高考数学总复习 第3章 第8节 正弦定理和余弦定理应用
高三数学总复习 正弦定理和余弦定理教案
高三数学总复习 正弦定理和余弦定理教案教学目标:1、掌握正弦定理和余弦定理的推导,并能用它们解三角形.2、利用正、余弦定理求三角形中的边、角及其面积问题是高考考查的热点.3、常与三角恒等变换相结合,综合考查三角形中的边与角、三角形形状的判断等.教学重点:①能充分应用三角形的性质及有关的三角函数公式证明三角形的边角关系式. ②能合理地选用正弦定理余弦定理结合三角形的性质解斜三角形.③能解决与三角形有关的实际问题.教学难点:①根据已知条件判定解的情形,并正确求解.②将实际问题转化为解斜三角形.教学过程一、基础回顾1、正余弦定理正弦定理:a sinA =b sinB =c sinC=2R(其中R 为△ABC 外接圆的半径). 余弦定理a 2=b 2+c 2-2bccosA ,b 2=a 2+c 2-2accosB ;c 2=a 2+b 2-2abcosC2、变形式①a =2RsinA ,b =2RsinB ,c =2RsinC ;(其中R 是△ABC 外接圆半径)②a ∶b ∶c =sinA :sinB :sinB③cosA =b 2+c 2-a 22bc ,cosB =a 2+c 2-b 22ac ,cosC =a 2+b 2-c 22ab. 3、三角形中的常见结论(1) A +B +C =π.(2) 在三角形中大边对大角,大角对大边:A>B a>b sinA>sinB.(3) 任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边.(4) △ABC 的面积公式① S =12a ·h(h 表示a 边上的高); ② S =12absinC =12acsinB =12bcsinA =abc 4R; ③ S =12r(a +b +c)(r 为内切圆半径); ④ S =P (P -a )(P -b )(P -c ),其中P =12(a +b +c). 二、基础自测1、在△ABC 中,若∠A=60°,∠B =45°,BC =32,则AC =________.2、在△ABC 中,a =3,b =1,c =2,则A =________.3、在△ABC 中,a 、b 、c 分别为角A 、B 、C 所对的边,若a =2bcosC ,则此三角形一定是________三角形.4、已知△ABC 的三边长分别为a 、b 、c ,且a 2+b 2-c 2=ab ,则∠C=________.5、在△ABC 中,a =32,b =23,cosC =13,则△ABC 的面积为________.三、典例分析例1 (2013·惠州模拟)△ABC 的三个内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,a sin A sin B +b cos 2A =2a .(1)求b a; (2)若c 2=b 2+3a 2,求B . 解:(1)由正弦定理,得asin B =bsin A ,又asin Asin B +bcos 2A =2a ,∴bsin 2A +bcos 2A =2a ,即b =2a ,因此b a = 2. (2)由c 2=b 2+3a 2及余弦定理,得cos B =a 2+c 2-b 22ac =(1+3)a 2c, (*) 又由(1)知,b =2a ,∴b 2=2a 2,因此c 2=(2+3)a 2,c =2+3a =3+12 a. 代入(*)式,得cos B =22, 又0<B <π,所以B =π4. 规律方法:1.运用正弦定理和余弦定理求解三角形时,要分清条件和目标.若已知两边与夹角,则用余弦定理;若已知两角和一边,则用正弦定理.2.在已知三角形两边及其中一边的对角,求该三角形的其它边角的问题时,首先必须判断是否有解,如果有解,是一解还是两解,注意“大边对大角”在判定中的应用.例2、(2013·合肥模拟)已知△ABC 的三个内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,向量m =(4,-1),n =(cos 2A 2,cos 2A),且m ·n =72. (1)求角A 的大小; (2)若b +c =2a =23,试判断△ABC 的形状.解:(1)∵m =(4,-1),n =(cos 2A2,cos 2A ), ∴m ·n =4cos 2A 2-cos 2A =4·1+cos A 2-(2cos 2A -1)=-2cos 2A +2cos A +3. 又∵m ·n =72, ∴-2cos 2A +2cos A +3=72,解得cos A =12. ∵0<A <π,∴A =π3.(2)在△ABC 中,a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,且a =3,∴(3)2=b 2+c 2-2bc ·12=b 2+c 2-bc . ① 又∵b +c =23,∴b =23-c ,代入①式整理得c 2-23c +3=0,解得c =3,∴b =3, 于是a =b =c =3,即△ABC 为等边三角形.规律方法:判定三角形的形状,应围绕三角形的边角关系进行转化.无论使用哪种方法,不要随意约掉公因式;要移项提取公因式,否则会有漏掉一种形状的可能.例3、(2012·课标全国卷)已知a ,b ,c 分别为△ABC 三个内角A ,B ,C 的对边,acos C +3asin C -b -c =0.(1)求A ;(2)若a =2,△ABC 的面积为3,求b ,c.解:(1)由a cos C +3a sin C -b -c =0及正弦定理得sin A cos C +3sin A sin C -sin B -sin C =0.因为B =π-A -C ,则sin B =sin A cos C +cos A sin C . 所以3sin A sin C -cos A sin C -sin C =0.由于sin C ≠0,所以sin(A -π6)=12. 又0<A <π,故A =π3. (2)△ABC 的面积S =12bc sin A =3,故bc =4. ① 又a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,故b 2+c 2=8.② 由①②联立,得b =c =2.四、练习 变式练习1:(2012·浙江高考)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且bsin A =3acos B.(1)求角B 的大小;(2)若b =3,sin C =2sin A ,求a ,c 的值.变式练习2:在△ABC 中,a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 的对边,且2asin A =(2b +c)sin B +(2c +b)sin C.(1)求A 的大小;(2)若sin B +sin C =1,试判断△ABC 的形状五、作业布置六、板书设计1、正余弦定理2、变形式3、三角形中常用结论典例分析七、教学反思。
余弦定理和正弦定理的应用
余弦定理和正弦定理的应用余弦定理和正弦定理是初中数学中非常重要的定理,它们在解决三角形相关问题时起到了至关重要的作用。
在本文中,我将为大家详细介绍余弦定理和正弦定理的应用,并通过实例来说明它们的实用性和重要性。
一、余弦定理的应用余弦定理是用来求解三角形的边长或角度的定理。
它的数学表达式为:c² = a²+ b² - 2abcosC,其中a、b、c为三角形的边长,C为夹角。
1. 求解三角形的边长假设我们已知一个三角形的两边和它们之间的夹角,想要求解第三边的长度。
这时,我们可以利用余弦定理来解决这个问题。
例如,已知一个三角形的两边长分别为5cm和8cm,夹角为60°,我们可以利用余弦定理来计算第三边的长度。
根据余弦定理,我们可以得到c² = 5² + 8² - 2×5×8×cos60°,即c² = 25 + 64 -80cos60°。
进一步计算可得c² = 89 - 80cos60°,再开方可得c ≈ 2.92cm。
因此,这个三角形的第三边长约为2.92cm。
2. 求解三角形的角度除了求解边长外,余弦定理还可以用来求解三角形的角度。
例如,已知一个三角形的三边长分别为3cm、4cm和5cm,我们可以利用余弦定理来计算它的夹角。
根据余弦定理,我们可以得到cosC = (3² + 4² - 5²) / (2×3×4),即cosC = (9 + 16 - 25) / 24。
计算可得cosC = 0,因此C的值为90°。
通过以上两个例子,我们可以看到余弦定理在求解三角形边长和角度时的实用性和重要性。
它为我们解决各种三角形相关问题提供了有力的工具。
二、正弦定理的应用正弦定理是用来求解三角形的边长或角度的定理。
2014版陕西北师版数学文复习方略课件:第三章 第八节正弦定理、余弦定理的应用举例
答案: 10 7
5.某人站在60米高的楼顶A处测量不可到达的电视塔高,测得 塔顶C的仰角为30°,塔底B的俯角为15°,已知楼底部D和电视 塔的底部B在同一水平面上,则电视塔的高为_______米.
【解析】如图,用AD表示楼高,AE与水平面 平行,E在线段BC上, 设塔高为h, 因为∠CAE=30°,∠BAE=15°,AD=BE=60, 则 AE= BE
4=c2+a2-2accos B=4a2+a2-a2=4a2,则a=1,c=2,
1 1 15 2 S acsin B 1 2 1 cos B , 2 2 4 即 S 15 . 4
考向 2
测量距离问题
【典例2】(1)(2013·聊城模拟)如图,设A,B两点在河的 两岸,一测量者在A的同侧的河岸边选定一点C,测出AC的距离 是50 m,∠ACB=45°,∠CAB=105°后,就可以计算出A,B两 点的距离为( )
【解析】由 AB AC 2 得cbcos A=2. 又 BAC ,
1 cos BAC , 2 3
∴bc=4,
S 1 = bcsinBAC 3. ABC 2
又∵O为△ABC中线AD的中点,
故 S OBC
1 S 2
ABC
3 . 2
【拓展提升】三角形的面积公式
判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”).
1 1 1 2 2 2 面积公式 S 1 ah 1 bh 1 ch (h为相应边上的高)的变形.( 2 2 2 (2)俯角是铅垂线与视线所成的角,其范围为[0, ] ) .( 2
(1)面积公式中 S bcsin A absin C acsin B, 其实质就是 )
正弦定理、余弦定理及其应用-高考数学【解析版】
专题24 正弦定理、余弦定理及其应用近几年高考对解三角形问题考查,大多放在解答题的第一题,主要利用三角形的内角和定理,正、余弦定理、三角形面积公式等知识解题,解题时要灵活利用三角形的边角关系进行“边转角”“角转边”,另外要注意22,,a c ac a c ++三者的关系. 高考中经常将三角变换与解三角形知识综合起来命题,如果式子中含有角的余弦或边的二次式,要考虑用余弦定理;如果遇到的式子中含有角的正弦或边的一次式时,则考虑用正弦定理实现边角互化;以上特征都不明显时,则要考虑两个定理都有可能用到.而三角变换中主要是“变角、变函数名和变运算形式”,其中的核心是“变角”,即注意角之间的结构差异,弥补这种结构差异的依据就是三角公式.与平面几何相结合的问题,要注重几何图形的特点的利用.由于新教材将正弦定理、余弦定理列入平面向量的应用,与平面向量相结合的命题将会出现.另外,“结构不良问题”作为实验,给予考生充分的选择空间,充分考查学生对数学本质的理解,引导中学数学在数学概念与数学方法的教学中,重视培养数学核心素养,克服“机械刷题”现象.同时,也增大了解题的难度.【重点知识回眸】(一)正弦、余弦定理1.在△ABC 中,若角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,R 为△ABC 的外接圆半径,则 定理正弦定理余弦定理内容2sin sin sin a b cR A B C=== a 2=b 2+c 2-2bc cos A ;b 2=c 2+a 2-2ca cos B ; c 2=a 2+b 2-2ab cos C 变形(1)a =2R sin A ,b =2R sin B , c =2R sin C ;(2)a ∶b ∶c =sin A ∶sin B ∶sin C ; (3)a +b +c sin A +sin B +sin C =asin A=2R cos A =b 2+c 2-a 22bc ;cos B =c 2+a 2-b 22ac ;cos C =a 2+b 2-c 22ab2. 正弦定理的主要作用是方程和分式中的边角互化.其原则为关于边、或是角的正弦值是否具备齐次的特征.如果齐次则可直接进行边化角或是角化边,否则不可行(1)222222sin sin sin sin sin A B A B C a b ab c +-=⇔+-= (2)cos cos sin cos sin cos sin b C c B a B C C B A +=⇒+=(恒等式) (3)22sin sin sin bc B C a A=3.余弦定理的变式应用:公式通过边的大小(角两边与对边)可以判断出A 是钝角还是锐角 当222b c a +>时,cos 0A >,即A 为锐角;当222b c a +=(勾股定理)时,cos 0A =,即A 为直角; 当222b c a +<时,cos 0A <,即A 为钝角 (二)三角形常用面积公式 (1)S =12a ·h a (h a 表示边a 上的高);(2)S =12ab sin C =12ac sin B =12bc sin A ;(3)S =12r (a +b +c )(r 为内切圆半径).(三)常用结论 1.三角形内角和定理在△ABC 中,A +B +C =π;变形:A +B 2=π2-C2.2.三角形中的三角函数关系(1)sin(A +B )=sin C ;(2)cos(A +B )=-cos C ; (3)sinA +B 2=cosC 2;(4)cos A +B 2=sin C2. 3.三角形中的射影定理在△ABC 中,a =b cos C +c cos B ;b =a cos C +c cos A ;c =b cos A +a cos B . 4.三角形中的大角对大边在△ABC 中,A >B ⇔a >b ⇔sin A >sin B . 5.海伦公式:()()()()1,2S p p a p b p c p a b c =---=++ 6.向量方法:()()2212S a ba b=⋅-⋅ (其中,a b 为边,a b 所构成的向量,方向任意)证明:()2222222111sin sin 1cos 244S ab C S a b C a b C =⇒==- ()()221cos 2S ab ab C ∴=-cos a b ab C ⋅=∴ ()()2212S a b a b =⋅-⋅坐标表示:()()1122,,,a x y b x y =,则122112S x y x y =- 7.三角形内角和A B C π++=(两角可表示另一角).()sin()sin sin A B C C π+=-= ()cos()cos cos A B C C π+=-=-8.三角形的中线定理与角平分线定理(1)三角形中线定理:如图,设AD 为ABC 的一条中线,则()22222AB AC AD BD +=+ (知三求一)证明:在ABD 中2222cos AB AD BD AD BD ADB =+-⋅ ① 2222cos AC AD DC AD DC ADC =+-⋅ ②D 为BC 中点 BD CD ∴=ADB ADC π∠+∠= cos cos ADB ADC ∴=-∴ ①+②可得:()22222AB AC AD BD +=+(2)角平分线定理:如图,设AD 为ABC 中BAC ∠的角平分线,则AB BDAC CD=证明:过D 作DE ∥AC 交AB 于EBD BEDC AE∴= EDA DAC ∠=∠ BBEAD 为BAC ∠的角平分线EAD DAC ∴∠=∠ EDA EAD ∴∠=∠EAD ∴为等腰三角形 EA ED ∴= BD BE BEDC AE ED ∴==而由BED BAC 可得:BE ABED AC=AB BDAC CD ∴=(四)测量中的几个常用术语术语名称术语意义图形表示仰角与俯角在目标视线与水平视线(两者在同一铅垂平面内)所成的角中,目标视线在水平视线上方的叫做仰角,目标视线在水平视线下方的叫做俯角方位角从某点的指北方向线起按顺时针方向到目标方向线之间的夹角叫做方位角,方位角θ的范围是[0°,360°)方向角正北或正南方向线与目标方向线所成的锐角,通常表达为北(南)偏东(西)α例:(1)北偏东α:(2)南偏西α:坡角与坡度坡面与水平面所成锐二面角叫坡角(θ为坡角);坡面的垂直高度与水平宽度之比叫坡度(坡比),即i =hl=tan θ135°的始边是指北方向线,始边顺时针方向旋转135°得到终边;方向角南偏西30°的始边是指南方向线,向西旋转30°得到终边.【典型考题解析】热点一 利用正、余弦定理解三角形【典例1】(2021·全国·高考真题(文))在ABC 中,已知120B =︒,19AC 2AB =,则BC =( ) A .1 B 2C 5D .3【答案】D 【解析】 【分析】利用余弦定理得到关于BC 长度的方程,解方程即可求得边长. 【详解】设,,AB c AC b BC a ===,结合余弦定理:2222cos b a c ac B =+-可得:21942cos120a a c =+-⨯⨯⨯, 即:22150a a +-=,解得:3a =(5a =-舍去), 故3BC =. 故选:D.【典例2】(2020·山东·高考真题)在ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,若222sin a b c ab C +=+,且sin cos +a B C 2sin cos c B A =,则tan A 等于( ) A .3 B .13- C .3或13-D .-3或13【答案】A 【解析】 【分析】利用余弦定理求出tan 2C =,并进一步判断4C π>,由正弦定理可得22sin()sin A C B +=⇒=,最后利用两角和的正切公式,即可得到答案; 【详解】222sin cos tan 222a b c CC C ab +-==⇒=,4C π∴>,2sin sin sin a b cR A B C===, 2sin sin cos sin sin cos A B C C B A B ∴⋅⋅+⋅⋅=, 22sin()sin A C B ∴+=⇒=4B π∴=, tan 1B ∴=,∴tan tan tan tan()31tan tan B CA B C B C+=-+=-=-⋅,故选:A.【典例3】(2022·全国·高考真题(文))记ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ﹐已知()()sin sin sin sin C A B B C A -=-. (1)若2A B =,求C ;(2)证明:2222a b c =+ 【答案】(1)5π8; (2)证明见解析. 【解析】 【分析】(1)根据题意可得,()sin sin C C A =-,再结合三角形内角和定理即可解出;(2)由题意利用两角差的正弦公式展开得()()sin sin cos cos sin sin sin cos cos sin C A B A B B C A C A -=-,再根据正弦定理,余弦定理化简即可证出. (1)由2A B =,()()sin sin sin sin C A B B C A -=-可得,()sin sin sin sin C B B C A =-,而π02B <<,所以()sin 0,1B ∈,即有()sin sin 0C C A =->,而0π,0πC C A <<<-<,显然C C A ≠-,所以,πC C A +-=,而2A B =,πA B C ++=,所以5π8C =. (2)由()()sin sin sin sin C A B B C A -=-可得,()()sin sin cos cos sin sin sin cos cos sin C A B A B B C A C A -=-,再由正弦定理可得,cos cos cos cos ac B bc A bc A ab C -=-,然后根据余弦定理可知,()()()()22222222222211112222a c b b c a b c a a b c +--+-=+--+-,化简得: 2222a b c =+,故原等式成立.【总结提升】1.解三角形的常用方法:(1)直接法:观察题目中所给的三角形要素,使用正余弦定理求解(2)间接法:可以根据所求变量的个数,利用正余弦定理,面积公式等建立方程,再进行求解 2.解三角形的常见题型及求解方法(1)已知两角A ,B 与一边a ,由A +B +C =π及a sin A =b sin B =c sin C ,可先求出角C 及b ,再求出c .(2)已知两边b ,c 及其夹角A ,由a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,先求出a ,再求出角B ,C . (3)已知三边a ,b ,c ,由余弦定理可求出角A ,B ,C .(4)已知两边a ,b 及其中一边的对角A ,由正弦定理a sin A =bsin B 可求出另一边b 的对角B ,由C =π-(A +B ),可求出角C ,再由a sin A =c sin C 可求出c ,而通过a sin A =bsin B 求角B 时,可能有一解或两解或无解的情况.热点二 三角形面积问题【典例4】(2022·浙江·高考真题)在ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知345,cos 5a c C ==. (1)求sin A 的值;(2)若11b =,求ABC 的面积. 【答案】5(2)22. 【解析】 【分析】(1)先由平方关系求出sin C ,再根据正弦定理即可解出;(2)根据余弦定理的推论222cos 2a b c C ab+-=以及45a c =可解出a ,即可由三角形面积公式in 12s S ab C =求出面积. (1)由于3cos 5C =, 0πC <<,则4sin 5C =.因为45a c =, 由正弦定理知4sin 5A C ,则55sin A C ==(2)因为45a c =,由余弦定理,得2222221612111355cos 22225a a a abc C ab a a +--+-====, 即26550a a +-=,解得5a =,而4sin 5C =,11b =, 所以ABC 的面积114sin 51122225S ab C ==⨯⨯⨯=. 【典例5】(2022·全国·高考真题)记ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,分别以a ,b ,c 为边长的三个正三角形的面积依次为123,,S S S ,已知123313S S S B -+==. (1)求ABC 的面积; (2)若2sin sin A C =,求b .【答案】2 (2)12 【解析】 【分析】(1)先表示出123,,S S S ,再由1233S S S -+=2222a c b +-=,结合余弦定理及平方关系求得ac ,再由面积公式求解即可;(2)由正弦定理得22sin sin sin b acB AC =,即可求解.(1)由题意得222212313333,,2S a S S =⋅===,则2221233333S S S -+==即2222a c b +-=,由余弦定理得222cos 2a c b B ac+-=,整理得cos 1ac B =,则cos 0B >,又1sin 3B =,则2122cos 13B ⎛⎫=- ⎪⎝⎭132cos ac B ==12sin 2ABCS ac B ==(2)由正弦定理得:sin sin sin b a c B A C ==,则223294sin sin sin sin sin 42b a c ac B A C A C =⋅===,则3sin 2b B =,31sin 22b B ==. 【规律方法】 1.求三角形面积的方法(1)若三角形中已知一个角(角的大小或该角的正、余弦值),结合题意求解这个角的两边或该角的两边之积,代入公式求面积.(2)若已知三角形的三边,可先求其一个角的余弦值,再求其正弦值,代入公式求面积.总之,结合图形恰当选择面积公式是解题的关键. 2.已知三角形面积求边、角的方法(1)若求角,就寻求夹这个角的两边的关系,利用面积公式列方程求解. (2)若求边,就寻求与该边(或两边)有关联的角,利用面积公式列方程求解. 热点三 三角形的周长问题【典例6】(2022·北京·高考真题)在ABC 中,sin 23C C =. (1)求C ∠;(2)若6b =,且ABC 的面积为3ABC 的周长. 【答案】(1)6π(2)663 【解析】 【分析】(1)利用二倍角的正弦公式化简可得cos C 的值,结合角C 的取值范围可求得角C 的值; (2)利用三角形的面积公式可求得a 的值,由余弦定理可求得c 的值,即可求得ABC 的周长. (1)解:因为()0,C π∈,则sin 0C >32sin cos C C C =, 可得3cos C =,因此,6C π=.(2)解:由三角形的面积公式可得13sin 6322ABCSab C a ===3a = 由余弦定理可得22232cos 4836243612c a b ab C =+-=+-⨯=,23c ∴= 所以,ABC 的周长为36a b c ++=.【典例7】(2022·全国·高考真题(理))记ABC 的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,已知sin sin()sin sin()C A B B C A -=-.(1)证明:2222a b c =+; (2)若255,cos 31a A ==,求ABC 的周长. 【答案】(1)见解析 (2)14 【解析】 【分析】(1)利用两角差的正弦公式化简,再根据正弦定理和余弦定理化角为边,从而即可得证; (2)根据(1)的结论结合余弦定理求出bc ,从而可求得b c +,即可得解. (1)证明:因为()()sin sin sin sin C A B B C A -=-,所以sin sin cos sin sin cos sin sin cos sin sin cos C A B C B A B C A B A C -=-,所以2222222222222a c b b c a a b c ac bc ab ac bc ab +-+-+-⋅-⋅=-⋅, 即()22222222222a cb a bc b c a +-+--+-=-, 所以2222a b c =+; (2)解:因为255,cos 31a A ==, 由(1)得2250b c +=,由余弦定理可得2222cos a b c bc A =+-, 则50502531bc -=, 所以312bc =, 故()2222503181b c b c bc +=++=+=, 所以9b c +=,所以ABC 的周长为14a b c ++=. 【规律方法】求边,就寻求与该边(或两边)有关联的角,利用已知条件列方程求解.【典例7】反映的“整体代换”思想,具有一定的技巧性. 热点四 判断三角形的形状【典例8】(2020·海南·高考真题)在①3ac ①sin 3c A =,①3=c b 这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,若问题中的三角形存在,求c 的值;若问题中的三角形不存在,说明理由. 问题:是否存在ABC ,它的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,且sin 3sin A B ,6C π=,________?注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分. 【答案】详见解析 【解析】 【分析】方法一:由题意结合所给的条件,利用正弦定理角化边,得到a ,b 的比例关系,根据比例关系,设出长度长度,由余弦定理得到c 的长度,根据选择的条件进行分析判断和求解. 【详解】[方法一]【最优解】:余弦定理 由sin 3sin AB 可得:3ab=()3,0a m b m m ==>, 则:22222232cos 323c a b ab C m m m m m =+-=+-⨯=,即c m =. 若选择条件①:据此可得:2333ac m m m =⨯==1m ∴=,此时1c m ==. 若选择条件②:据此可得:222222231cos 222b c a m m m A bc m +-+-===-, 则:213sin 12A ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭3sin 3c A m ==,则:23c m ==若选择条件③: 可得1c mb m==,c b =,与条件3=c b 矛盾,则问题中的三角形不存在. [方法二]:正弦定理 由,6C A B C ππ=++=,得56A B π=-. 由sin 3sin A B ,得5sin 36B B π⎛⎫-= ⎪⎝⎭,即13cos 32B B B =, 得3tan B =.由于0B π<<,得6B π=.所以2,3b c A π==.若选择条件①:由sin sin a c A C=,得2sin sin 36a cππ=,得3a c =. 解得1,3c b a ===.所以,选条件①时问题中的三角形存在,此时1c =. 若选择条件②: 由sin 3c A =,得2sin33c π=,解得3c =23b c == 由sin sin a c A C=,得2sin sin 36a cππ=,得36a c ==. 所以,选条件②时问题中的三角形存在,此时23c =.若选择条件③:由于3c b 与b c =矛盾,所以,问题中的三角形不存在. 【整体点评】方法一:根据正弦定理以及余弦定理可得,,a b c 的关系,再根据选择的条件即可解出,是本题的通性通法,也是最优解;方法二:利用内角和定理以及两角差的正弦公式,消去角A ,可求出角B ,从而可得2,,36b c A B C ππ====,再根据选择条件即可解出.【典例9】(2020·全国·高考真题(文))△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知25cos ()cos 24A A π++=.(1)求A ; (2)若3b c -=,证明:△ABC 是直角三角形. 【答案】(1)3A π=;(2)证明见解析【解析】 【分析】(1)根据诱导公式和同角三角函数平方关系,25cos cos 24A A π⎛⎫++= ⎪⎝⎭可化为251cos cos 4A A -+=,即可解出;(2)根据余弦定理可得222b c a bc +-=,将3b c -=代入可找到,,a b c 关系, 再根据勾股定理或正弦定理即可证出. 【详解】(1)因为25cos cos 24A A π⎛⎫++= ⎪⎝⎭,所以25sin cos 4A A +=,即251cos cos 4A A -+=, 解得1cos 2A =,又0A π<<, 所以3A π=;(2)因为3A π=,所以2221cos 22b c a A bc +-==, 即222b c a bc +-=①, 又3b c -=②, 将②代入①得,()2223b c b c bc +--=,即222250b c bc +-=,而b c >,解得2b c =, 所以3a c =, 故222b a c =+, 即ABC 是直角三角形. 【总结提升】1.判定三角形形状的两种常用途径2.判定三角形的形状的注意点在判断三角形的形状时一定要注意解是否唯一,并注重挖掘隐含条件.另外,在变形过程中要注意角A ,B ,C 的范围对三角函数值的影响,在等式变形中,一般两边不要约去公因式,应移项提取公因式,以免漏解. 3.确定三角形要素的条件: (1)唯一确定的三角形:① 已知三边(SSS ):可利用余弦定理求出剩余的三个角② 已知两边及夹角(SAS ):可利用余弦定理求出第三边,进而用余弦定理(或正弦定理)求出剩余两角 ③ 两角及一边(AAS 或ASA ):利用两角先求出另一个角,然后利用正弦定理确定其它两条边 (2)不唯一确定的三角形① 已知三个角(AAA ):由相似三角形可知,三个角对应相等的三角形有无数多个.由正弦定理可得:已知三个角只能求出三边的比例:::sin :sin :sin a b c A B C =② 已知两边及一边的对角(SSA ):比如已知,,a b A ,所确定的三角形有可能唯一,也有可能是两个.其原因在于当使用正弦定理求B 时,sin sin sin sin a b b A B A B a =⇒=,而0,,22B πππ⎛⎫⎛⎫∈ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭时,一个sin B 可能对应两个角(1个锐角,1个钝角),所以三角形可能不唯一.(判定是否唯一可利用三角形大角对大边的特点)热点五 正弦定理、余弦定理实际应用【典例10】(2021·全国·高考真题(理))魏晋时刘徽撰写的《海岛算经》是有关测量的数学著作,其中第一题是测海岛的高.如图,点E ,H ,G 在水平线AC 上,DE 和FG 是两个垂直于水平面且等高的测量标杆的高度,称为“表高”,EG 称为“表距”,GC 和EH 都称为“表目距”,GC 与EH 的差称为“表目距的差”则海岛的高AB =( )A .⨯+表高表距表目距的差表高B .⨯-表高表距表目距的差表高C .⨯+表高表距表目距的差表距D .⨯表高表距-表目距的差表距【答案】A 【解析】 【分析】利用平面相似的有关知识以及合分比性质即可解出. 【详解】 如图所示:由平面相似可知,,DE EH FG CGAB AH AB AC==,而 DE FG =,所以 DE EH CG CG EH CG EHAB AH AC AC AH CH--====-,而 CH CE EH CG EH EG =-=-+, 即CG EH EG EG DE AB DE DE CG EH CG EH-+⨯=⨯=+--=+⨯表高表距表高表目距的差. 故选:A.【典例11】(2021·全国·高考真题(理))2020年12月8日,中国和尼泊尔联合公布珠穆朗玛峰最新高程为8848.86(单位:m ),三角高程测量法是珠峰高程测量方法之一.如图是三角高程测量法的一个示意图,现有A ,B ,C 三点,且A ,B ,C 在同一水平面上的投影,,A B C '''满足45ACB ∠'''=︒,60A BC ''∠'=︒.由C 点测得B 点的仰角为15︒,BB '与CC '的差为100;由B 点测得A 点的仰角为45︒,则A ,C 两点到水平面A B C '''的高度差AA CC ''-3 1.732≈)( )A .346B .373C .446D .473【答案】B 【解析】 【分析】通过做辅助线,将已知所求量转化到一个三角形中,借助正弦定理,求得''A B ,进而得到答案. 【详解】过C 作'CH BB ⊥,过B 作'BD AA ⊥,故()''''''100100AA CC AA BB BH AA BB AD -=--=-+=+, 由题,易知ADB △为等腰直角三角形,所以AD DB =. 所以''100''100AA CC DB A B -=+=+. 因为15BCH ∠=︒,所以100''tan15CH C B ==︒在'''A B C 中,由正弦定理得:''''100100sin 45sin 75tan15cos15sin15A B C B ===︒︒︒︒︒,而62sin15sin(4530)sin 45cos30cos 45sin 30-︒=︒-︒=︒︒-︒︒=, 所以210042''100(31)27362A B ⨯==≈-,所以''''100373AA CC A B -=+≈. 故选:B .【典例12】(2022·上海·高考真题)如图,矩形ABCD 区域内,D 处有一棵古树,为保护古树,以D 为圆心,DA 为半径划定圆D 作为保护区域,已知30AB =m ,15AD =m ,点E 为AB 上的动点,点F 为CD 上的动点,满足EF 与圆D 相切.(1)若∠ADE 20︒=,求EF 的长;(2)当点E 在AB 的什么位置时,梯形FEBC 的面积有最大值,最大面积为多少? (长度精确到0.1m ,面积精确到0.01m²) 【答案】(1)23.3m(2)当8.7AE =时,梯形FEBC 的面积有最大值,最大值为255.14 【解析】 【分析】(1)设EF 与圆D 相切于对点H ,连接DH ,则DH EF ⊥,15DH AD ==,在直角HED △和直角FHD △中分别求出,EH HF ,从而得出答案.(2)先求出梯形AEFD 的面积的最小值,从而得出梯形FEBC 的面积的最大值. (1)设EF 与圆D 相切于对点H ,连接DH ,则DH EF ⊥,15DH AD == 则AE EH =,所以直角ADE 与直角HED △全等 所以20ADE HDE ∠=∠=︒在直角HED △中,tan2015tan20EH DH =︒=︒90250HDF ADE ∠=︒-∠=︒在直角FHD △中,tan5015tan50HF AD =︒=︒()sin 20sin5015tan 20tan5015cos20cos50EF EH HF ︒︒⎛⎫=+=︒+︒=+ ⎪︒︒⎝⎭()sin 2050sin 20cos50cos20sin501515cos20cos50cos20cos50︒+︒︒︒︒+︒︒=⨯=⨯︒︒︒︒sin 70151523.3cos 20cos50cos50︒=⨯=≈︒︒︒(2)设ADE θ∠=,902HDF θ∠=︒-,则15tan AE θ=,()15tan 902FH θ=︒- ()115151515tan 15tan 90215tan 222tan 2EFDS EF DH θθθθ⎛⎫=⨯⨯=⎡+︒-⎤=+ ⎪⎣⎦⎝⎭ 11515tan 22ADESAD AE θ=⨯⨯=⨯ 所以梯形AEFD 的面积为215152251tan 30tan 2tan 2tan 222tan ADEDEFS S Sθθθθθ⎛⎫-⎛⎫=+=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2251225122533tan 23tan 4tan 4tan 2θθθθ⎛⎫=+≥⨯⨯= ⎪⎝⎭ 当且当13tan tan θθ=,即3tan θ=时取得等号,此时315tan 15538.7AE θ===≈ 即当3tan θ=时,梯形AEFD 2253则此时梯形FEBC 的面积有最大值22531530255.14⨯≈ 所以当8.7AE =时,梯形FEBC 的面积有最大值,最大值为255.14 热点五 平面几何中的解三角形问题【典例13】(2021·浙江·高考真题)在ABC 中,60,2B AB ∠=︒=,M 是BC 的中点,23AM =AC =___________,cos MAC ∠=___________. 【答案】 13239【解析】 【分析】由题意结合余弦定理可得=8BC ,进而可得AC ,再由余弦定理可得cos MAC ∠. 【详解】由题意作出图形,如图,在ABM 中,由余弦定理得2222cos AM AB BM BM BA B =+-⋅⋅,即21124222BM BM =+-⨯⨯,解得=4BM (负值舍去),所以=2=2=8BC BM CM ,在ABC 中,由余弦定理得22212cos 464228522AC AB BC AB BC B =+-⋅⋅=+-⨯⨯⨯=, 所以13AC =在AMC 中,由余弦定理得222239cos 2223213AC AM MC MAC AM AC +-∠=⋅⨯⨯. 故答案为:213239【典例14】(2020·江苏·高考真题)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知3,2,45a c B ===︒.(1)求sin C 的值;(2)在边BC 上取一点D ,使得4cos 5ADC ∠=-,求tan DAC ∠的值. 【答案】(1)5sin C (2)2tan 11DAC ∠=.【解析】 【分析】(1)方法一:利用余弦定理求得b ,利用正弦定理求得sin C .(2)方法一:根据cos ADC ∠的值,求得sin ADC ∠的值,由(1)求得cos C 的值,从而求得sin ,cos DAC DAC ∠∠的值,进而求得tan DAC ∠的值. 【详解】(1)[方法一]:正余弦定理综合法由余弦定理得22222cos 922325b a c ac B =+-=+-⨯=,所以5b = 由正弦定理得sin 5sin sin sin c b c B C C B b =⇒==. [方法二]【最优解】:几何法过点A 作AE BC ⊥,垂足为E .在Rt ABE △中,由2,45c B,可得1AE BE ==,又3a =,所以2EC =.在Rt ACE 中,225AC AE EC =+5sin 5C ==(2)[方法一]:两角和的正弦公式法由于4cos 5ADC ∠=-,,2ADC ππ⎛⎫∠∈ ⎪⎝⎭,所以23sin 1cos 5ADC ADC ∠=-∠=.由于,2ADC ππ⎛⎫∠∈ ⎪⎝⎭,所以0,2C π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,所以225cos 1sin C C =- 所以()sin sin DAC DAC π∠=-∠()sin ADC C =∠+∠sin cos cos sin ADC C ADC C =∠⋅+∠⋅325452555⎛⎫=-= ⎪⎝⎭. 由于0,2DAC π⎛⎫∠∈ ⎪⎝⎭,所以2115cos 1sin DAC DAC ∠=-∠=所以sin 2tan cos 11DAC DAC DAC ∠∠==∠. [方法二]【最优解】:几何法+两角差的正切公式法在(1)的方法二的图中,由4cos 5ADC ∠=-,可得4cos cos()cos 5ADE ADC ADC π∠=-∠=-∠=,从而4sin 4sin cos ,tan 5cos 3DAE DAE ADE DAE DAE ∠∠=∠=∠==∠.又由(1)可得tan 2EC EAC AE ∠==,所以tan tan 2tan tan()1tan tan 11EAC EAD DAC EAC EAD EAC EAD ∠-∠∠=∠-∠==+∠⋅∠.[方法三]:几何法+正弦定理法在(1)的方法二中可得1,2,5AE CE AC === 在Rt ADE △中,45,cos sin 3AE AD ED AD ADE ADE ===∠=∠,所以23CD CE DE =-=. 在ACD △中,由正弦定理可得25sin sin CD DAC C AD ∠=⋅=, 由此可得2tan 11DAC ∠=. [方法四]:构造直角三角形法如图,作AE BC ⊥,垂足为E ,作DG AC ⊥,垂足为点G .在(1)的方法二中可得1,2,5AE CE AC ===由4cos 5ADC ∠=-,可得243cos ,sin 1cos 55ADE ADE ADE ∠=∠=-∠.在Rt ADE △中,22542,,sin 333AE AD DE AD AE CD CE DE ADE ==-==-=∠.由(1)知5sin C =Rt CDG △中,222545sin DG CD C CG CD DG =⋅==-=,从而115AG AC CG =-=在Rt ADG 中,2tan 11DG DAG AG ∠==. 所以211DAC ∠=. 【整体点评】(1)方法一:使用余弦定理求得5b =sin C ;方法二:抓住45°角的特点,作出辅助线,利用几何方法简单计算即得答案,运算尤其简洁,为最优解;(2)方法一:使用两角和的正弦公式求得DAC ∠的正弦值,进而求解;方法二:适当作出辅助线,利用两角差的正切公式求解,运算更为简洁,为最优解;方法三:在几何法的基础上,使用正弦定理求得DAC ∠的正弦值,进而得解;方法四:更多的使用几何的思维方式,直接作出含有DAC ∠的直角三角形,进而求解,也是很优美的方法. 【典例15】(2021·北京·高考真题)在ABC 中,2cos c b B =,23C π=.(1)求B ;(2)再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使ABC 存在且唯一确定,求BC 边上中线的长. 条件①:2c b =;条件②:ABC 的周长为423+ 条件③:ABC 33【答案】(1)6π;(2)答案不唯一,具体见解析. 【解析】 【分析】(1)由正弦定理化边为角即可求解; (2)若选择①:由正弦定理求解可得不存在;若选择②:由正弦定理结合周长可求得外接圆半径,即可得出各边,再由余弦定理可求; 若选择③:由面积公式可求各边长,再由余弦定理可求. 【详解】(1)2cos c b B =,则由正弦定理可得sin 2sin cos C B B =, 23sin 2sin 3B π∴==23C π=,0,3B π⎛⎫∴∈ ⎪⎝⎭,220,3B π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,23B π∴=,解得6B π=;(2)若选择①:由正弦定理结合(1)可得3sin 231sin 2c Cb B=== 与2c b =矛盾,故这样的ABC 不存在; 若选择②:由(1)可得6A π=,设ABC 的外接圆半径为R , 则由正弦定理可得2sin 6a b R R π===,22sin33c R R π=, 则周长23423a b c R R ++==+ 解得2R =,则2,23a c ==由余弦定理可得BC 边上的中线的长度为:()222312231cos76π+-⨯⨯⨯若选择③:由(1)可得6A π=,即a b =,则211333sin 22ABCSab C a ===,解得3a = 则由余弦定理可得BC 边上的中线的长度为:22233212cos 3322342a a b b π⎛⎫+-⨯⨯⨯++⨯= ⎪⎝⎭【总结提升】与平面图形有关的解三角形问题的关键及思路求解平面图形中的计算问题,关键是梳理条件和所求问题的类型,然后将数据化归到三角形中,利用正弦定理或余弦定理建立已知和所求的关系. 具体解题思路如下:(1)把所提供的平面图形拆分成若干个三角形,然后在各个三角形内利用正弦、余弦定理求解; (2)寻找各个三角形之间的联系,交叉使用公共条件,求出结果.【精选精练】一、单选题1.(2022·贵州贵阳·高三开学考试(文))“云楼”是白云区泉湖公园的标志性建筑,也是来到这里必打卡的项目之一,它端坐于公园的礼仪之轴,建筑外形主体木质结构,造型独特精巧,是泉湖公园的“阵眼”和“灵魂”,同时也是泉湖历史与发展变化的资料展示馆.小张同学为测量云楼的高度,如图,选取了与云楼底部D 在同一水平面上的A ,B 两点,在A 点和B 点测得C 点的仰角分别为45°和30°,测得257AB =150ADB ∠=︒,则云楼的高度CD 为( )A .20米B .25米C .7D .257【答案】B【分析】设CD x =,由锐角三角函数得到AD x =,3BD x =,再在ABD △中利用余弦定理求出x ,即可得解.【详解】解:依题意45CAD ︒∠=,30CBD ︒∠=, 设CD x =,在Rt ACD △、Rt BCD 中,tan 1CD CAD AD∠==,3tan 3CD CBD BD ∠==,所以AD x =,3BD x =,在ABD △中由余弦定理2222cos AB AD BD AD BD ADB =+-⋅∠, 即()()22232573232x x x x ⎛⎫=+-⋅⋅- ⎪ ⎪⎝⎭,解得25x =或25x =-(舍去), 所以云楼的高度CD 为25米; 故选:B2.(2022·河南·郑州四中高三阶段练习(文))在ABC 中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,已知三个向量,cos 2A m a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,,cos ,,cos 22B C n b p c ⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭共线,则ABC 的形状为( )A .等边三角形B .钝角三角形C .有一个角是6π的直角三角形 D .等腰直角三角形【答案】A【分析】由向量共线的坐标运算可得cos cos 22B Aa b =,利用正弦定理化边为角,再展开二倍角公式整理可得sinsin 22A B=,结合角的范围求得A B =,同理可得B C =,则答案可求. 【详解】向量(,cos )2A m a =,(,cos )2B n b =共线,cos cos 22B A a b ∴=,由正弦定理得:sin cos sin cos 22B A A B =, 2sincos cos 2sin cos cos 222222A A B B B A ∴=,则sin sin 22A B=, 022A π<<,022B π<<,∴22A B =,即A B =.同理可得B C =.ABC ∴形状为等边三角形.故选:A .3.(2022·安徽蚌埠·一模)圭表是我国古代通过观察记录正午时影子长度的长短变化来确定季节变化的一种天文仪器,它包括一根直立的标杆(称为“表”)和一把呈南北方向水平固定摆放的与标杆垂直的长尺(称为“圭”).当正午阳光照射在表上时,影子就会落在圭面上,圭面上影子长度最长的那一天定为冬至,影子长度最短的那一天定为夏至.如图是根据蚌埠市(北纬32.92)的地理位置设计的圭表的示意图,已知蚌埠市冬至正午太阳高度角(即ABC ∠)约为33.65,夏至正午太阳高度角(即ADC ∠)约为80.51.圭面上冬至线和夏至线之间的距离(即BD 的长)为7米,则表高(即AC 的长)约为( )(已知229tan33.65,tan80.5135≈≈)A .4.36米B .4.83米C .5.27米D .5.41米【答案】C【分析】由题意可求出35,229BC AC CD AC ==,再由BD 的长为7米,求出AC ,即可得出答案. 【详解】由图可知229tan33.65,tan80.5135AC AC BC CD =≈=≈, 所以35,229BC AC CD AC ==, 得3577587 5.272295811BD AC AC AC ⎛⎫=-==⇒=≈ ⎪⎝⎭. 故选:C. 二、多选题4.(2022·吉林·延边第一中学高一期中)下列命题错误的是( ) A .三角形中三边之比等于相应的三个内角之比 B .在ABC 中,若sin sin A B >,则A B >C .在ABC 的三边三角共6个量中,知道任意三个,均可求出剩余三个D .当2220b c a +->时,ABC 为锐角三角形;当2220b c a +-=时,ABC 为直角三角形;当2220b c a +-<时,ABC 为钝角三角形 【答案】ACD【分析】对于ACD ,举例判断,对于B ,利用正弦定理结果合三角形的性质判断.【详解】对于A ,等腰直角三角形的三边比为1:1:2,而三个内角的比为1:1:2,所以A 错误, 对于B ,在ABC 中,当sin sin A B >时,由正弦定理可得a b >,因为在三角形中大边对大角,所以A B >,所以B 正确,对于C ,在ABC 中,若三个角,,A B C 确定,则这样的三角形三边无法确定,这样的三角形有无数个,所以C 错误,对于D ,在ABC 中,2220b c a +->时,由余弦定理可知角A 为锐角,而角,B C 的大小无法判断,所以三角形的形状无法判断,所以D 错误, 故选:ACD5.(2021·黑龙江黑河·高二阶段练习)在ABC 中,已知2,3,AB AC AD ==是角A 的平分线,则AD 的长度可能为( ) A .2.1 B .2.2 C .2.3 D .2.4【答案】ABC【分析】过C 作//CE AB 交AD 延长线于E ,由题设可得3AC EC ==且ADB EDC ,进而有23AD ED =,令2AD x =并在ACE 中应用余弦定理求x 范围,即可得AD 范围. 【详解】过C 作//CE AB 交AD 延长线于E ,又AD 是角A 的平分线,得CAE BAE E ∠=∠=∠,故3AC EC ==, 而ADB EDC ,则23AD AB ED EC ==, 令2AD x =,则5AE x =,在ACE 中,22221825cos (1,1)218AC EC AE x ACE AC EC +--∠==∈-⋅, 可得605x <<,则122(0,)5AD x =∈,故A 、B 、C 满足要求.故选:ABC6.(2022·吉林·长春市第二实验中学高一期末)中国南宋时期杰出的数学家秦九韶在《数书九章》中提出了“三斜求积术”,即以小斜幂,并大斜幂,减中斜幂,余半之,自乘于上;以小斜幂乘大斜幂,减上,余四约之,为实;一为从隅,开平方得积.把以上文字写成公式,即222222142c a b S c a ⎡⎤⎛⎫+-=-⎢⎥ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦S 为三角形的面积,a 、b 、c 为三角形的三边).现有ABC 满足::2:7a b c =ABC 的面积63ABC S =△列结论正确的是( ) A .ABC 的最短边长是2 B .ABC 的三个内角满足2A B C +=C .ABC 221D .ABC 的中线CD 的长为32【答案】BC【分析】依题意设2a t =,3b t =,7c t =(0t >),利用面积公式求出t ,即可求出边长,从而判断A ,再由余弦定理求出C ,即可判断B ,利用正弦定理求出外接圆的半径,即可判断C ,最后由数量积的运算律求出中线CD ,即可判断D.【详解】解:由::2:3:7a b c =,设2a t =,3b t =,7c t =(0t >),因为63ABC S =△,所以2222221749637442t t t t t ⎡⎤⎛⎫+-=+-⎢⎥ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦,解得2t =,则4a =,6b =,27c =,故A 错误;因为2221636281cos 22462a b c C ab +-+-===⨯⨯,所以π3C =,π2ππ233A B C +=-==,故B 正确; 因为π3C =,所以3sin 2C =,由正弦定理得4212sin 3c R C ==,2213R =,故C 正确; ()12CD CA CB =+,所以()22111361624619442CD CA CB ⎛⎫=+=⨯++⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭,故19CD =,故D 错误.故选:BC . 三、填空题7.(2022·贵州·贵阳乐湾国际实验学校高三开学考试(理))在ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为,,a b c ,且42c =B =4π,若ABC 的面积S =2,则b =___________. 【答案】5【分析】先由面积公式计算1a =,再利用余弦定理计算5b =. 【详解】由三角形面积公式,1sin 22S ac B ==, 所以,1a =.由余弦定理,2222cos 25b a c ac B =+-=.所以,5b =. 故答案为:5.8.(2022·全国·高三专题练习)在△ABC 中,若cos cos A bB a=,则△ABC 的形状是________. 【答案】等腰三角形或直角三角形【分析】由已知及余弦定理可得22222()()0a b c a b ---=,即可判断△ABC 的形状.【详解】由余弦定理,222222cos 2cos 2b c a A bbc a c b B aac+-==+-,化简得22222()()0a b c a b ---=, ∴a b =或222c a b =+,∴△ABC 为等腰三角形或直角三角形. 故答案为:等腰三角形或直角三角形 四、解答题9.(2022·云南昆明·高三开学考试)已知ABC 的三个内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,3sin cos 0a B b A -=.(1)求A ; (2)若3c =3a =ABC 的面积. 【答案】(1)6A π=(2)338【分析】(1)由正弦定理将已知式子统一成角的形式,然后化简可求出角A ; (2)利用余弦定理求出b ,再利用三角形的面积公式可求得结果. (1)因为3sin cos 0a B b A -=所以由正弦定理得3sin sin sin cos A B B A =, 因为()0,B π∈,所以sin 0B ≠, 所以3sin cos A A =,即3tan 3A =, 又因为()0,A π∈,所以6A π=.(2)。
正、余弦定理及其应用
正、余弦定理及其应用正、余弦定理及其应用一、正弦定理和余弦定理1、正弦定理和余弦定理定理正弦定理余弦定理内容变形形式①a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC;②sinA=,sinB=,sinC=;③a:b:c=sinA:sinB:sinC;④ 解决的问题已知两角和任一边,求另一角和其他两条边;已知两边和其中一边的对角,求另一边和其他两角。
已知三边,求各角;已知两角和它们的夹角,求第三边和其他两个角。
注:在ΔABC 中,sinA>sinB是A>B的充要条件。
(∵sinA>sinBa>bA>B)二、应用举例1、实际问题中的常用角(1)仰角和俯角在视线和水平线所成的角中,视线在水平线上方的角叫仰角,在水平线下文的叫俯角(如图①)(2)方位角从指北方向顺时针转到目标方向线的水平角,如B点的方位角为α(如图②)注:仰角、俯角、方位角的区别是:三者的参照不同。
仰角与俯角是相对于水平线而言的,而方位角是相对于正北方向而言的。
(3)方向角:相对于某一正方向的水平角(如图③)①北偏东即由指北方向顺时针旋转到达目标方向;②北偏本即由指北方向逆时针旋转到达目标方向;③南偏本等其他方向角类似。
(4)坡度:坡面与水平面所成的二面角的度数(如图④,角θ为坡角)坡比:坡面的铅直高度与水平长度之比(如图④,为坡比)2、ΔABC的面积公式(1);(2);(3)。
【基本训练】1.在△ABC中,“”是“”的()A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件2.在△ABC中,角A、B、C所对的边分别是a、b、c,若三角形的面积S=(a2+b2-c2),则∠C的度数是_______.3.在△ABC中,为的中点,且,则.4.在中,若,,,则考点集结考点一:正弦定理、余弦定理的简单应用〖例1〗a=,b=,B=45°,求A,C及边c.2)在中,角所对的边分.若,则()A.B.C.-1D.11.在△ABC中以知A=30°a、b分别为角A、B对边,且a=4=b解此三角形考点二:利用正弦定理、余弦定理判断三角形的性状及求取值范围〖例2〗若△的三个内角满足则△A.一定是锐角三角形.B.一定是直角三角形.C.一定是钝角三角形.D.可能是锐角三角形,也可能是钝角三角形.在锐角△ABC中,BC=1,B=2A,则的值等于______,AC的取值范围为________.cos的最小值为。
第3章---第8节
典 例 探 究 · 提 知 能
课 时 知 能 训 练
菜
单
新课标 ·数学(文)(广东专用)
自 主 落 实 · 固 基 础
1.(教材改编题)如图 3-8-2 所示,已知两座灯塔 A 和 B 与海洋 观察站 C 的距离都等于 a km,灯塔 A 在观察站 C 的北偏东 20° ,灯塔 B 在观察站 C 的南偏东 40° ,则灯塔 A 与灯塔 B 的距离为( A.a km ) B. 3a km D.2a km
某海轮以30海里/时的速度航行,在A点测得海面上油井
自 主 落 实 · 固 基 础
P在南偏东60°,向北航行40分钟后到达B点,测得油井P在南偏东 30°,海轮改为北偏东60°的航向再行驶80分钟到达C点,求P、C间
的距离.
40 【解】 如图所示,在△ABP 中,AB=30× =20, 60 ∠APB=30° ,∠BAP=120° , 由正弦定理知 AB BP 20 BP = ,得 = , 1 sin∠ BPA sin∠BAP 3 2 2 ∴BP=20 3. 80 在△BPC 中,BC=30×60=40, 又∠PBC=90° , ∴PC= PB2+BC2= 20 32+402=20 7(海里) ∴可得 P、C 间距离为 20 7(海里).
6
菜
单
新课标 ·数学(文)(广东专用)
4.2010年10月21日超强风暴“鲇鱼”导致台湾“苏花高
自 主 落 实 · 固 基 础
速”坍塌,在灾区的搜救现场(如图3-8-4所示),一条 搜救狗从A处沿正北方向行进x m到达B处发现一个生命 迹象,然后向右转105°,行进10 m到达O处发现另一 生命迹象,这时它向右转135°后继续前进可回到出发 点,那么x=________.
第八节 正弦定理和余弦定理应用举例-高考状元之路
第八节 正弦定理和余弦定理应用举例预习设计 基础备考知识梳理1.仰角和俯角在视线和水平线所成的角中,视线在水平线 的角叫仰角,在水平线 的角叫俯角(如图①).2.方位角 从指北方向 转到目标方向线的水平角,如B 点的方位角为α(如图②).3.方向角相对于某一正方向的水平角(如图③)(1)北偏东,0α即由指北方向 旋转0α到达目标方向.(2)北偏西,0α即由指北方向 旋转,0α到达目标方向.(3)南偏西等其他方向角类似. 4.坡度(比) 坡面与水平面所成的 的度数(如图④,角θ为坡角).坡比;坡面的铅直高度与水平长度之比(如图④,i 为坡度(比)).典题热身1.从A 处望B 处的仰角为α,从B 处望A 处的俯角为β,则α,β之间的关系是( )βα>.A βα=.B 90.=+βαC 0180.=+βαD2.如图所示,为了测量某障碍物两侧A 、B 间的距离,给定下列四组数据,不能确定A 、B 间距离的是 ( )βαγ,,.A a B ,,.βα γ,,.b a C b D ,,.βα3.如图所示,已知两座灯塔A 和B 与海洋观察站C 的距离相等,灯塔A 在观察站C 的北偏东40方向,灯塔B 在观察站C 的南偏东60方向,则灯塔A 在灯塔B 的 ( )A .北偏东 10方向B .北偏西o 10方向C .南偏东.10o 方向D .南偏西10方向答案:B4.(2011.吉林一中模拟)中新社亚丁湾2011年2月5日电,中国海军第七批护航编队采取直升机低空查证、发射爆震弹示警等措施,成功驱离多艘可疑小艇,如图,当甲船位于A 处时,在其正东方向相距20海里的B 处有一艘货船遇险等待营救,甲船立即前往营救,同时把消息告知在甲船的南偏西,30 相距10海里C 处的乙船,乙船立即朝北偏东θ角的方向沿直线前往B 处救援,则sin θ的值等于答案:14755.在200 m 高的山下一塔的塔顶与塔底看山顶的仰角分别是,6030 、o 则塔高为 m . 答案:3400 课堂设计 方法备考题型一 测量距离问题【例1】某观测站C 在目标A 的南偏西025方向,从A 出发有一条南偏东035走向的公路,在C 处测得与C 相距31 km 的公路上B 处有一人正沿此公路向A 走去,走20 km 到达D ,此时测得CD 为21 km ,求此人在D 处距A 还有多少km .答:此人在D 处距A 还有15 km .题型二 测量高度问题【例2】(2011.沈阳模拟)如图,测量河对岸的塔高AB 时,可选取与塔底B 在同一水平面内的两个测点C 与D ,现测得=∠=∠BDC BCD ,75 ,,60s CD = 并在点C 处测得塔顶A 的仰角为,30求塔高AB .答案:塔高s 22 题型三 测量角度问题【例3】如图,在海岸A 处,发现北偏东45方向,距A 处e nmi 1)13(-的B 处有一艘走私船,在A 处北偏西 75的方向,距离A 处2 n mile 的C 处的缉私船奉命以h e nmi /1310的速度追截走私船.此时,走私船正以h e nmi /101的速度从B 处向北偏东 30方向逃窜,问缉私船沿着什么方向能最快追上走私船,答:缉私船沿东偏北30方向能最快追上走私船。
第三章 第八节 正弦定理和余弦定理的应用
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解析:如图.在△ABC中,过C作 CD⊥AB于D点,则CD为所求河的
宽度.在△ABC中,
∵∠CAB=30°,∠CBA=75°, ∴∠ACB=75°, ∴AC=AB=120 m. 在Rt△ACD中,CD=ACsin ∠CAD=120sin 30°=
60(m),
因此这条河宽为60 m. 答案: 60 m 返回
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解:如图,设电视塔AB高为x m, 则在Rt△ABC中,由∠ACB=45° 得BC=x.在Rt△ADB中, ∠ADB=30° ,∴BD= 3x. 在△BDC中,由余弦定理得, BD2=BC2+CD2-2BC· cos 120° CD· , 即( 3x)2=x2+402-2· 40· 120° x· cos , 解得x=40,∴电视塔高为40米.
答:该仪器的垂直弹射高度CH为140 3米.
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[巧练模拟]———————(课堂突破保分题,分分必保!)
3.(2012· 台州模拟)如图,测量河对岸的 旗杆高AB时,选与旗杆底B在同一水 平面内的两个测点C与D.测得∠BCD =75°,∠BDC=60°,CD=a,并在 点C测得旗杆顶A的仰角为60°,则旗杆高AB为________.
B.北偏西15° D.北偏西10°
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解析:如图所示, ∠ACB=90°, 又AC=BC, ∴∠CBA=45°,
而β=30° 答案: B 返回
3.(教材习题改编)如图,设A、B两点在河的两岸, 一测量者在A的同侧,在所在的河岸边选定一 点C,测出AC的距离为50 m,∠ACB=45° , ∠CAB=105° 后,就可以计算出A、B两点的距离为 A.50 2 m C.25 2 m B.50 3 m 25 2 D. 2 m ( )
高三数学总复习《正弦定理与余弦定理》课件
答案:C
课时作业(三十) 正弦定理与余弦定理
一、选择题
12 1.(2009 全国Ⅱ已知 ) ABC中, cotA , 则cosA ( 5 12 5 5 12 A. B. C. D. 13 13 13 13 )
12 5 解析 :由cotA 知A为钝角, cosA . 5 13
解析 :由正弦定理 3sinBcosA cosAsinC cosCsinA 3 sin A C sinB,cosA . 3
3 答案 : 3
题型二 余弦定理的应用
例2 1 (2009 广东)在 ABC中, A、B、C的对边 分别为a、b、c, 若a c 6 2 , A 75, 则b ( A.2 B.4 2 3 C.4 2 3 ) D. 6 2
)
A.直角三角形,但不是等腰三角形
B.等腰三角形,但不是直角三角形
C.直角三角形或等腰三角形 D.等腰直角三角形
解析 :由正弦定理可知 又 a b c sinA sinB sinC
a b c , cosB sinB, cosC sinC, sinA cosB cosC 又B、C为 ABC的内角, B C 45 ABC为等腰直角三角形.
注意:要熟记一些常见结论,如:①三角形三内角A,B,C成等差 数列的充要条件是B=60°;
②若三内角的正弦值成等差数列,则三边也成等差数列;
③△ABC是正三角形的充要条件是三内角A,B,C成等差数列 且对应三边a,b,c成等比数列.
4.已知三角形的两边及一边的对角解三角形
(1)先判断三角形解的情况,在△ABC中,已知a,b,A时,判断方法
)
D.等腰或直角三角形
高考数学一轮复习 正弦定理、余弦定理及其应用
(3)若三角形三边 a,b,c 成等差数列,则 2b=____________
⇔
2sinB
=
____________
⇔
2sin
B 2
=
cos
A-C 2
解:由正弦定理得ab=ssiinnAB,所以
sinB=
2× 7
sinπ3=
721,
由余弦定理得 a2=b2+c2-2bccosA,所以 7= 4+c2-2c,所
以 c=3(负值舍去).故填 721;3.
(2018·全国卷Ⅰ) △ABC 的内角 A,B,C 的对边 分别为 a,b,c,已知 bsinC+csinB=4asinBsinC,b2+c2
-a2=8,则△ABC 的面积为________.
解:根据题意,结合正弦定理
可得 sinBsinC+sinCsinB=4sinAsinBsinC,即 sinA=12, 结合余弦定理可得 b2+c2-a2=2bccosA=8,
所以 A 为锐角,且 cosA= 23,从而求得 bc=8 3 3,
所以△ABC 的面积为 S=12bcsinA=12×8 3 3×
所 以 AB2 = BC2 + AC2 - 2BC·AC·cosC = 1 + 25 -
2×1×5×-35=32,所以 AB=4 2.故选 A.
(2017·山东)在△ABC 中,角 A,B,C 的对边分
别为 a,b,c.若△ABC 为锐角三角形,且满足 sinB(1+2cosC)
=2sinAcosC+cosAsinC,则下列等式成立的是( )
2022届高考数学(文)大一轮复习检测:第三章第8讲正弦定理和余弦定理的应用举例 Word版含答案
第8讲正弦定理和余弦定理的应用举例,[同学用书P81])1.仰角和俯角在视线和水平线所成的角中,视线在水平线上方的角叫仰角,在水平线下方的角叫俯角(如图①).2.方位角从正北方向顺时针转到目标方向线的角(如图②,B点的方位角为α).3.方向角相对于某一正方向的角(如图③).(1)北偏东α:指从正北方向顺时针旋转α到达目标方向.(2)东北方向:指北偏东45°.(3)其他方向角类似.1.辨明两个易误点(1)易混淆方位角与方向角概念:方位角是指正北方向与目标方向线(按顺时针)之间的夹角,而方向角是正北或正南方向线与目标方向线所成的锐角.(2)解三角形时,为避开误差的积累,应尽可能用已知的数据(原始数据),少用间接求出的量.2.解三角形应用题的一般步骤1.在某次测量中,在A处测得同一半平面方向的B点的仰角是60°,C点的俯角为70°,则∠BAC等于()A.10°B.50°C.120°D.130°[答案] D2.若点A在点C的北偏东30°,点B在点C的南偏东60°,且AC=BC,则点A在点B的() A.北偏东15°B.北偏西15°C.北偏东10°D.北偏西10°B[解析] 如图所示,∠ACB=90°,又AC=BC,所以∠CBA=45°,而β=30°,所以α=90°-45°-30°=15°.所以点A在点B的北偏西15°.3.教材习题改编如图,测量河对岸的塔高AB时可以选与塔底B在同一水平面内的两个测点C与D,测得∠BCD=15°,∠BDC=30°,CD=30 m,并在点C测得塔顶A的仰角为60°,则塔高AB等于()A.5 6 m B.15 3 mC.5 2 m D.15 6 mD[解析] 在△BCD中,∠CBD=180°-15°-30°=135°.由正弦定理得BCsin 30°=30sin 135°,解得BC=152(m).在Rt△ABC中,AB=BC tan ∠ACB=152×3=156(m).4.如图,设A,B两点在河的两岸,一测量者在A的同侧,选定一点C,测出AC的距离为50 m,∠ACB =45°,∠CAB=105°,则A,B两点间的距离为________.[解析] 由正弦定理得AB=AC·sin∠ACBsin B=50×2212=502(m).[答案] 50 2 m5.教材习题改编 如图,一艘船上午9:30在A 处测得灯塔S 在它的北偏东30°的方向,之后它连续沿正北方向匀速航行,上午10:00到达B 处,此时又测得灯塔S 在它的北偏东75°的方向,且与它相距8 2 n mile.此船的航速是________n mile/h.[解析] 设航速为v n mile/h ,在△ABS 中AB =12v ,BS =82,∠BSA =45°,由正弦定理得82sin 30°=12v sin 45°,则v =32.[答案] 32测量距离[同学用书P82][典例引领]如图,隔河看两目标A 与B ,但不能到达,在岸边先选取相距3千米的C ,D 两点,同时,测得∠ACB =75°,∠BCD =45°,∠ADC =30°,∠ADB =45°(A ,B ,C ,D 在同一平面内),求两目标A ,B 之间的距离.【解】 在△ACD 中,∠ACD =120°,∠CAD =∠ADC =30°,所以AC =CD = 3 km. 在△BCD 中,∠BCD =45°,∠BDC =75°,∠CBD =60°. 所以BC =3sin 75°sin 60°=6+22.在△ABC 中,由余弦定理,得AB 2=(3)2+⎝ ⎛⎭⎪⎫6+222-2×3×6+22×cos 75°=3+2+3-3=5,所以AB =5(km),所以A ,B 之间的距离为 5 km.距离问题的类型及解法(1)测量距离问题分为三种类型:两点间不行达又不行视、两点间可视但不行达、两点都不行达. (2)选择合适的帮助测量点,构造三角形,将问题转化为求某个三角形的边长问题,从而利用正、余弦定理求解.如图所示,要测量一水塘两侧A ,B 两点间的距离,其方法为:先选定适当的位置C ,用经纬仪测出角α,再分别测出AC ,BC 的长b ,a ,则可求出A ,B 两点间的距离,即AB =a 2+b 2-2ab cos α.若测得CA =400 m ,CB =600 m ,∠ACB =60°,试计算AB 的长.[解] 由题可得,在△ABC 中, AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC cos ∠ACB ,所以AB 2=4002+6002-2×400×600cos 60°=280 000. 所以AB =2007 m .即A ,B 两点间的距离为2007 m.测量高度[同学用书P83][典例引领]要测量电视塔AB 的高度,在C 点测得塔顶A 的仰角是45°,在D 点测得塔顶A 的仰角是30°,并测得水平面上的∠BCD =120°,CD =40 m ,求电视塔的高度.【解】 如图,设电视塔AB 高为x m , 则在Rt △ABC 中,由∠ACB =45°得 BC =x .在Rt △ADB 中,∠ADB =30°.则BD =3x .在△BDC 中,由余弦定理得, BD 2=BC 2+CD 2-2BC ·CD ·cos 120°. 即(3x )2=x 2+402-2·x ·40·cos 120°, 解得x =40,所以电视塔高为40 m.求解高度问题的留意事项(1)在测量高度时,要理解仰角、俯角的概念,仰角和俯角都是在同一铅垂面内,视线与水平线的夹角; (2)精确 理解题意,分清已知条件与所求,并画出示意图;(3)运用正、余弦定理,有序地解相关的三角形,逐步求解问题的答案,留意方程思想的运用.如图,一辆汽车在一条水平的大路上向正西行驶,到A 处时测得大路北侧一山顶D 在西偏北30°的方向上,行驶600 m 后到达B 处,测得此山顶在西偏北75°的方向上,仰角为30°,则此山的高度CD =________m.[解析] 由题意,在△ABC 中,∠BAC =30°,∠ABC =180°-75°=105°,故∠ACB =45°.又AB =600 m ,故由正弦定理得600sin 45°=BC sin 30°,解得BC =300 2 m .在Rt △BCD 中,CD =BC ·tan 30°=3002×33=1006(m).[答案] 100 6测量角度[同学用书P83][典例引领]在一次海上联合作战演习中,红方一艘侦察艇发觉在北偏东45°方向,相距12 n mile 的水面上,有蓝方一艘小艇正以每小时10 n mile 的速度沿南偏东75°方向前进,若红方侦察艇以每小时14 n mile 的速度,沿北偏东45°+α方向拦截蓝方的小艇,若要在最短的时间内拦截住,求红方侦察艇所需的时间和角α的正弦值.【解】 如图,设红方侦察艇经过x 小时后在C 处追上蓝方的小艇, 则AC =14x ,BC =10x ,∠ABC =120°.依据余弦定理得(14x )2=122+(10x )2-240x cos 120°, 解得x =2.故AC =28,BC =20.依据正弦定理得BC sin α=ACsin 120°,解得sin α=20sin 120°28=5314.所以红方侦察艇所需要的时间为2小时,角α的正弦值为5314.解决测量角度问题的留意事项(1)首先应明确方位角或方向角的含义.(2)分析题意,分清已知与所求,再依据题意画出正确的示意图,这是最关键、最重要的一步. (3)将实际问题转化为可用数学方法解决的问题后,留意正、余弦定理的“联袂”使用.如图,位于A 处的信息中心获悉:在其正东方向相距40海里的B 处有一艘渔船遇险,在原地等待营救.信息中心马上把消息告知在其南偏西30°、相距20海里的C 处的乙船,现乙船朝北偏东θ的方向沿直线CB 前往B 处救援,求cos θ的值.[解] 如题图所示,在△ABC 中, AB =40,AC =20,∠BAC =120°.由余弦定理知,BC 2=AB 2+AC 2-2AB ·AC ·cos 120°=2 800⇒BC =207.由正弦定理得,AB sin ∠ACB =BCsin ∠BAC ⇒sin ∠ACB =AB BC sin ∠BAC =217.由∠BAC =120°, 知∠ACB 为锐角,则cos ∠ACB =277.由θ=∠ACB +30°, 得cos θ=cos(∠ACB +30°)=cos ∠ACB cos 30°-sin ∠ACB sin 30°=2114.,[同学用书P259(独立成册)])1. 两座灯塔A 和B 与海岸观看站C 的距离相等,灯塔A 在观看站南偏西40°,灯塔B 在观看站南偏东60°,则灯塔A 在灯塔B 的( )A .北偏东10°B .北偏西10°C .南偏东80°D .南偏西80°D [解析] 由条件及题图可知,∠A =∠B =40°,又∠BCD =60°,所以∠CBD =30°,所以∠DBA =10°,因此灯塔A 在灯塔B 南偏西80°.2.(2021·郑州模拟)已知A 、B 两地间的距离为10 km ,B 、C 两地间的距离为20 km ,现测得∠ABC =120°,则A ,C 两地间的距离为( )A .10 kmB .10 3 kmC .10 5 kmD .107 kmD [解析] 如图所示,由余弦定理可得:AC 2=100+400-2×10×20×cos 120°=700,所以AC =107(km).3. 如图,一条河的两岸平行,河的宽度d =0.6 km ,一艘客船从码头A 动身匀速驶往河对岸的码头B .已知AB =1 km ,水的流速为2 km/h ,若客船从码头A 驶到码头B 所用的最短时间为6 min ,则客船在静水中的速度为( )A .8 km/hB .6 2 km/hC .234 km/hD .10 km/hB [解析] 设AB 与河岸线所成的角为θ,客船在静水中的速度为v km/h ,由题意知,sin θ=0.61=35,从而cos θ=45,所以由余弦定理得⎝⎛⎭⎫110v 2=⎝⎛⎭⎫110×22+12-2×110×2×1×45,解得v =6 2.4.(2021·江西联考)某位居民站在离地20 m 高的阳台上观测到对面小高层房顶的仰角为60°,小高层底部的俯角为45°,那么这栋小高层的高度为( )A .20⎝⎛⎭⎫1+33m B .20(1+3)mC .10(2+6)mD .20(2+6)mB [解析] 如图,设AB 为阳台的高度,CD 为小高层的高度,AE 为水平线.由题意知AB =20 m ,∠DAE =45°,∠CAE =60°,故DE =20 m ,CE =203m.所以CD =20(1+3)m.故选B.5.一个大型喷水池的中心有一个强大的喷水柱,为了测量喷水柱喷出的水柱的高度,某人在喷水柱正西方向的点A 测得水柱顶端的仰角为45°,沿点A 向北偏东30°前进100 m 到达点B ,在B 点测得水柱顶端的仰角为30°,则水柱的高度是( )A .50 mB .100 mC .120 mD .150 mA [解析] 设水柱高度是h m ,水柱底端为C ,则在△ABC 中,A =60°,AC =h ,AB =100,BC =3h ,依据余弦定理得,(3h )2=h 2+1002-2·h ·100·cos 60°,即h 2+50h -5 000=0,即(h -50)(h +100)=0,即h =50,故水柱的高度是50 m.6.如图,从气球A 上测得正前方的河流的两岸B ,C 的俯角分别为75°,30°,此时气球的高是60 m ,则河流的宽度BC 等于( )A .240(3-1)mB .180(2-1)mC .120(3-1)mD .30(3+1)mC [解析] 如图,在△ACD 中,∠CAD =90°-30°=60°,AD =60 m ,所以CD =AD ·tan 60°=603(m). 在△ABD 中,∠BAD =90°-75°=15°,所以BD =AD ·tan 15°=60(2-3)(m). 所以BC =CD -BD =603-60(2-3)=120(3-1)(m).7. (2021·河南调研)如图,在山底测得山顶仰角∠CAB =45°,沿倾斜角为30°的斜坡走1 000米至S点,又测得山顶仰角∠DSB =75°,则山高BC 为________米.[解析] 由题图知∠BAS =45°-30°=15°,∠ABS =45°-15°=30°,所以∠ASB =135°,在△ABS 中,由正弦定理可得1 000sin 30°=AB sin 135°,所以AB =1 0002,所以BC =AB2=1 000.[答案] 1 0008.一船自西向东航行,上午10时到达灯塔P 的南偏西75°,距塔68海里的M 处,下午2时到达这座灯塔的东南方向的N 处,则这只船航行的速度为________海里/小时.[解析] 由题意知,在△PMN 中,PM =68海里,∠MPN =75°+45°=120°,∠MNP =45°.由正弦定理,得MNsin 120°=68sin 45°,解得MN =346海里,故这只船航行的速度为3464海里/小时=1762海里/小时.[答案]17629.江岸边有一炮台高30 m ,江中有两条船,船与炮台底部在同一水平面上,由炮台顶部测得俯角分别为45°和60°,而且两条船与炮台底部连线成30°角,则两条船相距________m.[解析] 如图,OM =AO tan 45°=30(m), ON =AO tan 30°=33×30=103(m), 在△MON 中,由余弦定理得,MN =900+300-2×30×103×32=300=103(m).[答案] 10 310.如图,航空测量组的飞机航线和山顶在同一铅直平面内,已知飞机的飞行高度为10 000 m ,速度为50 m/s.某一时刻飞机看山顶的俯角为15°,经过420 s 后看山顶的俯角为45°,则山顶的海拔高度为________m .(取2=1.4,3=1.7)[解析] 如图,作CD 垂直于AB 的延长线于点D ,由题意知∠A =15°,∠DBC =45°,所以∠ACB =30°,AB =50×420=21 000(m).又在△ABC 中,BC sin A =ABsin ∠ACB,所以BC =21 00012×sin 15°=10 500(6-2).由于CD ⊥AD ,所以CD =BC ·sin ∠DBC =10 500(6-2)×22=10 500(3-1)=7 350. 故山顶的海拔高度h =10 000-7 350=2 650(m). [答案] 2 65011. 已知在东西方向上有M ,N 两座小山,山顶各有一个放射塔A ,B ,塔顶A ,B 的海拔高度分别为AM =100 米和BN =200 米,一测量车在小山M 的正南方向的点P 处测得放射塔顶A 的仰角为30°,该测量车向北偏西60°方向行驶了1003米后到达点Q ,在点Q 处测得放射塔顶B 处的仰角为θ,且∠BQA =θ,经测量tan θ=2,求两放射塔顶A ,B 之间的距离.[解] 在Rt △AMP 中,∠APM =30°,AM =100,所以PM =1003,连接QM ,在△PQM 中,∠QPM =60°,又PQ =1003,所以△PQM 为等边三角形, 所以QM =100 3.在Rt △AMQ 中,由AQ 2=AM 2+QM 2,得AQ =200. 在Rt △BNQ 中,tan θ=2,BN =200, 所以BQ =1005,cos θ=55. 在△BQA 中,BA 2=BQ 2+AQ 2-2BQ ·AQ cos θ =(1005)2, 所以BA =100 5.即两放射塔顶A ,B 之间的距离是1005米.12. 如图所示,已知树顶A 离地面212m ,树上另一点B 离地面112m ,某人在离地面32m 的C 处看此树,则该人离此树________m 时,看A ,B 的视角最大.[解析] 如图,过C 作CF ⊥AB 于点F ,设∠ACB =α,∠BCF =β,由已知AB =212-112=5(m),BF =112-32=4(m),AF =212-32=9(m),则tan(α+β)=AF FC =9FC ,tan β=BF FC =4FC ,所以tan α=tan[(α+β)-β] =tan (α+β)-tan β1+tan (α+β)tan β=5FC +36FC ≤52FC ·36FC=512,当且仅当FC =36FC ,即FC =6时,tan α取得最大值,此时α取最大值. [答案] 613.(2021·贵阳监测考试) 如图所示,在四边形ABCD 中,∠D =2∠B ,且AD =1,CD =3,cos B =33.(1)求△ACD 的面积;(2)若BC =23,求AB 的长. [解] (1)由于∠D =2∠B ,cos B =33, 所以cos D =cos 2B =2cos 2B -1=-13.由于∠D ∈(0,π), 所以sin D =1-cos 2D =223.由于AD =1,CD =3,所以△ACD 的面积S =12AD ·CD ·sin D =12×1×3×223= 2.(2)在△ACD 中,AC 2=AD 2+DC 2-2AD ·DC ·cos D =12,所以AC =2 3.由于BC =23,AC sin B =ABsin ∠ACB,所以23sin B =AB sin (π-2B )=AB sin 2B =AB 2sin B cos B =AB 233sin B ,所以AB =4.14. 已知岛A 南偏西38°方向,距岛A 3海里的B 处有一艘缉私艇,岛A 处的一艘走私船正以10海里/时的速度向岛北偏西22°方向行驶,问缉私艇朝何方向以多大速度行驶,恰好用0.5小时能截住该走私船?⎝⎛⎭⎫参考数据:sin 38°=5314,sin 22°=3314[解] 如图,设缉私艇在C 处截住走私船,D 为岛A 正南方向上一点,缉私艇的速度为每小时x 海里,则BC =0.5x ,AC =5海里,依题意,∠BAC =180°-38°-22°=120°,由余弦定理可得BC 2=AB 2+AC 2-2AB ·AC cos 120°, 所以BC 2=49,BC =0.5x =7,解得x =14.又由正弦定理得sin ∠ABC =AC ·sin ∠BAC BC =5×327=5314,所以∠ABC =38°,又∠BAD =38°,所以BC ∥AD ,故缉私艇以每小时14海里的速度向正北方向行驶,恰好用0.5小时截住该走私船.。
通用版2022届高考数学一轮总复习第三章三角函数与解三角形第8讲解三角形应用举例课件
2.海洋蓝洞是罕见的自然地理现象,被誉为“地球给人类 保留宇宙秘密的最后遗产”,我国拥有世界上已知最深的海洋 蓝洞.若要测量如图 3-8-6 所示的海洋蓝洞的口径(即 A,B 两点 间的距离),现取两点 C,D,测得 CD=80,∠ADB=135°, ∠BDC=∠DCA=15°,∠ACB=120°,则图中海洋蓝洞的口 径为________.
距离为( )
200 6 A. 3 m 答案:A
图 3-8-2 100 6
B.100 6 m C. 3 m D.200 2 m
3.(必修 5P19 第 4 题改编)江岸边有一炮台高 30 m,江中有 两条船,由炮台顶部测得俯角分别为 45°和 30°,且两条船与 炮台底部连线成 30°角,则两条船相距( )
图 3-8-9
解析:根据题意得,在△ABC 中,已知∠CAB=45°,∠ABC
=90°,BC=100 m,易得 AC=100 2 m;在△AMC 中,已知
∠MAC=75°,∠MCA=60°,AC=100 2 m,易得∠AMC=
45°. 由 正 弦 定 理 得 , sin
AC ∠AMC
=
sin
AM ∠MCA
答案:100 6
(2)(2014 年全国Ⅰ)如图 3-8-9,为测量山高 MN,选择点 A 和另一座山的山顶 C 为测量观测点.从点 A 测得点 M 的仰角为 ∠MAN=60°,点C的仰角为∠CAB=45°,以及∠MAC=75°; 从点 C 测得∠MCA=60°.已知山高 BC=100 m,则山高 MN= ________m.
(1)
(2)
图 3-8-1
(2)方向角: 相对于某正方向的水平角,如南偏东 30°,北偏西 45°等. (3)方位角: 指从正北方向顺时针转到目标方向线的水平角,如 B 点的 方位角为α[如图 3-8-1(2)]. (4)坡角: 坡面与水平面所成的二面角的度数.
2020年高考文科数学新课标第一轮总复习练习:3-8正弦定理和余弦定理的应用含解析
课时规范练A 组 基础对点练1.张晓华同学骑电动自行车以24 km/h 的速度沿着正北方向的公路行驶,在点A 处望见电视塔S 在电动车的北偏东30°方向上,15 min 后到点B 处望见电视塔在电动车的北偏东75°方向上,则电动车在点B 时与电视塔S 的距离是( B ) A .2 2 km B.3 2 km C .3 3 km D.2 3 km解析:如图所示:由题意可得AB =24×14=6,∠ASB =75°-30°=45°. 在△ABS 中,由正弦定理可得AB sin 45°=BS sin 30°, ∴BS =6×sin 30°sin 45°=3 2.∴点B 与电视塔S 的距离是3 2 km.故选B.2.如图,两座灯塔A 和B 与海岸观察站C 的距离相等,灯塔A 在观察站南偏西40°方向上,灯塔B 在观察站南偏东60°方向上,则灯塔A 在灯塔B 的( D )A .北偏东10° B.北偏西10° C .南偏东80°D.南偏西80°3.△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知b =2,B =π6,C =π4,则△ABC 的面积为( B ) A .23+2 B.3+1 C .23-2D.3-1解析:∵b =2,B =π6,C =π4,∴由正弦定理b sin B =c sin C ,得c =b sin C sin B =2×2212=22,A =7π12,∴sin A =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+π12=cos π12=2+64,则S △ABC =12bc sin A =12×2×22×2+64=3+1. 综上所述,故选B.4.在直角梯形ABCD 中,AB ∥CD ,∠ABC =90°,AB =2BC =2CD ,则cos ∠DAC =( B ) A.1010 B.31010 C.55D.255解析:根据题意作出示意图,设CD =a .过点D 作DE ⊥AB 于E ,易得DE =AE =a ,则AD =2a . 由AB =2a ,BC =a ,则AC =5a .在△ACD 中,cos ∠DAC =AC 2+AD 2-CD 22AC ·CD =5a 2+2a 2-a 22·5a ·2a=31010.故选B.5.如图,为测量山高MN ,选择A 和另一座山的山顶C 为测量观测点.从A 点测得M 点的仰角∠MAN =60°,C 点的仰角∠CAB=45°以及∠MAC =75°;从C 点测得∠MCA =60°.已知山高BC =100 m ,则山高MN =__150__m.解析:在Rt △ABC 中,∠CAB =45°,BC =100 m , 所以AC =100 2 m.在△AMC 中,∠MAC =75°,∠MCA =60°,从而∠AMC=45°,由正弦定理得,ACsin 45°=AMsin 60°,因此AM=100 3 m.在Rt△MNA中,AM=100 3 m,∠MAN=60°,由MNAM=sin 60°,得MN=1003×32=150 m.6.如图,一辆汽车在一条水平的公路上向正西行驶,到A处时测得公路北侧一山顶D 在西偏北30°的方向上,行驶600 m后到达B处,测得此山顶在西偏北75°的方向上,仰角为30°,则此山的高度CD=1006m.解析:由题意得AB=600,∠CAB=30°,∠CBA=180°-75°=105°,∠CBD=30°,∴∠ACB=180°-30°-105°=45°.由正弦定理ABsin∠ACB =CBsin∠CAB得,600sin 45°=CBsin 30°,解得BC=300 2.在△BCD中,∠BCD=90°,∴CD=CB·tan∠CBD=3002×33=1006,∴此山高度为100 6 m.7.某货轮在A处看灯塔S在北偏东30°方向,它向正北方向航行24海里到达B处,看灯塔S在北偏东75°方向.则此时货轮到灯塔S的距离为122海里.解析:由题意画出图形如图,AB=24海里,∠SBD=75°,∠BAS=30°,∠ABS=105°,∠ASB=45°,在△ABS中,利用正弦定理可得BSsin 30°=24sin 45°,解得BS=122海里.8.如图,在山底测得山顶仰角∠CAB =45°,沿倾斜角为30°的斜坡走1 000米至S 点,又测得山顶仰角∠DSB =75°,则山高BC 为__1_000__米.解析:由题意可知∠SAC =30°,所以∠SAB =45°-30°=15°,∠SBA =∠ABC -∠SBC =45°-(90°-75°)=30°, 所以∠ASB =180°-∠SAB -∠SBA =135°. 由正弦定理可得1 000sin 30°=AB sin 135°, 所以AB =1 000×2212=1 0002,所以BC =AB ·sin 45°=1 0002×22=1 000(m).9.(2018·哈尔滨模拟)“德是”号飞船返回舱顺利到达地球后,为了及时将航天员救出,地面指挥中心在返回舱预计到达的区域安排了同一条直线上的三个救援中心(记为B ,C ,D ).当返回舱在距地面1万米的P 点时(假定以后垂直下落,并在A 点着陆),C 救援中心测得飞船位于其南偏东60°方向,仰角为60°,B 救援中心测得飞船位于其南偏西30°方向,仰角为30°,D救援中心测得着陆点A 位于其正东方向.(1)求B ,C 两救援中心间的距离; (2)求D 救援中心与着陆点A 间的距离.解析:(1)由题意知P A ⊥AC ,P A ⊥AB ,则△P AC ,△P AB 均为直角三角形.在Rt △P AC 中,P A =1,∠PCA =60°,解得AC =33, 在Rt △P AB 中,P A =1,∠PBA =30°,解得AB =3, 又∠CAB =90°,BC =AC 2+BC 2=303万米.(2)sin ∠ACD =sin ∠ACB =310,cos ∠ACD =-110, 又∠CAD =30°,所以sin ∠ADC =sin(30°+∠ACD )=33-1210,在△ADC 中,由正弦定理,得AC sin ∠ADC =ADsin ∠ACD ,即AD =AC ·sin ∠ACD sin ∠ADC=9+313万米.B 组 能力提升练1.如图,据气象部门预报,在距离某码头南偏东45°方向600 km 处的热带风暴中心正以20 km/h 的速度向正北方向移动,距风暴中心450 km 以内的地区都将受到影响,则该码头将受到热带风暴影响的时间为( B )A .14 h B.15 h C .16 hD.17 h解析:记现在热带风暴中心的位置为点A ,t 小时后热带风暴中心到达B 点位置,在△OAB 中,OA =600,AB =20t ,∠OAB =45°,根据余弦定理得OB 2=6002+400t 2-2×20t ×600×22,令OB 2≤4502,即4t 2-1202t +1 575≤0,解得302-152≤t ≤302+152,所以该码头将受到热带风暴影响的时间为302+152-302-152=15(h).故选B.2.(2018·潍坊模拟)校运动会开幕式上举行升旗仪式,旗杆正好处在坡度为15°的看台的某一列的正前方,从这一列的第一排和最后一排测得旗杆顶部的仰角分别为60°和30°,第一排和最后一排的距离为10 6 m(如图所示),旗杆底部与第一排在一个水平面上.若国歌时长为50 s ,升旗手应以__0.6__m/s 的速度匀速升旗.解析:依题意可知∠AEC =45°,∠ACE =180°-60°-15°=105°,∴∠EAC =180°-45°-105°=30°.由正弦定理,可知CE sin ∠EAC =AC sin ∠CEA ,∴AC =CEsin ∠EAC·sin ∠CEA =20 3 m ,∴在Rt △ABC 中,AB =AC ·sin ∠ACB =203×32=30 m. ∵国歌时长为50 s ,∴升旗速度为3050=0.6 m/s.3.如图,在水平地面上有两座直立的相距60 m 的铁塔AA 1和BB 1.已知从塔AA 1的底部看塔BB 1顶部的仰角是从塔BB 1的底部看塔AA 1顶部的仰角的2倍,从两塔底部连线中点C 分别看两塔顶部的仰角互为余角.则从塔BB 1的底部看塔AA 1顶部的仰角的正切值为 13 ,塔BB 1的高为__45__m.解析:设从塔BB 1的底部看塔AA 1顶部的仰角为α,则AA 1=60tan α,BB 1=60tan 2α.∵从两塔底部连线中点C 分别看两塔顶部的仰角互为余角, ∴△A 1AC ∽△CBB 1,∴AA 130=30BB 1,∴AA 1·BB 1=900,∴3 600tan αtan 2α=900, ∴tan α=13,tan 2α=34,BB 1=60tan 2α=45.4.如图,在四边形ABCD 中,已知AB ⊥AD ,∠ABC =120°,∠ACD =60°,AD =27,设∠ACB =θ,点C 到AD 的距离为h . (1)用θ表示h 的解析式; (2)求AB +BC 的最大值.解析:(1)由已知得∠ADC =360°-(90°+120°+60°+θ)=90°-θ. 在△ACD 中,由正弦定理,得AD sin ∠ACD =ACsin ∠ADC,所以AC =27 cos θsin 60°=183cos θ. 又∠CAD =30°+θ,且0°<θ<60°,所以h =AC ·sin ∠CAD =183cos θsin(30°+θ)(0°<θ<60°). (2)在△ABC 中,由正弦定理, 得AB =AC sin θsin 120°=18sin 2θ,BC =AC sin (60°-θ)sin 120°=36cos θsin(60°-θ)=93+93cos 2θ-9sin 2θ, 所以AB +BC =93+93cos 2θ+9sin 2θ=93+18sin(2θ+60°). 因为0°<θ<60°,所以当θ=15°时,AB +BC 取得最大值93+18.5.如图,在一条海防警戒线上的点A ,B ,C 处各有一个水声检测点,B ,C 到A 的距离分别为20千米和50千米,某时刻B 收到来自静止目标P 的一个声波信号,8秒后A ,C 同时接收到该声波信号,已知声波在水中的传播速度是1.5千米/秒. (1)设A 到P 的距离为x 千米,用x 表示B ,C 到P 的距离,并求出x 的值; (2)求P 到海防警戒线AC 的距离.解析:(1)依题意,有P A =PC =x ,PB =x -1.5×8=x -12.在△P AB 中,AB =20,cos ∠P AB =P A 2+AB 2-PB 22P A ·AB =x 2+202-(x -12)22x ·20=3x +325x ,在△P AC 中,AC =50,cos ∠P AC =P A 2+AC 2-PC 22P A ·AC =x 2+502-x 22x ·50=25x . ∵cos ∠P AB =cos ∠P AC , ∴3x +325x =25x ,解得x =31.(2)作PD ⊥AC 于D ,在△ADP 中, 由cos ∠P AD =2531,得sin ∠P AD =1-cos 2∠P AD =42131, ∴PD =P A sin ∠P AD =31×42131=421.故静止目标P 到海防警戒线AC 的距离为421千米.6.如图,某小区准备将闲置的一直角三角形(其中B =π2,AB =a ,BC =3a )地块开发成公共绿地,设计时,要求绿地部分(图中阴影部分)有公共绿地走道MN ,且两边是两个关于走道MN 对称的三角形(△AMN 和△A ′MN ),现考虑方便和绿地最大化原则,要求点M 与点B 不重合,A ′落在边BC 上,设∠AMN =θ. (1)若θ=π3时,绿地“最美”,求最美绿地的面积;(2)为方便小区居民的行走,设计时要求将AN ,A ′N 设计为最短,求此时绿地公共走道MN 的长度.解析:(1)设MA =MA ′=xa (0<x <1),则MB =a -xa ,又θ=π3,所以在Rt △MBA ′中,cos ∠BMA ′=cos(π-2θ)=a -xa xa =12,解得x =23. 由∠B =π2,AB =a ,BC =3a ,可得∠BAC =π3. 所以△AMN 为等边三角形,所以绿地的面积S =2×12×23a ×23a ×sin π3=239a 2.(2)在△AMN 中,因为∠MAN =π3,所以∠ANM =2π3-θ,由正弦定理得ANsin θ=AMsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-θ.设AM =y ,则A ′M =y ,在Rt △MBA ′中,cos ∠BMA ′=cos(π-2θ)=a -y y ,可得AM =y =a2sin 2θ, 所以AN =a2sin θsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-θ.令t =2sin θsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-θ=sin 2θ+3sin θcos θ=12+32sin 2θ-12cos 2θ=12+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2θ-π6, 因为π4<θ<π2,所以π3<2θ-π6<5π6,所以当且仅当2θ-π6=π2,即θ=π3时,AN 取得最小值,最小值为23a . 此时绿地公共走道的长度为MN =23a .。
高考数学 第三章 第八节 正弦定理和余弦定理的应用课件 文
∠ACB=90°, 又 AC=BC, ∴∠CBA=45°, 而 β=30°, ∴α=90°-45°-30°=15°. ∴点 A 在点 B 的北偏西 15°.
第一页,共13页。
3.选 A 由正弦定理得
AB=AC·sisnin∠B ACB=50×1
第九页,共13页。
[例 3] 如图,设红方侦察艇经过 x 小时后在 C 处追上蓝方的小 艇, 则 AC=14x,BC=10x,∠ABC=120°. 根 据 余 弦 定 理 得 (14x)2 = 122 + (10x)2 - 240xcos 120°, 解得 x=2. 故 AC=28,BC=20. 根据正弦定理得sBinCα=sinA1C20°, 解得 sin α=20sin28120°=5143. 所以红方侦察艇所需要的时间为 2 小时,角 α 的正弦值为5143.
在△BCD 中,∠BDC=π2+π6=23π,sin ∠BDC= 23,
根据正弦定理得 sin
B∠CBDC=sin
C∠DCBD,
所以 CD=24-8 3米.
第八页,共13页。
[以题试法 2] 解:如图,设电视塔 AB 高为 x m, 则在 Rt△ABC 中,由∠ACB=45°得 BC=x.在 Rt △ADB 中,∠ADB=30°, 则 BD= 3x. 在△BDC 中,由余弦定理得, BD2=BC2+CD2-2BC·CD·cos 120°, 即( 3x)2=x2+402-2·x·40·cos 120°, 解得 x=40,所以电视塔高为 40 米.
第十二页,共13页。
=8sin
C+
3 2 cos
C-12sin
C
第八节 正弦定理和余弦定理的应用
答案:A
易混淆方位角与方向角概念: 方位角是指北方向线与 目标方向线按顺时针之间的夹角, 而方向角是正北或正南 方向线与目标方向线所成的锐角.
1.在某次测量中,在 A 处测得同一半平面方向的 B 点的仰 角是 60°,C 点的俯角是 70°,则∠BAC=________.
答案:130°
2.若点 A 在点 C 的北偏东 30°,点 B 在点 C 的南偏 东 60°,且 AC=BC,则点 A 在点 B 的________.
解析
如图,位于 A 处的信息中心获悉:在其正东方 向相距 40 海里的 B 处有一艘渔船遇险,在原 地等待营救.信息中心立即把消息告知在其南 偏西 30°、相距 20 海里的 C 处的乙船,现乙 船朝北偏东 θ 的方向沿直线 CB 前往 B 处救援,求 cos θ 的值.
解析
结束
“课后·三维演练”见“课时跟踪检测(二十五)” (单击进入电子文档)
结束
“板块命题点专练(六)” (单击进入电子文档)
解析
研究测量距离问题,解决此问题的方法是:选择合适 的辅助测量点,构造三角形,将问题转化为求某个三角形 的边长问题,从而利用正、余弦定理求解. 常见的命题角度有: (1)两点都不可到达; (2)两点不相通的距离; (3)两点间可视但有一点不可到达.
解析Leabharlann 解析解析在一次海上联合作战演习中, 红方一艘侦察艇 发现在北偏东 45°方向,相距 12 n mile 的水 面上,有蓝方一艘小艇正以每小时 10 n mile 的速度沿南偏东 75°方向前进,若红方侦察 艇以每小时 14 n mile 的速度,沿北偏东 45°+α 方向拦截蓝方的 小艇.若要在最短的时间内拦截住,求红方侦察艇所需的时间和角 α 的正弦值.
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活页作业 正弦定理和余弦定理应用举例
一、选择题
1.如图,设A 、B 两点在河的两岸,一测量者在A 的同侧,在所在的河岸边选定一点C ,测出AC 的距离为50 m ,∠ACB =45°,∠CAB =105°后,就可以计算出A ,B 两点的距离为( )
A .50 2 m
B .50 3 m
C .25 2 m
D .2522
m
2.(理)一船自西向东匀速航行,上午10时到达一座灯塔P 的南偏西75°距塔68海里的M 处,下午2时到达这座灯塔的东南方向的N 处,则这只船的航行速度为( )
A.
176
2
海里/小时 B .346海里/小时
C.172
2
海里/小时 D .342海里/小时
解析:如图所示,
在△PMN 中,PM sin 45°=MN
sin 120°,
∴MN =68×32
=346,
∴v =MN 4=172
6(海里/小时).
答案:A
2.(文)一船向正北航行,看见正西方向有相距10海里的两个灯塔恰好与它在一条直线上,继续航行半小时后,看见一灯塔在船的南偏西60°,另一灯塔在船的南偏西75°,则这艘船的速度是每小时( )
A.5海里B.53海里C.10海里D.103海里解析:如图所示,依题意有∠BAC=60°,∠BAD=75°,所以∠CAD=∠CDA=15°,
从而CD=CA=10,
在Rt△ABC中,得AB=5,
于是这艘船的速度是
5
0.5
=10(海里/小时).
答案:C
3.(2013·龙岩模拟)如图所示,在某点B处测得建筑物AE的顶端A的仰角为θ,沿BE方向前进30米至C处,测得其顶端A的仰角为2θ,再继续前进103米至D处,测得其顶端A的仰角为4θ,则θ的值为( )
A.15°B.10°
C.5°D.20°
4.某人在C点测得某塔在南偏西80°,塔顶仰角为45°,此人沿南偏东40°方向前进10米到D,测得塔顶A的仰角为30°,则塔高为( )
A.15米B.5米
C.10米D.12米
解析:如图,设塔高为h,
在Rt△AOC中,∠ACO=45°,
则OC=OA=h.在Rt△AOD中,
∠ADO=30°,则OD=3h,
在△OCD中,∠OCD=120°,CD=10,
由余弦定理得:OD2=OC2+CD2-2OC·CD cos∠OCD,即(3h)2=h2+102-2h×10×cos 120°,
∴h2-5h-50=0,解得h=10,或h=-5(舍去).
答案:C
5.(理)如图所示,要测量河对岸A ,B 两点间的距离,今沿河对岸选取相距40米的C ,
D 两点,测得∠ACB =60°,∠BCD =45°,∠ADB =60°,∠ADC =30°,则AB 的距离是(
)
A .402米
B .202米
C .203米
D .
206米
解析:在△CDB 中,∠ADC =30°,∠ADB =60°,∴∠CDB =90°.又∠BCD =45°,∴∠CBD =45°,∴BC =2CD =40 2.在△ACD 中,∠ACB =60°,∠BCD =45°,∠CDA =30°,
∴∠CAD =45°.由正弦定理得AC =CD ·sin 30°
sin 45°=40×
1
22
2=20 2.∴在△ACB 中,由余
弦定理可得AB 2
=AC 2
+BC 2
-2AC ×BC ×cos 60°=2 400,∴AB =206(米).
答案:D
5.(文)已知两座灯塔A 和B 与海洋观察站C 的距离都等于a km ,灯塔A 在观察站C 的北偏东20°,灯塔B 在观察站C 的南偏东40°,则灯塔A 与B 的距离为( )
A .a km
B .3a km C.2a km
D .2a km
解析:由图可知,∠ACB =120°, 由余弦定理,得
cos ∠ACB =AC 2+BC 2-AB 2
2AC ·BC
=a 2+a 2-AB 22a 2
=-12
. 解得AB =3a (km). 答案:B
6.如图,当甲船位于A 处时获悉,在其正东方向相距20海里的B 处有一艘渔船遇险等待营救,甲船立即前往营救,同时把消息告知在甲船的南偏西30°,相距10海里C 处的乙船,乙船立即朝北偏东θ角的方向沿直线前往B 处救援,则sin θ的值为( )
A.
21
7 B .
2
2
C.
3
2
D .5714
解析:本题考查正余弦定理的应用及两角和与差的正弦公式.在三角形ABC 中,由AC =10,AB =20,∠CAB =120°.由余弦定理可得BC =107.又由正弦定理可得
AB
sin ∠ACB
=
BC
sin A
⇒
20sin ∠ACB =107sin 120°⇒sin ∠ACB =21
7
.
故sin θ=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫∠ACB +π6=217×32+277×12=5714.
答案:D 二、填空题
7.(理)(2013·安庆模拟)某人朝正东方向走x km 后,向右转150°,然后朝新方向走3 km ,结果他离出发点恰好 3 km ,那么x 的值为________.
7.(文)(2013·宜春模拟)轮船A 和轮船B 在中午12时同时离开海港C ,两船航行方向的夹角为120°,两船的航行速度分别为25 n mile/h,15 n mile/h ,则下午2时两船之间的距离是________n mile.
解析:设两船之间的距离是x n mile ,由余弦定理可得x 2
=502
+302
-2×30×50×cos 120°,所以x =70.
答案:70
8.如图,在四边形ABCD 中,已知AD ⊥CD ,AD =10,AB =14,∠BDA =60°,∠BCD =135°,则BC =________.
解析:在△ABD 中,设BD =x ,则BA 2=BD 2+AD 2-2BD ·AD ·cos ∠BDA ,即142=x 2+102
-2×10×x cos 60°,整理得x 2
-10x -96=0,
解得x 1=16,x 2=-6(舍去).
在△BCD 中,由正弦定理得BC sin ∠CDB =BD
sin ∠BCD ,
∴BC =
16
sin 135°
·sin 30°=8 2.
答案:8 2 三、解答题
9.(理)如图,位于A 处的信息中心获悉:在其正东方向相距40海里的B 处有一艘渔船遇险,在原地等待营救.信息中心立即把消息告知在其南偏西30°、相距20海里的C 处的乙船,现乙船朝北偏东θ的方向沿直线CB 前往B 处救援,求cos θ的值.
9.(文)在一次海上联合作战演习中,红方一艘侦察艇发现在北偏东45°方向,相距12 n mile 的水面上,有蓝方一艘小艇正以每小时10 n mile 的速度沿南偏东75°方向前进,若侦察艇以每小时14 n mile 的速度,沿北偏东45°+α方向拦截蓝方的小艇.若要在最短的时间内拦截住,求红方侦察艇所需的时间和角α的正弦值.
解:如图,设红方侦察艇经过x 小时后在C 处追上蓝方的小艇,
则AC =14x ,BC =10x ,∠ABC =120°,
根据余弦定理得(14x )2
=122
+(10x )2
-240x cos 120°, 解得x =2.故AC =28,BC =20. 根据正弦定理得BC sin α=AC
sin 120°,
解得sin α=20sin 120°28=53
14.
即红方侦察艇所需要的时间为2小时, 角α的正弦值为53
14
.
10.(金榜预测)在某海域,以点E 为中心的7海里以内海域是危险区域,点E 正北55海里处有一个雷达观测站A ,某时刻测得一艘匀速直线行驶的船只位于点A 北偏东45°且与点A 相距402海里的位置B ,经过40分钟又测得该船已行驶到点A 北偏东45°+θ(其中cos θ=52626
,0°<θ<90°)且与点A 相距1013海里的位置C .
(1)求该船的行驶速度(单位:海里/小时);
(2)若该船不改变航行方向继续行驶,判断它是否会进入危险水域,并说明理由. 解:(1)由题知AB =402,AC =1013,
∠BAC =θ,0°<θ<90°,cos θ=526
26,
由余弦定理得BC 2
=AB 2
+AC 2
-2AB ·AC cos θ =(402)2
+(103)2
-2×402×1013×26
26
=500, ∴BC =105,
所以船的行驶速度为105
23
=155(海里/小时).。