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2010 年陕西预赛 · 第 9 题
F2解答题三角函数综合
(16 分)在 △ABC 中,AB⋅AC=8,记 ∠BAC=θ,△ABC 的面积为 S,且满足
4(2−3)≤S≤43。
(1)求 θ 的取值范围;
(2)求函数
f(θ)=23sin2(4π+θ)+2cos2θ−3
的最大值和最小值。
作答
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。
解析
提示
点积为正先确定夹角为锐角,再由面积与点积的比得到正切范围。
解答
记 b=∣AC∣,c=∣AB∣。因 bccosθ=8>0,有 0<θ<π/2,且面积 S=bcsinθ/2=4tanθ。题给界等价于 2−3≤tanθ≤3,故 θ∈[π/12,π/3]。目标化简为 f(θ)=1+3sin2θ+cos2θ=1+2sin(2θ+π/6)。相位区间为 [π/3,5π/6],正弦最大为一、最小为二分之一,因此 fmax=3, fmin=2,分别在 θ=π/6,π/3 取得。
复核
区间左端函数值为 1+3,需与右端及内部峰点一起比较,不能把正弦在整个区间误判为单调。每个所取角可选 b=c=8/cosθ 构成非退化三角形,点积与面积条件都满足。
方法总结
几何面积约束先转换成有意义的角区间,合成三角函数后检查内部峰点和两个端点。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
点积与面积比先定锐角范围,目标降幂合成为单一相位正弦,比较内部峰和两端并核几何可达。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:用点积和叉积表示夹角、辅助角公式与降幂
专题卡:边和角混在一起:用正弦、余弦定理统一成一种、三角式化成一个变量:用平方关系,再配方或作差