本题导读
本题考查三角函数的求值与化简,以及基本不等式。
📌【题干】
Question
(2021年浙江卷)8. 已知 是互不相同的锐角,则在 三个值中,大于 的个数的最大值是( )
A. 0 C. 2
面对这三个呈现“轮换对称”结构的代数式,直接判断单个式子的大小非常困难。遇到这种结构,最顶级的代数直觉就是**“先求和,看整体”**。 如果三个数都大于 ,那么它们的和必然大于 。我们只需要证明这三个式子的总和不可能大于 ,就能排掉“3个”的选项。
路径一(基本不等式): 利用 将乘积拆成平方和,巧妙利用同角三角函数关系 进行抵消。
路径二(排序不等式): 利用锐角范围内正弦单调增、余弦单调减的特性,运用“乱序和 交叉和”的原理进行放缩。
法 1:基本不等式法(最普适) 由基本不等式 ,对题干中的三个式子分别进行放缩:
将以上三式相加:
既然这三个数的总和最大只能等于 ,那么它们绝对不可能同时大于 (否则和就会大于 )。 因此,大于 的个数最多只有 2 个。
构造特例验证能否取到 2 个: 取 (满足互不相同的锐角),代入计算:
- 有且仅有 2 个大于 ,满足题意。故最大值为 2。
法 2:排序不等式法(更巧妙) 不妨设 (均为锐角), 则正弦函数单调递增: 余弦函数单调递减: 由排序不等式(乱序和 交叉和)可得: 对不等号右边进行化简:
因为正弦函数的最大值为 1,所以: 结论同法 1:总和小于等于 ,不可能三个都大于 。再配合特例验证,最大值为 2。
🔍【思路分析】
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✅【答案】
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✍【详细解析】
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💡【考点归纳与避坑指南】
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- “轮换对称式”的求和直觉: 以后在选填题中,只要看到 这种“长得像一家人”的式子,并且让你判断它们的大小、取值范围或极值,第一步永远是尝试把它们加起来(或者乘起来)。这种“化零为整”的思路是破解代数压轴题的最强武器。
- 特例法的威力: 很多时候我们只能证明它“最多是2”,但不确定“能不能达到2”。这个时候随便找几个特殊的角(如 )代进去算一下,只要能找出一组反例,就能直接敲定答案,比严谨的推导快得多。
📖【试题探源与推广】
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试题探源:待补
结论推广:待补
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