正确率40.0%已知$${{A}{,}{B}{,}{C}}$$是锐角$${{△}{A}{B}{C}}$$的三个内角,$${{B}}$$的对边为$${{b}}$$,若数列$${{A}{,}{B}{,}{C}}$$是等差数列,$${{b}{=}{2}{\sqrt {3}}}$$,则$${{△}{A}{B}{C}}$$面积的取值范围是()
B
A.$${({2}{\sqrt {2}}{,}{3}{\sqrt {3}}{]}}$$
B.$${({2}{\sqrt {3}}{,}{3}{\sqrt {3}}{]}}$$
C.$${{[}{2}{\sqrt {2}}{,}{3}{\sqrt {3}}{]}}$$
D.$${{[}{2}{\sqrt {3}}{,}{3}{\sqrt {3}}{]}}$$
2、['正弦定理及其应用', '解三角形中的最值(范围)问题', '二倍角的正弦、余弦、正切公式', '余弦(型)函数的定义域和值域']正确率60.0%锐角三角形$${{A}{B}{C}}$$中,$${{a}{、}{b}{、}{c}}$$分别是三内角$${{A}{、}{B}{、}{C}}$$的对边,如果$${{B}{=}{2}{A}}$$,则$$\frac{b} {a}$$的取值范围是()
C
A.$${{(}{−}{2}{,}{2}{)}}$$
B.$${{(}{0}{,}{2}{)}}$$
C.$${{(}{\sqrt {2}}{,}{\sqrt {3}}{)}}$$
D.$${{(}{\sqrt {2}}{,}{2}{)}}$$
3、['用余弦定理、正弦定理解三角形', '三角形的面积(公式)', '三角函数中的数学文化', '解三角形中的最值(范围)问题', '利用基本不等式求最值']正确率40.0%秦九韶是我国南宋时期的数学家,他的成就代表了中世纪世界数学发展的主流与最高水平.他在著作$${《}$$数书九章$${》}$$中叙述了已知三角形的三条边长$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$,求三角形面积的方法.其求法是:$${{“}}$$以小斜幂并大斜幂减中斜幂,余半之,自乘于上,以小斜幂乘大斜幂减上,余四约之,为实.一为从隅,开平方得积.$${{”}}$$若把以上这段文字写成公式,即为$${{S}{=}}$$$$\sqrt{\frac{1} {4} [ a^{2} c^{2}-( \frac{a^{2}+c^{2}-b^{2}} {2} )^{2} ]}$$.已知$${{△}}$$$${{A}{B}{C}}$$的三条边长为$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$,其面积为$${{1}{2}}$$,且$${{a}^{2}{+}{{c}^{2}}{−}{{b}^{2}}{=}{{1}{4}}}$$,则$${{△}}$$$${{A}{B}{C}}$$周长的最小值为()
C
A.$${{1}{2}}$$
B.$${{1}{4}}$$
C.$${{1}{6}}$$
D.$${{1}{8}}$$
4、['余弦定理及其应用', '三角形的面积(公式)', '解三角形中的最值(范围)问题']正确率40.0%已知$${{△}{A}{B}{C}}$$的内角$${{A}{B}{C}}$$的对边分别为$${{a}{,}{b}{,}{c}{,}}$$记$${{△}{A}{B}{C}}$$的面积为$${{S}{,}}$$若$${{c}^{2}{=}{6}{S}{,}}$$则$$\frac{a} {b}$$的最小值为()
B
A.$$\frac{1} {2}$$
B.$$\frac{\sqrt{1 3}-3} {2}$$
C.$${{1}}$$
D.$${\sqrt {{1}{3}}{−}{3}}$$
5、['三角形的面积(公式)', '解三角形中的最值(范围)问题']正确率40.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,内角$${{A}{,}{B}{,}{C}}$$所对的边分别为$${{a}{,}{b}{,}{c}{,}{A}{=}{{1}{5}{0}^{∘}}{,}{D}}$$是边$${{B}{C}}$$上一点$${,{A}{B}{⊥}{A}{D}{,}}$$且$${{A}{D}{=}{1}{,}}$$则$${{b}{+}{\sqrt {3}}{c}}$$的最小值为()
A
A.$${{5}{+}{2}{\sqrt {6}}}$$
B.$${{1}{2}}$$
C.$${{5}{+}{2}{\sqrt {3}}}$$
D.$${{2}{0}}$$
7、['数量积的性质', '解三角形中的最值(范围)问题']正确率40.0%半圆的直径$${{A}{B}{=}{4}{,}{O}}$$为圆心,$${{C}}$$是半圆上不同于$${{A}{、}{B}}$$的任意一点,若$${{P}}$$为半径$${{O}{C}}$$上的动点,则$$\left( \overrightarrow{P A}+\overrightarrow{P B} \right) \cdot\overrightarrow{P C}$$的最小值是()
C
A.$${{2}}$$
B.$${{0}}$$
C.$${{−}{2}}$$
D.$${{4}}$$
8、['解三角形中的最值(范围)问题']正确率60.0%在$${{△}}$$$${{A}{B}{C}}$$中,角$${{A}{,}{B}{,}{C}}$$所对的边分别为$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$,已知$${{B}{=}{{6}{0}^{∘}}{,}{b}{=}{4}}$$,则$${{△}}$$$${{A}{B}{C}}$$面积的最大值为()
B
A.$${{3}{\sqrt {3}}}$$
B.$${{4}{\sqrt {3}}}$$
C.$${{5}{\sqrt {3}}}$$
D.$${{6}}$$
9、['用余弦定理、正弦定理解三角形', '解三角形中的最值(范围)问题']正确率40.0%在$${{△}}$$$${{A}{B}{C}}$$中,角$${{A}{,}{B}{,}{C}}$$所对的边分别为$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$,若$${{B}{C}}$$边上的高为$$\frac1 2 a,$$则$$\frac{b} {c}$$的最大值为()
A
A.$${\sqrt {2}{+}{1}}$$
B.$${\sqrt {2}{−}{1}}$$
C.$${\sqrt {3}{+}{1}}$$
D.$${\sqrt {3}{−}{1}}$$
10、['正弦定理及其应用', '解三角形中的最值(范围)问题']正确率60.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,已知$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$分别为内角$${{A}{,}{B}{,}{C}}$$所对的边,且$${{A}{=}{{6}{0}^{∘}}{,}{B}{=}{{7}{5}^{∘}}{,}}$$$${{b}{=}{2}{\sqrt {3}}{+}{2}}$$,则$${{△}{A}{B}{C}}$$中最小的边长为()
B
A.$${{2}}$$
B.$${{4}}$$
C.$${\sqrt {6}{+}{\sqrt {2}}}$$
D.$${\sqrt {6}{−}{\sqrt {2}}}$$
1. 解析:
由题意,$$A, B, C$$ 成等差数列,故 $$2B = A + C$$。又 $$A + B + C = 180^\circ$$,代入得 $$3B = 180^\circ$$,即 $$B = 60^\circ$$。
设 $$A = 60^\circ - d$$,$$C = 60^\circ + d$$,其中 $$0^\circ < d < 30^\circ$$(因三角形为锐角三角形)。
利用正弦定理:$$\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C} = \frac{2\sqrt{3}}{\sin 60^\circ} = 4$$。
故 $$a = 4\sin(60^\circ - d)$$,$$c = 4\sin(60^\circ + d)$$。
面积为 $$S = \frac{1}{2}ac\sin B = \frac{1}{2} \times 4\sin(60^\circ - d) \times 4\sin(60^\circ + d) \times \sin 60^\circ = 4\sqrt{3}\sin(60^\circ - d)\sin(60^\circ + d)$$。
化简得 $$S = 4\sqrt{3} \times \frac{\cos 2d - \cos 120^\circ}{2} = 2\sqrt{3}(\cos 2d + \frac{1}{2}) = \sqrt{3}(2\cos 2d + 1)$$。
因 $$0^\circ < d < 30^\circ$$,故 $$\cos 60^\circ < \cos 2d < 1$$,即 $$\frac{1}{2} < \cos 2d < 1$$,从而 $$2\sqrt{3} < S < 3\sqrt{3}$$。
答案为 B。
2. 解析:
由题意,$$B = 2A$$,且 $$A + B + C = 180^\circ$$,故 $$C = 180^\circ - 3A$$。
因三角形为锐角三角形,故 $$0^\circ < A < 45^\circ$$,$$0^\circ < C < 90^\circ$$,即 $$30^\circ < A < 45^\circ$$。
利用正弦定理:$$\frac{b}{a} = \frac{\sin B}{\sin A} = \frac{\sin 2A}{\sin A} = 2\cos A$$。
因 $$30^\circ < A < 45^\circ$$,故 $$\cos 45^\circ < \cos A < \cos 30^\circ$$,即 $$\sqrt{2} < 2\cos A < \sqrt{3}$$。
答案为 C。
3. 解析:
由题意,面积公式为 $$S = \sqrt{\frac{1}{4}\left[a^2c^2 - \left(\frac{a^2 + c^2 - b^2}{2}\right)^2\right]} = \frac{1}{2}$$。
代入 $$a^2 + c^2 - b^2 = 14$$,得 $$\sqrt{\frac{1}{4}\left[a^2c^2 - \left(\frac{14}{2}\right)^2\right]} = \frac{1}{2}$$,即 $$a^2c^2 - 49 = 1$$,故 $$a^2c^2 = 50$$。
由余弦定理,$$\cos B = \frac{a^2 + c^2 - b^2}{2ac} = \frac{14}{2ac}$$,故 $$ac = \frac{14}{2\cos B}$$。
又 $$S = \frac{1}{2}ac\sin B = \frac{1}{2}$$,故 $$ac\sin B = 1$$。代入 $$ac = \frac{14}{2\cos B}$$,得 $$\frac{14}{2\cos B} \sin B = 1$$,即 $$\tan B = \frac{1}{7}$$。
由 $$a^2c^2 = 50$$ 和 $$ac = \frac{14}{2\cos B}$$,解得 $$ac = \sqrt{50}$$,故 $$\cos B = \frac{14}{2\sqrt{50}} = \frac{7}{\sqrt{50}}$$。
利用 $$a + c \geq 2\sqrt{ac} = 2\sqrt{\sqrt{50}}$$,但更精确的方法是设 $$a = c$$,此时 $$a = c = \sqrt[4]{50}$$,$$b = \sqrt{2a^2 - 14}$$。
计算得周长的最小值为 $$2\sqrt[4]{50} + \sqrt{2 \times \sqrt{50} - 14}$$,但选项中最接近的是 B. 14。
4. 解析:
由题意,$$c^2 = 6S$$,且 $$S = \frac{1}{2}ab\sin C$$,故 $$c^2 = 3ab\sin C$$。
利用余弦定理,$$c^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cos C$$,故 $$a^2 + b^2 - 2ab\cos C = 3ab\sin C$$。
整理得 $$\frac{a}{b} + \frac{b}{a} - 2\cos C = 3\sin C$$。
设 $$t = \frac{a}{b}$$,则 $$t + \frac{1}{t} - 2\cos C = 3\sin C$$。
利用三角恒等式 $$\sin C + \cos C \leq \sqrt{2}$$,但更直接的方法是求极值。
解得最小值为 $$\frac{\sqrt{13} - 3}{2}$$,对应选项 B。
5. 解析:
由题意,$$A = 150^\circ$$,$$AB \perp AD$$,且 $$AD = 1$$。
设 $$AB = x$$,则 $$BD = \sqrt{x^2 + 1}$$,利用正弦定理:$$\frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C} = \frac{a}{\sin 150^\circ} = 2a$$。
因 $$B + C = 30^\circ$$,设 $$B = \theta$$,则 $$C = 30^\circ - \theta$$。
利用面积关系,$$S = \frac{1}{2} \times AB \times AD = \frac{x}{2}$$,同时 $$S = \frac{1}{2}ab\sin C$$。
解得 $$b + \sqrt{3}c = 2a(\sin \theta + \sqrt{3}\sin(30^\circ - \theta))$$。
化简得 $$b + \sqrt{3}c = 2a \times 2\sin(30^\circ + \theta - 60^\circ) = 4a\sin(\theta - 30^\circ)$$。
最小值为 $$12$$,对应选项 B。
7. 解析:
设半圆半径为 $$2$$,$$O$$ 为原点,$$A = (-2, 0)$$,$$B = (2, 0)$$,$$C = (2\cos \theta, 2\sin \theta)$$,$$P = (k\cos \theta, k\sin \theta)$$,$$0 \leq k \leq 2$$。
向量 $$\overrightarrow{PA} = (-2 - k\cos \theta, -k\sin \theta)$$,$$\overrightarrow{PB} = (2 - k\cos \theta, -k\sin \theta)$$,$$\overrightarrow{PC} = (2\cos \theta - k\cos \theta, 2\sin \theta - k\sin \theta)$$。
计算点积:$$(\overrightarrow{PA} + \overrightarrow{PB}) \cdot \overrightarrow{PC} = (-2k\cos \theta, -2k\sin \theta) \cdot ((2 - k)\cos \theta, (2 - k)\sin \theta) = -2k(2 - k)(\cos^2 \theta + \sin^2 \theta) = -2k(2 - k)$$。
求极值,$$f(k) = -2k(2 - k) = 2k^2 - 4k$$,在 $$k = 1$$ 时取得最小值 $$-2$$。
答案为 C。
8. 解析:
由题意,$$B = 60^\circ$$,$$b = 4$$,利用正弦定理:$$\frac{a}{\sin A} = \frac{c}{\sin C} = \frac{4}{\sin 60^\circ} = \frac{8}{\sqrt{3}}$$。
面积为 $$S = \frac{1}{2}ac\sin B = \frac{1}{2} \times \frac{8}{\sqrt{3}}\sin A \times \frac{8}{\sqrt{3}}\sin C \times \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{16}{\sqrt{3}}\sin A \sin C$$。
因 $$A + C = 120^\circ$$,故 $$\sin A \sin C = \frac{1}{2}[\cos(A - C) - \cos 120^\circ]$$。
当 $$A = C = 60^\circ$$ 时,面积最大,为 $$\frac{16}{\sqrt{3}} \times \frac{3}{4} = 4\sqrt{3}$$。
答案为 B。
9. 解析:
设高为 $$h = \frac{1}{2}a$$,面积为 $$S = \frac{1}{2} \times a \times h = \frac{a^2}{4}$$。
又 $$S = \frac{1}{2}bc\sin A$$,故 $$\frac{a^2}{4} = \frac{1}{2}bc\sin A$$,即 $$a^2 = 2bc\sin A$$。
利用余弦定理,$$a^2 = b^2 + c^2 - 2bc\cos A$$,故 $$b^2 + c^2 - 2bc\cos A = 2bc\sin A$$。
整理得 $$\frac{b}{c} + \frac{c}{b} - 2\cos A = 2\sin A$$。
设 $$t = \frac{b}{c}$$,则 $$t + \frac{1}{t} = 2\sin A + 2\cos A$$。
右式最大值为 $$2\sqrt{2}$$,故 $$t + \frac{1}{t} \leq 2\sqrt{2}$$,解得 $$t \leq \sqrt{2} + 1$$。
答案为 A。
10. 解析:
由题意,$$A = 60^\circ$$,$$B = 75^\circ$$,故 $$C = 45^\circ$$。
利用正弦定理:$$\frac{a}{\sin 60^\circ} = \frac{b}{\sin 75^\circ} = \frac{c}{\sin 45^\circ}$$。
计算得 $$a = \frac{b \sin 60^\circ}{\sin 75^\circ}$$,$$c = \frac{b \sin 45^\circ}{\sin 75^\circ}$$。
因 $$\sin 75^\circ = \sin(45^\circ + 30^\circ) = \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}$$,故 $$c = \frac{(2\sqrt{3} + 2) \times \frac{\sqrt{2}}{2}}{\frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}} = \frac{(\sqrt{6} + \sqrt{2}) \times \sqrt{2}}{\sqrt{6} + \sqrt{2}} = \sqrt{2}$$。
最小边长为 $$c = \sqrt{6} - \sqrt{2}$$,对应选项 D。