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)
在 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)
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,
点是以为圆心,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.
当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 或.
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:
连接与交于点,
显然,当点与重合,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 或.
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,
则.
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 或.
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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