本题导读

考查三角函数的恒等变换及其性质(单调区间),以及在解三角形中结合三角方程求三角形面积的最大值,属于高考解答题中的中档综合题。

📌【题干】

Question

(2015年山东卷(理)) 设 .

(1) 求 的单调区间;

(2) 在锐角 中,角 的对边分别为 .若 ,,求 面积的最大值.

🔍【思路分析】

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  1. 第 (1) 问:利用二倍角公式和降幂公式、辅助角公式将 化简为 的形式,再利用整体代换法求单调区间。
  2. 第 (2) 问:由 解出角 ,再结合余弦定理及三角形为锐角三角形的限制条件求出 的范围或乘积最大值,最后利用面积公式求最大值。

✅【答案】

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因此, 面积的最大值为

✍【详细解析】

Abstract

(1) 化简函数 : 因此,。

令 (), 解得: ()。 故 的单调递增区间为 ()。 同理,由 (), 解得: ()。 故 的单调递减区间为 ()。

(2) 由 ,得 。 因为 为锐角三角形,所以 。 由余弦定理 ,且 ,,得: 。 因为 ,所以 , 即 (当 时取等号)。 又因为 为锐角三角形,需满足 且 ,经检验 时满足锐角条件。 三角形的面积 。 因此, 面积的最大值为 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:三角恒等变换、正余弦定理、三角形面积最值。
  2. 核心方法:函数化归思想、不等式放缩法。
  3. 避坑指南:第 (2) 问中必须严格检验 是否为锐角三角形,防止增根或不合题意的极值。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 高考解答题常规的三角函数与解三角形综合题。
  2. 结论推广: 结合基本不等式求 最值是解决三角形面积问题的经典套路。

🔗【关联脉络】

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