☉江蘇省張家港市沙洲中學 王春鳳
三角形中的定值或最值問題是解三角形問題中的重點與難點之一,也是新課標大綱充分體現在“知識點交匯處”命題的一大陣地.此類問題往往設置巧妙,形式活潑多樣,而且問題中知識的交匯比較多,有效提升了題目難度,從而使解決問題的思維方式多變,破解方法多種多樣,一直是歷年高考、自主招生、競賽命題中的基本考點和熱點之一.
【問題】(江蘇省泰州市2019屆高三上期末·14(泰州一調))在△ABC 中,已知,且sinAsinBsin(C-θ)=λsin2C,若為定值,則實數λ=______.
本題以△ABC 為問題背景,除了三角形的三內角外還引進了一個“外援角”,通過設置涉及含有參數λ 的四個角的三角關系式外,還借助三角形中沒具體告知結果的三角關系式的定值問題,進而達到破解對應的參數值的目的.題中涉及角的參數較多,且三個內角之間又相互關聯,參數與定值之間必然還存在某種關系,錯綜復雜.
思維角度1:(三角方程法)結合三角關系式的定值加以三角恒等變換,并引入定值參數,得到關于sin2C 的關系式,又結合條件,以及已知三角關系式的變形得到λsin2C的關系式,通過兩對應關系式作商,得到關于tanC 的方程,利用條件得到相應參數的方程組,從而得以求解相應的參數值.
由sinAsinBsin(C-θ)=λsin2C,代入化簡整理可得λsin2C=sinAsinB(sinCcosθ-cosCsinθ)=sinAsinBsinθ·(2sinC-cosC).②
而tanC的值是變化的,k、sinθ的值為定值,那么只能是解得,此時常數k=4.
思維角度2:(正弦定理法)結合三角關系式的定值加以三角恒等變換,以及正弦定理的應用,并引入定值參數,得到關于λc2的關系式,又利用已知三角關系式的變形,以及兩角差正弦公式的應用得到λc2的關系式,通過比較兩個三角關系式中的系數來求解相應的參數值即可.
而由sinAsinBsin(C-θ)=λsin2C,tanθ=(0<θ<π),可得
探究1:保留原問題的條件,轉化求解目標,由原來求解實數λ的值改為求解定值k的值,從而得以變式.與原題難度相當,知識點一致,只是改變一個角度.
【變式1】在△ABC 中,已知,且sinAsinBsin(C-θ)=λsin2C,若為定值k,則實數k=______.
解析:結合以上問題的解析過程,可知常數k=4.
答案:4.
探究2:保留原問題的三角關系式,改變原來的已知條件進行角度轉換,給出對應的定值但沒給出定角θ的三角函數值,從而得以變式.與原題難度相當,知識點一致,也只是改變一個角度.
【變式2】在△ABC 中,已知sinAsinBsin(C-θ)=λsin2C,其中角θ 滿足0<θ<π,且為定角,若,則實數λ=______.
探究3:在變式2 的基礎上,由原來求解實數λ 的值改為求解定角θ 的正切值,從而得以變式.與變式2 難度相當,知識點一致,只是改變一個角度.
【變式3】在△ABC 中,已知定角θ 滿足0<θ<π,且sinAsinBsin(C-θ)=λsin2C,若,則tanθ=______.
解析:結合以上變式2 的解析過程,可知
探究4:保留原問題的三角關系式,并直接給出原來的參數值,但沒給出定角θ 的三角函數值,從而在明確三角關系式定值的基礎上來確定該定值,從而得以變式.與原題難度相當,知識點一致,也只是改變一個角度.
【變式4】在△ABC 中,已知定角θ 滿足0<θ<π,且sinAsinBsin(C-θ)=,若為定值k(k 為正數),則實數k=______.
其實,探究解三角形中的相關參數、三角關系式的取值范圍、最值及定值問題等,可以有效發(fā)現三角形中的邊、角等知識之間的內在聯系與變化規(guī)律,從而加強對相關內容的有效綜合與合理轉化,進而加以正確地理解與掌握相關的知識與破解方法,有助于數學解題能力與應用能力的提高,真正提升數學能力,拓展數學素養(yǎng).