考点03-解三角形压轴题汇总(解析版)(DOC 35页).docx
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- 考点03-解三角形压轴题汇总解析版DOC 35页 考点 03 三角形 压轴 汇总 解析 DOC 35
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1、考点03 解三角形压轴题一、单选题(共12小题) 1.(2020秋洛阳期中)已知ABC为锐角三角形,D,E分别为AB,AC的中点,且CDBE,则cosA的取值范围是()A(,1)B()C,1)D,)【分析】设ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,设CD,BE交于G,连接AG,延长交BC于F,则F为BC的中点,由直角三角形的性质可得AFa,分别在三角形ABF和三角形ACF中,运用余弦定理可得c2+b25a2,由锐角三角形可得,再由余弦定理可得cosA关于b,c的式子,由换元法和对勾函数的单调性,计算可得所求范围【解答】解:设ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,设CD,BE交
2、于G,连接AG,延长交BC于F,则F为BC的中点,由CDBE,可得FGBCa,AGa,AFa,在ABF中,c2(a)2+(a)22aacosAFB,在ACF中,b2(a)2+(a)22aacosAFC,上面两式相加,结合AFB+AFC,可得c2+b25a2,又ABC为锐角三角形,可得a2+b2c2,b2+c2a2,c2+a2b2,可得3b22c2,3c22b2,则,即,又cosA(+)2,当且仅当bc,取得最小值;设t(t),则f(t)t+在(,1)递减,在(1,)递增,可得f()f(),则cosA,故选:D【知识点】三角形中的几何计算 2.(2020春惠山区校级期末)ABC中,ABC所在平面
3、内存在点P使得PB2+PC23PA23,则ABC面积最大值为()ABCD【分析】以BC的中点为坐标原点,BC所在直线为x轴,建立直角坐标系,设B(a,0),C(a,0),(a0),则A(0,),设P(x,y),运用两点距离公式可得P在两圆上,由圆与圆的位置关系的等价条件,解不等式可得a的范围,再由三角形的面积公式,结合二次函数的最值求法,可得最大值【解答】解:以BC的中点为坐标原点,BC所在直线为x轴,建立直角坐标系,设B(a,0),C(a,0),(a0),则A(0,),设P(x,y),由PB2+PC23PA23,可得(x+a)2+y2+(xa)2+y23x2+(y)23,可得x2+y2a2,
4、x2+(y)21,即有点P既在(0,0)为圆心,半径为的圆上,也在(0,)为圆心,1为半径的圆上,可得|1|1+,由两边平方化简可得a2,则ABC的面积为S2aa,由a2,可得a2,S取得最大值,且为故选:B【知识点】正弦定理 3.(2020春永州期末)设a,b,c为ABC中的三边长,且a+b+c1,则a2+b2+c2+4abc的取值范围是()A,B,)C(,D(,)【分析】记f(a,b,c)a2+b2+c2+4abc,则f(a,b,c)12ab2c(a+b)+4abc,再根据三角形边长性质可以证得f(a,b,c)再利用不等式和已知可得ab,所以f(a,b,c)12c(1c),再利用求导根据单
5、调性可以推得a2+b2+c2+4abc,继而可以得出结果【解答】解:记f(a,b,c)a2+b2+c2+4abc,则f(a,b,c)12ab2c(a+b)+4abc12ab(12c)2c(1c)2(c+ab)22a2b22(ab+c)+12c+ab22a2b2+4(c)(a)(b)+又a,b,c为ABC的三边长,所以12a0,12b0,12c0,所以f(a,b,c)另一方面f(a,b,c)12ab(12c)2c(1c),由于a0,b0,所以ab,又12c0,所以f(a,b,c)12c(1c),不妨设abc,且a,b,c为ABC的三边长,所以令y,则y3c2cc(3c1)0,所以ymin,从而,
6、当且仅当abc时取等号故选:B【知识点】余弦定理 4.(2020春嘉兴期末)在ABC中,AC的中点为D,若长度为3的线段PQ(P在Q的左侧)在直线BC上移动,则AP+DQ的最小值为()ABCD【分析】先求出BC6,AB3,以BC所在直线为x轴,y轴经过点A,建立坐标系,则A(0,3+),设P(a,0),则Q(a+3,0),D(,),求出AP+DQ,利用几何意义,结合对称性,即可得出结论【解答】解:因为,由正弦定理可得,可得,以BC所在直线为x轴,y轴经过点A,则,设,可得AP+DQ+则AP+DQ表示x轴上的点P与A和的距离和,利用对称性关于x轴的对称点为E,可得AP+DQ的最小值为AE故选:B
7、【知识点】正弦定理 5.(2020春博望区校级月考)在等腰ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,其中B为钝角,basinAbcos2A点D与点B在直线AC的两侧,且CD3AD3,则BCD的面积的最大值为()AB4CD3【分析】以D为原点,DC为x轴正方向建立直角坐标系,点A在单位圆上,可得:C(3,0),由已知可求B,设B(x,y),ADC,可得A(cos,sin),可得|AC|,由余弦定理|AB|BC|,可得B的轨迹为:(x)2+(y)2,可得x时,有|yB|max,利用三角形的面积公式可求SBCD的最大值【解答】解:如图所示,以D为原点,DC为x轴正方向建立直角坐标系,点A在单位
8、圆上,可得:C(3,0),由basinAbcos2A,可得:sinBsin2AsinB(12sin2A),可得:sin2A2sinBsin2A,可得:sinB,由B为钝角,可得B,设B(x,y),ADC,可得:A(cos,sin),可得:|AC|,由题意及余弦定理可得:|AC|,可得|AB|BC|,可得B的轨迹为:(x)2+(y)2,可得:x时,有|yB|max,由SBCD|CD|yB|yB|,可得:SBCDmax故选:C【知识点】三角形中的几何计算 6.(2020西湖区校级模拟)设0ba4b,m0,若三个数,m能组成一个三角形的三条边长,则实数m的取值范围是()A(,1)B(1,)C,2D(
9、,2)【分析】由题意可得14,可令t(1t4),判断可得,可得m+,化为2(+)2m2+(+),结合基本不等式和导数判断单调性,以及不等式恒成立思想,即可得到所求范围【解答】解:0ba4b,m0,令x,y,zm,x2y2()220,xy,x,y,z能组成一个三角形的三条边长,可得yxzx+y,即为m+,设0ba4b,可得14,可令t(1t4),即有2m,即为2(+)2m2+(+),由2+(+)2+24,当且仅当t1上式取得等号,但1t4,可得2(+)4,则2m4,即m2;又设k+(2,),可得2(+)2k,由y2k的导数为y1,由2k可得2k,即函数y为增函数,可得2k2,即有2m,即有m,可
10、得m2,故选:C【知识点】三角形中的几何计算 7.(2020秋五华区校级月考)设锐角ABC的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且c1,A2C,则ABC周长的取值范围为()A(0,2+)B(0,3+)C(2+,3+)D(2+,3+【分析】由锐角三角形求得30C45,由正弦定理可得,求出a,b关于cosC的函数,运用余弦函数的大小,可得所求范围【解答】解:锐角ABC可得0A90,即02C90,B180AC1803C,而01803C90,可得30C45,由正弦定理可得,可得a2cosC,b2cos2C+cos2C4cos2C1,则a+b+c4cos2C+2cosC4(cosC+)2,由30C
11、45,可得cosC,即有cosC时,可得a+b+c2+,cosC时,可得a+b+c3+,则a+b+c的范围是(2+,3+)故选:C【知识点】三角形中的几何计算 8.(2020秋鄂州期中)已知ABC的内角为A,B,C满足sin(B+CA)+sin(A+CB)+sin(A+BC),且ABC的面积为2,则ABC外接圆面积等于()A2B4C8D16【分析】据正弦定理,三角函数恒等变换的应用可求sinAsinBsinC,利用正弦定理,三角形的面积公式,可得,求得R,即可计算得解外接圆的面积【解答】解:sin(B+CA)+sin(A+CB)+sin(A+BC),且A+B+C,sin2A+sin2B+sin
12、2C,2sinAcosA+2sin(B+C)cos(BC),2sinA(cos(BC)cos(B+C),化为2sinA2sinBsin(C),sinAsinBsinC设外接圆的半径为R,由正弦定理可得:2R,由SabsinC,及正弦定理得:sinAsinBsinC,由于S2,可得:R24S8,可得R2,ABC外接圆面积SR28故选:C【知识点】正弦定理 9.(2020春萍乡期末)在ABC中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,若ac4,acosC+3ccosA0,则ABC面积的最大值为()A1BC2D4【分析】ABC中,acosC+3ccosA0,利用余弦定理可得:2b2a2c2结合ac4
13、,a,b都用c表示,利用余弦定理及其基本不等式的性质可得cosB的最小值,可得sinB的最大值,即可得出三角形面积的最大值【解答】解:ABC中,acosC+3ccosA0,a+3c0,化为:2b2a2c2ac4,a,b2cosB,当且仅当c2,b2,a24时取等号BsinB则ABC面积的最大值acsinB1故选:A【知识点】余弦定理、正弦定理 10.(2020秋南山区校级期末)在ABC中,D,E分别是边AC,AB的中点,若BDCE,则cosA的最小值为()ABCD【分析】建立坐标系,设出C,E两点坐标,表示出A,B两点坐标,将cosA的最小值转化为向量的数量积运算处理【解答】解:依题意,如图,
14、设C(90,c),B(b,0),(b0,c0),则因为D为AC中点,A(b,c),D(,0)又因为E为AB中点,E(0,),(b,2c),(2b,c)则cosA,令t2+2,则t2,cosA,当,即t4时,cosA有最小值故选:A【知识点】余弦定理 11.(2020春浦东新区校级月考)在边长为的正三角形ABC的边AB、AC上分别取M、N两点,沿线段MN折叠三角形,使顶点A正好落在边BC上,则AM的长度的最小值为()ABC2D【分析】在图(2)中连接MP,由折叠可知AMPM,根据等边对等角可得BAPAPM,又BMP为三角形AMP的外角,若设BAP为,则有BMP为2,再设AMPMx,根据正弦定理建
15、立函数关系,根据正弦函数的图象与性质得出正弦函数的最大值,进而得出x的最小值,即为AM的最小值【解答】解:显然A,P两点关于折线MN对称,连接MP,图(2)中,可得AMPM,则有BAPAPM,设BAP,BMPBAP+APM2,再设AMMPx,则有MBx,在ABC中,APB180ABPBAP120,BPM1202,又MBP60,在BMP中,由正弦定理知 ,即 ,x,060,01202120,当120290,即15时,sin(1202)1此时x取得最小值2,且AME75则AM的最小值为2故选:C【知识点】解三角形 12.在ABC中,sinA,sinB,sinC依次成等比数列,则的取值范围是()A(
16、1,2+)B(2,1)C(3,2)D(2,3+)【分析】由已知得,则1,看成关于的二次函数f(t)t2+t+1,根据三角形任意两边大于第三边,求出即t的范围,结合函数的单调性即可求解【解答】解:由已知得,则1,看成关于的二次函数f(t)t2+t+1,下面研究t的范围,显然a,或c是最大边,所以a+bc,或b+ca,联立解得,所以问题转化为研究二次函数:f(t)t2+t+1,的值域的问题该函数在定义域内递增,计算得,故所求的范围是(2,3+)故选:D【知识点】等比数列的通项公式、正弦定理 二、填空题(共9小题) 13.(2020春江苏月考)如图所示,ABC中,AC3,点M是BC的中点,点N在边A
17、C上,且AN2NC,AM与BN相交于点P,且PN2PM,则ABC面积的最大值为【分析】根据题意把设,作为该平面的一组基底,根据向量运算的三角形法则及共线向量定理分别表示出,即可求得AP:PM,BP:PN的值,再设PM2t,求得PN,PA,PB,设APN的面积为x,运用余弦定理和面积公式,结合二次函数的最值可得x的最大值,进而得到所求ABC的面积的最大值【解答】解:设,则+3,+2+,A、P、M和B、P、N分别共线,存在实数、,使3,2+,故(+2)+(3+)而+2+3,解得 ,故,即AP:PM4:1BP:PN3:2,设PMt,则PN2t,PA4t,PB3t,t0,设APN的面积为x,APN,在
18、APN中,AN2,AP4t,PN2t,可得cos,sin,则x4t2tsin,当t2,即t时,x取得最大值,而ABP的面积为x,BPM的面积为,则ABC的面积为2(+)x,则ABC的面积的最大值为5故答案为:5【知识点】解三角形 14.(2020南通模拟)已知等边ABC的边长为1,点D,E,F分别在边AB,BC,AC上,且SADFSDEF若ADx,CEy,则的取值范围为【分析】由ADx,CEy,可得BD1x,BE1y,0x1,设CFz,可得AF1z,运用三角形的面积公式,求得y关于x的函数式,令y1,得x或x1,再由换元法和基本不等式,以及对勾函数的单调性,可得所求范围【解答】解:由ADx,C
19、Ey,可得BD1x,BE1y,0x1,设CFz,可得AF1z,SADFSDEF,即有SADFx(1z),可得z1,由z0,可得x1,由SDEF(1x)(1y)yz,化为1xy+xy+y(1),即为y,由y1,即有0,即或,结合x1,可得x或x1,则,可令3x2t,即x,可得,若t0,则x,0;若t0,即x1,可得,当且仅当t1,即x1时,取得等号,又0,可得此时0;当t0时,即x,由可得x,则1t,则t+2,则,当且仅当t1,x时,取得等号,且2,即2,则的范围是0,2故答案为:0,2【知识点】三角形中的几何计算 15.(2020江苏模拟)在ABC中,记角A,B,C所对的边分别是a,b,c,面
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