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- 2021-07-01 发布
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专题20 三角形中的不等和最值问题
【满分:100分 时间:90分钟】
(一)选择题(12*5=60分)
1、在△ABC中,已知a-b=4,a+c=2b,且最大角为120°,则这个三角形的最大边等于( )
A.4 B.14 C.4或14 D.24
【答案】B
【解析】因为a-b=4,所以b=a-4且a>b.又a+c=2b,所以c=a-8,所以a大于c,则A=120°.
由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A=(a-4)2+(a-8)2-2(a-4)·(a-8)·,所以a2-18a+56=0.
所以a=14或a=4(舍去).
2、椭圆E:+=1(a>0)的右焦点为F,直线y=x+m与椭圆E交于A,B两点,若△FAB周长的最大值是8,则m的值等于( )
A.0 B.1
C. D.2
【答案】B
【解析】设椭圆的左焦点为F′,则△FAB的周长为AF+BF+AB≤AF+BF+AF′+BF′=4a=8,所以
a=2,当直线AB过焦点F′(-1,0)时,△FAB的周长取得最大值,所以0=-1+m,所以m=1.
3.【2020届重庆市九校联盟高三联考】已知分别是内角的对边, ,当时, 面积的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由,故(当且仅当时取等号),故选:C.
4、在中,角所对的边长分别为.若,,则
A. B. C. D.与的大小关系不能确定
【答案】A
【解析】因为,,所以,
所以,因为,所以,所以.
5.在中,的对边分别是,其中,则角A的取值范围一定属于( )
A、 B、 C、 D、
【答案】B
【解析】由正弦定理: ,得:
因为 ,所以, 或,故选B.
6.【齐鲁名校教科研协作体湖北、山东部分重点中学2020 届高联考】在中,角所对的边分别为,若,则当取最小值时, =( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由正弦定理得 , ,
,当 ,即时取最小值.故答案为:C.
7.【2020届江西省赣州市高三期末】在中,内角的对边分别为,满足,且,则的最小值为( )
A. 2 B. C. 3 D.
【答案】A
【解析】,得,由余弦定理
,即,所以的最小值为2.故选A.
8.【山东省日照一中220届高三上学期第二次检测】已知M是△ABC内的一点,且=4,∠BAC=30°,若△MBC,△MCA和△MAB的面积分别为1,x,y,则的最小值是( )
A.20 B.18 C.16 D.9
【答案】D
【解析】因为=4,∠BAC=30°,所以.
所以. 因为△MBC,△MCA和△MAB的面积分别为1,x,y,所以,所以 .所以.
当且仅当 即时,上式取“=”号.所以时,取最小值9.
9. 在△ABC中,三内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a2=b2+c2+bc,a=,S为△ABC的面积,则S+cos Bcos C的最大值为( )
A. 1 B. +1 C. D. 3
【答案】C
【解析】∵a2=b2+c2+bc,∴cos A=∴A=.设△ABC外接圆的半径为R,则2R==2,∴R=1,∴S+cosBcosC=bcsinA+cosBcosC=bc+cos Bcos C=sin Bsin C+cos Bcos C=cos(B-C),故S+cos Bcos C的最大值为.故选C
10.在中,角所对边的长为,设为边上的高,且,则的最大值是( )
A.2 B. C. D.4
【答案】B
【解析】,.
11.在非直角中 “”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】D
【解析】在非直角中 , 由“”不能推出“”,如0此时满足,但,不满足,所以不充分;反之,当时,也不能推出,如A为锐角,B为钝角时有,但,所以也不必要.故选D.
12.在中,内角所对的边分别为,已知, , ,设的面积为, ,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由正弦定理得
因为,所以 ,
,当且仅当时取等.
二、填空题(4*5=20分)
13. 【安徽省黄山市2020届高三“八校联考”】在中,,,则当取最大值时=__________ .
【答案】
【解析】由余弦定理,,设,即
代入上式可得,,故,当时,此时,
符合题意故由正弦定理得,解得故答案为
14. 【贵州省2020届高三上学期测评卷】设的内角的对边分别为 ,若,且的面积为25,则周长的最小值为__________.
【答案】
【解析】在中,由余弦定理可得:,
即,即,即,所以三角形的面积为,则的周长为,当时取得等号,所以的周长最小值为.
15. 已知△ABC中,角A,B,C成等差数列,且△ABC的面积为1+,则AC边的长的最小值是________.
【答案】2
【解析】∵A,B,C成等差数列,∴A+C=3B,又A+B+C=π,∴B=.设角A,B,C所对的边分别为a,b,c,由S△ABC=acsin B=1+得ac=2(2+),由余弦定理及a2+c2≥2ac,得b2≥(2-)ac,即b2≥(2-)×2(2+),∴b≥2(当且仅当a=c时等号成立),∴AC边的长的最小值为2.
16. 在中,角所对的边分别为,,的平分线交于点D,且,则的最小值为 .
【答案】9
【解析】因为,的平分线交于点,所以,由三角形的面积公式可得,化简得,又,,所以,则,当且仅当时取等号,故的最小值为9.
三、解答题(6*12=72分)
17.在中,内角所对的边为,满足.
(1)求;(2)若,求的面积的最大值.
【答案】(1)(2)
【解析】(1)由正弦定理和可得:
因为为三角形内角,故, ,∵,∴
(2)由条件, ,故,即,
故的面积的最大值为.
18.已知的角所对的边分别是,设向量,,.
(I)若∥,求角B的大小; (II)若,边长,求的面积的最大值.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)∵∥ ,,
(2)由得,由均值不等式有(当且仅当时等号成立),
又,
所以,从而(当且仅当时等号成立),
于是,即当时,的面积有最大值.
19. 在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知
(Ⅰ)证明:;(Ⅱ)求的最小值.
解析】(Ⅰ)由,得,
所以,由正弦定理,得.
(Ⅱ)由.
所以的最小值为.
20.【河北省唐山一中2020届高三期中】已知函数
(1)求函数的对称轴;对称中心;单调递增区间;
(2)在中,分别是所对的边,当时,求内切圆面积的最大值.
【答案】(1)对称轴为,对称中心为,
单调递增区间为 ; (2).
【解析】(1),对称轴为,对称中心为
单调递增区间为
(2) 由 ,由得
由余弦定理,即,
由基本不等式得,,内切圆面积最大值为
21.【2020届四川省广元市高三第一次高考适应性统考】设函数 .
(1)求的最大值,并写出使取最大值时的集合;
(2)已知中,角的对边分别为,若, ,求的最小值.
【答案】(1) 的最大值为2, 的集合为; (2)
【解析】(1)由题意得
,∵,∴,
∴的最大值为2.此时,即,
所以的集合为.
(2)由题意得,∴,
∵∴,∴,∴
在中, , ,由余弦定理得
又,∴,当且仅当时取等号,∴的最小值为.
22、已知椭圆的左顶点为,离心率为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点的直线l交椭圆C于A,B两点,当取得最大值时,求的面积.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)由题意可得:,,得,则.所以椭圆.
(2)当直线与轴重合时,不妨取,此时;
当直线与轴不重合时,设直线的方程为:,,
联立得,显然,,.
所以
.
当时,取最大值.此时直线方程为,
不妨取,所以.又,所以的面积
【名师点睛】本题考查椭圆的基本性质,运用了设而不求的思想,将向量和圆锥曲线结合起来,是典型考题.(1)由左顶点M坐标可得a=2,再由可得c,进而求得椭圆方程.(2)设l的直线方程为,和椭圆方程联立,可得,由于,可用t表示出两个交点的纵坐标和,进而得到关于t的一元二次方程,得到取最大值时t的值,求出直线方程,而后计算出的面积.