专题地图 › 三角函数综合
2024 年四川预赛
F3填空题三角函数综合
设 △ABC 中,AC=2,∠ABC=2∠BAC,则 △ABC 面积的最大值为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
解析
思路
令 ∠A=α,用正弦定理把面积化为单变量函数,再求驻点。
解答
令 ∠A=α,则 ∠B=2α、∠C=π−3α,其中 0<α<π/3。由正弦定理,
AB=sin2α2sin3α.
故面积
S=21⋅AC⋅ABsinα=cosαsin3α.
求导得
S′(α)=cos2α2cos2α+cos4α.
令 u=cos2α,驻点条件为 2u2+2u−1=0,故
u=23−1.
端点处面积趋于 0,该唯一驻点给出最大值。又
S2=1+u1−u(1+2u)2=63−9,
所以
Smax=63−9.
复核
所取 u∈(−1/2,1),对应唯一的 α∈(0,π/3);面积为正,故开方取正值。
方法总结
角倍关系配合正弦定理可消去边长;三角函数最值再以 cos2α 代数化。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
需将倍角关系变为单一角参数面积,再把驻点条件化为cos二倍角的二次方程并核对角域。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:用导数或作差看单调性、正弦定理与余弦定理
专题卡:边和角混在一起:用正弦、余弦定理统一成一种、三角函数化成一个变量:求导看增减,再比较端点