专题06 解三角形中的最值与范围问题-8大题型(期末复习专项训练)(含解析)高一数学下学期人教A版

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专题06 解三角形中的最值与范围问题-8大题型(期末复习专项训练)(含解析)高一数学下学期人教A版

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专题06 解三角形中的最值和范围问题
题型1 周长的最值(范围)(常考点) 题型5 转化为角的范围问题(重点)
题型2 面积的最值(范围)(常考点) 题型6 有关角平分线的最值(范围)(重点)
题型3 求边长的最值(范围) 题型7 有关中线的最值(范围)(重点)
题型4 长度和差比的最值(范围)(常考点) 题型8 求角的正切值的最值(范围)
题型一 周长的最值(范围)(共6小题)
1.(25-26高一下·广东深圳·阶段检测)在中,,若,求周长的最大值为( )
A. B. C. D.6
2.(25-26高一下·广东深圳·期中)在锐角中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,则周长的取值范围为( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高一下·辽宁大连·期中)在中,角为锐角,的面积为4,且,则周长的最小值为( )
A. B. C. D.
4.(25-26高一下·上海·期中)设向量,,函数.
(1)求的单调减区间;
(2)在中,若角满足,且边,求周长的取值范围.
5.(25-26高一下·辽宁大连·期中)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,
(1)求角A的大小;
(2)若D为BC中点, , ,求边a;
(3)若为锐角三角形,且,求△ABC的周长最大值.
6.(25-26高一下·天津武清·期中)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,,
(1)求角C;
(2)若点D在边AB上,CD为的平分线,且,求边长a的值;
(3)求锐角的周长的取值范围.
题型二 面积的最值(范围)(共7小题)
7.(25-26高一下·江苏扬州·期中)记的内角,,的对边分别为,,,若的外接圆半径为,且,则面积的最大值为( )
A. B.3 C. D.
8.(25-26高一下·青海海东·期中)已知,,分别为的三个内角,,的对边,,且,则面积的最大值为( )
A. B.2 C. D.
9.(25-26高一下·重庆·期中)如图,在四边形中,,为等边三角形,则面积的最大值为( )
A. B. C.2 D.
10.(多选)(25-26高一下·吉林长春·期中)已知的三个内角,,的对边分别为,,,且满足, ,则下列说法正确的是( )
A. B.或
C.面积的最大值为 D.周长的取值范围为
11.(多选)(25-26高一下·福建泉州·阶段检测)如图,的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,且,D是外一点,,,则下列说法正确的是( )
A.是等边三角形 B.若,则A,B,C,D四点共圆
C.四边形ABCD面积最小值为 D.四边形ABCD面积最大值为
12.(25-26高一下·河北·期中)在中,内角的对边分别为,已知.
(1)求的大小;
(2)若为锐角三角形,且,求面积的取值范围.
13.(25-26高一下·广东江门·期中)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)若,的周长等于6,求a,b.
(2)若为锐角三角形,且的面积满足.
(ⅰ)求;
(ⅱ)求面积的取值范围.
题型三 长度的最值(范围)(共3小题)
14.(25-26高一下·河南漯河·期中)已知分别为三个内角的对边,且,的面积为,为的中点,则的最小值为______.
15.(25-26高一下·江西南昌·期中)如图,在凸四边形中,,,,,当变化时,对角线的最大值为( )
A. B. C. D.
16.(25-26高一下·山东菏泽·期中)已知的三个内角所对的边分别是,且满足,,点是边上一点,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
题型四 长度和差比的最值(范围)(共9小题)
17.(25-26高一下·安徽宿州·期中)已知中角A,B,C所对的边分别为a,b,c,D为边BC上一点,且AD为的角平分线,若,则最小值为( )
A.5 B.4 C.3 D.6
18.(25-26高一下·广西南宁·期中)在锐角中,内角的对边分别为,已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
19.(25-26高一下·山东·期中)在锐角中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,记的面积为,若,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
20.(25-26高一下·河北石家庄·期中)已知锐角三角形中,角,,所对的边分别为,,,若,,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
21.(25-26高一下·山东淄博·期中)在锐角中,,,分别为内角,,的对边,且,若存在最小值,则实数的取值范围是__________.
22.(25-26高一下·安徽阜阳·阶段检测)在中,角的平分线交于点,.
(1)若,,求:
①的面积;
②的外接圆的周长.
(2)若,求的最小值.
23.(25-26高一下·四川泸州·期中)在中,a,b,c分别为角A,B,C的对边,,点D在边上,且,
(1)若,,求;
(2)若,求;
(3)求的取值范围.
24.(25-26高一下·山东淄博·期中)在中,角,,所对的边分别是,,,且
(1)求角;
(2)若是边的中点,,,求的面积;
(3)若是锐角三角形,且,求的取值范围.
25.(25-26高一下·重庆·阶段检测)在中,角A,B,C所对边分别为a,b,c.
(1)已知,求;
(2)若是锐角三角形,为(1)中所求,H为的垂心,且CH=3,求的取值范围;
(3)若,令,试求t的最大值.
题型五 转化为角的范围问题(共5小题)
26.(多选)(25-26高一下·辽宁大连·期中)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,下列结论正确的是 ( )
A.
B.若, ,则有两解
C.当时为直角三角形
D.的取值范围是
27.(25-26高一下·福建厦门·期中)在中,内角对应的边分别是,且
(1)求角的大小;
(2)若,求的面积;
(3)若为锐角三角形,求的取值范围.
28.(25-26高一下·重庆·期中)如图,中,角,,的对边分别为,,,,.点在延长线上.
(1)若,的角平分线交于点,求线段的长;
(2)求的取值范围.
29.(25-26高一下·辽宁沈阳·期中)从①;②;③;这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并加以解答.在锐角中,分别是角的对边,若________________.
(1)求角的大小;
(2)求取值范围;
30.(2026·河北保定·模拟预测)在①;②;③这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并作答.已知在中,角,,所对的边分别为,,,且 .
(1)证明: ;
(2)若是锐角三角形,求 的取值范围.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
题型六 有关角平分线的最值(范围)(共3小题)
31.(25-26高一下·河南焦作·期中)在中,内角所对的边分别为,,,且.
(1)求角;
(2)若,是钝角三角形.
(ⅰ)求的范围;
(ⅱ)若点在上,且为的角平分线,求的取值范围.
32.(25-26高一下·河南郑州·期中)在锐角三角形中,角的对边分别为,若,.
(1)求角的大小;
(2)求边的值;
(3)角的角平分线与边交于点,求角平分线长度的取值范围.
33.(25-26高一下·江苏泰州·期中)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且与共线.
(1)求C;
(2)若,求周长的取值范围;
(3)若,且为锐角三角形,角A与角B的内角平分线交于点D,求面积的取值范围.
题型七 有关中线的最值(范围)(共5小题)
34.(25-26高一下·贵州毕节·期中)已知,b,c分别为的内角,B,C所对的边,且.
(1)求A;
(2)已知D是边BC的中点,求AD的最大值.
35.(25-26高一下·福建·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知
(1)求角B;
(2)若,D是AC上的点,BD平分,求BD长;
(3)求边AC上的中线BE的取值范围.
36.(25-26高一下·四川资阳·期中)在中,角所对的边分别为,已知,且,的中点为M.
(1)求;
(2)若为锐角三角形,求的取值范围.
37.(25-26高一下·江苏·期中)在中,角,,所对的边分别为,,,已知,的中点为.
(1)求;
(2)若,求内切圆面积的最大值;
(3)若为锐角三角形,,求线段的取值范围.
38.(25-26高一下·四川成都·期中)在锐角中,设角所对的边分别为,已知且.
(1)求角;
(2)求周长的取值范围;
(3)求边上的中线的取值范围.
题型八 角的正切值的最值(范围)(共3小题)
39.(25-26高一下·江苏扬州·期中)在中,内角的对应边分别为且满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
40.(25-26高一下·福建泉州·期中)已知的内角的对边分别为,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
41.(25-26高一下·上海普陀·期中)在中,,则的最大值为________.
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专题06 解三角形中的最值和范围问题
题型1 周长的最值(范围)(常考点) 题型5 转化为角的范围问题(重点)
题型2 面积的最值(范围)(常考点) 题型6 有关角平分线的最值(范围)(重点)
题型3 求边长的最值(范围) 题型7 有关中线的最值(范围)(重点)
题型4 长度和差比的最值(范围)(常考点) 题型8 求角的正切值的最值(范围)
题型一 周长的最值(范围)(共6小题)
1.(25-26高一下·广东深圳·阶段检测)在中,,若,求周长的最大值为( )
A. B. C. D.6
【答案】C
【详解】由正弦定理可得:,∴,
∵,∴.
方法一:
由余弦定理得,
即.
∵(当且仅当时取等号),
∴,
解得(当且仅当时取等号),
∴周长,
∴周长的最大值为.
方法二:
由,则,
根据正弦定理可知,
所以,
当且仅当时,等号成立.
此时周长的最大值为.
2.(25-26高一下·广东深圳·期中)在锐角中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,则周长的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为是锐角三角形,所以,
又,所以,所以,由,得,
所以,所以,解得,所以.
由,,,得,

所以的周长为.
令,则,
则,
函数在上单调递增,
当时,;当时,,
所以,
所以周长的取值范围为.
3.(25-26高一下·辽宁大连·期中)在中,角为锐角,的面积为4,且,则周长的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由,得,即.
而,
所以,即.
由于为锐角,所以,,
所以与异号或,
若,即,
又,,则,,
所以,即,此不等式组无解,所以不成立.
同理可得不成立.
所以,
即,所以,,即为直角三角形.
由题意知,,即,所以.
所以的周长,
当且仅当时,等号成立.
所以周长的最小值为.
4.(25-26高一下·上海·期中)设向量,,函数.
(1)求的单调减区间;
(2)在中,若角满足,且边,求周长的取值范围.
【答案】(1)的单调减区间为,;(2)
【详解】(1).
由,,解得,.
所以的单调减区间为,.
(2)由,得,即.
因为,所以,即.
已知,由正弦定理.
所以,.
又,,
则周长
.
由,得,所以.
即周长的取值范围是.
5.(25-26高一下·辽宁大连·期中)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,
(1)求角A的大小;
(2)若D为BC中点, , ,求边a;
(3)若为锐角三角形,且,求△ABC的周长最大值.
【答案】(1);(2);(3)6
【详解】(1)因为,所以由正弦定理可得,
在中, ,
所以,
即,
因为,所以,
因为,所以;
(2)因为,
所以,

又,所以,所以,
又因为,所以.
(3)由正弦定理得,可得, ,


因为是锐角三角形,且,则,
得,得,,, 故的周长最大值为6.
6.(25-26高一下·天津武清·期中)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,,
(1)求角C;
(2)若点D在边AB上,CD为的平分线,且,求边长a的值;
(3)求锐角的周长的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)已知,由正弦定理边化角得:

因为,故,
代入上式化简得:,
在中,,则,
又,因此.
(2)由是的平分线,可得,
由面积关系,代入可得:,
代入,
化简得:,解得.
(3)由余弦定理得:,
因为是锐角三角形,由余弦定理得:


故,则周长,
易知在上单调递增,得,
因此周长的取值范围为:.
题型二 面积的最值(范围)(共7小题)
7.(25-26高一下·江苏扬州·期中)记的内角,,的对边分别为,,,若的外接圆半径为,且,则面积的最大值为( )
A. B.3 C. D.
【答案】C
【详解】因为,
则由余弦定理得,
因为,则,
设的外接圆半径为,则,
由正弦定理得,,
则即为,
因为,则,
当且仅当时,等号成立,
则,
则面积的最大值为.
8.(25-26高一下·青海海东·期中)已知,,分别为的三个内角,,的对边,,且,则面积的最大值为( )
A. B.2 C. D.
【答案】A
【详解】由正弦定理,将角化边,
得,整理得.
由余弦定理,得,又,故.
将代入,得.
由基本不等式,得,解得,当且仅当时取等号.
又三角形面积,
因此,,即面积的最大值为.
9.(25-26高一下·重庆·期中)如图,在四边形中,,为等边三角形,则面积的最大值为( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【详解】在中,设,则.
由余弦定理知.
中,.
又,为等边三角形.
所以,即
所以可通过判断和全等.
故.
所以当,即时,.
10.(多选)(25-26高一下·吉林长春·期中)已知的三个内角,,的对边分别为,,,且满足, ,则下列说法正确的是( )
A. B.或
C.面积的最大值为 D.周长的取值范围为
【答案】ACD
【详解】因为,且,
则,
由正弦定理得,
所以,
整理得,而,
故,故,
所以,而为三角形内角,
故,所以,故A正确,B错误.
而,则.
由基本不等式(当且仅当时取等号),已知,
故,解得(当且仅当时取等号).
因此,故C正确
周长,由余弦定理,
故,而,故,
故.因此周长的取值范围为.
11.(多选)(25-26高一下·福建泉州·阶段检测)如图,的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,且,D是外一点,,,则下列说法正确的是( )
A.是等边三角形 B.若,则A,B,C,D四点共圆
C.四边形ABCD面积最小值为 D.四边形ABCD面积最大值为
【答案】AD
【详解】由正弦定理,
得,
即,又,

是等腰的底角,,
是等边三角形,A正确;
对于B,若四点共圆,则四边形对角互补,由A正确知,
但由于时,,∴B错误;
对于C、D,设,则,
,,
所以四边形ABCD的面积,

,∴四边形ABCD的面积,
∴C不正确,D正确.
12.(25-26高一下·河北·期中)在中,内角的对边分别为,已知.
(1)求的大小;
(2)若为锐角三角形,且,求面积的取值范围.
【答案】(1)或;(2)
【详解】(1)由,
根据正弦定理,得,
即,
在中,,则,
又,所以或.
(2)因为为锐角三角形,所以,
由正弦定理:,即,


又,解得,
则,即,所以.
13.(25-26高一下·广东江门·期中)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)若,的周长等于6,求a,b.
(2)若为锐角三角形,且的面积满足.
(ⅰ)求;
(ⅱ)求面积的取值范围.
【答案】(1);(2)(ⅰ)(ⅱ)
【详解】(1)因为,且的周长等于6,所以,
因为,由余弦定理得,
将代入上式解得,所以,
则.
(2)(ⅰ)因为,所以,所以,
又是锐角三角形,所以,所以,
所以,又,所以;
(ⅱ)因为,所以,
又,所以,
所以.
由,解得,所以,
所以,
所以面积的取值范围是.
题型三 长度的最值(范围)(共3小题)
14.(25-26高一下·河南漯河·期中)已知分别为三个内角的对边,且,的面积为,为的中点,则的最小值为______.
【答案】
【详解】因为,
由正弦定理,得,
因为,所以,
则,
所以,
即,又因为,所以,
即,因为,所以,则,所以;
因为的面积为,所以,即,所以;
因为M为的中点,所以,
所以,
所以,当且仅当时取等号,所以的最小值为.
15.(25-26高一下·江西南昌·期中)如图,在凸四边形中,,,,,当变化时,对角线的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】在中,设,由余弦定理得,
又,,所以,
由题意,为等腰直角三角形,则,
,则,
在中,由正弦定理得,所以,
在中,由余弦定理得

当时,取得最大值,且为,
所以对角线的最大值为.
16.(25-26高一下·山东菏泽·期中)已知的三个内角所对的边分别是,且满足,,点是边上一点,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题结合正弦定理可得:,
因为,所以,
,为钝角,.
,,由爪型定理可得
两边平方可得:

,,
当时,取得最小值,即最小值为.
题型四 长度和差比的最值(范围)(共9小题)
17.(25-26高一下·安徽宿州·期中)已知中角A,B,C所对的边分别为a,b,c,D为边BC上一点,且AD为的角平分线,若,则最小值为( )
A.5 B.4 C.3 D.6
【答案】B
【详解】如图,为角平分线,,
即,
化简得,则,
当且仅当时取等号,故最小值为4.
18.(25-26高一下·广西南宁·期中)在锐角中,内角的对边分别为,已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由已知得:,即,
所以,又,所以,
由正弦定理得:,
所以,
所以

所以由是锐角三角形得:,
,即的取值范围是.
19.(25-26高一下·山东·期中)在锐角中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,记的面积为,若,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】在锐角中,由及三角形面积公式,
得,
而,则,
由余弦定理得,
则,即,
由正弦定理得,
即,
整理得,
则,
由,得,于是,
即,且,,
因此

所以的取值范围是.
20.(25-26高一下·河北石家庄·期中)已知锐角三角形中,角,,所对的边分别为,,,若,,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为三角形中,
所以由,可得,
即,
所以,
即,
又在锐角三角形中,,
则或,即或(舍去).
因为.
由正弦定理可得,

因为是锐角三角形,所以,
所以,所以,
则.
21.(25-26高一下·山东淄博·期中)在锐角中,,,分别为内角,,的对边,且,若存在最小值,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【详解】由题意,
在锐角中,,
由余弦定理,,
∴,即,
由正弦定理,,
∴,
∵,
∴,
∴,
即,
∵为锐角三角形,
∴,即,


,解得,
∴,
∴,
在中,
,开口向上,对称轴,
若函数存在最小值,则,解得,
∴若存在最小值,则实数的取值范围是.
22.(25-26高一下·安徽阜阳·阶段检测)在中,角的平分线交于点,.
(1)若,,求:
①的面积;
②的外接圆的周长.
(2)若,求的最小值.
【答案】(1)①;②;(2)
【详解】(1)
①因为,角的平分线交于点,所以,,
所以,,
由正弦定理得,即,
代入数据得,
所以.
②设的外接圆的半径为,由正弦定理,可得,所以,
则的外接圆的周长.
(2)
由,所以,,
根据三角形的面积可得,即,
代入数据并化简得,
由基本不等式得,即,当且仅当时等号成立,
因此,当是等腰三角形时,的最小值为.
23.(25-26高一下·四川泸州·期中)在中,a,b,c分别为角A,B,C的对边,,点D在边上,且,
(1)若,,求;
(2)若,求;
(3)求的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)法一:,


法二:过点D作的平行线交于点H,
在中,,,
由余弦定理:
法三:在中,由余弦定理:
又,则,
则.
法四:因为,则平分角C,
由,
即.
(2)法一:因为,则与相似,
则,即,所以,
则,,则.
法二:设,因为,则
在中,由正弦定理知①
在中,由正弦定理知②
,,则有
又,.
(3),平方得.
即,又
令,则,.
法一:
令,则,


的取值范围为
法二:令,则方程有正根.

①若,方程没有正根,不符合题意;
②若,且,得:或(此时方程只有一个负根,故舍去)
③若,且,得:,
ⅰ 若方程有一个根为0,此时,方程有正根,符合题意;
ⅱ 若方程有两个正根,则,得或,
ⅲ 若方程有1个正根,一个负根,,得,
综上:,
的取值范围为.
24.(25-26高一下·山东淄博·期中)在中,角,,所对的边分别是,,,且
(1)求角;
(2)若是边的中点,,,求的面积;
(3)若是锐角三角形,且,求的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)由题意,在中,,
由正弦定理,
∴,
∵,
∴,
即,
∴,
∴,又,
∴,解得,
∴.
(2)由题意及(1)知,,
,,
∵是边的中点,
∴,

解得,
∴.
(3)由题意,及(1)知,
在锐角中,,,
,解得,
由正弦定理,,
∴,



∵,,,
∴.
25.(25-26高一下·重庆·阶段检测)在中,角A,B,C所对边分别为a,b,c.
(1)已知,求;
(2)若是锐角三角形,为(1)中所求,H为的垂心,且CH=3,求的取值范围;
(3)若,令,试求t的最大值.
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)因为,,
所以,由正弦定理,得,
即,由余弦定理,得,因为,所以;
(2)延长交于,延长交于,设,,所以,
在中,,在中,,,所以,
在中,,同理可得在中,,
所以
,因为,所以,
所以,所以,即的取值范围为;
(3)由余弦定理,可得,所以,
由,可得,
所以,
故,
所以,当且仅当时等号成立,即,时,.
题型五 转化为角的范围问题(共5小题)
26.(多选)(25-26高一下·辽宁大连·期中)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,下列结论正确的是 ( )
A.
B.若, ,则有两解
C.当时为直角三角形
D.的取值范围是
【答案】AC
【详解】对于A, ,
由及正弦定理得,,
由诱导公式得,,
因为,所以,所以,
,,
即,
所以或,即(舍)或,故A正确;
对于B,由余弦定理得,即,整理得,
由,所以或(舍),即有一解,故B错误;
对于C,因为,所以,
两边平方得,即,
由余弦定理得,
所以,即,解得或(舍),
,则,由正弦定理有,解得,
故为直角三角形,故C正确;
对于D, ,
因为,所以,所以,所以,
所以的取值范围是,故D错误.
27.(25-26高一下·福建厦门·期中)在中,内角对应的边分别是,且
(1)求角的大小;
(2)若,求的面积;
(3)若为锐角三角形,求的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)因为中,,由正弦定理得,
所以,即,
又,,则,所以;
(2)由余弦定理得,即,
解得(舍去),
所以;
(3),

因为是锐角三角形,所以,解得,
所以,,
所以.
28.(25-26高一下·重庆·期中)如图,中,角,,的对边分别为,,,,.点在延长线上.
(1)若,的角平分线交于点,求线段的长;
(2)求的取值范围.
【答案】(1);(2)
【详解】(1)如图:
因为,又,则,
所以.
解得.
(2)因为在的延长线上,故,
所以

因为,所以,得,
所以的取值范围为.
29.(25-26高一下·辽宁沈阳·期中)从①;②;③;这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并加以解答.在锐角中,分别是角的对边,若________________.
(1)求角的大小;
(2)求取值范围;
【答案】(1);(2)
【详解】(1)若选①:由正弦定理得 ,
即 ,
因为 ,所以 ,
所以 ,整理得 ,
又因为 ,则 ,所以 ;
若选:因为 ,
由正弦定理得 ,
即 ,
所以 ,由 ,得 ,
所以 ,即 ,
因为 ,所以 ;
若选③:因为 ,所以 ,
即 ,又因为 ,所以 ,
又因为 ,所以 ,
因为 ,所以 ;
(2)在锐角 中,由(1)得 ,
所以 ,
所以

由 ,所以 ,
所以 的取值范围为 .
30.(2026·河北保定·模拟预测)在①;②;③这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并作答.已知在中,角,,所对的边分别为,,,且 .
(1)证明: ;
(2)若是锐角三角形,求 的取值范围.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)证明见解析;(2)
【详解】(1)选①,由可得,即,
因为,所以,
化简可得,即,
由正弦定理可得,
因为,
所以,
所以或(舍去),
所以;
选②,由可得,
即,
因为,所以,
即,
因为在上单调递减,所以;
选③,由余弦定理可得,
所以,即,
因为,所以,
化简可得,即,
由正弦定理可得,
因为,
所以,
所以或(舍去),
所以;
(2)是锐角三角形,
则,所以,

令,则,
因为在区间单调递增,在区间单调递增,
所以在区间上单调递增,
所以,即.
题型六 有关角平分线的最值(范围)(共3小题)
31.(25-26高一下·河南焦作·期中)在中,内角所对的边分别为,,,且.
(1)求角;
(2)若,是钝角三角形.
(ⅰ)求的范围;
(ⅱ)若点在上,且为的角平分线,求的取值范围.
【答案】(1);(2)(ⅰ);(ⅱ)
【详解】(1)由,,且,
所以,,
化简整理得,再由正弦定理得,
因为,所以,且,所以.
(2)(i)由,结合正弦定理,得.
因此 ,且.
因为 为钝角三角形, ,故钝角只能是或,
所以或,所以.
由正弦定理得

因为,所以,,
所以
(ii)因为为的角平分线,且,如图:
由面积关系,,
所以 ,化简得.
又因为

由(i)知,
所以,
令,由(i)知,所以
所以,因为函数在是单调递增函数,
所以时,,当时,.
所以.
32.(25-26高一下·河南郑州·期中)在锐角三角形中,角的对边分别为,若,.
(1)求角的大小;
(2)求边的值;
(3)角的角平分线与边交于点,求角平分线长度的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)由及正弦定理得:

因为,所以,
所以,又,所以.
(2)由正弦定理,得,
由得:,
即,
由余弦定理得,,
联立解得.
(3)
如图所示,由(1)知,由于,


由(2)知,
因为,所以,

令,则,
因为是锐角三角形,则,
则,
令,由解析式可知在单调递增,
所以,即
即长度的范围为
33.(25-26高一下·江苏泰州·期中)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且与共线.
(1)求C;
(2)若,求周长的取值范围;
(3)若,且为锐角三角形,角A与角B的内角平分线交于点D,求面积的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)在中,,
∵与共线,∴,
由正弦定理可得
∴,
∴,
∵,∴,又,所以;
(2)由(1)知,又,由余弦定理,
得,
即,因为,当且仅当时等号成立,
所以,即,则,
由三角形三边关系知,所以,即,
所以周长的取值范围为;
(3)因为角A与角B的角平分线交于点D,,,
所以,设,,
在中,由正弦定理,
所以,即,,
所以

因为,为锐角三角形,
所以,即,
所以,即,
则,
所以面积的取值范围为.
题型七 有关中线的最值(范围)(共5小题)
34.(25-26高一下·贵州毕节·期中)已知,b,c分别为的内角,B,C所对的边,且.
(1)求A;
(2)已知D是边BC的中点,求AD的最大值.
【答案】(1);(2)3
【详解】【小题1】因为,
由正弦定理得:,
因为,所以,
因为,所以,所以,
所以,即,
因为,所以,所以,所以.
【小题2】因为,,所以,
因为D是BC的中点,所以,所以
因为,所以,即,
所以,
当且仅当时,等号成立,所以AD的最大值为3.
35.(25-26高一下·福建·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知
(1)求角B;
(2)若,D是AC上的点,BD平分,求BD长;
(3)求边AC上的中线BE的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)已知,由余弦定理可得,
因为,代入中,得,化简得,
则,因为,所以.
(2),,由余弦定理得,
即,又因为,所以,
由面积关系可得,

所以,即.
(3)因为E是AC的中点,所以,
则,
由正弦定理得,,
即,
因为,所以,
所以,所以,
所以,所以,
所以,即边AC上的中线BE的取值范围为.
36.(25-26高一下·四川资阳·期中)在中,角所对的边分别为,已知,且,的中点为M.
(1)求;
(2)若为锐角三角形,求的取值范围.
【答案】(1);(2)
【详解】(1)由,得,
又,所以,
所以,.
(2)由,且可得,
又,为外接圆半径)
所以,又,所以,
在中,由正弦定理得,
所以,.
由的中点为M,得,
所以
.
因为为锐角三角形,所以,得,
则,所以,,
则,
故的取值范围是.
37.(25-26高一下·江苏·期中)在中,角,,所对的边分别为,,,已知,的中点为.
(1)求;
(2)若,求内切圆面积的最大值;
(3)若为锐角三角形,,求线段的取值范围.
【答案】(1)或;(2);(3)
【详解】(1)由题意可知,化简得,
可得,因为,所以,
可得或,解得或.
(2)由题意可得,化简得,
所以,所以由(1)可知,可得,
可知,化简得,即,可得.
由基本不等式可知,即,当且仅当时取等号,
所以,由,解得.
设内切圆半径为,则,
可得,因为,
所以,
因为,所以,
当时,内切圆半径为取得最大值,此时内切圆面积的最大值为.
(3)可知,所以,
因为为锐角三角形,所以,
所以,
可知,可得,所以,
因为,所以,
则,
化简得,
因为,由,可得,解得,
所以,可得,所以,即
所以线段的取值范围为.
38.(25-26高一下·四川成都·期中)在锐角中,设角所对的边分别为,已知且.
(1)求角;
(2)求周长的取值范围;
(3)求边上的中线的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)因为,
由正弦定理得,,
又由余弦定理得,,故.
(2)由正弦定理得 ,

又因为是锐角三角形,故,解得,

周长的取值范围为 .
(3)由余弦定理得,,即.
,两边平方得.
由正弦定理可知,,故,
因此

又因为是锐角三角形,故,解得,
故,,,
即,则.
题型八 角的正切值的最值(范围)(共3小题)
39.(25-26高一下·江苏扬州·期中)在中,内角的对应边分别为且满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由可得,由余弦定理,,
又由正弦定理,,因,
代入整理得,因,,
两边同除以,可得,
于是,
又因,则角为钝角,则角必为锐角,则,
则,当且仅当,即时取等,
故的最大值为.
40.(25-26高一下·福建泉州·期中)已知的内角的对边分别为,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,
由正弦定理得,
又,则,
所以,
即,
所以,
由,则,而,所以,
所以角为钝角,,则角为锐角即,
此时,
由,
所以,
即,
因为,所以,
所以,
当且仅当即时,等号成立,
所以的最大值为.
41.(25-26高一下·上海普陀·期中)在中,,则的最大值为________.
【答案】
【详解】由正弦定理得
因为,
所以

即,
则同号,与不能同时为钝角,所以,

因为,所以,当且仅当时取等
所以,则的最大值为.
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