题目:在锐角三角形ABC中,若sinA=2sinBsinC,则tanAtanBtanC的最小值是 ▲ 。
大神教的硬核解法(核心思路:统一角度,函数求导)
第一步:变形式子,往一块凑
已知条件 sinA = 2sinBsinC。
目标是求 tanA tanB tanC 的最小值。
记 A, B, C 为三角形内角,且 A + B + C = π。
根据 “大神总结的口诀”:锐角三角形条件,所有三角函数在0到π/2单调,方便操作。
第二步:利用万能恒等式“化弦为切”
三角恒等式关键:tanA tanB tanC = tanA + tanB + tanC (在三角形中成立的恒等式)。
大神说,这个结论必须秒记,是解题的钥匙。条件 sinA = 2sinBsinC 要往这个结论上靠。
第三步:构建目标函数,暴力求导
用公式化切为弦:tanA = sinA/cosA。
大神思路:把条件sinA=2sinBsinC和A+B+C=π结合,消掉一个角,比如用A=π-(B+C),则sinA=sin(B+C),于是得到sin(B+C)=2sinBsinC。
展开:sinBcosC + cosBsinC = 2sinBsinC。
同除以cosBcosC(锐角,cos为正):(sinB/cosB) + (sinC/cosC) = 2(sinB/cosB)(sinC/cosC)。
即:tanB + tanC = 2 tanB tanC 。
设 x = tanB, y = tanC,则 x+y = 2xy => y = x/(2x-1)。
目标函数是求 tanA tanB tanC = tanA x y。
又因为 A = π
代入 y = x/(2x-1),一顿化简(具体计算大神手把手演算过),最后得到目标函数是关于x的单变量函数。
第四步:导数定乾坤
大神强调,这里是技巧关键点:由于B, C是锐角,x, y都为正,且由x+y=2xy可知xy>1/2。结合这些范围限制,对简化后的目标函数求导,令导数为零,找到驻点。
计算后得出最小值在某个对称点(比如B=C时)取到。
最终答案是:8 。这是通过严谨求导和边界讨论得到的。
大神给的“拿来就用”技巧:
1. 看到求三角形内角正切乘积的最值,先想恒等式 tanA tanB tanC = tanA + tanB + tanC。
2. 看到sinA=2sinBsinC这种形式,优先考虑利用A+B+C=π,将等式转化为关于B, C的正切关系,减少变量。
3. 锐角三角形条件保证了正切值为正,且求导时定义域清晰,这是能顺利“暴力求解”的前提。
4. 大题化小:这种题看起来吓人,但套路固定,就是“消元 -> 构建单变量函数 -> 利用导数求最值”三步走。大神说,考试时即使求导没算完,写出关键转化步骤和函数表达式,也能拿大半分数。
答题模板(直接套用句式):
“由三角形内角和为π及已知条件,可得:tanB + tanC = 2 tanB tanC。
令tanB = x, tanC = y (x>0, y>0),则y = x/(2x-1)。
又tanA tanB tanC = tanA x y,且tanA = -(x+y)/(1-xy),
代入化简得目标函数f(x) = ……
在锐角三角形条件下,x的取值范围为……。
对f(x)求导,令f'(x)=0,解得当x=y=√2/2时,函数取得最小值,代入得tanA tanB tanC的最小值为8。”