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三角形的三边关系在一类问题中的应用

2016-05-14范林李艳

理科考试研究·高中 2016年6期
关键词:公差三边本题

范林 李艳

近几年来,在江苏各地高三模拟试题中,发现一类关于隐含三角形三边关系的题型常常出现,学生感到很难下手,找不到突破口.本文通过几个例题,让大家感受如何挖掘题目中隐含的三角形三边关系.

例1已知△ABC的三边长a、b、c满足b+2c≤3a,c+2a≤3b,则ba的取值范围为.

分析从题目中的结果出发,利用三角形的三边关系,消去变量c.

解因为b+2c≤3a,所以2c≤3a-b.

因为两边之差小于第三边,

所以c>a-b,c>b-a,

即3a-b>2(a-b),

3a-b>2(a-b),解得a+b>0,

5a>3b.

所以ba<53.

因为c+2a≤3b,所以c≤3b-2a.

因为c>a-b,c>b-a,

所以3b-2a>a-b,

3b-2a>b-a,解得4b-3a>0,

2b-a>0.

即ba>34.又由于ba<53,所以34

评注本题可以用题目中两个条件和三角形三边关系,同时除以a后,再换元,用线性规划方法处理.

例2已知三角形ABC的三边长为a,b,c,满足b+c≤2a,c+a≤2b,求ca的取值范围.

分析从题目中的结果出发,利用三角形的三边关系,消去变量b.

解由题意知

b+c≤2a,

c+a≤2b,

a+b>c,

a+c>b,

b+c>a,同时除以a,得到ba+ca≤2,

ca+1≤2(ba),

1+ba>ca,

1+ca>ba,

ba+ca>1.

令ca=x (x>0), ba=y (y>0),

所以x+y≤2,

x+1≤2y,

1+y>x,

1+x>y,

x+y>1.

其可行性区域如图1所示,

所以0

即0

例3已知三角形ABC的三边a,b,c成等差数列且a2+b2+c2=84,求b的取值范围.

分析三角形三边成等差数列,想到三个数成等差数列的常用设法,设公差大于等于0,简化计算.

解令a=b-d,c=b+d (d≥0),

由于a2+b2+c2=84,

则(b-d)2+b2+(b+d)2=84,

所以3b2+2d2=84,即2d2=84-3b2.

由于d2≥0,所以0

因为任意两边之和大于第三边,c为最大边,

所以a+b>c,即2b-d>b+d,即b>2d,即b2>4d2,

所以b2>2(84-3b2),即b2>24,b>26.

又因为0

评注不少学生的答案是0

例4在三角形ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若b2=ac,求sinA+cosAtanCsinB+cosBtanC的取值范围.

分析从结果出发,遇切化弦,根据条件转化成边,利用三角形三边关系求解.

解sinA+cosAtanCsinB+cosBtanC=sinA+cosAsinCcosCsinB+cosBsinCcosC

=sinAcosC+cosAsinCsinBcosC+cosBsinC=sin(A+C)sin(B+C)=sinBsinA=ba.

由三角形三边关系得到b2=ac,

a+b>c,

a+c>b,

b+c>a,

a>0,b>0,c>0,

所以b2

b2>a(a-b),②

b2>a(b-a).③

由①得(ba)2-ba-1<0,则0

由②得(ba)2+ba-1>0,则ba>5-12,

由③得(ba)2-ba-1>0,则ba∈R,

所以5-12

以上是对三角形三边关系应用的初步研究,在解题时,要善于挖掘题目中三角形隐含条件,构造不等式或转化.

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