本题导读

本题考查三角恒等变换(切化弦)、两角和的正弦公式。核心在于正确理解题意并选用恰当方法求解。

📌【题干】

Question

(2016年山东卷(理)) 在 中,角 的对边分别为 ,已知 .

(1)证明:;

(2)求 的最小值.

🔍【思路分析】

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  1. 第一问(证明边关系):
  • 切化弦:将方程中的 和 全部转化为正弦与余弦的比值。
  • 化简方程:通分并利用两角和的正弦公式 。
  • 边角转化:利用三角形内角和性质 ,再结合正弦定理将正弦比转化为边长比。
  1. 第二问(求最值):
  • 代换变量:由 可知 。
  • 运用余弦定理:将 中的 用 表示。
  • 利用不等式:将式子整理为关于 的形式,利用 进行放缩求解。

✅【答案】

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(1)𝑎+𝑏=2𝑐.(2)cos𝐶的最小值为12.

✍【详细解析】

Abstract

(1)证明:

由 得: 通分并化简: 由于 ,两边同乘 得: 在 中,,则 。 所以,。 根据正弦定理 ,可得: ,即 获证。

(2)解:

由(1)知 。 代入余弦定理 得: 因为 (当且仅当 时等号成立), 所以 。 则 。 故 的最小值为 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 切化弦的必然性:当题目中同时出现正切、正弦、余弦时,统一化为正余弦通常是突破口。
  • 边角互化思想:在解三角形中,利用正弦定理实现“由角转边”是证明等式的常用手段。
  • 基本不等式的应用:在求分式最值时,注意观察分子分母的度数,利用均值不等式(基本不等式)进行放缩。

📖【试题探源与推广】

Tip

  • 几何意义: 说明三角形的周长与边长 有固定倍数关系。当 取最小值 时,,此时 ,三角形为等边三角形。
  • 变式练习:若将条件改为 ,求 的取值范围。这类题目思路完全一致。

🔗【关联脉络】

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