垫脚石(相关题 → 此题) 2021 年江西预赛 · P007021
先练习把边长四次条件配成余弦定理表达式的平方,保留并筛选角的候选。进阶题除了这一识别,还要求从另一边角等式中排除直角分支,再将中线定长翻译成面积的单角函数。
前题重点是平方条件的角分支,后题把纯角识别接到特殊线段约束下的最值。
三角形边角条件与中线定长的面积最大值
设 的三个内角 所对应的边分别为 。
(1)若
且 ,求角 ;
(2)若在非直角三角形 中,
为 中点,且 ,求 面积的最大值。
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
第一问把所给四次式配成余弦定理中的 。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
第二问先用余弦定理分解边角条件;非直角条件排除一个分支后,三角形成为等腰三角形,再以顶角为变量求面积最值。
(1)由题设,
根据余弦定理 ,故
即 。于是 或 。因 ,必有 ,所以 ,从而
(2)由余弦定理,
条件 化为
若 ,则 ,与非直角条件矛盾,故
令 ,取
则 ,于是
记三角形面积为 ,则
对 求导,得
故 在 时取得最大值。此时 ,所以
第一问的 会使 ,已正确排除。第二问达到最大值时 ,且由 可算得 ,满足全部条件。
含边长四次式时,可尝试配成余弦定理线性式的平方。边乘角余弦的等式通常也能用余弦定理因式分解;出现中线定长后,坐标法能把面积写成单一角变量的函数。
第一问须排除角度增根;第二问从条件分解出等腰或直角,利用非直角排除后把面积化为单角函数。
垫脚石(相关题 → 此题) 2021 年江西预赛 · P007021
先练习把边长四次条件配成余弦定理表达式的平方,保留并筛选角的候选。进阶题除了这一识别,还要求从另一边角等式中排除直角分支,再将中线定长翻译成面积的单角函数。
前题重点是平方条件的角分支,后题把纯角识别接到特殊线段约束下的最值。
已记下,谢谢!