判断三角形个数

前言

利用正余弦定理判断三角形的个数的常用思路:

①代数法:从数的角度思考,根据大边对大角的性质,三角形内角和公式,正弦函数值判断;

②几何图形法,从形的角度思考,根据条件画出图形,通过图形直观判断三角形的个数;

情形列举

( riangle ABC)中,已知(a,b,A),三角形的解的个数比较复杂,见下表

典例剖析

例1( riangle ABC)中,已知(a=2)(b=sqrt{6})(angle A=45^{circ}),则满足条件的三角形有【】个。

$A.1$ $B.2$ $C.0$ $D.无法确定$

法1:代数法,由(cfrac{a}{sinA}=cfrac{b}{sinB}),得到(sinB=cfrac{sqrt{3}}{2})

(B=60^{circ})(B=120^{circ}),则对应的三角形有两个,故选(B)

法2:几何图形法,可仿例3完成,由于(bsinA=sqrt{3}),则(bsinA<a<b)

故满足条件的三角形有两个。

例2(Delta ABC)中,已知(b=40)(c=20)(angle C=60^{circ}),则此三角形(Delta ABC)的解的情况是如何的?

法1:从形的角度,如图所示,(AD=20sqrt{3}),当以点(A)为圆心,以(20)为半径做圆时,

此时和角的另一边(CD)没有交点,故满足题意的三角形是不存在的。

法2:从数的角度,如果这样的三角形是存在的,那么由正弦定理可知,

(cfrac{b}{sinB}=cfrac{c}{sinC}),得到(sinB=cfrac{bsinC}{c}=sqrt{3}>1)

我们知道(|sinx|leq 1),故这样的(B)不存在,即满足题意的三角形不存在。

例3如果(angle ABC=60^{circ})(BC=12)(AC=k),则所构成的三角形(Delta ABC)的个数是如何随(k)变化的?

分析:这样的题目我们一般是从形的角度入手分析的多见一些,因为毕竟有形的帮助要直观的多。

如图所示,由图像可知(CD=6sqrt{3})

(kin(0,6sqrt{3}))时,满足题意的三角形不存在;

(k=6sqrt{3})时,满足题意的三角形是唯一的,且是直角三角形。

(kin(6sqrt{3},12))时,满足题意的三角形是两个。

(k=12)时,满足题意的三角形是一个,是等腰三角形。

(k>12)时,满足题意的三角形是一个。

【解后反思】1、学生对这类题目的掌握一般都不太好,不会作图,不会应用图像解决问题。

2、这类题目作图的顺序是这样的,先做出(angle B),一条已知边(BC)要么水平放置,要么斜放着,一般都是斜放着,此时点(C)就有了着落,这样放置也便于求点(C)到下底边上的高,然后以点(C)为圆心,以(AC)长为半径画弧,若所画的弧与下底边有交点,这个交点就是点(A),有几个交点就意味着有几个三角形存在,若所画的弧与下底边没有交点,则这样的三角形是不存在的。

例4如果满足(angle ABC=60^{circ})(AC=12)(BC=k)的三角形(Delta ABC)恰有一个,那么(k)的范围是多少?

法1:从数的角度入手,由正弦定理(cfrac{k}{sinA}=cfrac{12}{sin60^{circ}})

得到方程(k=8sqrt{3}sinA,Ain(0,cfrac{2pi}{3}))有一个解,或者两个函数图像有一个交点,数形结合求解即可。

由图可知,满足题意的三角形恰有一个,则(kin(0,12])(k=8sqrt{3})

法2:从形的角度入手,动静元素互相换位,即理解为让长度为(12)的边变化,让长度为(k)的边不变化。

如图,以点(C)为圆心画弧,当(12)小于点(C)到边(AB)的高度(k imescfrac{sqrt{3}}{2})时,

(k imescfrac{sqrt{3}}{2}>12)时,解得(k>8sqrt{3}),此时三角形是不存在的;

(12)等于点(C)到边(AB)的高度(k imescfrac{sqrt{3}}{2})时,

(12=kcfrac{sqrt{3}}{2}),解得(k=8sqrt{3}),三角形是唯一的;

(12)大于点(C)到边(AB)的高度(kcdotcfrac{sqrt{3}}{2})时,三角形是两个的,

(12>k imes cfrac{sqrt{3}}{2}),解得(k<8sqrt{3})

(12)大于或等于边(BC)时,三角形是唯一的,即(0<kleqslant 12)

综上可知,当(k=8sqrt{3})(kin(0,12])时,满足条件的三角形恰好只有一个。

【解后反思】①动静互换,体现了思维的灵活性;②是否可以这样想,有一种从形入手分析的思路,必然就会有一种从数入手的思路与之对应。

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