關注核心概念,悟《解三角形》中求參數范圍之道

        發(fā)布時間:2018-06-22 來源: 感恩親情 點擊:


          解三角形時往往會遇到求邊、角或代數式的取值范圍(或最值)問題,解決這類問題是一個難點。但是,數學是自然的,只要關注核心概念,就能悟出求解此類問題之道。
          本部分的核心概念當屬“三角形”,它的內涵包含邊邊、角角和邊角關系,重要定理是內角和定理、正弦定理和余弦定理。它的外延已經豐富到了任意三角形!叭切巍钡母拍顚Ρ静糠制鹬y(tǒng)領和主導作用。
          例1.已知△ABC中,B=60°,AC=■求AB+2BC的最大值.
          分析:本題只要關注到核心概念之邊角關系,若根據正弦定理,則把關于邊的代數式轉化為三角式,從而利用三角函數求最值即可;若根據余弦定理,則問題轉化成了直線與曲線的關系問題,相切時取最值。
          簡解一:因為■=■=■=K,而■=2,
          則AB=2sinC,BC=2sinA,
          故AB+2BC=2sinC+4sinA=2sin(■-A)+4sinA
          =5sinA+■cosA=2■sin(A+φ),φ∈(0,2π)
          又A∈(0,■)
          故AB+2BC的最大值為2■.
          簡解二:設AB=c,AC=b,BC=a,由余弦定理的推論cosB=■,所以a2+c2-ac=b2=3,設c+2a=m,代入上式并整理得7a2-5am+m2-3=0,Δ=84-3m2≥0故m≤2■
          當m=2■時,此時a=■,c=■符合題意,
          因此最大值為2■.
          例2.在銳角△ABC中,a,b,c分別是角A,B,C的對邊,且B=2A,求■的取值范圍.
          分析:本題的核心概念仍然是三角形的邊角關系,解題思路還是根據正弦定理,把關于邊的代數式轉化為三角式,從而求三角函數的值域;但是,本題的另一個核心概念是“銳角三角形”,只有關注到它,才能正確確定出函數的定義域。
          簡解:在銳角△ABC中,∵B<■ ∴A=■<■
          ∵A+B=π-C>■ ∴3A>■ ∴A>■
          ∴■  由正弦定理得:■=■=■=2cosA
          ∴2cos■<2cosA<2cos■ ∴■<■<■
          綜上所述,■的取值范圍為(■,■).
          例3.在△ABC中,a=x,b=2,B=45°,若此三角形有兩解,求x的取值范圍.
          分析:本題的核心概念是“三角形有兩個解”,由此確定出函數的定義域即可.
          簡解:∵■=■=2■ ∴a=2■sinA
          因為A有兩個值,所以a>b,故A>45°
          ∵A+C=135° ∴45°  又若A=90°也是一解,所以■  所以x的取值范圍是(■,2■).
          例4.在△ABC中,a,b,c分別是角A,B,C的對邊,設f(x)=a2x2-(a2-b2)x-4c2,若f(2)=0,求角C的取值范圍。
          分析:本題的核心概念仍然是邊角關系,但轉化的方向是由邊到角,具體方法是由余弦定理和均值不等式可得cosC的范圍,再通過解三角不等式得角C的取值范圍。
          簡解:因為f(2)=0,所以4a2-2(a2-b2)-4c2=0,即a2+b2-2c2=0
          由余弦定理,得cosC=■=■,
          所以cosC=■≥■=■(當且僅當a=b時取等號)
          所以cosC≥■,而角C是銳角,又因為余弦函數在(0,■)上單調遞減,所以角C的取值范圍(0,■].
          例5.已知鈍角三角形的三邊分別是a,a+1,a+2,其最大內角不超過120°,求a的取值范圍.
          分析:本題易錯,原因是容易忽視核心概念三角形之邊邊關系。事實上,若三角形的三邊長均含有參數,一定要考慮構成三角形的邊邊關系,即任意兩邊之和大于第三邊.
          簡解:因為鈍角三角形的三邊分別是a,a+1,a+2,且其最大內角不超過120°
          a+(a+1)>a+20>■≥-■ ∴解得■≤a<3
          故a的取值范圍是(■,3].
          例6.在平行四邊形ABCD中,∠A=∠B=∠C=75°,BC=2,求AB的取值范圍.
          分析:本題給出的條件是四邊形,但核心概念仍然是三角形及其邊角關系,考慮到AD是可以變化的,作出圖形,平移AD,當點A與點D重合于點E時,AB最長,當AD與CF重合時AB最短,再利用正弦定理求出兩種極限位置時AB的長,即可求出AB的范圍。
          簡解:如圖所示,
          ∠A=∠B=∠C=75°,所以∠D=135°,又BC=2,
          所以當點D與點C重合時,由正弦定理可得■=■,解得AB=■-■,
          所以當點D與點A重合時,由正弦定理可得■=■,解得AB=■+■,
          因為ABCD為四邊形,所以AB的取值范圍為(■-■,■+■).
         。空S編輯 郭小琴

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