
三角形中的最值或者范圍問題,是高中數學的重要內容,也是高考的熱點之一.解決解三角形的最值范圍問題,要學會靈活使用正余弦定理及三角形的面積公式,常見的解法是通過正弦定理轉化為三角函數的問題,當然,求解三角形面積與周長的最值問題時,也可以利用均值不等式去求最值.
例1 ΔABC 中, sin2A-sin2B-sin2C=sinBsinC, (1)求 A ;(2)若 BC=3 ,求 ΔABC 周長的最大值.
解析(1)由正弦定理可得:BC2-AC2-AB2=AC?AB ,由余弦定得可得 :BC2=AC2+AB2-2AC?ABcosA 所以cosA=
中因為 A∈(0,π) ,
(204號所以中
(2)解法1(余弦 + 不等式)由題意知: BC2=AC2+AB2-2AC?ABcosA =AC2+AB2+AC?AB=9 即 (AC+AB)2-AC?AB=9. 因為
(當且僅當 AC= AB時取等號),所以 9=(AC+AB)2-AC?AB?(AC+AB)2-
從而:
(當且僅當 AC=AB 時
取等號),所以△ABC周長 L=AC+AB+BC?3+2
,
所以 ΔABC 周長的最大值為
·解法2(正弦 + 三角函數)
設
業
則 
因為 
所以
(2

當且僅當 α=0 ,即
時,等號成立.所以 ΔABC 周長的最大值為 
解法3(余弦 + 三角換元)
在 ΔABC 中,由余弦定理得 9=b2+c2+bc ,
即

得 

易知當C=
時,
,所以 ΔABC 周長的最大值為 
評注該題第(1)問主要考查正弦定理常見的角化邊處理技巧,難度適中;第(2)問考查面積的最值問題,從常規解法1:余弦定理與不等式結合,到解法2:正弦定理與三角函數結合,促進了學生對數學學習的深度思考,最后的解法3,通過三角換元的角度,再次引導學生對問題進行轉化,通過三種不同的解法,培養了學生數學運算與邏輯推理等核心素養,提升了學生分析問題與解決問題的能力.
例2在銳角 ΔABC 中,角 δA,B,C 的對邊分別為 a,b,c ,且
(1)求角 B 的大小;(2)求 cosA+cosB+cosC 的取值范圍.
解析(1)由
,結合正弦定理可
得:
,所以
ΔABC 為銳角三角形,故
(2)解法1(余弦 + 不等式)因為
所以 b2=a2+c2-ac ,即 3ac=(a+c)2-b2 所以
,得a+c
因為 ΔABC 是銳角三角形,不妨取
,此
,所以
:由余弦定理可知 cosA+cosB+cosC=
b2=a2+c2-ac ,代入化簡得 cosA+cosB+cosC
故 cosA+cosB+cosC 的取值范圍是
解法2(三角恒等變換)
由(1)知: cosA+cosB+cosC
二
可得:
則
即 cosA+cosB+cosC 的耳
評注通過以上兩種方法的對比發現,解決三角形范圍問題時,要注重通性通法,培養學生從問題的分析出發,對問題進行思考與探索,在解決問題的過程中提高核心素養.
結語
本文以求解三角形中的取值范圍問題為載體,通過一題多解,引導學生主動思考、解決問題,學生在學習中要善于反思總結解題的技巧與思路,培養自己的理性思維;其次,在教學過程中,充分發揮學生的主體地位,在試題的探索中不斷彌補優化學生的思維漏洞.通過問題的解決,加深對知識的理解,在解決問題的同時,數學運算、邏輯推理等核心素養得到提升與發展.
【本文系2023年度曲靖市教育科學規劃立項課題《基于深度學習的高中數學課堂教學策略研究(QJ2023YB26)》的研究成果】