判斷三角形個數


前言

利用正余弦定理判斷三角形的個數的常用思路:

①代數法:從數的角度思考,根據大邊對大角的性質,三角形內角和公式,正弦函數值判斷;

②幾何圖形法,從形的角度思考,根據條件畫出圖形,通過圖形直觀判斷三角形的個數;

情形列舉

\(\triangle ABC\)中,已知\(a,b,A\),三角形的解的個數比較復雜,見下表

典例剖析

例1 \(\triangle ABC\)中,已知\(a=2\)\(b=\sqrt{6}\)\(\angle A=45^{\circ}\),則滿足條件的三角形有【】個。

$A.1$ $B.2$ $C.0$ $D.無法確定$

法1:代數法,由\(\cfrac{a}{sinA}=\cfrac{b}{sinB}\),得到\(sinB=\cfrac{\sqrt{3}}{2}\)

\(B=60^{\circ}\)\(B=120^{\circ}\),則對應的三角形有兩個,故選\(B\)

法2:幾何圖形法,可仿例3完成,由於\(bsinA=\sqrt{3}\),則\(bsinA<a<b\)

故滿足條件的三角形有兩個。

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

法1:從形的角度,如圖所示,\(AD=20\sqrt{3}\),當以點\(A\)為圓心,以\(20\)為半徑做圓時,

此時和角的另一邊\(CD\)沒有交點,故滿足題意的三角形是不存在的。

法2:從數的角度,如果這樣的三角形是存在的,那么由正弦定理可知,

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

我們知道\(|sinx|\leq 1\),故這樣的\(B\)不存在,即滿足題意的三角形不存在。

例3 如果\(\angle ABC=60^{\circ}\)\(BC=12\)\(AC=k\),則所構成的三角形\(\Delta ABC\)的個數是如何隨\(k\)變化的?

分析:這樣的題目我們一般是從形的角度入手分析的多見一些,因為畢竟有形的幫助要直觀的多。

如圖所示,由圖像可知\(CD=6\sqrt{3}\)

\(k\in(0,6\sqrt{3})\)時,滿足題意的三角形不存在;

\(k=6\sqrt{3}\)時,滿足題意的三角形是唯一的,且是直角三角形。

\(k\in(6\sqrt{3},12)\)時,滿足題意的三角形是兩個。

\(k=12\)時,滿足題意的三角形是一個,是等腰三角形。

\(k>12\)時,滿足題意的三角形是一個。

【解后反思】1、學生對這類題目的掌握一般都不太好,不會作圖,不會應用圖像解決問題。

2、這類題目作圖的順序是這樣的,先做出\(\angle B\),一條已知邊\(BC\)要么水平放置,要么斜放着,一般都是斜放着,此時點\(C\)就有了着落,這樣放置也便於求點\(C\)到下底邊上的高,然后以點\(C\)為圓心,以\(AC\)長為半徑畫弧,若所畫的弧與下底邊有交點,這個交點就是點\(A\),有幾個交點就意味着有幾個三角形存在,若所畫的弧與下底邊沒有交點,則這樣的三角形是不存在的。

例4 如果滿足\(\angle ABC=60^{\circ}\)\(AC=12\)\(BC=k\)的三角形\(\Delta ABC\)恰有一個,那么\(k\)的范圍是多少?

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

得到方程\(k=8\sqrt{3}sinA,A\in(0,\cfrac{2\pi}{3})\)有一個解,或者兩個函數圖像有一個交點,數形結合求解即可。

由圖可知,滿足題意的三角形恰有一個,則\(k\in(0,12]\)\(k=8\sqrt{3}\)

法2:從形的角度入手,動靜元素互相換位,即理解為讓長度為\(12\)的邊變化,讓長度為\(k\)的邊不變化。

如圖,以點\(C\)為圓心畫弧,當\(12\)小於點\(C\)到邊\(AB\)的高度\(k\times\cfrac{\sqrt{3}}{2}\)時,

\(k\times\cfrac{\sqrt{3}}{2}>12\)時,解得\(k>8\sqrt{3}\),此時三角形是不存在的;

\(12\)等於點\(C\)到邊\(AB\)的高度\(k\times\cfrac{\sqrt{3}}{2}\)時,

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

\(12\)大於點\(C\)到邊\(AB\)的高度\(k\cdot\cfrac{\sqrt{3}}{2}\)時,三角形是兩個的,

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

\(12\)大於或等於邊\(BC\)時,三角形是唯一的,即\(0<k\leqslant 12\)

綜上可知,當\(k=8\sqrt{3}\)\(k\in(0,12]\)時,滿足條件的三角形恰好只有一個。

【解后反思】①動靜互換,體現了思維的靈活性;②是否可以這樣想,有一種從形入手分析的思路,必然就會有一種從數入手的思路與之對應。


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM