正弦定理+余弦定理+数形结合+根的分布+主元思想(一题讲透三角形解的个数问题@要把基本模型讲清楚、研究透)

文摘   2024-12-05 22:31   江苏  



正弦定理+余弦定理+数形结合+根的分布+主元思想(一题讲透三角形解的个数问题@要把基本模型讲清楚、研究透)

一、题目

(多选题) (2023 - 海南省直辖县级单位 - 校联考二模)

中, 角 所对的边分别为:

,

若满足要求的 有且只有 1 个, 则 的取值可以是()

A. 1

B.

C. 2

D. 3

二、解法

这是一道多选题,其实相当于填空题.

将此题信息翻译一下,容易得:

学生最容易想到的方法是,教材中给的探究拓展材料:

苏教版(2019)必修第二册P95,探究拓展11题(阅读题)

image-20241205153110723

此法用数形结合思想研究三角形解的个数问题,

形成特定的研究模型,让大家印象深刻,且容易记忆操作,

但是有的同学使用这个模型的时候,

遇到新问题时,变通的意识不足,容易陷入僵局.

实际上,只要把这个模型的要素记清楚,

操作的流程弄明白,胆大心细,此模型的威力还是很大的.

以此题为例,提供两种思考的方式:

解法1:三角形解的个数模型1

此模型中有一个固定的,

作图如下:

可以看到:让点在射线上运动,

是以为圆心,为半径的圆(绿色)

同时,点还在射线上,

此问题转化为圆与射线交点个数问题.

我们从临界态出发研究.

恰与射线相切的时候,

此时满足要求的 有且只有 1 个,

此时的值为2.


(1)若将向上移动,即时,

满足要求的 为0个,不符合题意;

这个很显然,就不作图了,作图很累.

(2)若将向下移动,即时,

满足要求的 为2个,不符合题意.

如下图所示:


继续向下移动,直到第二个临界态的到来,

此时,满足要求的 为1个,符合题意.

图片如下:


继续向下移动,即时,满足要求的 为1个,符合题意.

图片如下:


整个过程动图如下:


综上:解得.

选择.

解法2:三角形解的个数模型2

学生在初中就熟悉另外一个模型:

定圆中,弦长为定值的弦所对的圆周角为定值.

此题中:

,由余弦定理知:

的外接圆半径为2.

将边固定,因对称性,只要考虑上方的圆弧即可.


如下图所示:

连接交于点,

显然,当点重合,即时,

的解只有1个,

以此为临界态,将点向上移动,此时比2略小,

的解有2个,

两组解对应的点恰好关于对称,


继续移动,当与点重合,来到圆弧的正上方时,

的解只有1个,如下图:


继续移动,的解仍然只有1个,如下图:


综上:解得.

选择.

动图如下:


解法3:正弦定理

由正弦定理知:

,

变形可得:

,

此方程中,应把作为自变量,

要求只有一个解,

作图如下:


显然,与图中蓝色部分不能相交,

.

选择.

解法4:余弦定理

由余弦定理知:

,代入整理得:

,

应该将此方程视为以为主元的一元二次方程,

只有一个正根,是根的分布问题,

根据图象,容易得:


时是可以的,

时也是可以的.

综上:解得.

选择.

三、反思

1.这个问题,只要认真细致分析,就一定能搞清楚;

2.大多数同学喜欢解法1和2,因为是用几何模型解题,

哪有不喜欢数形结合的.

3.个人认为,解法3和4,更应该掌握,用的是基本的正弦定理和余弦定理,

同时需要有主元思想,函数方程思想,更重要.

4.这个小问题,花了接近两个小时,时间成本很大了,

但是还是有收获的,以后再讲这个问题,就很流畅,丝滑了.

5.pdf放在下方,需要的自取.

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