蔡怡歡
解三角形是高中數(shù)學的重要內(nèi)容之一,合理聯(lián)系初中的平面幾何,鏈接高中的三角函數(shù)與平面向量知識,是高中數(shù)學中比較特殊的一個知識點,也是歷年高考考查的重點之一.解三角形通常出現(xiàn)在高考試卷解答題中,位置偏前,難度中等.其中,三角形邊或角等元素的求值,邊或角關(guān)系式的證明,與其他相關(guān)知識的抽象與交匯以及創(chuàng)新應用或?qū)嶋H應用等方面,都是很好的考查方向.
1 通過求值,考查數(shù)學運算
點評:通過三角形的創(chuàng)設,結(jié)合邊或角的相關(guān)代數(shù)式以及關(guān)系,求解具體角的大小、具體邊的長度、三角形的面積或?qū)鷶?shù)式的值等,一直是高考中最常見的解三角形解答題的設置方式與考查方式,關(guān)鍵是綜合三角函數(shù)的相關(guān)公式、解三角形的相關(guān)公式及平面幾何知識來化歸轉(zhuǎn)化,進而通過數(shù)學運算求解.
2 通過證明,考查邏輯推理
例2 (2022年高考數(shù)學全國乙卷理科·17)記△ABC的內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,b,c,已知sin Csin(A-B)=sin Bsin(C-A).
(1)證明:2a2=b2+c2;
(1)證明:在△ABC中,由sin Csin(A-B)=sin Bsin(C-A),得sin C(sin Acos B-cos Asin B)=sin B(sin Ccos A-cos Csin A),整理有sin A\5(sin Bcos C+cos Bsin C)=2cos Asin Bsin C.
所以sin Asin(B+C)=sin2A=2cos Asin Bsin C,結(jié)合正弦定理,可得a2=2bccos A.
由余弦定理,可得a2=b2+c2-2bccos A,所以2a2=b2+c2.
所以△ABC的周長為a+b+c=5+9=14.
點評:解三角形問題中邊或角關(guān)系的轉(zhuǎn)化,涉及三角函數(shù)公式以及解三角形中的正(余)弦定理等,利用條件與結(jié)論之間的聯(lián)系,合理通過邏輯推理與數(shù)學運算求解.
3 通過轉(zhuǎn)化,考查數(shù)學抽象
點評:以解三角形為問題背景,交匯解三角形與三角函數(shù)、函數(shù)、不等式等相關(guān)知識,數(shù)學抽象,合理轉(zhuǎn)化,借助三角函數(shù)關(guān)系式的同構(gòu)與應用,合理構(gòu)建角之間的關(guān)系,是破解此類問題的關(guān)鍵所在.等價轉(zhuǎn)化并加以數(shù)學抽象,回歸數(shù)學本質(zhì),是此類考題的亮點.
4 通過探究,考查數(shù)學建模
例4 (2022年高考數(shù)學上海卷·19)如圖1所示,AD=BC=6,AB=20,O為AB中點,曲線CMD上任一點到點O的距離相等,∠DAB=∠ABC=120°,MO⊥AB,點P,Q關(guān)于OM對稱.
(1)若點P與點C重合,求∠POB的大??;
(2)求五邊形CDQMP面積S的最大值.
解析:(1)若點P與點C重合,由題意可得OB=10,BC=6,∠ABC=120°.
(2)如圖2,設CD與MO相交于點N,由題意知五邊形CDQMP關(guān)于MN對稱.
所以,可得S五邊形CDQMP=2S四邊形CPMN=2(S四邊形OCPM-S△ONC).
同理,當P為劣弧DM中點時,S也取得相同的最大值.
點評:此題借助扇形的性質(zhì)、正弦定理與余弦定理及三角形的面積公式在解三角形問題中的應用,合理創(chuàng)設情境,結(jié)合點的位置的確定以及對應的面積的最值來合理綜合應用,考查了邏輯推理、數(shù)學運算等能力.借助解三角形的創(chuàng)新情境來解決一些相應的實際應用問題,也是解三角形綜合應用的途徑.
解三角形解答題的場景離不開平面幾何,借助幾何場景合理構(gòu)建數(shù)學模型,利用三角公式進行邏輯推理,結(jié)合三角形知識巧妙代數(shù)運算、綜合探究、創(chuàng)新應用等,考查考生數(shù)學基礎知識、基本技能、基本思想、基本活動經(jīng)驗等方面的落實情況,引領(lǐng)高中數(shù)學教學與學習.