纵横不出方圆 万变不离其宗
——解三角形中的最值(范围)问题
2021-09-27于颖
数理化解题研究 2021年25期
于 颖
(辽宁省大连市第三十六中学 116011)
解三角形中的最值问题既用到了三角函数知识,又有不等式的内容,可谓是三角、函数、向量、不等式的交汇点.常用到三角形内角和定理、三角形中不等关系、正弦定理、余弦定理、面积公式、三角恒等变形、三角函数的图象和性质、基本不等式等.通常解决三角形中的最值问题有两种方法:一是化边为角,利用三角函数的有界性求解;二是化角为边,利用均值不等式求解.
一、知识储备
正弦定理、余弦定理、辅助角公式、基本不等式、三角形中的不等关系(两边之和大于第三边).
二、典例分析

(1)△ABC面积的最大值;
(2)△ABC周长的取值范围.
1.第(1)问解析





2.第(2)问解析
解法1因为b+c=2RsinB+2RsinC
=2sinB+2sin(A+B)


解法2 由余弦定理a2=b2+c2-2bccosA,可以变形整理为a2=(b+c)2-2bc(1+cosA).



总结此类问题给出的已知条件常常是三角形的一边及对角,第(1)问求目标函数的最值(或范围),解法2的求解过程相对简单便捷.运用余弦定理结合均值不等式,求出bc的最大值.但是无法通过均值不等式求出bc的范围.所以解法2在解题上有优越,却也有局限.第(2)问求周长的取值范围,因为已知a=1,即求b+c的取值范围.余弦定理结合均值不等式,可求其最大值,再根据两边之和大于第三边,可求出其取值范围.如果目标函数为b+2c或者2b+c,解法2是求解不了的.只能通过“化边为角”,用解法1,利用三角函数的性质求值域.
比较(1)(2),解法1对于计算要求很高,考查了正余弦定理、两角和与差的正弦公式、辅助角公式及三角函数的性质.整个解题的思路围绕着……
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