上單調(diào)遞增,
∴函數(shù)值域為,
故選:C
5.(2020·安徽省定遠中學高考模擬)已知在銳角中,角,,的對邊分別為,,,若,則的最小值為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】∵,∴,
∴.又,
∴,
∴.
又∵在銳角中, ,∴,當且僅當時取等號,∴,故選A.
6、(2020山西省高考模擬) 的內(nèi)角 的對邊分別為 ,若的面積為,周長為6,則b的最小值是( )
A.2B.C.3D.
【答案】A
【解析】因為的面積為,所以
整理得,即, ,
因為 ,所以
又因為周長為6,所以 ,即

所以 , ,所以的最小值是2,故選A
7、(2020陜西省漢中市質(zhì)檢)在中,角的對邊分別是,若角成等差數(shù)列,且直線平分圓的周長,則面積的最大值為( )
A. B. C.2 D.
【答案】D
【解析】因為角成等差數(shù)列,所以,又直線平分圓的周長,所以直線過圓心,即,三角形面積,根據(jù)均值不等式,當且僅當時等號成立,可知面積的最大值為,故選D.
8.(2020湖南省湘潭市模擬)分別為銳角內(nèi)角的對邊,函數(shù)有唯一零點,則的取值范圍是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】由題意,函數(shù)為偶函數(shù)且有唯一零點,則,所以.
由余弦定理,得,整理得,
即,所以,
由正弦定理,得,即,
所以,所以,
所以或(舍),故,
結(jié)合銳角,,則,,所以,
由,又因為,所以,
即的取值范圍是,故選D.
9.(2020·山東高考模擬)曲線的一條切線l與軸三條直線圍成的三角形記為,則外接圓面積的最小值為
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】
【分析】設直線l與曲線的切點坐標為(),求出函數(shù)的導數(shù),可得切線的斜率和方程,聯(lián)立直線y=x求得A的坐標,與y軸的交點B的坐標,運用兩點距離公式和基本不等式可得AB的最小值,再由正弦定理可得外接圓的半徑,進而得到所求面積的最小值.
【詳解】設直線l與曲線的切點坐標為(),
函數(shù)的導數(shù)為.
則直線l方程為,即,
可求直線l與y=x的交點為A(),與y軸的交點為,
在△OAB中,,
當且僅當2=2時取等號.
由正弦定理可得△OAB得外接圓半徑為,
則△OAB外接圓面積,故選:C.
10.已知三棱錐中,平面,,,則三棱錐體積最大時,其外接球的體積為( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】如圖所示:
因為平面,,
所以當?shù)拿娣e最大時,此時三棱錐的體積最大.
設,則,
,
所以.
所以,
當,即時,最大.
當時,,則.
將三棱錐放入直三棱柱中,
,分別為上下底面外接圓圓心,設外接圓半徑為,
則的中點為直三棱柱外接球球心,設外接球半徑為,
如圖所示:
根據(jù)正弦定理,解得,所以.故外接球體積.
故選:D
11.銳角的內(nèi)角,,的對邊分別為,,且,,若,變化時,存在最大值,則正數(shù)的取值范圍是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】因為,,所以,
可得:,即,
因為為銳角三角形,則有,即,解得:.
= ,
當時,原式有最大值,此時,
則,,,即,所以.
故選:A.
12.已知銳角三角形的內(nèi)角,,的對邊分別為,,.且, 則的取值范圍為( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】依題意,由正弦定理得,所以,
由于三角形是銳角三角形,所以.
由.
所以
,由于,所以,所以.
故選:C
13.若面積為1的滿足,則邊的最小值為( )
A.1B.C.D.2
【來源】福建省寧德市2020屆高三畢業(yè)班6月質(zhì)量檢查理科數(shù)學試題
【答案】C
【解析】的面積,且,

,
根據(jù)余弦定理得:
,即,
可得,
,則,解得:,
即邊的最小值為.
故選:C.
14.已知的內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,b,c,且,若的面積為,則的周長的最小值為( )
A.4B.C.6D.
【答案】C
【解析】解法一:因為,所以由正弦定理得,
得,由余弦定理知,因為,所以,
由,得,
由得,則,
所以,
因為,所以,則,當且僅當時等號成立,
的周長為,
易知是關(guān)于的增函數(shù),
所以當時,的周長最小,為;
解法二:因為,所以由正弦定理得,
得,由余弦定理知,因為,所以,
建立如圖所示的平面直角坐標系,因為,所以可設,則,即,所以的周長為,當且僅當時等號成立,所以的周長的最小值為6.
故選:C
15.如圖,在平面四邊形中,,,,,則的最小值為( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】設,在中,由正弦定理得,即
整理得,
由余弦定理得,
因為,所以,在中,由余弦定理得,
所以當時,.
故選:C
16.已知的周長為9,若,則的內(nèi)切圓半徑的最大值為( )
A.B.1C.2D.
【來源】2020屆湖南省衡陽市高三下學期第二次模擬數(shù)學(理)試題
【答案】C
【解析】法一:角靠攏,形助興
,整理得:
,,
如圖有:
由,可得,
代入,整理可得:,.
法二:,
得:.
法三:
,,,得,由正弦定理,得,.
,如圖可得:,,,.
17.(2020·甘肅西北師大附中高考模擬)在銳角中,,則的取值范圍是
【答案】
【解析】在銳角中,,由正弦定理可得,
===
在銳角中有,
,可求得
結(jié)合余弦函數(shù)的圖像與性質(zhì)可得.
18.(2020·廣東高考模擬)在中,角所對的邊分別為,,的平分線交于點D,且,則的最小值為________.
【答案】9
【解析】分析:先根據(jù)三角形面積公式得條件、再利用基本不等式求最值.
詳解:由題意可知,,由角平分線性質(zhì)和三角形面積公式得,化簡得,因此
當且僅當時取等號,則的最小值為.
19.(2020·湖南高考模擬)在中,角,,的對邊分別為,,,若,且恒成立,則的取值范圍是
【答案】
【解析】
【分析】由邊角關(guān)系式可得,再結(jié)合余弦定理得到,代入可得,利用基本不等式可得;將恒成立的不等式轉(zhuǎn)化為與有關(guān)的不等式,利用二次函數(shù)圖像特點,求解出的范圍.
【詳解】

又,當且僅當時取等號


設,即當時,恒成立

則可知 ,可得:
20.(2020·湖北高考模擬)已知分別為的三個內(nèi)角的對邊,已知,,,若滿足條件的三角形有兩個,則的取值范圍是
【答案】
【解析】在中,由,,,則,
要使得三角形有兩個,則滿足,即,
解得,即實數(shù)的取值范圍是.
21.(2020·河南高考模擬)在中,角所對的邊分別是,已知,且,則的取值范圍為
【答案】
【解析】
【分析】先根據(jù)已知得到,再由余弦定理得,再利用函數(shù)在上單調(diào)遞增求出的取值范圍.
【詳解】因為,,所以,
即,所以,從而,
則,
因為,
所以當時,;當時,,
又在上單調(diào)遞增,故的取值范圍為.
22.(2020·江蘇高考模擬)在中,設角的對邊分別是若成等差數(shù)列,則的最小值為________.
【答案】
【解析】【分析】先根據(jù),,成等差數(shù)列求出再求出再得到,最后利用基本不等式求其最小值.
【詳解】由題得,
所以,
所以
因為
所以
故答案為
23.(2020·湖南高考模擬)在中,分別為角所對的邊,若,的面積為,則的最小值為__________.
【答案】
【解析】
【分析】直接利用正弦定理、余弦定理和三角形面積的應用和三角函數(shù)關(guān)系式的恒等變換和導數(shù)的應用求出結(jié)果.
【詳解】設,則:
由于,所以:.則:,
設,所以:,
因為當時,,當時,,
所以當時,的最小值為,故的最小值為。

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專題5.1 求解曲線的離心率的值或范圍問題-2020屆高考數(shù)學壓軸題講義(選填題)(原卷版)

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