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解三角形拓展:
三角形中线,角平分线问题、最值、取值范围问题
一、必备知识分层透析
一、三角形中线问题以及定比分点线段长
方法1、向量法
如图在中,为的中点,
如果不是中点,是几等分点也可以用此法,结合定比分点公式。
方法2、角互补
在中有:;
在中有:
二、角平分线
如图,在中,平分,角,,所对的边分别为,,
方法1:内角平分线定理:
或
方法2:等面积法(使用频率最高)
方法3:边与面积的比值:(这个结论也可以结合定比分点公式应用)
二、重点题型分类研究
题型1:向量化法、角互补法
题型2:三角形角平分线(比例法)
题型3:三角形角平分线(等面积法)
题型4:边长周长面积最值问题
一般考虑结合基本不等式,也可以考虑函数化。有时可以构造隐圆。
题型5:边长周长面积取值范围问题
一般考虑三角函数化,有时可以构造隐圆。
题型1:三角形中线问题(向量化法和角互补法)
例题1.锐角中,角、、所对的边分别为、、,且
(1)求角的大小;
(2)若边,边的中点为,求中线长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(1)因为,所以,
即,
又因,所以
又由题意可知,
所以,因为,所以.
(2)
由余弦定理可得,
又,
则
,
由正弦定理可得,所以,
,
所以
,由题意得,解得,
则,
所以所以
所以所以中线CD长的取值范围为
例题2.在①,②这两个条件中任选一个作为已知条件,然后解答问题.
在中,角,,的对边分别为,,,______.
(1)求角;
(2)若,,求的边上的中线的长.
【答案】(1)
(2)
(1)解:(1)若选①,即,得,
,或(舍去),
,;
若选②:,
由正弦定理,得,
,,,则,,;
(2)
解:是的边上的中线,,
,
,
.
例题3.在中,内角,,所对的边长分别为,,,且满足.
(1)求角;
(2)若边上的中线长为,且,求的面积.
【答案】(1)
(2)
(1)因为,由正弦定理得,
所以,化简得,
因为,所以,因为,所以;
(2)
设中线交于,则,
由余弦定理得,即,
化简得,因为,所以,
所以.
题型2:三角形角平分线(比例法、等面积法)
例题1.在中,的角平分线与边相交于点,满足.
(1)求证:;
(2)若,求的大小.
【答案】(1)证明见解析
(2)
解析:(1)证明:因为为的角平分线,故,
在中,由正弦定理可得:①,
在中,由正弦定理可得:②,
由①和②可得,
又,故,
可得:,即;
(2)由题意可知,,由(1)知,不妨设.
在中,由余弦定理可得:,
即③,
在中,由余弦定理可得:,
即④,
由又,故,
由③和④可解得:,,
从而可得,,,
在中,由余弦定理得:,
又,故.
例题2.已知的内角的对边分别为,满足.
(1)求角;
(2)是的角平分线,若,的面积为,求的值.
【答案】(1);
(2).
(1)由正弦定理得,整理得,由余弦定理得,又,则;
(2)由面积公式得,解得,
又是的角平分线,则,故.
,则.
例题3.记的内角,,的对边分别为,,,已知.
(1)求;
(2)若,为方程的两个实数根,且的角平分线交于点,求.
【答案】(1);
(2)2.
(1)依题意,,即,
在中,由正弦定理得:,由余弦定理得:,
因,解得,
所以.
(2)依题意,,,而是的角平分线,则,
即,整理得,解得,
所以.
例题4.已知中,角,,所对的边分别为,,,点在边上,为的角平分线..
(1)求;
(2)若,求的大小.
【答案】(1)
(2)
(1),,即
由正弦定理可得
,
即
(2),即
设,则
,解得
例题5.如图,在中,内角,,的对边分别为,,.已知,,,且为边上的中线,为的角平分线.
(1)求及线段的长;
(2)求的面积.
【答案】(1),BC=6
(2)
(1)∵,∴,∴,∴
由余弦定理得(负值舍去),即BC=6.
(2)∵,,∴,∴,
∵AE平分∠BAC,,
由正弦定理得:,
其中,∴,
∵AD为BC边的中线,∴,∴.
题型3:周长(边长)(最值问题)
例题1.的内角,,的对边分别为,,,.
(1)求;
(2)若,求周长的最大值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)解:由题意有,
即有,
由正弦定理得:,
又,所以,则,所以;
(2)解:由(1)知,因为,且的面积为,
由得:,所以,
由余弦定理得:,所以,
所以的周长为.
例题2.在中,分别是角的对边,已知向量,设函数?.
(1)求的单调递增区间;
(2)若,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
(1)因为,
由?,得?,
所以?的单调增区间为.
(2)由?得?,故,
因为,所以?,故,得,
所以?,又,,
?,
又?,所以?,故?,
所以?最大值为?.
例题3.如图,在平面四边形中,.
(1)判断的形状并证明;
(2)若,
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