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一道习题的变式研究

2019-06-28黄亚河

考试与评价 2019年5期
关键词:钝角余弦定理变式

黄亚河

尽管现在全社会都在提倡素质教育,减轻学生学业负担,但现在的高中生学习还是非常辛苦。“数学问题是数学的心脏”,提高学习数学解题能力是数学教学的一个重要任务,一题多变,能使学生发散思维,提高学生数学解题能力。因此,对待课本的例习题,绝不能就题论题,应用运动的观点动态处理例习题,是提高解题能力和思维能力的法宝之一,也是创新能力的一种体现。本文以一道习题为例,说明习题演变的方法技巧,供同学们参考。

例题:△ABC中,b=1, b=60°.求a+c的最大值

解:∵b2=a2+c2-2accosB

∴1=a2+c2-2accosB=(a+c)2-3ac

∴(a+c)2-1=3ac≤3×( )2

∴(a+c)2≤4,当且仅当a=c=1时,等号成立

即a+c≤2

评注:(1) 利用余弦定理找出a+c与ac的关系,

(2) 利用基本不等式把ac转化为a+c,此时注意不等式中等号成立的条件。

变式1:改变结论

(1) 求△ABC的面积的最大值。

解:∵b2=a2+c2-2accosB

∴1=a2+c2-2accosB=(a+c)2-3ac

∴(a+c)2-1=3ac≤3×( )2

∴(a+c)2≤4,当且仅当a=c=1时,等号成立

即a+c≤2

(2) △ABC中,b=1, b=60°.求a+b的取值范围

∵b2=a2+c2-2accosB

∴1=a2+c2-2accosB

∴ac+1=a2+c2≥2ac

∴ac≤1,当且仅当a=c=1时,等号成立

即S△ABC= acsinB≤

∴△ABC面积的最大值是

(3) 求△ABC的周长的取值范围。

解:由(1)知a+c的最大值是2

利用组成三角形的条件“任意两边之和大于第三边”求出a+c>1,由b=1

所以2

即△ABC的周长的取值范围是(1,2]

变式2:改变已知条件

(1) 锐角△ABC中,b=1, b=60°.求a+c的取值范围。

分析:利用余弦定理和基本不等式只能求出a+c的最大值,而求不出最小值。所以可参考解三角形的另一工具“正弦定理”,把问题转化为“形如y=Asin(?棕x+?兹)”形式的函数,再利用函数性质求解。

解:∵ = = =2R, 且b=1, B=60°

∴a= sinA, c= sinC

∵A+B+C=?仔

∴C= -A

∴a+c= (sinA+sinC)

= (sinA+sin( -A))

= (sinA+ cosA+ sinA)

= ( sinA+ cosA)

=2sin(A+ )

∵△ABC是銳角三角形

∴0

∴ <2(sin(A+ )≤2

即:a+c∈( , 2]

评注:本题关键是找出a+c关于角A的函数关系式,在根据A的取值范围求出函数的值域。

(1) 已知条件不变,求△ABC的周长的取值范围

(2) 把“锐角三角形”改成“钝角三角形”,其余不变

(提示:当A是钝角时,a+c∈(1, )。当C是钝角时,a+c∈(1, ))

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