陳 斌
(福建省晉江市第一中學(xué))
解三角形時往往會遇到求邊、角或代數(shù)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(shù)學(xué)是自然的,只要關(guān)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(dāng)屬“三角形”,它的內(nèi)涵包含邊邊、角角和邊角關(guān)系,重要定理是內(nèi)角和定理、正弦定理和余弦定理。它的外延已經(jīng)豐富到了任意三角形?!叭切巍钡母拍顚Ρ静糠制鹬y(tǒng)領(lǐng)和主導(dǎo)作用。
分析:本題只要關(guān)注到核心概念之邊角關(guān)系,若根據(jù)正弦定理,則把關(guān)于邊的代數(shù)式轉(zhuǎn)化為三角式,從而利用三角函數(shù)求最值即可;若根據(jù)余弦定理,則問題轉(zhuǎn)化成了直線與曲線的關(guān)系問題,相切時取最值。
簡解二:設(shè)AB=c,AC=b,BC=a,由余弦定理的推論所以a2+c2-ac=b2=3,設(shè)c+2a=m,代入上式并整理得7a2-5am+m2-3=0,Δ=84-3m2≥0故
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(guān)系,解題思路還是根據(jù)正弦定理,把關(guān)于邊的代數(shù)式轉(zhuǎn)化為三角式,從而求三角函數(shù)的值域;但是,本題的另一個核心概念是“銳角三角形”,只有關(guān)注到它,才能正確確定出函數(shù)的定義域。
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(shù)的定義域即可.
因為A有兩個值,所以a>b,故A>45°
∵A+C=135° ∴45°<A<135°
例4.在△ABC中,a,b,c分別是角A,B,C的對邊,設(shè)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(guān)系,但轉(zhuǎn)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
例5.已知鈍角三角形的三邊分別是a,a+1,a+2,其最大內(nèi)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(guān)系。事實上,若三角形的三邊長均含有參數(shù),一定要考慮構(gòu)成三角形的邊邊關(guān)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(nèi)角不超過120°
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(guān)系,考慮到AD是可以變化的,作出圖形,平移AD,當(dāng)點A與點D重合于點E時,AB最長,當(dāng)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(dāng)點D與點C重合時,由正弦定理可得,解得