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2020版高考數(shù)學一輪復習 第三章 三角函數(shù)、解三角形 第六節(jié) 解三角形學案 文(含解析)新人教A版

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1、第六節(jié) 解三角形 2019考綱考題考情 1.正弦定理 ===2R 其中2R為△ABC外接圓直徑。 變式:a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC。 a∶b∶c=sinA∶sinB∶sinC。 2.余弦定理 a2=b2+c2-2bccosA;b2=a2+c2-2accosB; c2=a2+b2-2abcosC。 變式:cosA=;cosB=; cosC=。 sin2A=sin2B+sin2C-2sinBsinCcosA。 3.解三角形 (1)已知三邊a,b,c。 運用余弦定理可求三角A,B,C。 (2)已知兩邊a,b及夾角C。 運用余弦定

2、理可求第三邊c。 (3)已知兩邊a,b及一邊對角A。 先用正弦定理,求sinB,sinB=。 ①A為銳角時,若ab,一解。 (4)已知一邊a及兩角A,B(或B,C)用正弦定理,先求出一邊,后求另一邊。 4.三角形常用面積公式 (1)S=a·ha(ha表示a邊上的高)。 (2)S=absinC=acsinB=bcsinA=。 (3)S=r(a+b+c)(r為內切圓半徑)。 在△ABC中,常有以下結論: 1.∠A+∠B+∠C=π。 2.任意

3、兩邊之和大于第三邊,任意兩邊之差小于第三邊。 3.sin(A+B)=sinC;cos(A+B)=-cosC;tan(A+B)=-tanC;sin=cos;cos=sin。 4.三角形中的射影定理 在△ABC中,a=bcosC+ccosB;b=acosC+ccosA;c=bcosA+acosB。 一、走進教材 1.(必修5P10A組T4改編)在△ABC中,AB=5,AC=3,BC=7,則∠BAC=(  ) A. B. C. D. 解析 因為在△ABC中,設AB=c=5,AC=b=3,BC=a=7,所以由余弦定理得cos∠BAC===-,因為∠BAC為△ABC的內角,所以∠BA

4、C=。故選C。 答案 C 2.(必修5P24A組T6改編)如圖,設點A,B在河的兩岸,一測量者在A的同側所在的河岸邊選定一點C,測出A,C兩點間的距離為50 m,∠ACB=45°,∠CAB=105°,則A,B兩點間的距離為(  ) A. m B.25 m C.50 m D.50 m 解析 在△ABC中,∠ABC=30°,由正弦定理得=,即=,所以AB=50(m),故選C。 答案 C 二、走近高考 3.(2018·全國卷Ⅱ)在△ABC中,cos=,BC=1,AC=5,則AB=(  ) A.4 B. C. D.2 解析 因為cosC=2cos2-1=2×2-1=-,所以c

5、2=a2+b2-2abcosC=1+25-2×1×5×=32,所以c=4。故選A。 答案 A 4.(2017·全國卷Ⅰ)△ABC的內角A,B,C的對邊分別為a,b,c。已知sinB+sinA(sinC-cosC)=0,a=2,c=,則C=(  ) A. B. C. D. 解析 因為sinB+sinA(sinC-cosC)=0,所以sin(A+C)+sinAsinC-sinAcosC=0,所以sinAcosC+cosAsinC+sinAsinC-sinAcosC=0,整理得sinC(sinA+cosA)=0,因為sinC≠0,所以sinA+cosA=0,所以tanA=-1,因為A∈(0

6、,π),所以A=,由正弦定理得sinC===,因為0b,則A>B,所以B為銳角,故B=45°。 答案 45° 6.在△ABC中,a=2,b=3,C=60°,則c=________,△ABC的面積等于________。 解析 易知c==,△ABC的面積等于×2×3×=。 答案   7

7、.在△ABC中,角A,B,C滿足sinAcosC-sinBcosC=0,則三角形的形狀為________。 解析 由已知有cosC(sinA-sinB)=0,所以有cosC=0或sinA=sinB,解得C=90°,或A=B。 答案 直角三角形或等腰三角形 第1課時 正弦定理和余弦定理 考點一利用正、余弦定理解三角形 【例1】 (2018·天津高考)在△ABC中,內角A,B,C所對的邊分別為a,b,c。已知bsinA=acos。 (1)求角B的大小; (2)設a=2,c=3,求b和sin(2A-B)的值。 解 (1)在△ABC中,由正弦定理=, 可得bsinA=asinB,

8、 又由bsinA=acos, 得asinB=acos, 即sinB=cos, 可得tanB=。 又因為B∈(0,π),可得B=。 (2)在△ABC中,由余弦定理及a=2,c=3,B=, 有b2=a2+c2-2accosB=7,故b=。 由bsinA=acos,可得sinA=。 因為a

9、,作為化簡變形的重要依據(jù)。 【變式訓練】 (1)在△ABC中,內角A,B,C的對邊分別為a,b,c。若asinBcosC+csinBcosA=b,且a>b,則B=(  ) A.   B.C.   D. (2)(2019·河南鄭州質量預測)在△ABC中,∠ABC=90°,延長AC到D,使得CD=AB=1,若∠CBD=30°,則AC=_____。 解析 (1)由正弦定理得,sinAsinBcosC+sinCsinBcosA=sinB,因為sinB≠0,所以sinAcosC+sinCcosA=,即sin(A+C)=,所以sinB=。已知a>b,所以B不是最大角,所以B=。 (2)設AC=x

10、(x>0),在△BCD中,由正弦定理得=,所以BD=2sin∠BCD,又sin∠BCD=sin∠ACB=,所以BD=。在△ABD中,(x+1)2=1+2-2··cos(90°+30°),化簡得x2+2x=,即x3=2,故x=,故AC=。 答案 (1)A (2) 考點二判斷三角形形狀 【例2】 (1)在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,若=,(b+c+a)(b+c-a)=3bc,則△ABC的形狀是(  ) A.直角三角形 B.等腰非等邊三角形 C.等邊三角形 D.鈍角三角形 (2)已知△ABC中,角A,B,C的對邊分別是a,b,c,若+=2c,則△ABC的形狀是(  )

11、 A.等邊三角形 B.銳角三角形 C.等腰直角三角形 D.鈍角三角形 解析 (1)因為=,所以=。所以b=c。又(b+c+a)(b+c-a)=3bc,所以b2+c2-a2=bc,所以cosA===。因為A∈(0,π),所以A=。所以△ABC是等邊三角形。 (2)因為+=2c,所以由正弦定理可得+=2sinC,而+≥2=2,當且僅當sinA=sinB時取等號。所以2sinC≥2,即sinC≥1。又sinC≤1,故可得sinC=1,所以C=90°。又因為sinA=sinB,所以A=B。故三角形為等腰直角三角形。故選C。 答案 (1)C (2)C 判斷三角形形狀的兩種思路 1.化邊

12、:通過因式分解、配方等得出邊的相應關系,從而判斷三角形的形狀。 2.化角:通過三角恒等變形,得出內角的關系,從而判斷三角形的形狀。此時要注意應用A+B+C=π這個結論。 【變式訓練】 (2019·山西太原五中模擬)在△ABC中,=sin2(a、b、c分別為角A、B、C的對邊),則△ABC的形狀為(  ) A.直角三角形 B.等邊三角形 C.等腰三角形或直角三角形 D.等腰直角三角形 解析 由cosB=1-2sin2得sin2=,所以=,即cosB=。由余弦定理得=,即a2+c2-b2=2a2,所以a2+b2=c2。所以△ABC為直角三角形,又無法判斷兩直角邊是否相等。故選A。

13、 解析:由正弦定理得cosB=,又sinA=sin(B+C)=sinBcosC+cosBsinC,所以cosBsinC=sinBcosC+cosBsinC,即sinBcosC=0,又sinB≠0,所以cosC=0,又角C為三角形的內角,所以C=,所以△ABC為直角三角形,又無法判斷兩直角邊是否相等。故選A。 答案 A 考點三三角形的面積問題 【例3】 (2017·全國卷Ⅲ)△ABC的內角A,B,C的對邊分別為a,b,c。已知sinA+cosA=0,a=2,b=2。 (1)求c; (2)設D為BC邊上一點,且AD⊥AC,求△ABD的面積。 解 (1)由已知條件可得tan A=-

14、,A∈(0,π),所以A=,在△ABC中,由余弦定理得28=4+c2-4ccos,即c2+2c-24=0, 解得c=-6(舍去),或c=4。 (2)如圖,由題設可得∠CAD=, 所以∠BAD=∠BAC-∠CAD=, 故△ABD面積與△ACD面積的比值為 =1, 又△ABC的面積為×4×2sin∠BAC=2, 所以△ABD的面積為。 解法一:由余弦定理得cosC=, 在Rt△ACD中,cosC=, 所以CD=,所以AD=,DB=CD=, 所以S△ABD=S△ACD=×2××sinC=×=。 解法二:∠BAD=,由余弦定理得cosC=, 所以CD=,所以AD=,

15、 所以S△ABD=×4××sin∠DAB=。 解法三:過B作BE垂直AD,交AD的延長線于E,在△ABE中,∠EAB=-=,AB=4,所以BE=2,所以BE=CA,從而可得△ADC≌△EDB,所以BD=DC,即D為BC中點,所以S△ABD=S△ABC=××2×4×sin∠CAB=。 三角形面積公式的應用原則 1.對于面積公式S=absinC=acsinB=bcsinA,一般是已知哪一個角就使用哪一個公式。 2.與面積有關的問題,一般要用到正弦定理或余弦定理進行邊和角的轉化。 【變式訓練】 (1)(2018·全國卷Ⅰ)△ABC的內角A,B,C的對邊分別為a,b,c。已知bsin

16、C+csinB=4asinBsinC,b2+c2-a2=8,則△ABC的面積為________。 (2)在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,btanB+btanA=2ctanB,且a=5,△ABC的面積為2,則b+c的值為________。 解析 (1)因為bsinC+csinB=4asinBsinC,由正弦定理得===2R,可得sinBsinC+sinCsinB=4sinAsinBsinC,因為B,C∈(0,π),所以sinBsinC≠0,即4sinA=2,sinA=,又b2+c2-a2=8=2bccosA>0,所以A=且bc=,則S△ABC=bcsinA=××=。 (2

17、)由正弦定理及btanB+btanA=2ctanB,得sinB·+sinB·=2sinC·,因為B∈(0,π),所以sinB≠0,即cosAsinB+sinAcosB=2sinCcosA,亦即sin(A+B)=2sinCcosA,故sinC=2sinCcosA。因為sinC≠0,所以cosA=,A∈(0,π),所以A=。由面積公式,知S△ABC=bcsinA=2,所以bc=8。由余弦定理,知a2=b2+c2-2bccosA=(b+c)2-3bc,代入可得b+c=7。 答案 (1) (2)7 1.(配合例1使用)在△ABC中,角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,且sin-cos=。

18、(1)求cosB的值; (2)若b2-a2=ac,求的值。 解 將sin-cos=兩邊同時平方得, 1-sinB=,得sinB=,故cosB=±, 又sin-cos=>0,所以sin>cos, 所以∈,所以B∈, 故cosB=-。 (2)由余弦定理得b2=a2+c2-2accosB=a2+ac, 所以a=c-2acosB=c+a, 所以c=a,故=。 2.(配合例1使用)如圖所示,在△ABC中,B=,D為邊BC上的點,E為AD上的點,且AE=8,AC=4,∠CED=。 (1)求CE的長; (2)若CD=5,求cos∠DAB的值。 解 (1)因為∠AEC=π-=,

19、 所以在△AEC中,由余弦定理得AC2=AE2+CE2-2AE·CEcos∠AEC, 所以160=64+CE2+8CE, 所以CE2+8CE-96=0, 所以CE=4(負值舍去)。 (2)在△CDE中,由正弦定理得=, 所以5sin∠CDE=4×,所以sin∠CDE=, 因為點D在邊BC上,所以∠CDE>B=,而<, 所以∠CDE只能為鈍角,所以cos∠CDE=-, 所以cos∠DAB=cos=cos∠CDEcos+sin∠CDEsin=-×+×=。 3.(配合例3使用)已知△ABC的面積為3,AC=2,BC=6,延長BC至D,使∠ADC=45°。 (1)求AB的長; (

20、2)求△ACD的面積。 解 (1)因為S△ABC=×6×2×sin∠ACB=3,所以sin∠ACB=,∠ACB=30°或150°, 又∠ACB>∠ADC,且∠ADC=45°,所以∠ACB=150°, 在△ABC中,由余弦定理得AB2=12+36-2×2×6cos150°=84,所以AB==2。 (2)在△ACD中,因為∠ACB=150°,∠ADC=45°, 所以∠CAD=105°, 由正弦定理得=, 所以CD=3+, 又∠ACD=180°-150°=30°, 所以S△ACD=AC·CD·sin∠ACD=×2×(3+)×=。 第2課時 解三角形的綜合應用 考點一三角形的

21、實際應用 【例1】如圖,為了測量河對岸A,B兩點之間的距離,觀察者找到一個點C,從C點可以觀察到點A,B;找到一個點D,從D點可以觀察到點A,C;找到一個點E,從E點可以觀察到點B,C;并測量得到:CD=2,CE=2,∠D=45°,∠ACD=105°,∠ACB=48.19°,∠BCE=75°,∠E=60°,則A,B兩點之間的距離為________。 解析 依題意知,在△ACD中,∠CAD=30°,由正弦定理得AC==2,在△BCE中,∠CBE=45°,由正弦定理得BC==3。因為在△ABC中,由余弦定理得AB2=AC2+BC2-2AC·BCcos∠ACB=10,所以AB=。 答案 

22、 利用正、余弦定理解決實際問題的一般步驟 1.分析——理解題意,分清已知與未知,畫出示意圖。 2.建?!鶕?jù)已知條件與求解目標,把已知量與 求解量盡量集中在相關的三角形中,建立一個解斜三角形的數(shù)學模型。 3.求解——利用正弦定理或余弦定理有序地解三角形,求得數(shù)學模型的解。 4.檢驗——檢驗上述所求的解是否符合實際意義,從而得出實際問題的解。 【變式訓練】 如圖,高山上原有一條筆直的山路BC,現(xiàn)在又新架設了一條索道AC,小李在山腳B處看索道AC,發(fā)現(xiàn)張角∠ABC=120°;從B處攀登400米到達D處,回頭看索道AC,發(fā)現(xiàn)張角∠ADC=150°;從D處再攀登800米可到達C處

23、,則索道AC的長為________米。 解析 在△ABD中,BD=400米,∠ABD=120°。因為∠ADC=150°,所以∠ADB=30°。所以∠DAB=180°-120°-30°=30°。由正弦定理,可得=,所以=,得AD=400(米)。在△ADC中,DC=800米,∠ADC=150°,由余弦定理得AC2=AD2+CD2-2·AD·CD·cos∠ADC=(400)2+8002-2×400×800×cos150°=4002×13,解得AC=400(米)。故索道AC的長為400米。 答案 400 考點二解三角形與三角函數(shù)的綜合應用 【例2】 (2019·遼寧五校聯(lián)考)已知函數(shù)f(x

24、)=cos2x+ sin(π-x)cos(π+x)-。 (1)求函數(shù)f(x)在[0,π]上的單調遞減區(qū)間; (2)在銳角△ABC中,內角A,B,C的對邊分別為a,b,c,已知f(A)=-1,a=2,bsinC=asinA,求△ABC的面積。 解 (1)f(x)=cos2x-sinxcosx- =-sin2x- =-sin, 由2kπ-≤2x-≤2kπ+,k∈Z, 得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,又x∈[0,π], 所以函數(shù)f(x)在[0,π]上的單調遞減區(qū)間為和。 (2)由(1)知f(x)=-sin, 所以f(A)=-sin=-1, 因為△ABC為銳角三角形,所以0

25、, 所以-<2A-<, 所以2A-=,即A=。 又bsinC=asinA,所以bc=a2=4, 所以S△ABC=bcsinA=。 解三角形與三角函數(shù)的綜合應用主要體現(xiàn)在以下兩方面: (1)利用三角恒等變形化簡三角函數(shù)式進行解三角形。 (2)解三角形與三角函數(shù)圖象與性質的綜合應用。 【變式訓練】 (2019·湖南湘東五校聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)=sin2x-cos2x-。 (1)求f(x)的最小值,并寫出取得最小值時的自變量x的集合; (2)設△ABC的內角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,且c=,f(C)=0,若sinB=2sinA,求a,b的值。 解 (1)f(x)

26、=sin2x--=sin2x--1=sin-1。 當2x-=2kπ-,即x=kπ-(k∈Z)時,f(x)的最小值為-2, 此時自變量x的集合為。 (2)因為f(C)=0,所以sin-1=0, 又0

27、別為線段BC上的點,且BD=CD,∠BAE=∠CAE。 (1)求線段AD的長; (2)求△ADE的面積。 解 (1)因為c=4,b=2,2ccosC=b, 所以cosC==。 由余弦定理得cosC===,所以a=4,即BC=4。 在△ACD中,CD=2,AC=2, 所以AD2=AC2+CD2-2AC·CD·cos∠ACD=6,所以AD=。 (2)因為AE是∠BAC的平分線, 所以===2, 又=,所以=2, 所以CE=BC=,DE=2-=。 又因為cosC=,所以sinC==。 又S△ADE=S△ACD-S△ACE, 所以S△ADE=×DE×AC×sinC=。

28、 平面幾何中解三角形問題的求解思路 1.把所提供的平面圖形拆分成若干個三角形,然后在各個三角形內利用正弦、余弦定理求解。 2.尋找各個三角形之間的聯(lián)系,交叉使用公共條件,求出結果。 提醒:做題過程中,要用到平面幾何中的一些知識點,如相似三角形的邊角關系、平行四邊形的一些性質,要把這些性質與正弦、余弦定理有機結合,才能順利解決問題。 【變式訓練】 △ABC的垂心H在其內部,∠A=30°,AH=,則BH+CH的取值范圍是________。 解析 由已知,得△ABC為銳角三角形,如圖,延長AH,BH,CH分別交BC,AC,AB于點E,F(xiàn),D,因為H是垂心,所以AE⊥BC,BF⊥AC,C

29、D⊥AB,又∠BAC=30°,所以∠ABF=∠ACD=60°。設∠BAH=θ,θ∈(0°,30°),則∠CAH=30°-θ,又AH=,所以在△ABH中,由正弦定理,得=?BH=2sinθ,在△ACH中,由正弦定理,得=?CH=2sin(30°-θ),所以BH+CH=2sinθ+2sin(30°-θ)=sinθ+cosθ=2sin(θ+30°),因為θ∈(0°,30°),所以θ+30°∈(30°,60°),所以sin(θ+30°)∈,2sin(θ+30°)∈(1,),即BH+CH∈(1,)。 答案 (1,) 考點四三角形中的最值與范圍問題 【例4】 設△ABC的內角A,B,C的對邊分別

30、為a,b,c,a=btanA,且B為鈍角。 (1)證明:B-A=; (2)求sinA+sinC的取值范圍。 解 (1)證明:由a=btanA及正弦定理, 得==, 所以sinB=cosA,即sinB=sin。 因為B為鈍角,所以A為銳角, 所以+A∈, 則B=+A,即B-A=。 (2)由(1)知,C=π-(A+B)=π-=-2A>0,所以A∈。 于是sinA+sinC=sinA+sin =sinA+cos2A=-2sin2A+sinA+1 =-22+。 因為0

31、問題中,求解某個量(式子)的取值范圍是命題的熱點,其主要解決思路是: 要建立所求量(式子)與已知角或邊的關系,然后把角或邊作為自變量,所求量(式子)的值作為函數(shù)值,轉化為函數(shù)關系,將原問題轉化為求函數(shù)的值域問題。這里要利用條件中的范圍限制,以及三角形自身范圍限制,要盡量把角或邊的范圍(也就是函數(shù)的定義域)找完善,避免結果的范圍過大。 【變式訓練】 (1)(2018·江蘇高考)在△ABC中,角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,∠ABC=120°,∠ABC的平分線交AC于點D,且BD=1,則4a+c的最小值為________。 (2)在△ABC中,內角A,B,C的對邊分別為a,b,c,外接

32、圓的半徑為1,且=,則△ABC面積的最大值為________。 解析 (1)因為∠ABC=120°,∠ABC的平分線交AC于點D,所以∠ABD=∠CBD=60°,由三角形的面積公式可得acsin120°=asin60°+csin60°,化簡得ac=a+c,又a>0,c>0,所以+=1,則4a+c=(4a+c)·=5++≥5+2 =9,當且僅當c=2a時取等號,故4a+c的最小值為9。 (2)因為=,所以=(2c-b),由正弦定理得sinBsinAcosB=(2sinC-sinB)sinBcosA,又sinB≠0,所以sinAcosB=(2sinC-sinB)cosA,所以sinAcosB+

33、sinBcosA=2sinCcosA,sin(A+B)=2sinCcosA,即sinC=2sinCcosA,又sinC≠0,所以cosA=,sinA=。設外接圓的半徑為r,則r=1,由余弦定理得bc==b2+c2-a2=b2+c2-(2rsinA)2=b2+c2-3≥2bc-3(當且僅當b=c時,等號成立),所以bc≤3,所以S△ABC=bcsinA=bc≤。 答案 (1)9 (2) 1.(配合例3使用)如圖,在△ABC中,∠B=,AB=8,點D在邊BC上,且CD=2,cos∠ADC=。 (1)求sin∠BAD; (2)求BD,AC的長。 解 (1)在△ADC中,因為cos∠

34、ADC=,所以sin∠ADC====,則sin∠BAD=sin(∠ADC-∠B)=sin∠ADC·cos∠B-cos∠ADC·sin∠B=×-×=。 (2)在△ABD中,由正弦定理得BD===3。 在△ABC中,由余弦定理得AC2=AB2+CB2-2AB·BCcosB=82+52-2×8×5×=49,即AC=7。 2.(配合例4使用)已知△ABC的內角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,且acosC+ccosA=bsinB,A=,如圖,若點D是△ABC外一點,DC=2,DA=3,則當四邊形ABCD面積最大時,sinD=________。 解析 由acosC+ccosA=bsinB及

35、余弦定理得a×+c×=bsinB,即b=bsinB?sinB=1?B=,又∠CAB=,所以∠ACB=。BC=a,則AB=a,AC=2a,則S△ABC=×a×a=a2。在△ACD中,cosD==,所以a2=。又S△ACD=AD·CDsinD=3sinD,所以S四邊形ABCD=S△ABC+S△ACD=a2+3sinD=×+3sinD=3sinD-cosD+=+=sin(D-θ)+,所以當D-θ=,即D=+θ時,S四邊形ABCD最大,此時sinD=sin=cosθ==。 答案  縱觀近幾年的高考試題和高考模擬試題,不難發(fā)現(xiàn)在三角函數(shù)和三角形中求最值問題成為其中一個亮點,本文從求三角函數(shù)的最值

36、、三角形中的最值兩個方面舉例說明,希望對高考備考有所幫助。 類型一三角函數(shù)的最值 1.可化為“y=Asin(ωx+φ)+B”型的最值問題 【例1】 (2018·北京高考)已知函數(shù)f(x)=sin2x+ sinxcosx。 (1)求f(x)的最小正周期; (2)若f(x)在區(qū)間上的最大值為,求m的最小值。 解 (1)f(x)=-cos2x+sin2x =sin+。 所以f(x)的最小正周期為T==π。 (2)由(1)知f(x)=sin+。 由題意知-≤x≤m。 所以-≤2x-≤2m-。 要使得f(x)在上的最大值為, 即sin在上的最大值為1。 所以2m-≥,即m≥

37、。 所以m的最小值為。 化為y=Asin(ωx+φ)+B的形式求最值時,特別注意自變量的取值范圍對最大值、最小值的影響,可通過比較閉區(qū)間端點的取值與最高點、最低點的取值來確定函數(shù)的最值。 【變式訓練】 函數(shù)f(x)=3sinx+4cosx,x∈[0,π]的值域為________。 解析 f(x)=3sinx+4cosx=5=5sin(x+φ),其中cosφ=,sinφ=,0<φ<。因為0≤x≤π,所以φ≤x+φ≤π+φ。所以當x+φ=時,f(x)max=5;當x+φ=π+φ時,f(x)min=5sin(π+φ)=-5sinφ=-4。所以f(x)的值域為[-4,5]。 答案 [-4

38、,5] 2.可化為y=f(sinx)(或y=f(cosx))型的最值問題 【例2】 (1)(2019·廣東惠州模擬)函數(shù)y=cos2x+2sinx的最大值為________。 (2)求f(x)=cos2x+asinx+的最小值。 (1)解析 y=cos2x+2sinx=-2sin2x+2sinx+1。設t=sinx,則-1≤t≤1,所以原函數(shù)可以化為y=-2t2+2t+1=-22+,所以當t=時,函數(shù)y取得最大值為。 答案  (2)解 f(x)=(1-2sin2x)+asinx+ =-sin2x+asinx+1, 令t=sinx,t∈[-1,1], 所以y=-t2+at+1=

39、-2+1+。 當a>0時,t=-1時,y取最小值,ymin=-a; 當a≤0時,t=1時,y取最小值,ymin=a。 可化為y=f(sinx)(或y=f(cosx))型三角函數(shù)的最值或值域可通過換元法轉為其他函數(shù)的最值或值域。 【變式訓練】 (1)若函數(shù)f(x)=cos2x+asinx在區(qū)間上的最小值大于零,則a的取值范圍是________。 (2)求函數(shù)y=的值域。 (1)解析 因為f(x)=1-2sin2x+asinx,令sinx=t,因為x∈,故t∈,則函數(shù)f(t)=-2t2+at+1是開口向下,對稱軸為t=的拋物線,由于f(1)=a-1,f=(a+1),結合圖象可知,?

40、a>1。 答案 (1,+∞) (2)解 因為y== =2cos2x+2cosx=22-, 于是當且僅當cosx=1時,ymax=4。 但cosx≠1,所以y<4。 且ymin=-,當且僅當cosx=-時取得。 故函數(shù)值域為。 類型二三角形中的最值 1.求角的三角函數(shù)值的最值 【例3】 在△ABC中,a2+c2=b2+ac。 (1)求B的大?。? (2)求cosA+cosC的最大值。 解 (1)由余弦定理和已知條件可得 cosB===, 又因為0

41、nA =cosA+sinA=cos。 因為0

42、交點位于四邊形的內部,AB=BC=1,AC=CD,AC⊥CD,當∠ABC變化時,BD的最大值為________。 解析 設∠ACB=θ,則∠ABC=π-2θ,∠DCB=θ+,由余弦定理可知,AC2=AB2+BC2-2AB·BCcos∠ABC,即AC=DC==2cosθ,由余弦定理知,BD2=BC2+DC2-2BC·DCcos∠DCB,即BD2=4cos2θ+1-2×1×2cosθcos=2cos2θ+2sin2θ+3=2sin+3。由0<θ<,可得<2θ+<,則(BD2)max=2+3,此時θ=,因此(BD)max=+1。 答案 +1 邊的最值一般通過三角形中的正、余弦定理將

43、邊轉化為角的三角函數(shù)值,再結合角的范圍求解。有時也可利用均值不等式求解。 【變式訓練】 在△ABC中,B=60°,AC=,則AB+2BC的最大值為________。 解析 因為===,所以AB=2sinC,BC=2sinA,因此AB+2BC=2sinC+4sinA=2sin+4sinA=5sinA+cosA=2sin(A+φ),因為φ∈(0,2π),A∈,所以AB+2BC的最大值為2。 答案 2 3.求三角形面積的最值 【例5】 (2019·南昌市聯(lián)考)在圓內接四邊形ABCD中,AC=8,AB=2AD,∠BAD=60°,則△BCD的面積的最大值為________。 解析 設AD=t

44、,因為AB=2AD,∠BAD=60°,由余弦定理得BD2=4t2+t2-2×2t×tcos60°=3t2,所以BD=t,所以AB2=BD2+AD2,所以∠ADB=90°,即AB為四邊形ABCD外接圓的直徑,如圖,設∠BAC=θ(0°<θ<60°),因為∠ACB=90°,AC=8,所以BC=8tanθ,AB=,所以BD=,又∠CBD=60°-θ,所以△BCD的面積S=×8tanθ××sin(60°-θ)(0°<θ<60°),所以S== =24tanθ-8tan2θ(0°<θ<60°),所以tanθ=時S取得最大值6。 答案 6 利用三角函數(shù)的有關公式,結合三角形的面積公式及正、余弦

45、定理,將問題轉化為邊或角的關系,利用函數(shù)或不等式是一種解決此類問題的常規(guī)方法。 【變式訓練】 在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,且2ccosB=2a+b,若△ABC的面積S=c,則ab的最小值為(  ) A.28 B.36 C.48 D.56 解析 在△ABC中,2ccosB=2a+b,由正弦定理,得2sinCcosB=2sinA+sinB。又A=π-(B+C),所以sinA=sin[π-(B+C)]=sin(B+C),所以2sinCcosB=2sin(B+C)+sinB=2sinBcosC+2cosBsinC+sinB,得2sinBcosC+sinB=0,因為sinB≠0,所以cosC=-,又0

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