高中數學:解三角形問題中的常見錯解分析

2021-01-07 網易

2020-12-27 08:18:28 來源: 我們愛數學和教育

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  解三角形問題是個難點,怎樣才能突破這個難點呢?只有正確理解三角形中的邊角關係,即三角形中的邊角等量關係、邊角的不等關係及內角和關係,才能克服這個難點。下面就解三角形問題中的常見錯誤進行分析。

  一、不注意三角形的邊角關係,造成角的範圍變化而致錯

  例1 在△ABC中,,試判斷三角形的形狀。

  錯解:由,得,所以,知此三角形為等腰三角形。

  分析:上面的式子不是等價變換,未考慮三角形中角的範圍而致錯。由已知得或,所以A=B或。

  故△ABC是等腰三角形或直角三角形。

  例2 A、B、C為△ABC的內角,且,,求的值。

  錯解:由,知,得,,知,所以,從而或。

  分析1:由於,,故,兩邊乘以外接圓的直徑2R,得。

  故角一定是銳角,於是,知。

  分析2:由且,而餘弦函數在上為減函數,得,由,得或。所以或(不合題意),顯然B為銳角。(以下過程請同學們自己做一做)

  為了得到第三種解法,下面給出一個命題。

  命題:在△ABC中,給定角A、B的正弦值或餘弦值,則角C的正弦或餘弦有解(即存在)的充要條件是。

  證明:角C有解

  故判斷角C是否有解,只需考慮的符號。

  分析3:利用上面的命題可輕易得解,當時,,此時角C無解;當時,,此時角C有解,故。

  二、討論問題不徹底而致錯

  例3 已知△ABC中,,AB=,AC=2,求△ABC的面積。

  錯解:由正弦定理得,所以,得,故。

  分析:實際上,由可得或,因為它們都滿足「大邊對大角,小邊對小角」的條件。

  由正弦定理得,又因,所以或。

  當時,,於是,當時,,於是。

  故△ABC的面積是或。

  三、忽視取最值條件而致錯

  例4 在△ABC中,a、b、c分別是角A、B、C的對邊,D是BC邊上一點,AD⊥BC,垂足為D且AD=BC=a,求的最大值。

  錯解:

  (由所確定)。

  ∴的最大值是。

  分析:在上述錯解中,*式等號成立的條件是若且唯若,,即,當時,∠CAD和∠BAD兩者必有一個其正切值大於,而當時,,無論哪種情況必有,就是說*式中等號不能成立。

  設,則,

  當點D、C重合時,當點D、B重合時,故。

  顯然時,,當時,由函數單調性定義知遞減,當時,遞增,所以的最大值在或時取得,因,所以的最大值是。

  四、忽視構成三角形的條件而致錯

  例5 a、、為鈍角三角形的三邊,求a的範圍。

  錯解:為最大邊,設它的對角為,由余弦定理知

  ,得,所以。

  分析:此解法是不完整的,只考慮最大邊的對角為鈍角,沒有注意、、三邊能否構成三角形,因此還應該注意「三角形中的兩邊之和大於第三邊」這個隱含條件。

  由上述解法並結合知,故a的範圍是。

  從上述各例中,我們可以看到忽視各種條件對角範圍的制約,就可能導致錯解。因此在三角形問題中,要認真審題,洞察和顯化隱含條件,只有這樣才能提高解題的正確率。

  —END—

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