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千万别因“小”失“大”

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正弦定理和余弦定理是我们解三角形的两个有力工具.但在利用这两个定理解题时,若审题不清或考虑不周,就会出现一些错误.

一、不熟三角变换

例1在ABC中,若tanAtanB=a2b2,试判断 ABC的形状.

错解尝试将边转化为角来考虑.

由正弦定理,得 = ,于是有 = . 因为A,B为三角形的内角,所以sinA>0,sinB>0,所以 = ,即sinAcosA=sinBcosB,从而sin2A=sin2B,得2A=2B,即A=B,所以ABC是等腰三角形.

剖析由sin2A=sin2B,得2A=2B,即A=B,所以 ABC是等腰三角形.这是三角变换中常见的错误,原因是不熟悉三角函数的性质,三角变换生疏.

正解因为sin2A=sin2B,所以2A=2k+2B,或2A=2k+2B(k∈Z). 又0

反思三角变换是解三角形的基础.本题中由sin2A=sin2B,若能联想到满足此式的角2A与角2B的终边相同,或关于y轴对称,则易得2A=2k+2B,或2A=2k+2B(k∈Z). 想想看,若有cos2=cos2,tan2=tan2,结果又是怎样的呢?

二、忽视隐含条件

例2在ABC中,已知A=45,a=2,b=,求B.

错解由正弦定理,得=,于是sinB=. 又因为0B

剖析上述解法中,忽视了已知条件b

正解因为A=45,所以B=150是不符合要求的,于是B=30

反思对于在已知两边及其中一边所对角的条件下求其他边角的问题,利用正弦定理求角时,要注意分析隐含条件,不能出现漏解或多解的情况.本题利用“大边对大角”对角进行了取舍,“b

例3在ABC中,若C=3B,求的取值范围.

错解由正弦定理,知=,可得=. 又C=3B,所以== =cos2B +2cos2B=4cos2B1. 由0≤cos2B≤1,得1≤4cos2B1≤ 3. 又c>0,b>0,所以>0,所以0

剖析上述解法中,忽视了对B的取值范围进行讨论而致错.

正解因为A+B+C=,C=3B,于是A+B+3B =,B+3B

反思由以上两例,可见在解三角形时,条件所给的边边关系、角角关系、边角关系往往“深藏”着正确解题的关键条件,同学们在解题时一定要“擦亮慧眼”,注意这些小细节,否则极易产生错解.

三、没有进一步考虑制约条件

例4在ABC中,c=+,C=30,求a+b的最大值. (公式sin+sin=2sincos可选用)

错解因为C=30,所以A+B=150,B=150A.由正弦定理,得 == ,所以a=2(+)sinA,b=2(+)sin(150A). 又sinA ≤1,sin(150A)≤1,所以a+b≤2(+)+2(+)=4(+),即a+b的最大值为4(+).

剖析上述解法中,未弄清A与150A之间的关系,这里A与150A是相互制约而不是相互独立的两个量,所以sinA与sin(150A)不能同时取得最大值1,因此所得的结果是错误的.

正解a+b=2(+)sinA+2(+)sin(150A)=2(+)[sinA+sin(150A)]=4(+)sin75cos(A75(8+4)cos(A75)+4,当且仅当A=75时取等号,故a+b的最大值为8+4.

反思在解三角形时,必须注意三角形中的边角等量关系、不等关系及内角和关系等,它们往往是相互制约的,这些“细节”容易被忽视.

四、解题过程不完整

例5已知a,a+1,a+2为钝角三角形的三边长,求实数a的取值范围.

错解易知a+2为最大边,设它所对的角为,则由余弦定理,得cos= =

剖析上述解法中,只考虑了最大边a+2所对的角为钝角,而忽视了三边a,a+1,a+2构成三角形的条件.

正解还应该注意“在三角形中,两边之和大于第三边”这个隐含条件,故a+21. 因此实数a的取值范围是(1,3).

反思三条线段欲构成钝角三角形,要满足两个条件:①三条边满足三角形边长关系;②最长线段的对角是钝角. 这两个条件缺一不可.设计出完整的解题过程,是正确解题的关键,这个解题前的细节,你重视了吗?

五、解决实际问题时忽略实际情况

例6在某花卉展览会上,有一块边长为1的等边ABC的土地. 现计划在其上种两种不同的花卉. 图1中的PQ将两种花卉隔开,并要求将土地分成面积相等的两部分.若PQ位置放水管,为了省钱,希望最短,应该怎样确定PQ的位置?并说明理由.

错解要求的是PQ的最小值,可以适当选择自变量x,尝试建立PQ关于x的函数关系式PQ=f(x)来求解.

ABC的面积S=,APQ的面积SAPQ=APAQsin60 S= ,所以APAQ=.

设AP=x,PQ=y,则AQ=.

由余弦定理,得y2=AP2+AQ22APAQcos60,可得y2=x2+= +①. 于是当x=,即x=时,y有最小值. 此时AP=AQ=PQ=,即APQ也是正三角形.

剖析这里虽然结果正确,但是过程却很不严密.错因是:当选择线段AP长为自变量,即设AP=x,利用余弦定理,建立函数关系PQ=f(x)来求解时,忘记考虑定义域,即没有考虑x的取值范围.

正解注意到AQ=≤1,所以≤x≤1. 由①知当x=,即x=∈时,y有最小值.

反思本题是通过建立函数模型求解的,其关键是适当地选择自变量,建立目标函数,并求出函数的定义域.求定义域这个细节你注意到了吗?

从上述各例中我们可以看到,对于上述几类错误,只要我们稍加注意,就完全可以避免,因此在解题时,我们要养成认真审题、周密思考的习惯,千万不要因“小”失“大”!

1. (1)在ABC中,已知B=30,b=3,c=3,则a=______________;

(2)在ABC中,已知a=2,b=2,C=15,则A=____________.

2. 若a,b,c是三角形的三边长,证明长为,,的三条线段能构成锐角三角形.

3. 在不等边ABC中,a为最大边,如果a2

4. 如图2,在等边ABC中,AB=a,O为三角形的中心,过O的直线交AB于M,交AC于N,求+的最大值和最小值.

1. (1)a=6或a=3;(2)30.

2. 提示:不妨设0c,于是cos>0.

又因为+= = =+>0,所以长为,,的三条线段能构成锐角三角形.

3. .4. 最大值为,最小值为.