问题 解答题
已知△ABC的面积S满足3≤S≤3
3
,且
AB
BC
=6,
AB
BC
的夹角为α.
(1)求α的取值范围;
(2)若函数f(α)=sin2α+2sinαcosα+3cos2α,求f(α)的最小值,并指出取得最小值时的α.
答案

(1)由题意知

AB
BC
=6=|
AB
|•|
BC
|cosα  ①,

S=

1
2
|
AB
|•|
BC
|sin(π-α)=
1
2
|
AB
|•|
BC
|sinα  ②,

由②÷①得

s
6
=
1
2
tanα,即3tanα=S,由3≤S≤3
3
,得3≤3tanα≤3
3
,即 1≤tanα≤
3

又α为

AB
BC
的夹角,∴α∈〔0,π〕∴α∈[
π
4
π
3
].

(2)f(α)=sin2α+2sinαcos+3cos2α=1+sin2α+2cos2α

∴f(α)=2+sin2α+cos2α=2+

2
sin(2α+
π
4
),

∵α∈〔

π
4
π
3
〕,∴2α+
π
4
∈〔
4
11π
12
〕,

∴当 2α+

π
4
=
11π
12
,即α=
π
3
时,f(α)min=
3+
3
2

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