本题导读

本题考查三角恒等变换。核心在于变量统一法、正弦定理转化的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2022年新高考I卷) 记 的内角 的对边分别为 ,已知 。

(1)若 ,求 ; (2)求 的最小值。

🔍【思路分析】

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  1. 第一问(求角 ):
  • 化简等式:右边利用二倍角公式 和 化简为 。
  • 建立联系:利用交叉相乘或诱导公式建立 与 的逻辑关系。由 结合三角形内角和推出 与 的关系。
  1. 第二问(求最小值):
  • 边角转化:利用正弦定理将 转化为 。
  • 统一变量:利用第一问结论 和 ,将所有角均用 (或其函数)表示。
  • 构造函数:设 或 ,建立关于 的代数式。
  • 求最值:利用基本不等式确定最小值,并校验取等条件是否在定义域内。

✅【答案】

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(1) ,

(2) 最小值

✍【详细解析】

Abstract

1. 简化已知条件式: 利用二倍角公式:. 故原式化为 .

2. 建立 A 与 B 的关系(解法一:交叉相乘): . . 由于 ,则 .

3. 代入 求解: . 因为 ,所以 . 解得 .

【解法二】(半角公式):由诱导公式及二倍角公式可得

, 由二倍角公式得,∵,∴, 又∴,即,从而,又,∴ ,解得.

(2)求 的最小值

2. 建立 A, B, C 的函数关系: 由 (1) 知 ,由于 ,则 ,说明 . 进一步可推得 ,且 . 则 .

3. 构造关于 的代数式: 令 ,由于 且 ,需满足 ,则 . .

4. 利用基本不等式求最小值: . 当且仅当 时取等号. 由于 在定义域 内,故最小值成立. 结论:最小值为 .

【解法二】(统一为B):由(1)知,

解得,,从而

由正弦定理得=,

当且仅当=,=时取等号。 故的最小值为4

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 恒等变换的敏感度:看到 形式应立即联想降幂公式的逆用(倍角公式);看到 可联想切半角公式 。
  2. 变量统一的技巧:解三角形的最值问题,关键是将多元问题降元。本题通过 成功将 全部转化为 的函数。
  3. 定义域的完整性:在求最值时,必须通过 以及 严格限定自变量 的范围,否则可能导致取等条件失效的逻辑错误。

📖【试题探源与推广】

Tip

  • 方法拓展:第二问也可以统一为变量 。由 知 ,则 。令 ,计算过程会更加简洁。
  • 变式思考:若本题要求 的取值范围,应该如何处理?(提示:转化为 后继续统一变量)。
  • 名师寄语:解三角形大题是高考的“粮仓”。第一问通常考公式熟练度,第二问考代数转化功底。记住:边角转化后,函数思想和不等式工具是你的两把利剑。

🔗【关联脉络】

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