秒解三角形面积最值三法
微信后台有朋友留言问到下面这个问题.从图中我们能看到,第(1)问已经解决,用到了正弦定理和余弦定理.如何求面...
微信后台有朋友留言问到下面这个问题.
从图中我们能看到,第(1)问已经解决,用到了正弦定理和余弦定理.
如何求面积的最大值呢?
从面积公式出发,因为已知角C,所以我们选择下面这个公式求解.
求面积的最大值,就是要求ab的最大值.
在高中阶段,求最值的方法主要有两个:一是函数法,二是基本不等式法.
在平时解题中,我们可以尝试一题多解,然后总结哪类解法适合哪类题型.
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方法1:函数法
所谓函数法,就是要把目标值表示为某个变量的函数,然后求这个函数的最值或值域.
选择哪个变量为自变量呢?
先分析已知条件:已知一个角,外接圆半径,则这个角的对边也是可求的.
受以上思路的启发,a,b边也能用含有角A或者角B的式子来表示.A角和B角是相互制约的(和为定值),且无特殊性,我们任意选择其中一个作为自变量即可.
下面要考虑两个问题:
- 既然选择A为自变量,那么定义域是什么?
- 把ab表示为A的函数,这个三角函数化简的方向是什么?
先看定义域.
注意看清楚题目的要求.比如有的题目要求三角形为锐角三角形,则对角的约束条件要加强一些.
再说化简方向.
中学阶段,三角函数的化简方向主要有两种:
本题根据解析式特点,应该属于第(1)种情况.
然后结合定义域范围,求函数的最大值和面积的最大值.
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方法2:基本不等式法
如果我们把ab整体考虑的话,可以试试余弦定理.
为求得ab的最值,需要把平方项进行转化,自然联想到基本不等式.
这种解法貌似比方法1要简便的多.
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方法3:几何法
分析本题条件,我们知道:c边长是确定的,角C是确定的,三角形外接圆的半径是确定的.
我们把三角形的外接圆画出来.
这样一个事实清晰地呈现出来:AB是一条定长的弦,劣弧AB所对的圆周角为60度,点C在优弧ACB上运动.
要使得三角形面积最大,就要使AB边的高线最长.
显然,当C点运动到高线通过圆心时,高线最长.
此时CA=CB,又角C为60度,所以三角形ABC为等边三角形.即当三角形为等边三角形时面积最大.
小结:
1.函数法是处理最值问题的通法,最容易想到,但是运算量略大;
2.基本不等式法适合处理面积问题,又快又好;
3.几何法把代数和几何联系起来,不容易想到,可以开阔眼界.
如果把所求问题改为求三角形ABC周长的最大值,大家觉得哪种方法最好呢?
聪明的你,不妨动笔一试.
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