正弦定理和余弦定理(含解析)

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(完整版)解三角形之正弦定理与余弦定理解析

(完整版)解三角形之正弦定理与余弦定理解析

正弦定理与余弦定理教学目标掌握正弦定理和余弦定理的推导,并能用它们解三角形。

正余弦定理及三角形面积公式.教学重难点掌握正弦定理和余弦定理的推导,并能用它们解三角形。

知识点清单一.正弦定理:1。

正弦定理:在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等,并且都等于外接圆的直径,即R CcB b A a 2sin sin sin ===(其中R 是三角形外接圆的半径) 2。

变形:1)sin sin sin sin sin sin a b c a b cC C++===A +B +A B . 2)化边为角:C B A c b a sin :sin :sin ::=;;sin sin B A b a = ;sin sin C B c b = ;sin sin CA c a = 3)化边为角:C R cB R b A R a sin 2,sin 2,sin 2===4)化角为边:;sin sin b a B A = ;sin sin c b C B =;sin sin caC A = 5)化角为边: RcC R b B R a A 2sin ,2sin ,2sin ===3. 利用正弦定理可以解决下列两类三角形的问题:①已知两个角及任意—边,求其他两边和另一角; 例:已知角B,C,a,解法:由A+B+C=180o ,求角A,由正弦定理;sin sin B A b a = ;sin sin C B c b = ;sin sin CAc a =求出b 与c ②已知两边和其中—边的对角,求其他两个角及另一边。

例:已知边a,b,A, 解法:由正弦定理B A b a sin sin =求出角B,由A+B+C=180o 求出角C ,再使用正弦定理CA c a sin sin =求出c 边4。

△ABC 中,已知锐角A ,边b,则①A b a sin <时,B 无解;②A b a sin =或b a ≥时,B 有一个解; ③b a A b <<sin 时,B 有两个解。

正弦定理和余弦定理考点解读

正弦定理和余弦定理考点解读

基础梳理1.正弦定理:a sin A =b sin B =c sin C=2R ,其中R 是三角形外接圆的半径.由正弦定理可以变形为:(1)a ∶b ∶c =sin A ∶sin B ∶sin C ;(2)a =2R sin_A ,b =2R sin_B ,c =2R sin_C ;(3)sin A =a 2R ,sin B =b 2R ,sin C =c 2R等形式,以解决不同的三角形问题. 2.余弦定理:a 2=b 2+c 2-2bc cos_A ,b 2=a 2+c 2-2ac cos_B ,c 2=a 2+b 2-2ab cos_C .余弦定理可以变形为:cos A =b 2+c 2-a 22bc ,cos B =a 2+c 2-b 22ac ,cos C =a 2+b 2-c 22ab. 3.S △ABC =12ab sin C =12bc sin A =12ac sin B =abc 4R =12(a +b +c )·r (R 是三角形外接圆半径,r 是三角形内切圆的半径),并可由此计算R ,r . 4.已知两边和其中一边的对角,解三角形时,注意解的情况.如已知a ,b ,A ,则A 为锐角 A 为钝角或直角图形续表关系 式 a <b sin A a =b sin A b sin A <a <b a ≥b a >b a ≤b 解的 个数 无解 一解 两解 一解 一解 无解一条规律在三角形中,大角对大边,大边对大角;大角的正弦值也较大,正弦值较大的角也较大,即在△ABC 中,A >B ⇔a >b ⇔sin A >sin B .两类问题在解三角形时,正弦定理可解决两类问题:(1)已知两角及任一边,求其它边或角;(2)已知两边及一边的对角,求其它边或角.情况(2)中结果可能有一解、两解、无解,应注意区分.余弦定理可解决两类问题:(1)已知两边及夹角求第三边和其他两角;(2)已知三边,求各角.两种途径 根据所给条件确定三角形的形状,主要有两种途径:(1)化边为角;(2)化角为边,并常用正弦(余弦)定理实施边、角转换.双基自测1.(人教B 版教材习题改编)在△ABC 中,A =60°,B =75°,a =10,则c 等于( ).A .5 2B .10 2C.1063D .5 6 解析 由A +B +C =180°,知C =45°,由正弦定理得:a sin A =c sin C, 即1032=c 22.∴c =1063. 答案 C2.在△ABC 中,若sin A a =cos B b,则B 的值为( ). A .30° B .45° C .60° D .90°解析 由正弦定理知:sin A sin A =cos B sin B,∴sin B =cos B ,∴B =45°. 答案 B3.(2011·郑州联考)在△ABC 中,a =3,b =1,c =2,则A 等于( ).A .30°B .45°C .60°D .75°解析 由余弦定理得:cos A =b 2+c 2-a 22bc =1+4-32×1×2=12,∵0<A <π,∴A =60°. 答案 C4.在△ABC 中,a =32,b =23,cos C =13,则△ABC 的面积为( ). A .3 3 B .2 3 C .4 3 D. 3解析 ∵cos C =13,0<C <π, ∴sin C =223, ∴S △ABC =12ab sin C =12×32×23×223=4 3. 答案 C5.已知△ABC 三边满足a 2+b 2=c 2-3ab ,则此三角形的最大内角为________. 解析 ∵a 2+b 2-c 2=-3ab ,∴cos C =a 2+b 2-c 22ab =-32, 故C =150°为三角形的最大内角.答案 150°考向一 利用正弦定理解三角形【例1】►在△ABC 中,a =3,b =2,B =45°.求角A ,C 和边c .[审题视点] 已知两边及一边对角或已知两角及一边,可利用正弦定理解这个三角形,但要注意解的判断.解 由正弦定理得a sin A =b sin B ,3sin A =2sin 45°, ∴sin A =32. ∵a >b ,∴A =60°或A =120°.当A =60°时,C =180°-45°-60°=75°,c =b sin C sin B =6+22; 当A =120°时,C =180°-45°-120°=15°,c =b sin C sin B =6-22. (1)已知两角一边可求第三角,解这样的三角形只需直接用正弦定理代入求解即可.(2)已知两边和一边对角,解三角形时,利用正弦定理求另一边的对角时要注意讨论该角,这是解题的难点,应引起注意.【训练1】 (2011·北京)在△ABC 中,若b =5,∠B =π4,tan A =2,则sin A =________;a =________.解析 因为△ABC 中,tan A =2,所以A 是锐角,且sin A cos A=2,sin 2A +cos 2A =1, 联立解得sin A =255, 再由正弦定理得a sin A =b sin B, 代入数据解得a =210.答案 255210 考向二 利用余弦定理解三角形【例2】►在△ABC 中,a 、b 、c 分别是角A 、B 、C 的对边,且cos B cos C =-b 2a +c. (1)求角B 的大小;(2)若b =13,a +c =4,求△ABC 的面积.[审题视点] 由cos B cos C =-b 2a +c,利用余弦定理转化为边的关系求解. 解 (1)由余弦定理知:cos B =a 2+c 2-b 22ac, cos C =a 2+b 2-c 22ab. 将上式代入cos B cos C =-b 2a +c得: a 2+c 2-b 22ac ·2ab a 2+b 2-c 2=-b 2a +c, 整理得:a 2+c 2-b 2=-ac .∴cos B =a 2+c 2-b 22ac =-ac 2ac =-12. ∵B 为三角形的内角,∴B =23π. (2)将b =13,a +c =4,B =23π代入b 2=a 2+c 2-2ac cos B , 得b 2=(a +c )2-2ac -2ac cos B ,∴13=16-2ac ⎝⎛⎭⎫1-12,∴ac =3.∴S △ABC =12ac sin B =334.(1)根据所给等式的结构特点利用余弦定理将角化边进行变形是迅速解答本题的关键.(2)熟练运用余弦定理及其推论,同时还要注意整体思想、方程思想在解题过程中的运用.【训练2】 (2011·桂林模拟)已知A ,B ,C 为△ABC 的三个内角,其所对的边分别为a ,b ,c ,且2cos 2 A 2+cos A =0. (1)求角A 的值;(2)若a =23,b +c =4,求△ABC 的面积.解 (1)由2cos 2 A 2+cos A =0,得1+cos A +cos A =0,即cos A =-12, ∵0<A <π,∴A =2π3. (2)由余弦定理得,a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,A =2π3, 则a 2=(b +c )2-bc ,又a =23,b +c =4,有12=42-bc ,则bc =4,故S △ABC =12bc sin A = 3. 考向三 正、余弦定理的综合应用【例3】►在△ABC 中,内角A ,B ,C 对边的边长分别是a ,b ,c ,已知c =2,C =π3. (1)若△ABC 的面积等于3,求a ,b ;(2)若sin C +sin(B -A )=2sin 2A ,求△ABC 的面积.[审题视点] 第(1)问根据三角形的面积公式和余弦定理列出关于a ,b 的方程,通过方程组求解;第(2)问根据sin C +sin(B -A )=2sin 2A 进行三角恒等变换,将角的关系转换为边的关系,求出边a ,b 的值即可解决问题.解 (1)由余弦定理及已知条件,得a 2+b 2-ab =4.又因为△ABC 的面积等于3,所以12ab sin C =3,得ab =4,联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧ a 2+b 2-ab =4,ab =4,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =2. (2)由题意,得sin(B +A )+sin(B -A )=4sin A cos A ,即sin B cos A =2sin A cos A .当cos A =0,即A =π2时,B =π6, a =433,b =233; 当cos A ≠0时,得sin B =2sin A ,由正弦定理,得b =2a .联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧a 2+b 2-ab =4,b =2a , 解得⎩⎨⎧ a =233,b =433.所以△ABC 的面积S =12a b sin C =233.正弦定理、余弦定理、三角形面积公式对任意三角形都成立,通过这些等式就可以把有限的条件纳入到方程中,通过解方程组获得更多的元素,再通过这些新的条件解决问题.【训练3】 (2011·北京西城一模)设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边长分别为a ,b ,c ,且cos B =45,b =2. (1)当A =30°时,求a 的值;(2)当△ABC 的面积为3时,求a +c 的值.解 (1)因为cos B =45,所以sin B =35. 由正弦定理a sin A =b sin B ,可得a sin 30°=103, 所以a =53. (2)因为△ABC 的面积S =12ac ·sin B ,sin B =35, 所以310ac =3,ac =10. 由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,得4=a 2+c 2-85ac =a 2+c 2-16,即a 2+c 2=20. 所以(a +c )2-2ac =20,(a +c )2=40.所以a +c =210.阅卷报告4——忽视三角形中的边角条件致错【问题诊断】 考查解三角形的题在高考中一般难度不大,但稍不注意,会出现“会而不对,对而不全”的情况,其主要原因就是忽视三角形中的边角条件.【防范措施】 解三角函数的求值问题时,估算是一个重要步骤,估算时应考虑三角形中的边角条件.【示例】►(2011·安徽)在△ABC 中,a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 所对的边长,a =3,b =2,1+2cos(B +C )=0,求边BC 上的高.错因 忽视三角形中“大边对大角”的定理,产生了增根.实录 由1+2cos(B +C )=0,知cos A =12,∴A =π3, 根据正弦定理a sin A =b sin B得: sin B =b sin A a =22,∴B =π4或3π4. 以下解答过程略.正解 ∵在△ABC 中,cos(B +C )=-cos A ,∴1+2cos(B +C )=1-2cos A =0,∴A =π3. 在△ABC 中,根据正弦定理a sin A =b sin B, ∴sin B =b sin A a =22.∵a >b ,∴B =π4,∴C =π-(A +B )=512π. ∴sin C =sin(B +A )=sin B cos A +cos B sin A =22×12+22×32=6+24. ∴BC 边上的高为b sin C =2×6+24=3+12. 【试一试】 (2011·辽宁)△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 2 A =2a .(1)求b a; (2)若c 2=b 2+3a 2,求B .[尝试解答] (1)由正弦定理得,sin 2A sin B +sin B cos 2A =2sin A ,即sin B (sin 2A +cos 2A )=2sin A .故sin B =2sin A ,所以b a= 2. (2)由余弦定理和c 2=b 2+3a 2,得cos B =(1+3)a 2c. 由(1)知b 2=2a 2,故c 2=(2+3)a 2.可得cos 2B =12,又cos B >0,故cos B =22,所以B =45°.。

2023年高考数学一轮复习第四章三角函数与解三角形7正弦定理余弦定理练习含解析

2023年高考数学一轮复习第四章三角函数与解三角形7正弦定理余弦定理练习含解析

正弦定理、余弦定理考试要求 1.掌握正弦定理、余弦定理及其变形.2.能利用正弦定理、余弦定理解决一些简单的三角形度量问题.知识梳理1.正弦定理与余弦定理定理正弦定理余弦定理内容asin A=b sin B =csin C=2R 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 sin B =b sin A ,b sin C =c sin B , a sin C =c sin Acos A =b 2+c 2-a 22bc ;cos B =c 2+a 2-b 22ac ;cos C =a 2+b 2-c 22ab2.三角形中常用的面积公式 (1)S =12ah 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 为三角形的内切圆半径).常用结论在△ABC 中,常有以下结论: (1)∠A +∠B +∠C =π.(2)任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边. (3)a >b ⇔A >B ⇔sin A >sin B ,cos A <cos B .(4)sin(A +B )=sin C ;cos(A +B )=-cos C ;tan(A +B )=-tan C ;sinA +B2=cosC2;cosA +B2=sin C2. (5)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 . 思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)三角形中三边之比等于相应的三个内角之比.( × ) (2)在△ABC 中,若sin A >sin B ,则A >B .( √ )(3)在△ABC 的六个元素中,已知任意三个元素可求其他元素.( × ) (4)当b 2+c 2-a 2>0时,△ABC 为锐角三角形.( × ) 教材改编题1.在△ABC 中,AB =5,AC =3,BC =7,则∠BAC 等于( ) A.π6 B.π3 C.2π3D.5π6答案 C解析 因为在△ABC 中,设AB =c =5,AC =b =3,BC =a =7, 所以由余弦定理得cos∠BAC =b 2+c 2-a 22bc =9+25-4930=-12,因为∠BAC 为△ABC 的内角, 所以∠BAC =2π3.2.在△ABC 中,若A =60°,a =43,b =42,则B =. 答案 45°解析 由正弦定理知a sin A =bsin B ,则sin B =b sin A a =42×3243=22.又a >b ,则A >B ,所以B 为锐角,故B =45°.3.在△ABC 中,a =2,b =3,C =60°,则c =,△ABC 的面积=. 答案7 332解析 易知c =4+9-2×2×3×12=7,△ABC 的面积等于12×2×3×32=332.题型一 利用正弦定理、余弦定理解三角形例1 (12分)(2021·新高考全国Ⅰ)记△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知b 2=ac ,点D 在边AC 上,BD ·sin∠ABC =a sin C . (1)证明:BD =b ;[切入点:角转化为边](2)若AD =2DC ,求cos∠ABC .[关键点:∠BDA 和∠BDC 互补]高考改编在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知b sin C +a sin A =b sin B +c sin C . (1)求A ;(2)设D 是线段BC 的中点,若c =2,AD =13,求a . 解 (1)根据正弦定理,由b sin C +a sin A =b sin B +c sin C , 可得bc +a 2=b 2+c 2, 即bc =b 2+c 2-a 2,由余弦定理可得,cos A =b 2+c 2-a 22bc =12,因为A 为三角形内角,所以A =π3.(2)因为D 是线段BC 的中点,c =2,AD =13, 所以∠ADB +∠ADC =π, 则cos∠ADB +cos∠ADC =0,所以AD 2+BD 2-AB 22AD ·BD +AD 2+DC 2-AC 22AD ·DC=0,即13+a 24-22213·a 2+13+a 24-b2213·a2=0,整理得a 2=2b 2-44,又a 2=b 2+c 2-2bc cos A =b 2+4-2b , 所以b 2+4-2b =2b 2-44, 解得b =6或b =-8(舍), 因此a 2=2b 2-44=28, 所以a =27.思维升华 解三角形问题的技巧(1)解三角形时,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;如果式子中含有角的正弦或边的一次式时,则考虑用正弦定理,以上特征都不明显时,则要考虑两个定理都有可能用到.(2)三角形解的个数的判断:已知两角和一边,该三角形是确定的,其解是唯一的;已知两边和一边的对角,该三角形具有不唯一性,通常根据三角函数值的有界性和大边对大角定理进行判断.跟踪训练1 (2021·北京)已知在△ABC 中,c =2b cos B ,C =2π3.(1)求B 的大小;(2)在下列三个条件中选择一个作为已知,使△ABC 存在且唯一确定,并求出BC 边上的中线的长度.①c =2b ;②周长为4+23;③面积为S △ABC =334.解 (1)∵c =2b cos B ,则由正弦定理可得sin C =2sin B cos B , ∴sin2B =sin2π3=32,∵C =2π3, ∴B ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π3,2B ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,2π3, ∴2B =π3,解得B =π6.(2)若选择①:由正弦定理结合(1)可得 c b =sin C sin B =3212=3, 与c =2b 矛盾,故这样的△ABC 不存在; 若选择②:由(1)可得A =π6,设△ABC 的外接圆半径为R , 则由正弦定理可得a =b =2R sinπ6=R , c =2R sin2π3=3R , 则周长为a +b +c =2R +3R =4+23, 解得R =2,则a =2,c =23, 由余弦定理可得BC 边上的中线的长度为232+12-2×23×1×cosπ6=7; 若选择③:由(1)可得A =π6,即a =b ,则S △ABC =12ab sin C =12a 2×32=334,解得a =3,则由余弦定理可得BC 边上的中线的长度为b 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫a 22-2×b ×a 2×cos 2π3=3+34+3×32=212. 题型二 正弦定理、余弦定理的简单应用 命题点1 三角形形状判断 例2 在△ABC 中,c -a 2c =sin 2 B 2(a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 的对边),则△ABC 的形状为( )A .直角三角形B .等边三角形C .等腰三角形或直角三角形D .等腰直角三角形 答案 A解析 由cos B =1-2sin 2B2,得sin 2B 2=1-cos B2,所以c -a 2c =1-cos B2, 即cos B =ac.方法一 由余弦定理得a 2+c 2-b 22ac =ac,即a 2+c 2-b 2=2a 2,所以a 2+b 2=c 2.所以△ABC 为直角三角形,无法判断两直角边是否相等. 方法二 由正弦定理得cos B =sin Asin C ,又sin A =sin(B +C )=sin B cos C +cos B sin C , 所以cos B sin C =sin B cos C +cos B sin C , 即sin B cos C =0,又sin B ≠0,所以cos C =0,又角C 为三角形的内角,所以C =π2,所以△ABC 为直角三角形,无法判断两直角边是否相等.延伸探究将“c -a 2c =sin 2 B 2”改为“sin A sin B =a c,(b +c +a )(b +c -a )=3bc ”,试判断△ABC 的形状.解 因为sin A sin B =ac ,所以a b =a c,所以b =c . 又(b +c +a )(b +c -a )=3bc , 所以b 2+c 2-a 2=bc ,所以cos A =b 2+c 2-a 22bc =bc 2bc =12.因为A ∈(0,π),所以A =π3, 所以△ABC 是等边三角形.思维升华 判断三角形形状的两种思路(1)化边:通过因式分解、配方等得出边的相应关系,从而判断三角形的形状.(2)化角:通过三角恒等变形,得出内角的关系,从而判断三角形的形状.此时要注意应用A +B +C =π这个结论. 命题点2 三角形的面积例3 (2022·沧州模拟)在①sin A ,sin C ,sin B 成等差数列;②a ∶b ∶c =4∶3∶2;③b cos A =1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,求该三角形面积的值;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a (sin A -sin B )+b sinB =c sinC ,c =1,?注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分. 解 因为a (sin A -sin B )+b sin B =c sin C , 由正弦定理得a (a -b )+b 2=c 2, 即a 2+b 2-c 2=ab ,所以cos C =a 2+b 2-c 22ab =12,又C ∈(0,π), 所以C =π3.选择①:因为sin A ,sin C ,sin B 成等差数列, 所以sin A +sin B =2sin C ,即a +b =2c =2, 由a 2+b 2-c 2=a 2+b 2-1=ab , 得(a +b )2-3ab =1,所以ab =1, 故存在满足题意的△ABC ,S △ABC =12ab sin C =12×1×sin π3=34. 选择②:因为a ∶b ∶c =4∶3∶2, 所以A >B >C =π3,这与A +B +C =π矛盾,所以△ABC 不存在. 选择③: 因为b cos A =1,所以b ·b 2+1-a 22b=1,得b 2=1+a 2=c 2+a 2, 所以B =π2,此时△ABC 存在.又C =π3,所以A =π6,所以a =1×tanπ6=33, 所以S △ABC =12ac =36.思维升华 三角形面积公式的应用原则(1)对于面积公式S =12ab sin C =12ac sin B =12bc sin A ,一般是已知哪一个角就使用哪一个公式.(2)与面积有关的问题,一般要用到正弦定理或余弦定理进行边和角的转化. 命题点3 与平面几何有关的问题例4 如图,在平面四边形ABCD 中,已知A =π2,B =2π3,AB =6.在AB 边上取点E ,使得BE=1,连接EC ,ED .若∠CED =2π3,EC =7.(1)求sin∠BCE 的值; (2)求CD 的长.解 (1)在△BEC 中,由正弦定理, 知BE sin∠BCE =CEsin B.∵B =2π3,BE =1,CE =7,∴sin∠BCE =BE ·sin B CE =327=2114. (2)∵∠CED =B =2π3,∴∠DEA =∠BCE ,∴cos∠DEA =1-sin 2∠DEA =1-sin 2∠BCE =1-328=5714. ∵A =π2,∴△AED 为直角三角形,又AE =5,∴ED =AE cos∠DEA =55714=27.在△CED 中,CD 2=CE 2+DE 2-2CE ·DE ·cos∠CED=7+28-2×7×27×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=49. ∴CD =7. 教师备选1.在△ABC 中,已知a 2+b 2-c 2=ab ,且2cos A sin B =sin C ,则该三角形的形状是( ) A .直角三角形 B .等腰三角形 C .等边三角形 D .钝角三角形答案 C解析 ∵a 2+b 2-c 2=ab ,∴cos C =a 2+b 2-c 22ab =12,又C ∈(0,π), ∴C =π3,由2cos A sin B =sin C ,得cos A =sin C 2sin B =c 2b =c 2+b 2-a22bc ,∴b 2=a 2,即b =a ,又C =π3,故三角形为等边三角形.2.已知△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且a cos C -c cos(B +C )=-b3cos A +B .(1)求tan C ;(2)若c =3,sin A sin B =1627,求△ABC 的面积.解 (1)∵a cos C -c cos(B +C ) =-b3cos A +B ,∴a cos C +c cos A =b3cos C.由正弦定理得sin A cos C +sin C cos A =sin B3cos C ,∴sin(A +C )=sin B3cos C ,即sin B =sin B3cos C ,又∵sin B ≠0, ∴cos C =13,∴sin C =1-⎝ ⎛⎭⎪⎫132=223, tan C =sin Ccos C =2 2.(2)若c =3,由正弦定理asin A =bsin B =csin C,得asin A =b sin B =3223=924, 则a =924sin A ,b =924sin B ,则ab =924sin A ·924sin B =16216sin A sin B=16216×1627=6, ∴S △ABC =12ab sin C =12×6×223=2 2.思维升华 平面几何图形中研究或求与角有关的长度、角度、面积的最值、优化设计等问题,通常是转化到三角形中,利用正、余弦定理通过运算的方法加以解决.在解决某些具体问题时,常先引入变量,如边长、角度等,然后把要解三角形的边或角用所设变量表示出来,再利用正、余弦定理列出方程,解之,若研究最值,常使用函数思想.跟踪训练 2 (1)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,若c -a cos B = (2a -b )cos A ,则△ABC 的形状为( )A .等腰三角形B .直角三角形C .等腰直角三角形D .等腰或直角三角形答案 D解析 因为c -a cos B =(2a -b )cos A ,C =π-(A +B ),所以由正弦定理得sin C -sin A cos B=2sin A cos A -sin B cos A ,所以sin A cos B +cos A sin B -sin A cos B=2sin A cos A -sin B cos A ,所以cos A (sin B -sin A )=0,所以cos A =0或sin B =sin A ,所以A =π2或B =A 或B =π-A (舍去), 所以△ABC 为等腰或直角三角形.(2)(2022·郑州模拟)如图,在△ABC 中,AB =9,cos B =23,点D 在BC 边上,AD =7,∠ADB 为锐角.①求BD ;②若∠BAD =∠DAC ,求sin C 的值及CD 的长.解 ①在△ABD 中,由余弦定理得AB 2+BD 2-2AB ·BD ·cos B =AD 2,整理得BD 2-12BD +32=0,所以BD =8或BD =4.当BD =4时,cos∠ADB =16+49-812×4×7=-27,则∠ADB >π2,不符合题意,舍去; 当BD =8时,cos∠ADB =64+49-812×8×7=27,则∠ADB <π2,符合题意,所以BD =8.②在△ABD 中,cos∠BAD =AB 2+AD 2-BD 22AB ·AD =92+72-822×9×7=1121,所以sin∠BAD =8521,又sin∠ADB =357,所以sin C =sin(∠ADB -∠CAD )=sin(∠ADB -∠BAD )=sin∠ADB cos∠BAD -cos∠ADB sin∠BAD=357×1121-27×8521=175147,在△ACD 中,由正弦定理得CD sin∠CAD =ADsin C ,即CD =ADsin C ·sin∠CAD =7175147×8521=39217.课时精练1.△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若△ABC 的面积为a 2+b 2-c 24,则C 等于() A.π2 B.π3C.π4D.π6答案 C 解析 根据题意及三角形的面积公式知12ab sin C =a 2+b 2-c 24, 所以sin C =a 2+b 2-c 22ab=cos C , 所以在△ABC 中,C =π4. 2.(2022·北京西城区模拟)在△ABC 中,C =60°,a +2b =8,sin A =6sin B ,则c 等于( ) A.35 B.31 C .6D .5答案 B解析 因为sin A =6sin B ,由正弦定理可得a =6b ,又a +2b =8,所以a =6,b =1,因为C =60°,所以c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,即c 2=62+12-2×1×6×12, 解得c =31.3.(2022·济南质检)已知△ABC 的内角A ,B ,C 对应的边分别为a ,b ,c ,a =4,cos2A = -725,则△ABC 外接圆半径为( ) A .5B .3C.52D.32答案 C解析 因为cos2A =-725, 所以1-2sin 2A =-725, 解得sin A =±45, 因为A ∈(0,π),所以sin A =45,又a =4,所以2R =a sin A =445=5, 所以R =52. 4.(2022·河南九师联盟联考)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若c =2b ,sin 2A -3sin 2B =12sin A sin C ,则角C 等于( ) A.π6B.π3C.π2D.2π3答案 B解析 ∵sin 2A -3sin 2B =12sin A sin C , 由正弦定理可得a 2-3b 2=12ac , ∵c =2b ,∴a 2-3b 2=12a ·2b =ab , 由余弦定理可得cos C =a 2+b 2-c 22ab =a 2-3b 22ab =12, ∵0<C <π,∴C =π3. 5.(多选)(2022·山东多校联考)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,2b sin A =5a cos B ,AB =2,AC =26,D 为BC 的中点,E 为AC 上的点,且BE 为∠ABC 的平分线,下列结论正确的是( )A .cos∠BAC =-66 B .S △ABC =3 5 C .BE =2D .AD = 5答案 AD解析 由正弦定理可知2sin B sin A =5sin A cos B ,∵sin A ≠0,∴2sin B =5cos B .又sin 2B +cos 2B =1,∴sin B =53,cos B =23,在△ABC 中,AC 2=AB 2+BC 2-2AB ·BC cos B ,得BC =6.A 项,cos∠BAC =AB 2+AC 2-BC 22AB ·AC =4+24-362×2×26=-66;B 项,S △ABC =12AB ·BC sin B =12×2×6×53=25;C 项,由角平分线性质可知AEEC =AB BC =13,∴AE =62.BE 2=AB 2+AE 2-2AB ·AE cos A =4+32-2×2×62×⎝ ⎛⎭⎪⎫-66=152,∴BE =302;D 项,在△ABD 中,AD 2=AB 2+BD 2-2AB ·BD cos B=4+9-2×2×3×23=5,∴AD = 5.6.(多选)(2022·张家口质检)下列命题中,正确的是( )A .在△ABC 中,A >B ,则sin A >sin BB .在锐角△ABC 中,不等式sin A >cos B 恒成立C .在△ABC 中,若a cos A =b cos B ,则△ABC 必是等腰直角三角形D .在△ABC 中,若B =60°,b 2=ac ,则△ABC 必是等边三角形答案 ABD解析 对于A ,由A >B ,可得a >b ,利用正弦定理可得sin A >sin B ,正确;对于B ,在锐角△ABC 中,A ,B ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,∵A +B >π2, ∴π2>A >π2-B >0, ∴sin A >sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-B =cos B , ∴不等式sin A >cos B 恒成立,正确;对于C ,在△ABC 中,由a cos A =b cos B ,利用正弦定理可得sin A cos A =sin B cos B ,∴sin2A =sin2B ,∵A ,B ∈(0,π),∴2A =2B 或2A =π-2B ,∴A =B 或A +B =π2, ∴△ABC 是等腰三角形或直角三角形,∴是假命题,错误;对于D ,由于B =60°,b 2=ac ,由余弦定理可得b 2=ac =a 2+c 2-ac ,可得(a -c )2=0,解得a =c ,可得A =C =B =60°,故正确.7.(2022·潍坊质检)已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,且b =3,a -c =2,A =2π3.则△ABC 的面积为. 答案 1534解析 由余弦定理得a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,∵b =3,a -c =2,A =2π3, ∴(c +2)2=32+c 2-2×3c ×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12, 解得c =5,则△ABC 的面积为S =12bc sin A =12×3×5×32=1534. 8.(2021·全国乙卷)记△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,面积为3,B =60°,a 2+c 2=3ac ,则b =.答案 2 2解析 由题意得S △ABC =12ac sin B =34ac =3,则ac =4,所以a 2+c 2=3ac =3×4=12,所以b 2=a 2+c 2-2ac cos B =12-2×4×12=8,则b =22(负值舍去).9.(2022·南平模拟)在①2c cos B =2a -b ,②△ABC 的面积为34(a 2+b 2-c 2),③cos 2A -cos 2C =sin 2B -sin A sin B ,这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并加以解答.(如果选择多个条件作答,则按所选的第一个条件给分)已知△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,且.(1)求角C 的大小;(2)若c =2且4sin A sin B =3,求△ABC 的面积.解 (1)若选条件①2c cos B =2a -b ,则2c ·a 2+c 2-b 22ac=2a -b , 即a 2+b 2-c 2=ab ,所以cos C =12, 又因为C ∈(0,π),所以C =π3. 若选条件②△ABC 的面积为34(a 2+b 2-c 2), 则34(a 2+b 2-c 2)=12ab sin C , 即sin C =3cos C ,所以tan C =3,又因为C ∈(0,π),所以C =π3. 若选条件③cos 2A -cos 2C =sin 2B -sin A sin B ,则(1-sin 2A )-(1-sin 2C )=sin 2B -sin A sin B ,即sin 2A +sin 2B -sin 2C =sin A sin B ,即a 2+b 2-c 2=ab ,所以cos C =12,又因为C ∈(0,π),所以C =π3. (2)因为c =2, 所以a sin A =b sin B =c sin C =2sin π3=43, 所以sin A =34a ,sin B =34b , 又因为4sin A sin B =3,所以ab =4,△ABC 的面积为12ab sin C = 3. 10.(2022·湘豫联盟联考)如图,在△ABC 中,∠B =60°,AB =8,AD =7,点D 在BC 上,且cos∠ADC =17.(1)求BD ;(2)若cos∠CAD =32,求△ABC 的面积. 解 (1)∵cos∠ADB =cos(π-∠ADC )=-cos∠ADC =-17. 在△ABD 中,由余弦定理得82=BD 2+72-2·BD ·7·cos∠ADB ,解得BD =3或BD =-5(舍).(2)由已知sin∠ADC =437,sin∠CAD =12, ∴sin C =sin(∠ADC +∠CAD )=437×32+17×12=1314. 由正弦定理得CD =AD sin∠CAD sin C =7×121314=4913, ∴BC =3+4913=8813,∴S △ABC =12×8×8813×32=176313.11.在△ABC 中,三个内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若△ABC 的面积为S ,且4S =(a+b )2-c 2,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+C 等于 ( ) A .1B .-22C.22D.32 答案 C解析 因为S =12ab sin C , cos C =a 2+b 2-c 22ab, 所以2S =ab sin C ,a 2+b 2-c 2=2ab cos C .又4S =(a +b )2-c 2=a 2+b 2-c 2+2ab ,所以2ab sin C =2ab cos C +2ab .因为ab ≠0,所以sin C =cos C +1.因为sin 2C +cos 2C =1,所以(cos C +1)2+cos 2C =1,解得cos C =-1(舍去)或cos C =0,所以sin C =1,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+C =22(sin C +cos C )=22. 12.(2022·焦作模拟)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边a ,b ,c 依次成等差数列,△ABC 的周长为15,且(sin A +sin B )2+cos 2C =1+sin A sin B ,则cos B 等于( )A.1314B.1114C.12D .-12答案 B解析 因为(sin A +sin B )2+cos 2C=1+sin A sin B ,所以sin 2A +sin 2B +2sin A ·sin B +1-sin 2C=1+sin A ·sin B ,所以由正弦定理得a 2+b 2-c 2=-ab ,又a ,b ,c 依次成等差数列,△ABC 的周长为15,即a +c =2b ,a +b +c =15, 由⎩⎪⎨⎪⎧ a 2+b 2-c 2=-ab ,a +c =2b ,a +b +c =15,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =3,b =5,c =7.cos B =a 2+c 2-b 22ac =32+72-522×3×7=1114. 13.(2022·开封模拟)在平面四边形ABCD 中,BC ⊥CD ,∠B =3π4,AB =32,AD =210,若AC =35,则CD 为.答案 1或5解析 因为在△ABC 中,∠B =3π4,AB =32, AC =35,由正弦定理可得AC sin B =AB sin∠ACB, 所以sin∠ACB =AB ·sin B AC =32×2235=55, 又BC ⊥CD ,所以∠ACB 与∠ACD 互余,因此cos∠ACD =sin∠ACB =55, 在△ACD 中,AD =210,AC =35,由余弦定理可得cos∠ACD =55=AC 2+CD 2-AD 22AC ·CD =5+CD 265CD, 所以CD 2-6CD +5=0,解得CD =1或CD =5.14.(2022·大连模拟)托勒密(Ptolemy)是古希腊天文学家、地理学家、数学家,托勒密定理就是由其名字命名,该定理指出:圆的内接凸四边形两组对边乘积的和等于两条对角线的乘积.已知凸四边形ABCD 的四个顶点在同一个圆的圆周上,AC ,BD 是其两条对角线,AB =AD ,∠BAD =120°,AC =6,则四边形ABCD 的面积为.答案 9 3 解析 在△ABD 中,设AB =a ,由余弦定理得BD 2=AB 2+AD 2-2AB ·AD ·cos∠BAD =3a 2,所以BD =3a ,由托勒密定理可得a (BC +CD )=AC ·3a ,即BC +CD =3AC ,又∠ABD =∠ACD =30°,所以四边形ABCD 的面积 S =12BC ·AC sin30°+12CD ·AC sin30°=14(BC +CD )·AC =34AC 2=9 3.15.(多选)中国南宋时期杰出数学家秦九韶在《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S =14⎣⎢⎡⎦⎥⎤c 2a 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫c 2+a 2-b 222(S 为三角形的面积,a ,b ,c 为三角形的三边).现有△ABC 满足sin A ∶si n B ∶sin C =2∶3∶7,且△ABC 的面积S △ABC =63,则下列结论正确的是( )A .△ABC 的周长为10+27B .△ABC 的三个内角满足A +B =2CC .△ABC 的外接圆半径为4213D .△ABC 的中线CD 的长为3 2答案 AB解析 A 项,设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,因为sin A ∶sin B ∶sin C =2∶3∶7,所以由正弦定理可得a ∶b ∶c =2∶3∶7,设a =2t ,b =3t ,c =7t (t >0),因为S △ABC =63,所以63=14⎣⎢⎡⎦⎥⎤7t 2×4t 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫7t 2+4t 2-9t 222,解得t =2,则a =4,b =6,c =27,故△ABC 的周长为10+27,A 正确;B 项,因为cos C =a 2+b 2-c 22ab =16+36-282×4×6=12, 所以C =π3,A +B =π-π3=2π3=2C , 故B 正确;C 项,因为C =π3,所以sin C =32, 由正弦定理得2R =c sin C =2732=4213, R =2213, C 错误;D 项,由余弦定理得cos B =a 2+c 2-b 22ac =16+28-362×4×27=714, 在△BCD 中,BC =4,BD =7,由余弦定理得cos B =16+7-CD 22×4×7=714, 解得CD =19,D 错误.16.(2021·新高考全国Ⅱ)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,b =a +1,c =a +2.(1)若2sin C =3sin A ,求△ABC 的面积;(2)是否存在正整数a ,使得△ABC 为钝角三角形?若存在,求出a 的值;若不存在,说明理由. 解 (1)因为2sin C =3sin A ,则2c =2(a +2)=3a ,则a =4,故b =5,c =6,cos C =a 2+b 2-c 22ab =18,所以C 为锐角, 则sin C =1-cos 2C =378,因此, S △ABC =12ab sin C =12×4×5×378=1574. (2)显然c >b >a ,若△ABC 为钝角三角形,则C 为钝角,由余弦定理可得cos C =a 2+b 2-c 22ab =a 2+a +12-a +222a a +1=a 2-2a -32a a +1<0,则0<a <3,由三角形三边关系可得a +a +1>a +2, 可得a >1,因为a ∈N *,故a =2.。

第27讲 正弦定理、余弦定理(解析版)

第27讲 正弦定理、余弦定理(解析版)
第 27 讲:正弦定理、余弦定理
一、课程标准 1、通过对任意三角形边长和角度关系的探索, 2、掌握正弦定理、余弦定理,并能解决一些简单的三角形度量问题.
二、基础知识回顾 1.正弦定理 a = b = c =2R(R 为△ABC 外接圆的半径). sin A sin B sin C
正弦定 理的常 见变形
2
四、例题选讲 考点一、运用正余弦定理解三角形
例 1、(2020 届山东实验中学高三上期中)在 △ABC 中,若 AB 13, BC 3, C 120 ,则 AC =


A.1
B.2
C.3
D.4
【答案】A
【解析】
余弦定理 AB2 BC 2 AC 2 2BC·AC cos C 将各值代入 得 AC2 3AC 4 0
a2
c2
2ac cos
B
,得 b2
a2
52
2 a 5
1 2

因为 b
10
a
,所以
(10
a)2
a2
52
2
a5
1 2

解得 a 3,所以 b 7 .
(2)由
cos
B
1 2
,得
sin
B
3 2
由正弦定理得 sin C c sin B 5 3 5 3 .
b
7 2 14
方法总结:本题考查正弦定理、余弦定理的公式.在解三角形时,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;如果式子中含有角的正弦或边的一次式时,则考虑用正弦定理;以上特征都不明显时, 则要考虑两个定理都有可能用到.考查基本运算能力和转化与化归思想.
解得 AC 1 或 AC 4 (舍去)选 A.

(复习指导)第4章第6节正弦定理与余弦定理含解析

(复习指导)第4章第6节正弦定理与余弦定理含解析

第6节正弦定理与余弦定理一、教材概念·结论·性质重现1.正弦定理在一个三角形中,各边的长和它所对角的正弦的比相等,即asin A=bsin B=csin C=2R,其中R是三角形外接圆的半径.正弦定理的变形公式:(1)a=2R sin A,b=2R sin B,c=2R sin C.(2)sin A=a2R,sin B=b2R,sin C=c2R.(3)a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C.若已知两边和其中一边的对角,解三角形时,可用正弦定理.在根据另一边所对角的正弦值,确定角的值时,要注意避免增根或漏解,常用的基本方法就是结合“大边对大角,大角对大边”及三角形内角和定理去考虑问题.2.余弦定理三角形任何一边的平方,等于其他两边的平方和减去这两边与它们夹角余弦的积的2倍.即a2=b2+c2-2bc cos A,b2=a2+c2-2ac cos B,c2=a2+b2-2ab cos C.余弦定理的推论:cos A=b2+c2-a22bc,cos B=a2+c2-b22ac,cos C=a2+b2-c22ab.3.三角形的面积公式(1)S=12ah(h表示边a上的高).(2)S =12bc sin A =12ac sin B =12ab sin C .(3)S =12r (a +b +c )(r 为三角形的内切圆半径). 4.常用结论在△ABC 中,常用以下结论: (1)∠A +∠B +∠C =π.(2)在三角形中大边对大角,大角对大边.(3)任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边. (4)sin(A +B )=sin C ;cos(A +B )=-cos C ;tan(A +B )=-tan C ;sin A +B 2=cos C 2;cos A +B 2=sin C2.(5)tan A +tan B +tan C =tan A ·tan B ·tan C . (6)A >B ⇔a >b ⇔sin A >sin B ⇔cos A <cos B . 二、基本技能·思想·活动体验1.判断下列说法的正误,对的打“√”,错的打“×”.(1)在三角形中,已知两角和一边或已知两边和一角都能解三角形.( √ ) (2)在△ABC 中,a sin A =a +b +c sin A +sin B +sin C.( √ )(3)在△ABC 中,a 2+b 2>c 2是△ABC 为锐角三角形的必要不充分条件.( √ ) (4)在△ABC 中,若sin A sin B <cos A cos B ,则此三角形是钝角三角形.( √ ) 2.△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知a =5,c =2,cos A =23,则b =( )A . 2B . 3C .2D .3D 解析:由余弦定理,得4+b 2-2×2b cos A =5,整理得3b 2-8b -3=0,解得b =3或b =-13(舍去).故选D.3.在△ABC 中,a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 的对边.若a =2b cos C ,则此三角形一定是( )A .等腰直角三角形B .直角三角形C .等腰三角形D .等腰三角形或直角三角形C 解析:在△ABC 中,因为cos C =a 2+b 2-c 22ab ,所以a =2b cos C =2b ·a 2+b 2-c 22ab ,所以a 2=a 2+b 2-c 2,所以b =c ,所以此三角形一定是等腰三角形.4.在△ABC 中,a =3,b =5,sin A =13,则sin B =( ) A.15 B.59 C.53D.1B 解析:根据正弦定理a sin A =b sin B ,有313=5sin B ,得sin B =59.故选B.5.已知a ,b ,c 分别为△ABC 三个内角A ,B ,C 的对边,a =2,A =45°.若三角形有两解,则边b 的取值范围是________.(2,22) 解析:如图,△ABC 有两解的充要条件是b sin 45°<2<b ,解得2<b <2 2.故b 的取值范围是(2,22).考点1 利用正弦定理、余弦定理解三角形——基础性1.(2020·全国卷Ⅲ)在△ABC 中,cos C =23,AC =4,BC =3,则cos B =( )A.19 B.13 C.12D.23A 解析:由余弦定理得 AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC ·cos C=42+32-2×4×3×23=9,所以AB =3. 又由余弦定理可知cos B =AB 2+BC 2-AC 22AB ·BC =32+32-422×3×3=19.2.(2019·全国卷Ⅰ)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知a sin A -b sin B =4c sin C ,cos A =-14,则bc =( )A .6B .5C .4D .3A 解析:因为a sin A -b sinB =4c ·sinC ,所以由正弦定理得a 2-b 2=4c 2,即a 2=4c 2+b 2.由余弦定理得cos A =b 2+c 2-a 22bc =b 2+c 2-(4c 2+b 2)2bc =-3c22bc=-14,所以bc =6.3.△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知C =60°,b =6,c =3,则A =________.75° 解析:由正弦定理,得sin B =b sin Cc =6sin 60°3=22.因为0°<B <180°,且b <c ,所以B <C ,故B =45°,所以A =180°-60°-45°=75°.4.(2019·全国卷Ⅱ)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知b sin A +a cos B =0,则B =________.3π4 解析:因为b sin A +a cos B =0, 所以a sin A =b-cos B.由正弦定理a sin A =bsin B ,得-cos B =sin B ,所以tan B=-1.又B∈(0,π),所以B=3π4.利用正、余弦定理解三角形的策略(1)已知三角形的两边和其中一边的对角解三角形,可用正弦定理,也可用余弦定理.用正弦定理时,需判断其解的个数;用余弦定理时,可根据一元二次方程根的情况判断解的个数.(2)三角形解的个数的判断:已知两角和一边,该三角形是确定的,其解是唯一的;已知两边和一边的对角,该三角形具有不唯一性,通常根据三角函数值的有界性和大边对大角进行判断.结合图像求解较为直观易解.考点2判断三角形的形状——应用性设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若b cos C+c cos B =a sin A,则△ABC的形状为()A.锐角三角形B.直角三角形C.钝角三角形D.不确定B解析:因为b cos C+c cos B=a sin A,由正弦定理得sin B cos C+sin C·cos B=sin2A,所以sin(B+C)=sin2A,即sin A=sin2A.又sin A>0,所以sin A=1,所以A=π2,故△ABC为直角三角形.若本例条件变为ab=cos Bcos A,判断△ABC的形状.解:由ab=cos Bcos A,得sin Asin B=cos Bcos A,所以sin A cos A=cos B sin B,所以sin 2A=sin 2B.因为A,B为△ABC的内角,所以2A=2B或2A=π-2B,所以A =B 或A +B =π2,所以△ABC 为等腰三角形或直角三角形.1.判断三角形形状的常用途径2.判断三角形的形状的注意点在判断三角形的形状时,一定要注意三角形的解是否唯一,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.在等式变形时,一般两边不要约去公因式,应移项提取公因式,以免漏解.1.在△ABC 中,c -a 2c =sin 2B2(a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 的对边),则△ABC 的形状为( )A .直角三角形B .等边三角形C .等腰三角形或直角三角形D .等腰直角三角形A 解析:由cosB =1-2sin 2B 2得sin 2B 2=1-cos B2,所以c -a 2c =1-cos B 2,即cos B =ac .(方法一)由余弦定理得cos B =a 2+c 2-b 22ac =a c ,即a 2+c 2-b 2=2a 2,所以a 2+b 2=c 2.所以△ABC 为直角三角形.又无法判断两直角边是否相等.故选A.(方法二)由正弦定理得cos B=sin Asin C,又sin A=sin (B+C)=sin B cos C+cosB·sin C,所以cos B sin C=sin B cos C+cos B·sin C,即sin B cos C=0.又sin B≠0,所以cos C=0.又角C为三角形的内角,所以C=π2,所以△ABC为直角三角形.又因为无法判断两直角边是否相等.故选A.2.给出下列命题:①若tan A tan B>1,则△ABC一定是钝角三角形;②若sin2A+sin2B=sin2C,则△ABC一定是直角三角形;③若cos(A-B)cos(B-C)cos(C-A)=1,则△ABC一定是等边三角形.其中正确命题的序号为________.②③解析:①因为tan A tan B>1,且A,B为三角形内角,所以tan A>0,tan B>0,所以A,B均为锐角.又因为-tan C=tan(A+B)=tan A+tan B1-tan A·tan B<0,所以tan C>0,所以C为锐角,所以△ABC不是钝角三角形,故①错误.②由正弦定理及条件,得a2+b2=c2,所以△ABC一定为直角三角形,故②正确.③由cos(A-B)cos(B-C)cos(C-A)=1及A,B,C为三角形内角,可得cos(A -B)=cos(B-C)=cos(C-A)=1,所以A=B=C.故③正确.考点3三角形的面积——综合性(2020·广东化州二模)在△ABC中,三个内角A,B,C所对的边为a,b,c.若S△ABC=23,a+b=6,a cos B+b cos Ac=2cos C,则c=()A.27 B.2 3 C.4 D.3 3B解析:因为a cos B+b cos Ac=sin A cos B+sin B cos Asin C=sin(A+B)sin(A+B)=1,所以2cos C=1,所以C=60°.若S△ABC =23,则12ab sin C=23,所以ab=8.因为a+b=6,所以c2=a2+b2-2ab·cos C=(a+b)2-2ab-ab=(a+b)2-3ab =62-3×8=12,所以c=2 3.故选B.(2020·全国卷Ⅰ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知B=150°.(1)若a=3c,b=27,求△ABC的面积;(2)若sin A+3sin C=22,求C.解:(1)由余弦定理得a2+c2-2ac cos B=b2,将a=3c,b=27,B=150°代入,可得(3c)2+c2-2×3c×c cos 150°=(27)2,整理得7c2=28,解得c=2.所以a=2 3.所以S△ABC =12ac sin B=12×23×2×12= 3.(2)因为A+B+C=π,所以sin A=sin(B+C).又因为sin A+3sin C=2 2,所以sin(B+C)+3sin C=2 2,所以sin B cos C+cos B sin C+3sin C=2 2.将B=150°代入,整理得12cos C+32sin C=22,即sin(C+30°)=2 2.因为B=150°,所以0°<C<30°,即0°<C+30°<60°,所以C+30°=45°,解得C=15°.求解三角形面积问题的方法技巧(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,可先求其中一个角的余弦值,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.1.(2019·全国卷Ⅱ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若b=6,a=2c,B=π3,则△ABC的面积为________.63解析:由余弦定理得b2=a2+c2-2ac cos B.又因为b=6,a=2c,B=π3,所以36=4c2+c2-2×2c2×1 2,所以c=23,a=43,所以S△ABC =12ac sin B=12×43×23×32=6 3.2.(2020·全国卷Ⅰ)如图,在三棱锥P–ABC的平面展开图中,AC=1,AB =AD=3,AB⊥AC,AB⊥AD,∠CAE=30°,则cos∠FCB=________.-14解析:AB⊥AC,AB=3,AC=1,由勾股定理得BC=AB2+AC2=2.同理得BD=6,所以BF=BD=6,在△ACE中,AC=1,AE=AD=3,∠CAE=30°,由余弦定理得CE2=AC2+AE2-2AC·AE cos 30°=1+3-2×1×3×3 2=1,所以CF=CE=1,在△BCF 中,BC =2,BF =6,CF =1,由余弦定理得cos ∠FCB =CF 2+BC 2-BF 22CF ·BC =1+4-62×1×2=-14. 3.(2020·菏泽高三联考)在①B =π3,②a =2,③b cos A +a cos B =3+1这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并解决相应问题.已知在锐角△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,△ABC 的面积为S .若4S =b 2+c 2-a 2,b =6,且________,求△ABC 的面积S 的大小.解:因为4S =b 2+c 2-a 2,cos A =b 2+c 2-a 22bc ,S =12bc sin A .所以2bc sin A =2bc cos A . 显然cos A ≠0,所以tan A =1. 又A ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,所以A =π4.若选①,B =π3,由a sin A =b sin B ,得a =b sin Asin B =6×2232=2.又sin C =sin [π-(A +B )]=sin(A +B )=sin A cos B +cos A sin B =6+24,所以S =12ab sin C =12×2×6×6+24=3+32.若选②,a =2,由a sin A =b sin B ,得sin B =b sin A a =6×222=32. 因为B ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,所以cos B =12.又sin C =sin [π-(A +B )]=sin(A +B )=sin A cos B +cos A sin B =6+24, 所以S =12ab sin C =12×2×6×6+24=3+32. 若选③,b cos A +a cos B =3+1,所以a cos B =1, 即a ·a 2+c 2-62ac =1,所以a 2=6+2c -c 2.又a 2=6+c 2-26c ×22=6+c 2-23c ,所以6+2c -c 2=6+c 2-23c ,解得c =3+1. 所以S =12bc sin A =12×6×(3+1)×sin π4=3+32.已知△ABC 的三边长分别为a ,b ,c ,满足a 2+b 2+2c 2=8,则三角形ABC 面积的最大值为( )A.55B.255C.355D.53[四字程序]读想算思 △ABC 面积的最大值1.面积的表达式; 2.以谁为变量? 用适当的变量表示S 转化与化归a 2+b 2+2c 2=81.S =12ah ; 2.S =12ab sin C ; 3.边作变量; 4.角作变量; 5.海伦公式S 2=14a 2b 2·(1-cos 2C );S ≤2sin C3-2cos C1.均值不等式; 2.函数最值; 3.三角函数的性质思路参考:余弦定理+角化边+二次函数的最值. B 解析:因为a 2+b 2+2c 2=8,即a 2+b 2=8-2c 2, 所以S 2=14a 2b 2sin 2C=14a 2b 2(1-cos 2C ) =14a 2b 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝⎛⎭⎪⎫a 2+b 2-c 22ab 2 =14a 2b 2-(8-3c 2)216 ≤14⎝⎛⎭⎪⎫a 2+b 222-(8-3c 2)216 =-5c 416+c 2=-516⎝ ⎛⎭⎪⎫c 2-852+45,故当a 2=b 2=125,c 2=85时,S 2有最大值45, 所以△ABC 面积的最大值为255.思路参考:设高转化,利用均值不等式. B 解析:如图,过点C 作CD ⊥AB 于点D . 设AD =m ,BD =n ,CD =h .因为a 2+b 2+2c 2=8,所以m 2+n 2+2h 2+2c 2=8. 因为m 2+n 2≥(m +n )22=c 22,当且仅当m =n 时取等号.故m 2+n 2+2h 2+2c 2≥c 22+2h 2+2c 2=5c 22+2h 2≥25ch =45S ,所以S ≤255,当且仅当m =n ,c =255h 时取等号. 所以△ABC 面积的最大值为255.思路参考:利用海伦公式S =p (p -a )(p -b )(p -c )+均值不等式.B解析:设p=12(a+b+c),则p-a=12(b+c-a),p-b=12(a+c-b),p-c=12(a+b-c).所以S=p(p-a)(p-b)(p-c)=14[(a+b)2-c2][c2-(b-a)2]=144a2b2-⎝⎛⎭⎪⎫a2+b2-c222.因为a2+b2+2c2=8,所以S=144a2b2-(8-3c2)2.因为a2+b2+2c2=8,所以4a2b2≤(a2+b2)2=(8-2c2)2.所以S≤14(8-2c2)2-(8-3c2)2=1416c2-5c4.当c2=85时,S2有最大值45.所以△ABC面积的最大值为25 5.思路参考:建系设点.B解析:如图,以AB所在直线为x轴,以线段AB的中垂线为y轴建立平面直角坐标系.不妨令x1>0,y2>0,设A(-x1,0),B(x1,0),C(x2,y2).因为a2+b2+2c2=8,所以(x1-x2)2+y22+(x1+x2)2+y22+8x21=8,所以5x21+x22+y22=4.因为S=x1y2,所以25S≤5x21+y22=4-x22≤4.所以S≤255,当且仅当x2=0,5x21=y22=2时取等号.所以△ABC面积的最大值为25 5.1.本题考查三角形的面积的最值问题,解法灵活多变,基本解题策略是借助于三角形的相关知识将目标函数转化为边之间的代数关系,借助于三角函数的性质求最值,对于此类多元最值问题要注意合理转化或消元.2.基于课程标准,解答本题一般需要熟练掌握数学阅读技能、运算求解能力、推理能力和表达能力,体现了逻辑推理、数学运算的核心素养,试题的解答过程展现了数学文化的魅力.3.基于高考数学评价体系,本题创设了数学探索创新情景,通过知识之间的联系和转化,将最值转化为熟悉的数学模型.本题的切入点十分开放,可以从不同的角度解答题目,体现了灵活性;同时,解题的过程需要知识之间的转化,体现了综合性.(2020·全国卷Ⅱ)△ABC中,sin2A-sin2B-sin2C=sin B sin C.(1)求A;(2)若BC=3,求△ABC周长的最大值.解:(1)由正弦定理和已知条件sin2A-sin2B-sin2C=sin B sin C,得BC2-AC2-AB2=AC·AB.①由余弦定理得BC2=AC2+AB2-2AC·AB cos A.②由①②得cos A=-1 2.因为0<A<π,所以A=2π3.(2)由正弦定理及(1)得ACsin B=ABsin C=BCsin A=23,从而AC=23sin B,AB=23sin(π-A-B)=3cos B-3sin B.故BC +AC +AB =3+3sin B +3cos B =3+23sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫B +π3.又0<B <π3,所以当B =π6时,△ABC 的周长取得最大值3+2 3.。

正弦定理和余弦定理 含解析

正弦定理和余弦定理 含解析

3-6正弦定理和余弦定理基础巩固强化1.(文)在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,如果c =3a ,B =30°,那么角C 等于( )A .120°B .105°C .90°D .75°[答案] A[解析] ∵c =3a ,∴sin C =3sin A =3sin(180°-30°-C )=3sin(30°+C )=3⎝ ⎛⎭⎪⎫32sin C +12cos C =32sin C +32cos C ,即sin C =-3cos C ,∴tan C =- 3.又C ∈(0°,180°),∴C =120°.故选A.(理)(2011·郑州六校质量检测)△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,若cb <cos A ,则△ABC 为( )A .钝角三角形B .直角三角形C .锐角三角形D .等边三角形[答案] A[解析] 依题意得sin Csin B <cos A ,sin C <sin B cos A ,所以sin(A +B )<sin B cos A ,即sin B cos A +cos B sin A -sin B cos A <0,所以cos B sin A <0.又sin A >0,于是有cos B <0,B 为钝角,△ABC 是钝角三角形,选A.2.(文)(2011·湖北八校联考)若满足条件C =60°,AB =3,BC =a 的△ABC 有两个,那么a 的取值范围是( )A .(1,2)B .(2,3)C .(3,2)D .(1,2) [答案] C[解析] 由条件知,a sin60°<3<a ,∴3<a <2.(理)在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别是a 、b 、c ,若a =2,b =22,且三角形有两解,则角A 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,3π4 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π3 [答案] A[解析] 由条件知b sin A <a ,即22sin A <2,∴sin A <22, ∵a <b ,∴A <B ,∴A 为锐角,∴0<A <π4.3.(2011·福建质检)在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,若a =1,c =42,B =45°,则sin C 等于( )A.441B.45 C.425 D.44141[答案] B[解析] 依题意得b =a 2+c 2-2ac cos B =5,又c sin C =b sin B ,所以sin C =c sin B b =42sin45°5=45,选B.4.(2012·天津理,6)在△ABC 中,内角A 、B 、C 所对的边分别是a 、b 、c ,已知8b =5c ,C =2B ,则cos C =( )A.725 B .-725 C .±725 D.2425[答案] A[解析] 由b sin B =csin C 及8b =5c ,C =2B 得,5sin2B =8sin B ,∴cos B =45,∴cos C =cos2B =2cos 2B -1=725.5.(2011·辽宁理,4)△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 ,则ba =( )A .2 3B .2 2 C. 3 D. 2[答案] D[解析] ∵a sin A sin B +b cos 2A =2a , ∴sin 2A sin B +sin B cos 2A =2sin A , ∴sin B =2sin A ,∴b =2a ,∴ba = 2.6.(文)在△ABC 中,内角A 、B 、C 的对边分别是a 、b 、c ,若a 2-b 2=3bc ,sin C =23sin B ,则A =( )A .30°B .60°C .120°D .150°[答案] A[解析] 由余弦定理得:cos A =b 2+c 2-a 22bc ,由题知b 2-a 2=-3bc ,c 2=23bc ,则cos A =32,又A ∈(0°,180°),∴A =30°,故选A.(理)△ABC 中,a 、b 、c 分别为∠A 、∠B 、∠C 的对边,如果a 、b 、c 成等差数列,∠B =30°,△ABC 的面积为0.5,那么b 为( )A .1+ 3B .3+ 3 C.3+33 D .2+ 3[答案] C[解析] 12ac sin B =12,∴ac =2, 又2b =a +c ,∴a 2+c 2=4b 2-4,由余弦定理b 2=a 2+c 2-2ac cos B 得,b =3+33.7.在直角坐标系xOy 中,已知△ABC 的顶点A (-1,0),C (1,0),顶点B 在椭圆x 24+y 23=1上,则sin A +sin C sin B 的值为________.[答案] 2[解析] 由题意知△ABC 中,AC =2,BA +BC =4, 由正弦定理得sin A +sin C sin B =BC +BAAC =2.8.(2011·广州一测)△ABC 的三个内角A 、B 、C 所对边的长分别为a 、b 、c ,已知c =3,C =π3,a =2b ,则b 的值为________.[答案]3[解析] 依题意及余弦定理得c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,即9=(2b )2+b 2-2×2b ×b cos π3,解得b 2=3,∴b = 3.9.(文)(2012·石家庄质检)在△ABC 中,∠A =60°,BC =2,AC =263,则∠B =________.[答案] 45°[解析] 利用正弦定理可知:BC sin A =AC sin B , 即2sin60°=263sin B ,∴sin B =22,∵2>263,∴BC >AC ,∴∠A >∠B ,∴∠B =45°.(理)(2012·北京西城区期末)在△ABC 中,三个内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c .若b =5,B =π4,tan C =2,则c =________.[答案] 2 2 [解析]⎭⎬⎫sin 2C +cos 2C =1tan C =2⇒sin C cos C =2⇒sin 2C =45⇒sin C =255.由正弦定理,得b sin B =c sin C ,∴c =sin Csin B ×b =2 2.10.(2012·河南商丘模拟)在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,且b cos C =(3a -c )cos B .(1)求cos B 的值;(2)若BA →·BC →=2,且b =22,求a 和c 的值.[解析] (1)由正弦定理得,sin B cos C =3sin A cos B -sin C cos B , ∴sin(B +C )=3sin A cos B ,可得sin A =3sin A cos B . 又sin A ≠0,∴cos B =13.(2)由BA →·BC →=2,可得ac cos B =2. 又cos B =13,∴ac =6.由b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,及b =22, 可得a 2+c 2=12,∴(a -c )2=0,即a =c . ∴a =c = 6.[点评] 本题主要考查正、余弦定理及三角运算等基础知识,同时考查运算求解能力.能力拓展提升11.(文)(2011·泉州质检)△ABC 的三个内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,且a cos C ,b cos B ,c cos A 成等差数列,则角B 等于( )A .30°B .60°C .90°D .120°[答案] B[解析] 依题意得a cos C +c cos A =2b cos B ,根据正弦定理得,sin A cos C +sin C cos A =2sin B cos B ,则sin(A +C )=2sin B cos B ,即sin B =2sin B cos B ,又0°<B <180°,所以cos B =12,所以B =60°,选B.(理)在△ABC 中,内角A 、B 、C 对边的长度分别是a 、b 、c ,已知c =2,C =π3,△ABC 的面积等于3,则a 、b 的值分别为( )A .a =1,b =4B .a =4,b =1C .a =4,b =4D .a =2,b =2 [答案] D[解析] 由余弦定理得,a 2+b 2-ab =4,又因为△ABC 的面积等于3,所以12ab sin C =3,∴ab =4.联立⎩⎪⎨⎪⎧a 2+b 2-ab =4,ab =4.解得a =2,b =2.12.(2011·天津理,6)如图,在△ABC 中,D 是边AC 上的点,且AB =AD,2AB =3BD ,BC =2BD ,则sin C 的值为( )A.33B.36C.63D.66[答案] D[解析] 如图,根据条件,设BD =2,则AB =3=AD ,BC =4. 在△ABC 中,由正弦定理得3sin C =4sin A ,在△ABD 中,由余弦定理得, cos A =3+3-42×3×3=13,∴sin A =223,∴sin C =3sin A 4=3×2234=66,故选D. 13.(文)(2011·济南外国语学校质检)在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,若a =2,b =2,sin B +cos B =2,则∠A 的大小为________.[答案] π6[解析] ∵sin B +cos B =2sin(B +π4)=2, ∴sin(B +π4)=1, ∵0<B <π,∴B =π4,∵b sin B =a sin A ,∴sin A =a sin B b =2×222=12, ∵a <b ,∴A <B ,∴A =π6.(理)(2011·河南质量调研)在△ABC 中,角A 、B 、C 所对应的边分别为a 、b 、c ,且满足cos A 2=255,AB →·AC →=3,则△ABC 的面积为________.[答案] 2[解析] 依题意得cos A =2cos 2A 2-1=35,∴sin A =1-cos 2A =45,∵AB →·AC →=AB ·AC ·cos A =3,∴AB ·AC =5,∴△ABC 的面积S =12AB ·AC ·sin A =2.14.(2011·安阳月考)在△ABC 中,C =60°,a 、b 、c 分别为A 、B 、C 的对边,则a b +c +bc +a=________.[答案] 1[解析] ∵C =60°,∴a 2+b 2-c 2=ab , ∴(a 2+ac )+(b 2+bc )=(b +c )(a +c ), ∴a b +c +b a +c=1. 15.(2012·天津文,16)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c .已知a =2,c =2,cos A =-24.(1)求sin C 和b 的值; (2)求cos(2A +π3)的值.[分析] (1)由cos A =-24及0<A <π,sin 2A +cos 2A =1可求sin A ,再由正弦定理求sin C ,由余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,可求b 的值.(2)由(1)知道sin A ,cos A ,用正弦、余弦二倍角公式求sin2A ,cos2A ,展开cos(2A +π3)代入即可.[解析] (1)在△ABC 中, 由cos A =-24,可得sin A =144.又由a sin A =c sin C 及a =2,c =2,可得sin C =74. 由a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,得b 2+b -2=0, 因为b >0,故解得b =1. 所以sin C =74,b =1.(2)由cos A =-24,sin A =144得, cos2A =2cos 2A -1=-34, sin2A =2sin A cos A =-74.所以,cos(2A +π3)=cos2A cos π3-sin2A sin π3 =-3+218. [点评] 本题主要考查同角三角函数的基本关系、二倍角的正弦与余弦关系、两角和的余弦公式以及正弦定理、余弦定理等基础知识.考查基本运算求解能力.16.(文)在△ABC 中,内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,向量m =(2sin B ,-3),n =(cos2B,2cos 2B2-1)且m ∥n .(1)求锐角B 的大小;(2)如果b =2,求△ABC 的面积S △ABC 的最大值.[分析] (1)问利用平行向量的坐标表示将向量知识转化为三角函数,利用三角恒等变换知识解决;(2)问利用余弦定理与基本不等式结合三角形面积公式解决.[解析] (1)∵m ∥n ,∴2sin B ⎝ ⎛⎭⎪⎫2cos 2B 2-1=-3cos2B , ∴sin2B =-3cos2B ,即tan2B =-3, 又∵B 为锐角,∴2B ∈(0,π), ∴2B =2π3,∴B =π3.(2)∵B =π3,b =2,∴由余弦定理cos B =a 2+c 2-b 22ac 得,a 2+c 2-ac -4=0,又∵a 2+c 2≥2ac ,∴ac ≤4(当且仅当a =c =2时等号成立),S △ABC =12ac sin B =34ac ≤3(当且仅当a =c =2时等号成立).[点评] 本题将三角函数、向量与解三角形有机的结合在一起,题目新颖精巧,难度也不大,即符合在知识“交汇点”处命题,又能加强对双基的考查,特别是向量的坐标表示及运算,大大简化了向量的关系的运算,该类问题的解题思路通常是将向量的关系用坐标运算后转化为三角函数问题,然后用三角函数基本公式结合正、余弦定理求解.(理)已知A 、B 、C 分别为△ABC 的三边a 、b 、c 所对的角,向量m =(sin A ,sin B ),n =(cos B ,cos A ),且m ·n =sin2C .(1)求角C 的大小;(2)若sin A 、sin C 、sin B 成等差数列,且CA →·(AB →-AC →)=18,求边c 的长.[解析] (1)m ·n =sin A ·cos B +sin B ·cos A =sin(A +B ).在△ABC 中,由于sin(A +B )=sin C .∴m ·n =sin C .又∵m ·n =sin2C ,∴sin2C =sin C ,∴2sin C cos C =sin C .又sin C ≠0,所以cos C =12.而0<C <π,因此C =π3.(2)由sin A ,sin C ,sin B 成等差数列得,2sin C =sin A +sin B ,由正弦定理得,2c =a +b . ∵CA →·(AB →-AC →)=18,∴CA →·CB →=18.即ab cos C =18,由(1)知,cos C =12,所以ab =36.由余弦定理得,c 2=a 2+b 2-2ab cos C =(a +b )2-3ab .∴c 2=4c 2-3×36,∴c 2=36.∴c =6.。

正弦定理和余弦定理 (含详解)

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第三章第七节正弦定理和余弦定理1.(2009·广东高考)已知△ABC 中,∠A ,∠B ,∠C 的对边分别为a ,b ,c .若a =c =6+2,且∠A =75°,则b = ( )A .2B .4+2 3C .4-2 3 D.6- 2解析:如图所示.在△ABC 中,由正弦定理得sin 30b == =4, ∴b=2. 答案:A2.在锐角△ABC 中,BC =1,B =2A ,则AC cos A的值等于______,AC 的取值范围为________. 解析:由正弦定理得AC sin2A =BC sin A. 即AC 2sin A cos A =1sin A .∴AC cos A =2. ∵△ABC 是锐角三角形,∴0<A <π2,0<2A <π2,0<π-3A <π2,解得π6<A <π4. 由AC =2cos A 得AC 的取值范围为(2,3).答案:2 (2,3)3.(2009·全国卷Ⅰ)在△ABC 中,内角A 、B 、C 的对边长分别为a 、b 、c .已知a 2-c 2=2b ,且sin A cos C =3cos A sin C ,求b .解:由余弦定理得a 2-c 2=b 2-2bc cos A .又a 2-c 2=2b ,b ≠0,所以b =2c cos A +2.①又sin A cos C =3cos A sin C ,sin A cos C +cos A sin C =4cos A sin C ,sin(A +C )=4cos A sin C ,sin B =4sin C cos A .由正弦定理得sin B =b c sin C ,故b =4c cos A .②由①、②解得b =4.4.(2010·天津模拟)在△ABC 中,cos 2B 2=a +c 2c,(a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 的对边),则△ABC 的形状为 ( )A .正三角形B .直角三角形C .等腰三角形或直角三角形D .等腰直角三角形解析:∵cos 2B 2=a +c 2c ,∴cos B +12=a +c 2c,∴cos B =a c , ∴a 2+c 2-b 22ac=a c , ∴a 2+c 2-b 2=2a 2,即a 2+b 2=c 2,∴△ABC 为直角三角形.答案:B5.在△ABC 中,已知2sin A cos B =sin C ,那么△ABC 一定是 ( )A .直角三角形B .等腰三角形C .等腰直角三角形D .正三角形解析:法一:因为在△ABC 中,A +B +C =π,即C =π-(A +B ),所以sin C =sin(A +B ).由2sin A cos B =sin C ,得2sin A cos B =sin A cos B +cos A sin B ,即sin A cos B -cos A sin B =0,即sin(A -B )=0.又因为-π<A -B <π,所以A -B =0,即A =B .所以△ABC 是等腰三角形.法二:利用正弦定理和余弦定理2sin A cos B =sin C 可化为2a ·a 2+c 2-b 22ac=c ,即a 2+c 2-b 2=c 2,即a 2-b 2=0, 即a 2=b 2,故a =b .所以△ABC 是等腰三角形.答案:B6.在△ABC 中,AB =3,AC =1,B =π6,则△ABC 的面积等于 ( ) A.32 B.34 C.32或 3 D.32或34解析:由正弦定理知AB sin C =AC sin B ,∴sin C =AB sin B AC =32, ∴C =π3或2π3,A =π2或π6,∴S =32或34. 答案:D7.在△ABC 中,面积S =a 2-(b -c )2,则cos A = ( )A.817B.1517C.1315D.1317解析:S =a 2-(b -c )2=a 2-b 2-c 2+2bc =2bc -2bc cos A =12bc sin A ,∴sin A =4(1-cos A ),16(1-cos A )2+cos 2A =1,∴cos A =1517. 答案:B8.(2009·浙江高考)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且满足cos A 2=255,AB ·AC =3. (1)求△ABC 的面积;(2)若c =1,求a 的值.解:(1)因为cos A 2=255, 所以cos A =2cos 2A 2-1=35,sin A =45. 又由AB ·AC =3,得bc cos A =3,所以bc =5. 因此S △ABC =12bc sin A =2. (2)由(1)知,bc =5,又c =1,所以b =5,由余弦定理,得a 2=b 2+c 2-2bc cos A =20,所以a =2 5.9.若△ABC ( )A .5B .6C .7D .8解析:依题意及面积公式S =12bc sin A , 得103=12bc sin60°,得bc =40. 又周长为20,故a +b +c =20,b +c =20-a ,由余弦定理得:a 2=b 2+c 2-2bc cos A =b 2+c 2-2bc cos60°=b 2+c 2-bc =(b +c )2-3bc ,故a 2=(20-a )2-120,解得a =7.答案:C10.(文)在三角形ABC 中,已知∠B =60°,最大边与最小边的比为3+12,则三角形的最大角为 ( )A .60°B .75°C .90°D .115°解析:不妨设a 为最大边.由题意,a c =sin A sin C =3+12, 即sin A sin(120°-A )=3+12, ∴sin A 32cos A +12sin A =3+12, (3-3)sin A =(3+3)cos A ,∴tan A =2+3,∴A =75°.答案:B(理)锐角△ABC 中,若A =2B ,则a b的取值范围是 ( ) A .(1,2) B .(1,3) C .(2,2) D .(2,3)解析:∵△ABC 为锐角三角形,且A =2B ,∴⎩⎨⎧0<2B <π2,0<π-3B <π2,∴π6<B <π4, ∴sin A =sin2B =2sin B cos B ,a b =sin Asin B =2cos B ∈(2,3).答案:D11.已知a ,b ,c 为△ABC 的三个内角A ,B ,C 的对边,向量m =(3,-1),n =(cos A ,sin A ),若m ⊥n ,且a cos B +b cos A =c sin C ,则角B =________.解析:∵m ⊥n ,∴3cos A -sin A =0,∴tan A =3,∴A =π3. ∵a cos B +b cos A =c sin C ,∴sin A cos B +sin B cos A =sin C sin C ,∴sin(A +B )=sin 2C ,∴sin C =sin 2C ,∵sin C ≠0,∴sin C =1.∴C =π2,∴B =π6. 答案:π612.(文)(2010·长郡模拟)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,π3<C <π2且b a -b =sin2C sin A -sin2C(1)判断△ABC 的性状;(2)若|BA +BC |=2,求BA ·BC 的取值范围.解:(1)由b a -b =sin2C sin A -sin2C及正弦定理得sin B =sin2C , ∴B =2C ,且B +2C =π,若B =2C ,π3<C <π2, ∴23π<B <π,B +C >π(舍); ∴B +2C =π,则A =C ,∴△ABC 为等腰三角形.(2)∵|BA +BC |=2,∴a 2+c 2+2ac ·cos B =4,∴cos B =2-a 2a 2(∵a =c ), 而cos B =-cos2C ,π3<C <π2, ∴12<cos B <1, ∴1<a 2<43, 又BA ·BC =ac cos B =2-a 2,∴BA ·BC ∈(23,1).(理)(2010·广州模拟)在△ABC 中,A ,B ,C 分别是三边a ,b ,c 的对角.设m =(cos C 2,sin C 2),n =(cos C 2,-sin C 2),m ,n 的夹角为π3. (1)求C 的大小;(2)已知c =72,三角形的面积S =332,求a +b 的值. 解:(1)m ·n =cos 2C 2-sin 2C 2=cos C , 又m ·n =|m ||n |cos π3=12, 故cos C =12,∵0<C <π,∴C =π3. (2)S =12ab sin C =12ab sin π3=34ab , 又已知S =332,故34ab =332,∴ab =6. ∵c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,c =72, ∴494=a 2+b 2-2ab ×12=(a +b )2-3ab . ∴(a +b )2=494+3ab =494+18=1214, ∴a +b =112.。

最新正弦定理和余弦定理(含解析)

最新正弦定理和余弦定理(含解析)

第七节正弦定理和余弦定理[知识能否忆起]1.正弦定理 分类 内容定理a sin A =b sin B =c sin C=2R (R 是△ABC 外接圆的半径) 变形 公式 ①a =2R sin_A ,b =2R sin_B ,c =2R sin_C ,②sin A ∶sin B ∶sin C =a ∶b ∶c , ③sin A =a 2R ,sin B =b 2R ,sin C =c2R解决的 问题 ①已知两角和任一边,求其他两边和另一角, ②已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角2.余弦定理 分类 内容定理在△ABC 中,有a 2=b 2+c 2-2bc cos_A ; b 2=a 2+c 2-2ac cos_B ;c 2=a 2+b 2-2ab cos_C 变形 公式 cos A =b 2+c 2-a 22bc ;cos B =a 2+c 2-b 22ac ;cos C =a 2+b 2-c 22ab解决的 问题 ①已知三边,求各角;②已知两边和它们的夹角,求第三边和其他两个角 3.三角形中常用的面积公式 (1)S =12ah (h 表示边a 上的高);(2)S =12bc sin A =12ac sin B =12ab sin C ;(3)S =12r (a +b +c )(r 为三角形的内切圆半径).[小题能否全取]1.(2012·广东高考)在△ABC 中,若∠A =60°,∠B =45°,BC =32,则AC =( ) A .43 B .2 3 C. 3D.32解析:选B 由正弦定理得:BC sin A =AC sin B ,即32sin 60°=AC sin 45°,所以AC =3232×22=2 3.2.在△ABC 中,a =3,b =1,c =2,则A 等于( ) A .30° B .45° C .60°D .75°解析:选C ∵cos A =b 2+c 2-a 22bc =1+4-32×1×2=12,又∵0°<A <180°,∴A =60°.3.(教材习题改编)在△ABC 中,若a =18,b =24,A =45°,则此三角形有( ) A .无解 B .两解C .一解D .解的个数不确定解析:选B ∵a sin A =bsin B ,∴sin B =b a sin A =2418sin 45°,∴sin B =223.又∵a <b ,∴B 有两个.4.(2012·陕西高考)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对边的长分别为a ,b ,c .若a =2,B =π6,c =23,则b =________. 解析:由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B =4+12-2×2×23×32=4,所以b =2. 答案:25.△ABC 中,B =120°,AC =7,AB =5,则△ABC 的面积为________. 解析:设BC =x ,由余弦定理得49=25+x 2-10x cos 120°, 整理得x 2+5x -24=0,即x =3.因此S △ABC =12AB ×BC ×sin B =12×3×5×32=1534.答案:1534(1)在三角形中,大角对大边,大边对大角;大角的正弦值也较大,正弦值较大的角也较大,即在△ABC 中,A >B ⇔a >b ⇔sin A >sin B .(2)在△ABC 中,已知a 、b 和A 时,解的情况如下:A 为锐角A 为钝角 或直角图形关系式 a =b sin A b sin A <a <ba ≥ba >b解的个数一解两解一解一解利用正弦、余弦定理解三角形典题导入[例1] (2012·浙江高考)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且b sin A =3a cos B .(1)求角B 的大小;(2)若b =3,sin C =2sin A ,求a ,c 的值. [自主解答] (1)由b sin A =3a cos B 及正弦定理 a sin A =bsin B,得sin B =3cos B , 所以tan B =3,所以B =π3.(2)由sin C =2sin A 及a sin A =csin C ,得c =2a .由b =3及余弦定理b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,得9=a 2+c 2-ac . 所以a =3,c =2 3.在本例(2)的条件下,试求角A 的大小. 解:∵a sin A =bsin B ,∴sin A =a sin Bb =3·sin π33=12. ∴A =π6.由题悟法1.应熟练掌握正、余弦定理及其变形.解三角形时,有时可用正弦定理,有时也可用余弦定理,应注意用哪一个定理更方便、简捷.2.已知两角和一边,该三角形是确定的,其解是唯一的;已知两边和一边的对角,该三角形具有不唯一性,通常根据三角函数值的有界性和大边对大角定理进行判断.以题试法1.△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,sin 2A sin B +sin B cos 2A = 2sin A ,即 sin B (sin 2A +cos 2A )=2sin A . 故sin B = 2sin A ,所以ba= 2.(2)由余弦定理和c 2=b 2+3a 2,得cos B =(1+3)a2c .由(1)知b 2=2a 2,故c 2=(2+3)a 2.可得cos 2B =12,又cos B >0,故cos B =22,所以B =45°.利用正弦、余弦定理判定三角形的形状典题导入[例2] 在△ABC 中a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 的对边,且2a sin 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.[自主解答] (1)由已知,根据正弦定理得2a 2=(2b +c )·b +(2c +b )c ,即a 2=b 2+c 2+bc . 由余弦定理得a 2=b 2+c 2-2bc cos A , 故cos A =-12,∵0<A <180°,∴A =120°.(2)由(1)得sin 2A =sin 2B +sin 2C +sin B sin C =34.又sin B +sin C =1, 解得sin B =sin C =12.∵0°<B <60°,0°<C <60°,故B =C , ∴△ABC 是等腰的钝角三角形.由题悟法依据已知条件中的边角关系判断三角形的形状时,主要有如下两种方法:(1)利用正、余弦定理把已知条件转化为边边关系,通过因式分解、配方等得出边的相应关系,从而判断三角形的形状;(2)利用正、余弦定理把已知条件转化为内角的三角函数间的关系,通过三角函数恒等变形,得出内角的关系,从而判断出三角形的形状,此时要注意应用A +B +C =π这个结论.[注意] 在上述两种方法的等式变形中,一般两边不要约去公因式,应移项提取公因式,以免漏解.以题试法2.(2012·安徽名校模拟)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 2A2-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.与三角形面积有关的问题典题导入[例3] (2012·新课标全国卷)已知a ,b ,c 分别为△ABC 三个内角A ,B ,C 的对边,a cos C +3a sin C -b -c =0.(1)求A ;(2)若a =2,△ABC 的面积为3,求b ,c .[自主解答] (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 ,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.而a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,故b 2+c 2=8. 解得b =c =2.由题悟法1.正弦定理和余弦定理并不是孤立的.解题时要根据具体题目合理选用,有时还需要交替使用.2.在解决三角形问题中,面积公式S =12ab sin C =12bc sin A =12ac sin B 最常用,因为公式中既有边也有角,容易和正弦定理、余弦定理结合应用.以题试法3.(2012·江西重点中学联考)在△ABC 中,12cos 2A =cos 2A -cos A .(1)求角A 的大小;(2)若a =3,sin B =2sin C ,求S △ABC .解:(1)由已知得12(2cos 2A -1)=cos 2A -cos A ,则cos A =12.因为0<A <π,所以A =π3.(2)由b sin B =c sin C ,可得sin B sin C =b c=2, 即b =2c .所以cos A =b 2+c 2-a 22bc =4c 2+c 2-94c 2=12,解得c =3,b =23,所以S △ABC =12bc sin A =12×23×3×32=332.1.在△ABC 中,a 、b 分别是角A 、B 所对的边,条件“a <b ”是使“cos A >cos B ”成立的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选C a <b ⇔A <B ⇔cos A >cos B .2.(2012·泉州模拟)在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 所对的边.若A =π3,b =1,△ABC 的面积为32,则a 的值为( ) A .1 B .2 C.32D. 3解析:选D 由已知得12bc sin A =12×1×c ×sin π3=32,解得c =2,则由余弦定理可得a 2=4+1-2×2×1×cos π3=3⇒a = 3.3.(2013·“江南十校”联考)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知a =23,c =22,1+tan A tan B =2c b,则C =( )A .30°B .45°C .45°或135°D .60°解析:选B 由1+tan A tan B =2c b 和正弦定理得cos A sin B +sin A cos B =2sin C cos A , 即sin C =2sin C cos A , 所以cos A =12,则A =60°.由正弦定理得23sin A =22sin C ,则sin C =22, 又c <a ,则C <60°,故C =45°.4.(2012·陕西高考)在△ABC 中 ,角A ,B ,C 所对边的长分别为a ,b ,c ,若a 2+b 2=2c 2,则cos C 的最小值为( )A.32B.22C.12D .-12解析:选C 由余弦定理得a 2+b 2-c 2=2ab cos C ,又c 2=12(a 2+b 2),得2ab cos C =12(a 2+b 2),即cos C =a 2+b 24ab ≥2ab 4ab =12.5.(2012·上海高考)在△ABC 中,若sin 2 A +sin 2B <sin 2C ,则△ABC 的形状是( ) A .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .不能确定解析:选C 由正弦定理得a 2+b 2<c 2,所以cos C =a 2+b 2-c 22ab<0,所以C 是钝角,故△ABC 是钝角三角形.6.在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别是a 、b 、c .若b =2a sin B ,则角A 的大小为________.解析:由正弦定理得sin B =2sin A sin B ,∵sin B ≠0, ∴sin A =12,∴A =30°或A =150°.答案:30°或150°7.在△ABC 中,若a =3,b =3,A =π3,则C 的大小为________.解析:由正弦定理可知sin B =b sin Aa =3sin π33=12,所以B =π6或5π6(舍去),所以C =π-A -B =π-π3-π6=π2.答案:π28.(2012·北京西城期末)在△ABC 中,三个内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若b =25,B =π4,sin C =55,则c =________;a =________.解析:根据正弦定理得b sin B =c sin C ,则c =b sin Csin B=22,再由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,即a 2-4a -12=0,(a +2)(a -6)=0,解得a =6或a =-2(舍去).答案:22 69.(2012·北京高考)在△ABC 中,若a =2,b +c =7,cos B =-14,则b =________.解析:根据余弦定理代入b 2=4+(7-b )2-2×2×(7-b )×⎝⎛⎭⎫-14,解得b =4. 答案:410.△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,a sin A +c sin C -2a sin C =b sin B . (1)求B ;(2)若A =75°,b =2,求a ,c .解:(1)由正弦定理得a 2+c 2-2ac =b 2. 由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B .故cos B =22,因此B =45°. (2)sin A =sin(30°+45°)=sin 30°cos 45°+cos 30°sin 45°=2+64.故a =b ×sin Asin B =2+62=1+3,c =b ×sin C sin B =2×sin 60°sin 45°= 6.11.(2013·北京朝阳统考)在锐角三角形ABC 中,a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 所对的边,且满足3a -2b sin A =0.(1)求角B 的大小;(2)若a +c =5,且a >c ,b =7,求AB u u u r ·AC u u ur 的值.解:(1)因为3a -2b sin A =0, 所以 3sin A -2sin B sin A =0, 因为sin A ≠0,所以sin B =32. 又B 为锐角,所以B =π3.(2)由(1)可知,B =π3.因为b = 7.根据余弦定理,得7=a 2+c 2-2ac cos π3,整理,得(a +c )2-3ac =7. 由已知a +c =5,得ac =6. 又a >c ,故a =3,c =2.于是cos A =b 2+c 2-a 22bc =7+4-947=714,所以AB u u u r ·AC u u u r =|AB u u u r |·|AC u u ur |cos A =cb cos A=2×7×714=1. 12.(2012·山东高考)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知sin B (tan A +tan C )=tan A tan C .(1)求证:a ,b ,c 成等比数列; (2)若a =1,c =2,求△ABC 的面积S .解:(1)证明:在△ABC 中,由于sin B (tan A +tan C )=tan A tan C ,所以sin B ⎝⎛⎭⎫sin A cos A +sin C cos C =sin A cos A ·sin C cos C, 因此sin B (sin A cos C +cos A sin C )=sin A sin C ,所以sin B sin(A +C )=sin A sin C .又A +B +C =π,所以sin(A +C )=sin B ,因此sin 2B =sin A sin C .由正弦定理得b 2=ac ,即a ,b ,c 成等比数列.(2)因为a =1,c =2,所以b =2,由余弦定理得cos B =a 2+c 2-b 22ac =12+22-22×1×2=34, 因为0<B <π,所以sin B =1-cos 2B =74, 故△ABC 的面积S =12ac sin B =12×1×2×74=74.1.(2012·湖北高考)设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若三边的长为连续的三个正整数,且A >B >C ,3b =20a cos A ,则sin A ∶sin B ∶sin C 为( )A .4∶3∶2B .5∶6∶7C .5∶4∶3D .6∶5∶4解析:选D 由题意可得a >b >c ,且为连续正整数,设c =n ,b =n +1,a =n +2(n >1,且n ∈N *),则由余弦定理可得3(n +1)=20(n +2)·(n +1)2+n 2-(n +2)22n (n +1),化简得7n 2-13n -60=0,n ∈N *,解得n =4,由正弦定理可得sin A ∶sin B ∶sin C =a ∶b ∶c =6∶5∶4.2.(2012·长春调研)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知4sin 2A +B 2-cos 2C =72,且a +b =5,c =7,则△ABC 的面积为________.解析:因为4sin 2A +B 2-cos 2C =72, 所以2[1-cos(A +B )]-2cos 2C +1=72, 2+2cos C -2cos 2C +1=72,cos 2C -cos C +14=0, 解得cos C =12.根据余弦定理有cos C =12=a 2+b 2-72ab, ab =a 2+b 2-7,3ab =a 2+b 2+2ab -7=(a +b )2-7=25-7=18,ab =6,所以△ABC 的面积S △ABC =12ab sin C =12×6×32=332. 答案:3323.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且满足(2b -c )cos A -a cos C =0.(1)求角A 的大小;(2)若a =3,S △ABC =334,试判断△ABC 的形状,并说明理由. 解:(1)法一:由(2b -c )cos A -a cos C =0及正弦定理,得(2sin B -sin C )cos A -sin A cos C =0,∴2sin B cos A -sin(A +C )=0,sin B (2cos A -1)=0.∵0<B <π,∴sin B ≠0, ∴cos A =12. ∵0<A <π,∴A =π3. 法二:由(2b -c )cos A -a cos C =0,及余弦定理,得(2b -c )·b 2+c 2-a 22bc -a ·a 2+b 2-c 22ab=0,整理,得b 2+c 2-a 2=bc ,∴cos A =b 2+c 2-a 22bc =12, ∵0<A <π,∴A =π3. (2)∵S △ABC =12bc sin A =334,即12bc sin π3=334, ∴bc =3,①∵a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,a =3,A =π3,∴b 2+c 2=6,②由①②得b =c =3,∴△ABC 为等边三角形.1.已知a ,b ,c 分别是△ABC 的三个内角A ,B ,C 所对的边.若a =1,b =3,A +C =2B ,则sin C =________.解析:在△ABC 中,A +C =2B ,∴B =60°.又∵sin A =a sin B b =12,∴A =30°或150°(舍),∴C =90°,∴sin C =1.答案:12.在△ABC 中,a =2b cos C ,则这个三角形一定是( )A .等腰三角形B .直角三角形C .等腰直角三角形D .等腰或直角三角形解析:选A 法一:(化边为角)由正弦定理知:sin A =2sin B cos C ,又A =π-(B +C ),∴sin A =sin(B +C )=2sin B cos C .∴sin B cos C +cos B sin C =2sin B cos C ,∴sin B cos C -cos B sin C =0,∴sin(B -C )=0.又∵B 、C 为三角形内角,∴B =C .法二:(化角为边)由余弦定理知cos C =a 2+b 2-c 22ab, ∴a =2b ·a 2+b 2-c 22ab =a 2+b 2-c 2a, ∴a 2=a 2+b 2-c 2,∴b 2=c 2,∴b =c .3.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知cos 2C =-14. (1)求sin C 的值;(2)当a =2,2sin A =sin C 时,求b 及c 的长.解:(1)因为cos 2C =1-2sin 2C =-14,且0<C <π, 所以sin C =104. (2)当a =2,2sin A =sin C 时,由正弦定理a sin A =c sin C,得c =4.由cos 2C =2cos 2C -1=-14,及0<C <π得cos C =±64. 由余弦定理c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,得b 2±6b -12=0,解得b =6或26,所以⎩⎪⎨⎪⎧ b =6,c =4或⎩⎪⎨⎪⎧b =26,c =4.4.设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边长分别为a ,b ,c ,且cos B =45,b =2. (1)当A =30°时,求a 的值;(2)当△ABC 的面积为3时,求a +c 的值.解:(1)因为cos B =45,所以sin B =35. 由正弦定理a sin A =b sin B ,可得a sin 30°=103,所以a =53. (2)因为△ABC 的面积S =12ac ·sin B ,sin B =35,所以310ac=3,ac=10.由余弦定理得b2=a2+c2-2ac cos B,得4=a2+c2-82+c2-16,5ac=a即a2+c2=20.所以(a+c)2-2ac=20,(a+c)2=40. 所以a+c=210.。

正弦定理和余弦定理知识点讲解+例题讲解(含解析)

正弦定理和余弦定理知识点讲解+例题讲解(含解析)

导数的概念及运算一、知识梳理1.正、余弦定理在△ABC 中,若角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,R 为△ABC 外接圆半径,则2.S △ABC =2ab sin C =2bc sin A =2ac sin B =4R =2(a +b +c )·r (r 是三角形内切圆的半径),并可由此计算R ,r .3.在△ABC 中,已知a ,b 和A 时,解的情况如下:4.三角形中的三角函数关系(1)sin(A +B )=sin C ;(2)cos(A +B )=-cos C ; (3)sin A +B 2=cos C 2;(4)cos A +B 2=sin C2.5.三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 . 3.在△ABC 中,两边之和大于第三边,两边之差小于第三边, A >B ⇔a >b ⇔sin A >sin B ⇔cos A <cos B .二、例题精讲 + 随堂练习1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”) (1)三角形中三边之比等于相应的三个内角之比.( ) (2)在△ABC 中,若sin A >sin B ,则A >B .( )(3)在△ABC 的六个元素中,已知任意三个元素可求其他元素.( )(4)当b 2+c 2-a 2>0时,△ABC 为锐角三角形;当b 2+c 2-a 2=0时,△ABC 为直角三角形;当b 2+c 2-a 2<0时,△ABC 为钝角三角形.( ) 解析 (1)三角形中三边之比等于相应的三个内角的正弦值之比. (3)已知三角时,不可求三边.(4)当b 2+c 2-a 2>0时,三角形ABC 不一定为锐角三角形. 答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×2.在△ABC 中,AB =5,AC =3,BC =7,则∠BAC =( ) A.π6B.π3C.2π3D.5π6解析 在△ABC 中,设AB =c =5,AC =b =3,BC =a =7,由余弦定理得cos ∠BAC =b 2+c 2-a 22bc =9+25-4930=-12,由A ∈(0,π),得A =2π3,即∠BAC =23π. 答案 C3.在△ABC 中,a cos A =b cos B ,则这个三角形的形状为________. 解析 由正弦定理,得sin A cos A =sin B cos B , 即sin 2A =sin 2B ,所以2A =2B 或2A =π-2B , 即A =B 或A +B =π2,所以这个三角形为等腰三角形或直角三角形. 答案 等腰三角形或直角三角形4.(2018·烟台质检)已知△ABC 中,A =π6,B =π4,a =1,则b 等于( ) A.2B.1C. 3D.2解析 由正弦定理a sin A =b sin B ,得1sin π6=bsin π4,∴112=b22,∴b = 2.答案 D5.(2018·全国Ⅱ卷)在△ABC 中,cos C 2=55,BC =1,AC =5,则AB =( ) A.4 2B.30C.29D.25解析 由题意得cos C =2cos 2 C 2-1=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫552-1=-35.在△ABC 中,由余弦定理得AB 2=AC 2+BC 2-2AC ×BC ×cos C =52+12-2×5×1×⎝ ⎛⎭⎪⎫-35=32,所以AB =4 2.答案 A6.(2019·荆州一模)设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知a =22,cos A =34,sin B =2sin C ,则△ABC 的面积是________. 解析 由sin B =2sin C ,cos A =34,A 为△ABC 一内角, 可得b =2c ,sin A =1-cos 2A =74, ∴由a 2=b 2+c 2-2bc cos A , 可得8=4c 2+c 2-3c 2, 解得c =2(舍负),则b =4.∴S △ABC =12bc sin A =12×2×4×74=7. 答案 7考点一 利用正、余弦定理解三角形【例1】 (1)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知C =60°,b =6,c =3,则A =________.(2)(2019·枣庄二模)已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若 (a +b )(sin A -sin B )=(c -b )sin C ,则A =( ) A.π6 B.π3 C.5π6 D.2π3(3)(2018·全国Ⅲ卷)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若△ABC 的面积为a 2+b 2-c 24,则C =( )A.π2B.π3C.π4D.π6解析 (1)由正弦定理,得sin B =b sin C c =6×323=22, 结合b <c 得B =45°,则A =180°-B -C =75°. (2)∵(a +b )(sin A -sin B )=(c -b )sin C ,∴由正弦定理得(a +b )(a -b )=c (c -b ),即b 2+c 2-a 2=bc . 所以cos A =b 2+c 2-a 22bc =12,又A ∈(0,π),所以A =π3.(3)因为a 2+b 2-c 2=2ab cos C ,且S △ABC =a 2+b 2-c24,所以S △ABC =2ab cos C 4=12ab sin C ,所以tan C =1.又C ∈(0,π),故C =π4. 答案 (1)75° (2)B (3)C【训练1】 (1)(2017·全国Ⅰ卷)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知sin B +sin A (sin C -cos C )=0,a =2,c =2,则C =( ) A.π12B.π6C.π4D.π3(2)(2019·北京海淀区二模)在△ABC 中,A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若2cos 2A +B2-cos 2C =1,4sin B =3sin A ,a -b =1,则c 的值为( )A.13B.7C.37D.6(3)在△ABC 中,已知a =2,b =6,A =45°,则满足条件的三角形有( ) A.1个 B.2个 C.0个 D.无法确定解析 (1)由题意得sin(A +C )+sin A (sin C -cos C )=0, ∴sin A cos C +cos A sin C +sin A sin C -sin A cos C =0,则sin C (sin A +cos A )=2sin C sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A +π4=0,因为C ∈(0,π),所以sin C ≠0,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A +π4=0,又因为A ∈(0,π),所以A +π4=π,所以A =3π4.由正弦定理a sin A =c sin C ,得2sin 3π4=2sin C ,则sin C =12,又C ∈(0,π),得C =π6.(2)由2cos 2A +B 2-cos 2C =1,可得2cos 2A +B 2-1-cos 2C =0,则有cos 2C +cos C =0,即2cos 2C +cos C -1=0,解得cos C =12或cos C =-1(舍),由4sin B =3sin A ,得4b =3a ,① 又a -b =1,②联立①,②得a =4,b =3, 所以c 2=a 2+b 2-2ab cos C =16+9-12=13,则c =13.(3)∵b sin A =6×22=3,∴b sin A <a <b . ∴满足条件的三角形有2个. 答案 (1)B (2)A (3)B 考点二 判断三角形的形状【例2】 (1)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若cb <cos A ,则△ABC 为( ) A.钝角三角形 B.直角三角形 C.锐角三角形D.等边三角形(2)设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若b cos C+c cos B=a sin A,则△ABC的形状为()A.锐角三角形B.直角三角形C.钝角三角形D.不确定解析(1)由cb<cos A,得sin Csin B<cos A,又B∈(0,π),所以sin B>0,所以sin C<sin B cos A,即sin(A+B)<sin B cos A,所以sin A cos B<0,因为在三角形中sin A>0,所以cos B<0,即B为钝角,所以△ABC为钝角三角形.(2)由正弦定理得sin B cos C+sin C cos B=sin2A,∴sin(B+C)=sin2A,即sin A=sin2A.∵A∈(0,π),∴sin A>0,∴sin A=1,即A=π2,∴△ABC为直角三角形.答案(1)A(2)B【训练2】若将本例(2)中条件变为“c-a cos B=(2a-b)cos A”,判断△ABC的形状.解∵c-a cos B=(2a-b)cos A,C=π-(A+B),∴由正弦定理得sin C-sin A cos B=2sin A cos A-sin B cos A,∴sin A cos B+cos A sin B-sin A cos B=2sin A cos A-sin B cos A,∴cos A(sin B-sin A)=0,∴cos A=0或sin B=sin A,∴A=π2或B=A或B=π-A(舍去),∴△ABC为等腰或直角三角形.考点三 和三角形面积、周长有关的问题 角度1 与三角形面积有关的问题【例3-1】 (2017·全国Ⅲ卷)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知sin A +3cos A =0,a =27,b =2. (1)求c ;(2)设D 为BC 边上一点,且AD ⊥AC ,求△ABD 的面积. 解 (1)由sin A +3cos A =0及cos A ≠0, 得tan A =-3,又0<A <π,所以A =2π3.由余弦定理,得28=4+c 2-4c ·cos 2π3.即c 2+2c -24=0,解得c =-6(舍去),c =4.(2)由题设可得∠CAD =π2,所以∠BAD =∠BAC -∠CAD =π6. 故△ABD 与△ACD 面积的比值为12AB ·AD sin π612AC ·AD=1.又△ABC 的面积为12×4×2sin ∠BAC =23,所以△ABD 的面积为 3. 角度2 与三角形周长有关的问题【例3-2】 (2018·上海嘉定区模拟)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且满足a sin B =3b cos A .若a =4,则△ABC 周长的最大值为________. 解析 由正弦定理a sin A =bsin B ,可将a sin B =3b cos A 转化为sin A sin B =3sin B cos A . 又在△ABC 中,sin B >0,∴sin A =3cos A , 即tan A = 3. ∵0<A <π,∴A =π3.由余弦定理得a 2=16=b 2+c 2-2bc cos A =(b +c )2-3bc ≥(b +c )2-3⎝⎛⎭⎪⎫b +c 22,则(b+c)2≤64,即b+c≤8(当且仅当b=c=4时等号成立),∴△ABC周长=a+b+c=4+b+c≤12,即最大值为12.答案12【训练3】(2019·潍坊一模)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知(a+2c)cos B+b cos A=0.(1)求B;(2)若b=3,△ABC的周长为3+23,求△ABC的面积.解(1)由已知及正弦定理得(sin A+2sin C)cos B+sin B cos A=0,(sin A cos B+sin B cos A)+2sin C cos B=0,sin(A+B)+2sin C cos B=0,又sin(A+B)=sin C,且C∈(0,π),sin C≠0,∴cos B=-12,∵0<B<π,∴B=23π.(2)由余弦定理,得9=a2+c2-2ac cos B.∴a2+c2+ac=9,则(a+c)2-ac=9.∵a+b+c=3+23,b=3,∴a+c=23,∴ac=3,∴S△ABC =12a a c sin B=12×3×32=334.三、课后练习1.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若cos C=223,b cos A+a cosB=2,则△ABC的外接圆面积为()A.4πB.8πC.9πD.36π解析由题意及正弦定理得2R sin B cos A+2R sin A cos B=2R sin(A+B)=2(R为△ABC的外接圆半径).即2R sin C=2.又cos C=223及C∈(0,π),知sin C=13.∴2R=2sin C=6,R=3.故△ABC 外接圆面积S =πR 2=9π. 答案 C2.(2019·武汉模拟)在△ABC 中,C =2π3,AB =3,则△ABC 的周长为( ) A.6sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A +π3+3 B.6sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A +π6+3 C.23sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A +π3+3D.23sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A +π6+3解析 设△ABC 的外接圆半径为R ,则2R =3sin 2π3=23,于是BC =2R sin A =23sin A ,AC =2R sin B =23sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-A .于是△ABC 的周长为23⎣⎢⎡⎦⎥⎤sin A +sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-A +3=23sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A +π3+3. 答案 C3.(2019·长春一模)在△ABC 中,三个内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若⎝ ⎛⎭⎪⎫12b -sin C cos A =sin A cos C ,且a =23,则△ABC 面积的最大值为________. 解析 因为⎝ ⎛⎭⎪⎫12b -sin C cos A =sin A cos C , 所以12b cos A -sin C cos A =sin A cosC ,所以12b cos A =sin(A +C ),所以12b cos A =sin B , 所以cos A 2=sin Bb , 又sin B b =sin A a ,a =23, 所以cos A 2=sin A 23,得tan A =3,又A ∈(0,π),则A =π3, 由余弦定理得(23)2=b 2+c 2-2bc ·12=b 2+c 2-bc ≥2bc -bc =bc ,即bc ≤12(当且仅当b =c =23时取等号), 从而△ABC 面积的最大值为12×12×32=3 3. 答案 334.(2018·天津卷)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知b sin A =a cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫B -π6.(1)求角B 的大小;(2)设a =2,c =3,求b 和sin(2A -B )的值.解 (1)在△ABC 中,由正弦定理a sin A =bsin B , 得b sin A =a sin B , 又由b sin A =a cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫B -π6, 得a sin B =a cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫B -π6,即sin B =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫B -π6,可得tan B = 3. 又因为B ∈(0,π),可得B =π3.(2)在△ABC 中,由余弦定理及a =2,c =3,B =π3, 有b 2=a 2+c 2-2ac cos B =7,故b =7. 由b sin A =a cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫B -π6,可得sin A =37. 因为a <c ,故cos A =27. 因此sin 2A =2sin A cos A =437, cos 2A =2cos 2A -1=17.所以,sin(2A -B )=sin 2A cos B -cos 2A sin B =437×12-17×32=3314.5.我国南宋著名数学家秦九韶发现了由三角形三边求三角形面积的“三斜公式”,设△ABC 的三个内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,面积为S ,则“三斜求积”公式为S =14⎣⎢⎡⎦⎥⎤a 2c 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2+c 2-b 222.若a 2sin C =4sin A ,(a +c )2=12+b 2,则用“三斜求积”公式求得△ABC 的面积为________. 解析 根据正弦定理及a 2sin C =4sin A ,可得ac =4, 由(a +c )2=12+b 2,可得a 2+c 2-b 2=4, 所以S △ABC =14⎣⎢⎡⎦⎥⎤a 2c 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2+c 2-b 222=14×(16-4)= 3. 答案3。

正弦定理和余弦定理详解

正弦定理和余弦定理详解

正弦定理和余弦定理详解高考风向 1.考查正弦定理、余弦定理的推导;2.利用正、余弦定理判断三角形的形状和解三角形;3.在解答题中对正弦定理、余弦定理、面积公式以及三角函数中恒等变换、诱导公式等知识点进行综合考查.学习要领 1.理解正弦定理、余弦定理的意义和作用;2.通过正弦、余弦定理实现三角形中的边角转换,和三角函数性质相结合.基础知识梳理1.正弦定理:asin A=bsin B=csin C=2R,其中R是三角形外接圆的半径.由正弦定理可以变形:(1)a∶b∶c=sin_A∶sin_B∶sin_C;(2)a=2R sin_A,b=2R sin_B,c=2R sin_C;(3)sin A=a2R,sin B=b2R,sin C=c2R等形式,解决不同的三角形问题.2.余弦定理:a2=b2+c2-2bc cos_A,b2=a2+c2-2ac cos_B,c2=a2+b2-2ab cos_C.余弦定理可以变形:cos A=b2+c2-a22bc,cos B=a2+c2-b22ac,cos C=a2+b2-c22ab.3.S△ABC=12ab sin C=12bc sin A=12ac sin B=abc4R=12(a+b+c)·r(r是三角形内切圆的半径),并可由此计算R、r.4. 在△ABC 中,已知a 、b 和A 时,解的情况如下: A 为锐角A 为钝角或直角图形关系式 a =b sin A b sin A <a <b a ≥b a >b 解的个数一解两解一解一解 [难点正本 疑点清源]1.在三角形中,大角对大边,大边对大角;大角的正弦值也较大,正弦值较大的角也较大,即在△ABC 中,A >B ⇔a >b ⇔sin A >sin B ;tanA+tanB+tanC=tanA·tanB·tanC ;在锐角三角形中,cos A<sinB,cosA<sinC·2. 根据所给条件确定三角形的形状,主要有两种途径:(1)化边为角;(2)化角为边,并常用正弦(余弦)定理实施边、角转换.例1.已知在ABC ∆中,10c =,45A =,30C =,解三角形.思路点拨:先将已知条件表示在示意图形上(如图),可以确定先用正弦定理求出边a ,然后用三角形内角和求出角B,最后用正弦定理求出边b . 解析:sin sin a cA C=,∴sin 10sin 45102sin sin 30c A a C ⨯===,∴ 180()105B A C =-+=,又sin sin b cB C=, ∴sin 10sin1056220sin 75205652sin sin 304c B b C ⨯+====⨯=+.总结升华:1. 正弦定理可以用于解决已知两角和一边求另两边和一角的问题;2. 数形结合将已知条件表示在示意图形上,可以清楚地看出已知与求之间的关系,从而恰当地选择解答方式.举一反三:【变式1】在∆ABC 中,已知032.0=A ,081.8=B ,42.9a cm =,解三角形。

正弦定理和余弦定理详细讲解

正弦定理和余弦定理详细讲解

正弦定理.余弦定理农其应用【高考风向】1.考查正弦定理、余弦定理的推导;2.利用正、余弦定理判断三角形的形状和解三角形;3.在解答题中对正弦定理、余弦定理、面积公式以及三角函数中恒等变换、诱导公式等知识点进行综合考 查.【学习要领】1.理解正弦定理、余弦定理的意义和作用;2.通过正弦、余弦定理实现三角形中的边角转 换,和三角函数性质相结合.基础知识梳理sin A sin B 启=2R ,其中R 是三角形外接圆的半径.由正弦定理可以变形:(1)a : b : c = sin_A : sin_B : sin_C ; (2)a = 2Rsin_A , b = 2Rsin_B , c = 2Rsin_C ;[难点正本疑点清源]1. 在三角形中,大角对大边,大边对大角;大角的正弦值也较大,正弦值较大的角也较大,即在△ ABC 中,A>B? a>b? sin A>sin B ; tanA+tanB+tanC=tanA tanB t a nC ;在锐角三角 形中,cosA<sinB,cosA<sinC-2. 根据所给条件确定三角形的形状,主要有两种途径:(1)化边为角;(2)化角为边,并常用正弦(余弦)定理实施边、角转换.例1.已知在 ABC 中,c 10, A 45o , C 30o ,解三角形 1. 正弦定理:3.4. (3)sin A = 2:,sin B = ?;, sin C =等形式,解决不同的三角形问题.余弦定理:a 2= b 2 + c 2 — 2bccos_A , b 2= a 2 + c 2 — 2accos_B , c 2=旦2 + b 2 — 2abcos_C •余亠宀 、 b 2 + c 2— a 2 a 2+ c 2— b 2弦疋理可以变形: cos A = ---------- , cos B = ----- u --- , cos C = a 2 + b 2- c 2 2ab 2bc G ABC = gabsin C = ^bcsin A = *acsin B =繁=*(a + b + c) r(r 是三角形内切圆的半径 ),并 可由此计算R 、r.在厶ABC 中,已知a 、b 和A 时,解的情况如下: A 为锐角A 为钝角或直角图形 关系式a = bsin A bsin A<a<b a>b 解的个数一解两解一解一解思路点拨:先将已知条件表示在示意图形上(如图) ,可以确定先用正弦定理求出边然后用三角形内角和求出角B ,最后用正弦定理求出边 b .解析:sin Acsin Ccsin A 10 sin 45° sinCsin 30o10 2 ,B 180° (A C) 105°,总结升华:1.正弦定理可以用于解决已知两角和一边求另两边和一角的问题;2.数形结合将已知条件表示在示意图形上,可以清楚地看出已知与求之间的关系,从 而恰当地选择解答方式.举一反三:【变式1】在 ABC 中,已知A 32.00,B 81.8°,a 42.9cm ,解三角形。

正弦定理和余弦定理-PPT课件

正弦定理和余弦定理-PPT课件

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类型一
正弦定理和余弦定理的应用
解题准备:
1.正弦定理和余弦定理揭示的都是三角形的边角关系,根据题 目的实际情况,我们可以选择其中一种使用,也可以综合起 来运用.
2.在求角时,能用余弦定理的尽量用余弦定理,因为用正弦定 理虽然运算量较小,但容易产生增解或漏解.
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3.综合运用正、余弦定理解三角形问题时,要注意以下关系式
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∵0<A<π,0<B<π,∴sin2A=sin2B
∴2A=2B或2A=π-2B,即A=B或A+B= .
2
∴△ABC是等腰三角形或直角三角形.
33
解法二:同解法一可得2a2cosAsinB=2b2cosBsinA,
由正、余弦定理得
a2b•
b2
c2
a
2
=b2a•
a2 c2 b2
2bc
2ac
1 2 3 2 1 3.
2
2
(2)当|BC|=4时,S△=
1 2
|AB|·|BC|·sinB
1 2 3 4 1 2 3.
2
2
∴△ABC的面积为 2 3 或 3.
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[反思感悟]本题主要考查正弦定理、三角形面积公式及分类 讨论的数学思想,同时也考查了三角函数的运算能力及推 理能力.
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设云高CM x m,则CE x h,
DE x h, AE x h .
tan
又AE x h , x h x h
tan tan tan
解得x tan tan gh hgsin( ) m.
tan tan
sin( )
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[反思感悟]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,当视线在水 平线之上时,称为仰角;当视线在水平线之下时,称为俯角.

高中正弦余弦定理的解析

高中正弦余弦定理的解析

高中正弦余弦定理的解析一、考点回顾: 1、正弦定理: ⑴定理内容:R Cc Bb Aa 2sin sin sin ===B acC ab A bc S ABC sin 21sin 21sin 21===∆⑵公式的变形:①C R c B R b A R a sin 2,sin 2,sin 2=== ②Rc C Rb B Ra A 2sin ,2sin ,2sin ===③c b a C B A ::sin :sin :sin = ④a b c a b c ===2R sin A +sinB +sinCsinAsinBsinC++=⑶利用正弦定理和三角形内角和定理,可以解决以下两类解斜三角形问题: ①已知两角和任一边,求其它两边和一角;②已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角,从而进一步其它的边和角 2、余弦定理:⑴定理内容:,cos 2222A bc c b a -+=⇔bc ac b A 2cos 222-+=,cos 2222B ca a c b-+=⇔caba c B 2cos 222-+=C ab b a c cos 2222-+=,⇔abcb a C 2cos 222-+=⑵公式的变形:变一: ()()()2222A a b c 2bc 1cos A b c 4bccos2=+-+=+-变二: 222ABC b c a 4S cot A +-=变三: 222sin A+sin B-2sinAsinBcosC=sin C ⑶应用余弦定理解以下两类三角形问题: ①已知三边求三内角;②已知两边和它们的夹角,求第三和其它的两个内角 3、解三角形:解斜三角形,就是利用三角形的已知元素,求出未知元素的过程.条件必须满足3个,就是在斜三角形三角三边六个元素中,必须已知其中的三个,而已知三个角时,三角形不确定,所以三个条件中至少要有一条边.这样我们可以把已知条件分为三种类型: ① 已知三边.由定理可知,要用余弦定理开解;② 已知两角一边.因为三角形的三个内角和是180°,所以实际是已知三角一边,由定理可知,不管是已知夹边还是对边,用正弦定理都可以解;③ 已知两边一角.这种类型要注意.由定理可知,若是已知夹角要用余弦定理来解. 经过这样的分析,我们可以进行总结并归纳为口诀:“三边必定用余弦,还有两边夹一角;正弦两边一对角,双角必定用正弦.” 4、射影定理:a =b cos C +c c os B , 二、思维拓展:注意正余弦定理的边角互换功能对于正、余弦定理,同学们已经开始熟悉,在解三角形的问题中常会用到它其实,在涉及到三角形的其他问题中,也常会用到它们两个定理的特殊功能是边角互换,即利用它们可以把边的关系转化为角的关系,也可以把角的关系转化为边的关系,从而使许多问题得以解决例1:在△ABC 中已知a =2b cos C ,求证:△ABC 为等腰三角形证法一:欲证△ABC 为等腰三角形可证明其中有两角相等,因而在已知条件中化去边元素,使只剩含角的三角函数由正弦定理得a =BA b sin sin∴2b cos C =BA b sin sin ,即2cos C ·sinB =sin A =sin (B +C )=sin B cos C +cos B sin C ∴sin B cos C -cos B sin C =0即sin (B -C )=0, ∴B -C =nπ(n∈Z)∵B 、C 是三角形的内角, ∴B =C ,即三角形为等腰三角形证法二:根据射影定理,有a =b cos C +c c os B ,又∵a =2b cos C ∴2b cos C =b cos C +c cos B ∴b cos C =c cos B ,即.cos cos CB cb =又∵.sin sin CB c b =∴,cos cos sin sin CB CB =即tan B =tan C∵B 、C 在△ABC 中, ∴B =C ∴△ABC 为等腰三角形 证法三:∵cos C =,2cos 2222ba C bacb a =-+及∴,22222ba abcb a =-+化简后得b 2=c ∴b =c ∴△ABC 是等腰三角形 2、正、余弦定理的巧用某些三角习题的化简和求解,若能巧用正、余弦定理,则可避免许多繁杂的运算,从而使问题较轻松地获得解决,现举例说明如下:例2:求sin 220°+cos 280°+3sin20°cos80°的值解:原式=sin 220°+sin 210°-2sin20°sin10°cos150°∵20°+10°+150°=180°,∴20°、10°、150°可看作一个三角形的三个内角设这三个内角所对的边依次是a 、b 、c ,由余弦定理得:a 2+b 2-2ab cos150°=c 2(※) 而由正弦定理知:a =2Rsin20°,b =2Rsin10°,c =2Rsin150°,代入(※)式得: sin 220°+sin 210°-2sin20°sin10°cos150°=sin 2150°=41例3在△ABC 中,三边长为连续的自然数,且最大角是最小角的2倍,求此三角形的三边长 分析:由于题设条件中给出了三角形的两角之间的关系,故需利用正弦定理建立边角关系αααc os sin 22sin =利用正弦二倍角展开后出现了cos α,可继续利用余弦定理建立关于边长的方程,从而达到求边长的目的解:设三角形的三边长分别为x,x+1,x+2,其中x∈N*,又设最小角为α,则ααααcos sin 222sin 2sin ⋅+=+=x x x ,xx 22cos +=∴α①又由余弦定理可得x2=(x+1)2+(x+2)2-2(x+1)(x+2)cos α 将①代入②整理得:x2-3x-4=0 解之得x1=4,x2=-1(舍) 所以此三角形三边长为4,5,6评述: 此题所求为边长,故需利用正、余弦定理向边转化,从而建立关于边长的方程3、三角形的解问题:在三角形的解问题判断讨论之前,我们首先要知道:①在三角形中,大边对大角,大角对大边。

正弦定理、余弦定理精讲精析(解析版)

正弦定理、余弦定理精讲精析(解析版)

正弦定理、余弦定理精讲精析点点突破热门考点01 正弦定理正弦定理:a sin A =b sin B =c sin C=2R ,其中R 是三角形外接圆的半径.由正弦定理可以变形为: a ∶b ∶c =sin A ∶sin B ∶sin C ;a =2R sin_A ,b =2R sin_B ,c =2R sin_C ;sin A =a 2R ,sin B =b 2R ,sin C =c2R 等形式,以解决不同的三角形问题.面积公式S =12ab sin C =12bc sin A =12ac sin B【典例1】(2019·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b sin A +a cos B =0,则B =___________. 【答案】34π. 【解析】由正弦定理,得sin sin sin cos 0B A A B +=.(0,),(0,)A B ∈π∈π,sin 0,A ∴≠得sin cos 0B B +=,即tan 1B =-,3.4B π∴=故选D . 【典例2】(2020·江苏省高考真题)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】(1)由余弦定理得22222cos 9223252b ac ac B =+-=+-⨯⨯⨯=,所以5b =. 由正弦定理得sin 5sin sin sin 5c b c B C C B b =⇒==. (2)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 ∠∠==∠.【总结提升】已知两角一边可求第三角,解这样的三角形只需直接用正弦定理代入求解即可.已知两边和一边对角,解三角形时,利用正弦定理求另一边的对角时要注意讨论该角,这是解题的难点,应引起注意.已知两边和其中一边的对角,解三角形时,注意解的情况.如已知a ,b ,A ,则A 为锐角 A 为钝角或直角图形关系式 a <b sin Aa =b sin Ab sin A <a<ba ≥ba >ba ≤b解的个数无解一解两解一解一解无解热门考点02 余弦定理余弦定理:2222cos a b c ab C +-= , 2222cos b c a ac A +-= , 2222cos c a b ac B +-=.变形公式cos A =b 2+c 2-a 22bc ,cos B =a 2+c 2-b 22ac ,os C =a 2+b 2-c 22ab【典例3】(2020·全国高考真题(理))如图,在三棱锥P –ABC 的平面展开图中,AC =1,3AB AD ==,AB ⊥AC ,AB ⊥AD ,∠CAE =30°,则cos ∠FCB =______________.【答案】14- 【解析】AB AC ⊥,3AB =1AC =,由勾股定理得2BC ==,同理得BD =BF BD ∴==在ACE △中,1AC =,AE AD ==,30CAE ∠=,由余弦定理得2222cos3013211CE AC AE AC AE =+-⋅=+-⨯=, 1CF CE ∴==,在BCF 中,2BC =,BF =1CF =,由余弦定理得2221461cos 22124CF BC BF FCB CF BC +-+-∠===-⋅⨯⨯.故答案为:14-. 【典例4】(2019·北京高考真题(文))在△ABC 中,a =3,–2b c =,cos B =12-.(Ⅰ)求b ,c 的值; (Ⅱ)求sin (B +C )的值. 【答案】(Ⅰ)7,5b c ==;. 【解析】(Ⅰ)由余弦定理可得2221cos 22a cb B ac +-==-,因为3a =,所以22390c b c -++=;因为2b c -=,所以解得75b c =⎧⎨=⎩.(Ⅱ)由(Ⅰ)知3,7,5a b c ===,所以22213cos 214b c a A bc +-==;因为A 为ABC ∆的内角,所以sin A ==.因为sin()sin()sin B C A A +=π-==. 【总结提升】应用余弦定理解答两类问题:热门考点03正弦定理与余弦定理的综合运用【典例5】(2020·北京高考真题)在中,,再从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为己知,求:(Ⅰ)a的值:(Ⅱ)和的面积.条件①:;条件②:.注:如果选择条件①和条件②分别解答,按第一个解答计分.【答案】选择条件①(Ⅰ)8(Ⅱ), ;选择条件②(Ⅰ)6(Ⅱ), .【解析】选择条件①(Ⅰ)(Ⅱ)由正弦定理得:选择条件②(Ⅰ)由正弦定理得:(Ⅱ)【典例6】(2019·全国高考真题(理))ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,设22-=-.(sin sin)sin sin sinB C A B C(1)求A ;(22b c +=,求sin C .【答案】(1)3A π=;(2)sin 4C =. 【解析】(1)()2222sin sin sin 2sin sin sin sin sin sin B C B B C C A B C -=-+=- 即:222sin sin sin sin sin B C A B C +-= 由正弦定理可得:222b c a bc +-=2221cos 22b c a A bc +-∴==()0,πA ∈3Aπ(2)22a b c +=sin 2sin A B C +=又()sin sin sin cos cos sin B A C A C A C =+=+,3A π=1sin 2sin 2C C C +=整理可得:3sin C C =22sin cos 1C C += (()223sin 31sin C C ∴=-解得:sin C =因为sin 2sin 2sin 0B C A C ==>所以sin C >,故sin C =(2)法二:22a b c +=sin 2sin A B C +=又()sin sin sin cos cos sin B A C A C A C =+=+,3A π=1sin 2sin 222C C C ++=整理可得:3sin 63cos C C -=,即3sin 3cos 23sin 66C C C π⎛⎫-=-= ⎪⎝⎭2sin 62C π⎛⎫∴-=⎪⎝⎭ 由2(0,),(,)3662C C ππππ∈-∈-,所以,6446C C ππππ-==+ 62sin sin()46C ππ+=+=. 【总结提升】应熟练掌握正、余弦定理及其变形.解三角形时,有时可用正弦定理,也可用余弦定理,应注意用哪一个定理更方便、简捷就用哪一个定理.热门考点04 应用正弦定理、余弦定理判定三角形形状【典例7】在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,若c -a cos B =(2a -b )cos A ,则△ABC 的形状为( ) A .等腰三角形 B .直角三角形 C .等腰直角三角形D .等腰或直角三角形【答案】D 【解析】因为c -a cos B =(2a -b )cos A ,C =π-(A +B ),所以由正弦定理得sin C -sin A cos B =2sin A cos A -sin B ·cos A , 所以sin A cos B +cos A sin B -sin A cos B =2sin A cos A -sin B cos A , 所以cos A (sin B -sin A )=0, 所以cos A =0或sin B =sin A , 所以A =2π或B =A 或B =π-A (舍去), 所以△ABC 为等腰或直角三角形. 【规律方法】1.判定三角形形状的途径:(1)化边为角,通过三角变换找出角之间的关系;(2)化角为边,通过代数变形找出边之间的关系,正(余)弦定理是转化的桥梁.2.无论使用哪种方法,都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.注意挖掘隐含条件,重视角的范对三角函数值的限制.热门考点05 与三角形面积有关的问题【典例8】(2018·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sin sin 4sin sin b C c B a B C +=,2228b c a +-=,则△ABC 的面积为________.. 【解析】因为sin sin 4sin sin b C c B a B C +=,结合正弦定理可得sin sin sin sin 4sin sin sin B C C B A B C +=, 可得1sin 2A =,因为2228b c a +-=, 结合余弦定理2222a b c bccosA =+-,可得2cos 8bc A =,所以A 为锐角,且cos A =,从而求得bc =,所以ABC ∆的面积为111sin 222S bc A ===.【典例9】(2017·上海高考真题)已知函数()221cos sin 2f x x x =-+,()0,x π∈. (1)求()f x 的单调递增区间;(2)设ABC ∆为锐角三角形,角A 所对边a =,角B 所对边5b =,若()0f A =,求ABC ∆的面积.【答案】(1)[,)2ππ;(2 【解析】(1)函数2211()cos sin cos 2,(0,)22f x x x x x π=-+=+∈ 由222,k x k k Z πππ-≤≤∈,解得,2k x k k Z πππ-≤≤∈1k =时,12x ππ≤≤,可得()f x 的增区间为[,)2ππ(2)设△ABC 为锐角三角形,角A 所对边a =B 所对边b=5, 若()0f A =,即有1cos 202A += 解得223A π=,即3A π= 由余弦定理可得a 2=b 2+c 2﹣2bc cos A , 化为c 2﹣5c +6=0, 解得c =2或3, 若c =2,则cos 0B =<即有B 为钝角,c =2不成立, 则c =3,△ABC 的面积为11sin 532224S bc A ==⨯⨯⨯=【总结提升】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.提醒:正弦定理、余弦定理与三角函数性质的综合应用中,要注意三角函数公式的工具性作用.热门考点06 与三角形周长有关的问题【典例10】(2017课标1,理17)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知△ABC 的面积为23sin a A(1)求sin B sin C ;(2)若6cos B cos C =1,a =3,求△ABC 的周长. 【答案】 【解析】【典例11】(2019·江西洪都中学高二月考(理))在ABC △中,A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c 且cos 4c A =,sin 5a C =.(1)求边长c ;(2)若ABC △的面积20S =.求ABC △的周长. 【答案】(141(2)8241+【解析】(1)由正弦定理可得:2sin sin sin a b cR A B C===,可得sin sin a C c A =, 因为sin 5a C =,可得sin 5c A =,所以5sin A c=, 又由cos 4c A =,可得4cos A c=,又因为22222516sin cos 1A A c c+=+=,解得c = (2)由题意,ABC ∆的面积1sin 202S ab C ==,sin 5a C =,解得8b =,由余弦定理,可得2222cos 64412841a b c bc A =+-=+-=,解得a =,所以ABC ∆的周长88L a b c =++=+=+【总结提升】应用正弦定理、余弦定理,建立边长的方程,是解答此类问题的基本方法,解答过程中,要注意整体代换思想的应用,如果遇到确定最值问题,往往要结合均值定理求解.热门考点07 三角形中的最值与范围问题【典例12】(2018·江苏高考真题)在ABC △中,角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,120ABC ∠=︒,ABC ∠的平分线交AC 于点D ,且1BD =,则4a c +的最小值为________. 【答案】9 【解析】由题意可知,ABC ABD BCD S S S =+△△△,由角平分线性质和三角形面积公式得111sin1201sin 601sin 60222ac a c ︒=⨯⨯︒+⨯⨯︒,化简得11,1ac a c a c=++=,因此1144(4)()559,c a a c a c a c a c +=++=++≥+=当且仅当23c a ==时取等号,则4a c +的最小值为9.【典例13】(2020·全国高考真题(理))ABC 中,sin 2A -sin 2B -sin 2C =sin B sin C . (1)求A ;(2)若BC =3,求ABC 周长的最大值.【答案】(1)23π;(2)3+【解析】(1)由正弦定理可得:222BC AC AB AC AB --=⋅,2221cos 22AC AB BC A AC AB +-∴==-⋅,()0,A π∈,23A π∴=. (2)由余弦定理得:222222cos 9BC AC AB AC AB A AC AB AC AB =+-⋅=++⋅=, 即()29AC AB AC AB +-⋅=.22AC AB AC AB +⎛⎫⋅≤ ⎪⎝⎭(当且仅当AC AB =时取等号), ()()()22223924AC AB AC AB AC AB AC AB AC AB +⎛⎫∴=+-⋅≥+-=+ ⎪⎝⎭,解得:AC AB +≤(当且仅当AC AB =时取等号),ABC ∴周长3L AC AB BC =++≤+,ABC ∴周长的最大值为3+【典例14】(2019·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sinsin 2A Ca b A +=. (1)求B ;(2)若ABC ∆为锐角三角形,且1c =,求ABC ∆面积的取值范围.【答案】(1) 3B π=;(2). 【解析】 (1)根据题意sinsin 2A C a b A +=,由正弦定理得sin sin sin sin 2A CA B A +=,因为0A π<<,故sin 0A >,消去sin A 得sin sin 2A CB +=. 0<B <π,02AC π+<<因为故2A C B +=或者2A CB π++=,而根据题意A BC π++=,故2A C B π++=不成立,所以2A CB +=,又因为A BC π++=,代入得3B =π,所以3B π=. (2)因为ABC 是锐角三角形,由(1)知3B π=,A B C π++=得到23A C π+=,故022032C C πππ⎧<<⎪⎪⎨⎪<-<⎪⎩,解得62C ππ<<.又应用正弦定理sin sin a cA C=,1c =, 由三角形面积公式有:222sin()111sin 3sin sin sin 222sin 4sin ABCC a A Sac B c B c B c C Cπ-=⋅=⋅=⋅=22sin cos cos sin 2123133(sin cos )sin 3tan 38tan C C C C C ππππ-==-=又因,tan 623C C ππ<<>,故3188tan 82C <+<,故82ABCS <<. 故ABCS的取值范围是 【总结提升】三角形中的最值范围问题,往往有三种情况,一是转化成三角函数的值域问题,利用三角函数的图象和性质;二是利用基本不等式求最值,要特别注意“拆、拼、凑”等技巧,使其满足基本不等式中“正”(即条件要求中字母为正数)、“定”(不等式的另一边必须为定值)、“等”(等号取得的条件)的条件才能应用,否则会出现错误;三是利用函数的单调性.热门考点08 应用正弦定理、余弦定理解决实际问题【典例15】(2019·上海市金山中学高一月考)如图,在笔直的海岸线l 上有两个观测点A 和B ,点A 在点B 的正西方向,2AB km =.若从点A 测得船C 在北偏东60°的方向,从点B 测得船C 在北偏东45°的方向,则船C 离海岸线l 的距离为______km .(结果保留根号)【答案】13+ 【解析】如图所示,过点C 作CD AB ⊥,交AB 的延长线与点D ,设CD x =,45CBD BCD ∴∠=∠=, 设BD CD x ==, 又2AB =,2AD AB BD x ∴=+=+,30,tan CDCAD CAD AD︒∠=∠=, 323x x ∴=+, 解得:13x =+所以船C 离海岸线l 的距离为(13)km , 故答案为:13+【典例16】(2018届山东、湖北部分重点中学高考冲刺(二))我国古代著名的数学家刘徽著有《海岛算经》.内有一篇:“今有望海岛,立两表齐,高三丈,前后相去千步,令后表与前表相直.从前表却行百二十三步,人目著地取望岛峰,与表末参合.从后表却行百二十七步,人目著地取望岛峰,亦与表末参合.问岛高及去表各几何?”请你计算出海岛高度为__________步.(参考译文:假设测量海岛,立两根标杆,高均为5步,前后相距1000步,令前后两根标杆和岛在同一直线上,从前标杆退行123 步, 人的视线从地面(人的高度忽略不计)过标杆顶恰好观测到岛峰,从后标杆退行127步, 人的视线从地面过标杆顶恰好观测到岛峰,问岛高多少? 岛与前标杆相距多远?)(丈、步为古时计量单位,当时是“三丈=5步”) 【答案】1255步【解析】如图所示,设岛高步,与前标杆相距步,由相似三角形的性质有,解得:,则海岛高度为1255步.【典例17】(2019·海南高一期中)在海岸A 处发现北偏东45︒方向,距A 处()31-海里的B 处有一艘走私船.在A 处北偏西75︒方向,距A 处2海里的C 处的我方缉私船奉命以103海里/小时的速度追截走私船,此时走私船正以10海里/小时的速度从B 处向北偏东30方向逃窜.问:缉私船沿什么方向行驶才能最快截获走私船?并求出所需时间.【答案】缉私船应沿北偏东60︒的方向行驶,才能最快截获走私船,大约需要15分钟. 【解析】如图,设缉私船应沿CD 方向行驶t 小时,才能最快截获走私船(在D 点),则3CD t =海里,10BD t =海里, 在ABC ∆中,由余弦定理,得2222cos BC AB AC AB AC A =+-⋅⋅))2212212cos1206=+-⋅⋅⋅︒=,解得=BC 又sin sin BC ACBAC ABC=∠∠,sin sin2AC BAC ABC BC ⋅∠∴∠===45ABC ∴∠=︒,故B 点在C 点的正东方向上,9030120CBD ∴∠=︒+︒=︒,在BCD ∆中,由正弦定理,得sin sin BD CDBCD CBD=∠∠,sin sin BD CBDBCD CD⋅∠∴∠=12==. 30BCD ∴∠=︒,∴缉私船沿北偏东60︒的方向行驶.又在BCD ∆中,120CBD ∠=︒,30BCD ∠=︒,30D ∴∠=︒,BD BC ∴=,即10t =解得t =15≈分钟. ∴缉私船应沿北偏东60︒的方向行驶,才能最快截获走私船,大约需要15分钟.【总结提升】1.测量距离问题,归纳起来常见的命题角度有: (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. 2. 求解高度问题的三个关注点(1)在处理有关高度问题时,要理解仰角、俯角(在铅垂面上所成的角)、方向(位)角(在水平面上所成的角)是关键.(2)在实际问题中,可能会遇到空间与平面(地面)同时研究的问题,这时最好画两个图形,一个空间图形,一个平面图形,这样处理起来既清楚又不容易搞错.(3)注意山或塔垂直于地面或海平面,把空间问题转化为平面问题. 3. (1)测量角度问题的基本思路测量角度问题的关键是在弄清题意的基础上,画出表示实际问题的图形,并在图形中标出有关的角和距离,再用正弦定理或余弦定理解三角形,最后将解得的结果转化为实际问题的解.提醒:方向角是相对于某点而言的,因此在确定方向角时,必须先弄清楚是哪一个点的方向角. (2)解决角度问题的注意事项①测量角度时,首先应明确方位角及方向角的含义. ②求角的大小时,先在三角形中求出其正弦或余弦值.③在解应用题时,要根据题意正确画出示意图,通过这一步可将实际问题转化为可用数学方法解决的问题,解题中也要注意体会正、余弦定理“联袂”使用的优点.巩固提升1.(2020·全国高考真题(文))在△ABC 中,cos C =23,AC =4,BC =3,则tan B =( )A B .C .D .【答案】C 【解析】设,,AB c BC a CA b ===22222cos 916234933c a b ab C c =+-=+-⨯⨯⨯=∴=2221cos sin tan 29a c b B B B ac +-==∴===故选:C2.(2020·全国高考真题(理))在△ABC 中,cos C =23,AC =4,BC =3,则cos B =( ) A .19B .13C .12 D .23【答案】A 【解析】在ABC 中,2cos 3C =,4AC =,3BC =根据余弦定理:2222cos AB AC BC AC BC C =+-⋅⋅2224322433AB =+-⨯⨯⨯可得29AB = ,即3AB = 由22299161cos22339AB BC AC B AB BC +-+-===⋅⨯⨯故1cos 9B =. 故选:A.3. (2019·上海市金山中学高一月考)在ABC ∆中,内角A 、B 、C 所对应的边分别为a 、b 、c ,则“cos cos a A b B =”是“ABC ∆是以A 、B 为底角的等腰三角形”的( ). A .充分非必要条件 B .必要非充分条件 C .充要条件 D .既非充分也非必要条件【答案】B 【解析】cos cos a A b B =,根据正弦定理得到:sin cos sin cos sin 2sin 2A A B B A B =∴=故22A B A B =∴=或222A B A B ππ=-∴+=,ABC ∆为等腰或者直角三角形.所以“cos cos a A b B =”是“ABC ∆是以A 、B 为底角的等腰三角形”的必要非充分条件 故选:B4.(2016·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5a =,2c =,2cos 3A =,则b=( ) A .2 B .3C .2D .3【答案】D 【解析】 由余弦定理得,解得(舍去),故选D.5.(2018·全国高考真题(理))在ABC ∆中,cos 2C =,则AB=( )A .BCD .【答案】A 【解析】因为223cos 2cos 121,25C C =-=⨯-=-所以22232cos 125215()325c a b ab C c =+-=+-⨯⨯⨯-=∴= A.6.(2012·陕西高考真题(理))在ABC ∆中,角,,A B C 所对边长分别为,,a b c ,若2222a b c +=,则cos C 的最小值为( )A B C .12D .12-【答案】C 【解析】2221()2c a b =+,由余弦定理得,222221cos 242a b c a b C ab ab +-+==≥当且仅当a b =时取“=”,cos C ∴的最小值为12,选C.7.(2019·吴起高级中学高二期中(文))在ABC ∆中,角A ,B ,C 所对的边为a,b,c ,60B =,b =则ABC ∆外接圆的面积是( ) A .2π B .πC .34πD .2π 【答案】B 【解析】设ABC △外接圆的半径r ,则22sin sin 60b r B ===,解得1r =, ∴ABC △外接圆的面积21ππ=⨯=,8.(2019·榆林市第二中学高二期中(文))在ΔABC 中,4a =,5b =,A =45°,则此三角形解的情况是( ) A .两解 B .一解C .一解或两解D .无解【答案】A 【解析】因为4a =,5b =,A =45°,所以由余弦定理得2222cos a b c bc A =+-,所以290c -+=,解得2c =或2c =, 所以此三角形解有两解. 故选:A .9.(2019·榆林市第二中学高二期中(文))已知△ABC 中,sin sin sin c b Ac a C B-=-+,则B =( ) A .6πB .4π C .3π D .34π 【答案】C 【解析】 因为sin sin sin c b Ac a C B -=-+,利用正弦定理角化边得c b a c a c b-=-+,所以()()()c b c b a c a -+=-, 所以222c b ac a -=-, 所以222a c b ac +-=,所以222122a cb ac +-=,根据余弦定理可得2221cos 22a cb B ac +-==,因为0B π<<,所以3B π=.10.(2019·陕西高三(理))在ABC △中,角,,A B C 所对的边分别是,,a b c ,且cos cos sin A B Ca b c+=,若22285b c a bc +-=,则tan B 的值为( ) A .13- B .13C .3-D .3【答案】C 【解析】ABC ∆中,角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,由cos cos sin A B C a b c +=,得:cos cos sin 1sin sin sin A B CA B C +==, 故111tan tan A B+=, 若22285b c a bc +-=,则222425b c a bc +-=,即4cos 5A =.3sin 5A ∴=,故3tan 4A =, 代入111tan tan A B+=,解得tan 3B =-. 故选:C .11.(2019·四川高三月考(理))已知ABC △的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且()sin sin sin a b A c C b B -⋅=-,若ABC △的面积为ABC △的周长的最小值为( )A .B .3+C .D .3+【答案】C 【解析】()sin sin sin a b A c C b B -⋅=-,∴222a ab c b -=-,∴222a b c ab +-=,∴222cos 122a b c C ab +-==,∴3C π=, 1sin2S ab C ==∴12ab =,222212c a b ab ab ab =+-≥-=(当且仅当c =时取等号),∴c ≥∴222()3()36c a b ab a b =+-=+-,∴a b +=,∴a b c c ++=设()f c c =()f c 单调递增,c ≥,∴a b c ++≥=故选:C.12.(2019·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a sin A -b sin B =4c sin C ,cos A =-14,则bc =( )A .6B .5C .4D .3【答案】A 【解析】详解:由已知及正弦定理可得2224a b c -=,由余弦定理推论可得22222141313cos ,,,464224242b c a c c c b A bc bc b c +---==∴=-∴=∴=⨯=,故选A . 13.(2018·全国高考真题(文))ABC △的内角A B C ,,的对边分别为a ,b ,c ,若ABC △的面积为2224a b c +-,则C =( )A .π2B .π3C .π4D .π6【答案】C 【解析】 由题可知222124ABCa b c SabsinC +-==所以2222absinC a b c +-= 由余弦定理2222a b c abcosC +-=所以sinC cosC =()C 0,π∈C 4π∴=故选C.14.(2020·江苏省高考真题)在△ABC 中,43=90AB AC BAC ==︒,,∠,D 在边BC 上,延长AD 到P ,使得AP =9,若3()2PA mPB m PC =+-(m 为常数),则CD 的长度是________.【答案】185【解析】∵,,A D P 三点共线, ∴可设()0PA PD λλ=>, ∵32PA mPB m PC ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭,∴32PD mPB m PC λ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭,即32m m PD PB PC λλ⎛⎫- ⎪⎝⎭=+, 若0m ≠且32m ≠,则,,B D C 三点共线, ∴321m m λλ⎛⎫-⎪⎝⎭+=,即32λ=, ∵9AP =,∴3AD =,∵4AB =,3AC =,90BAC ∠=︒, ∴5BC =,设CD x =,CDA θ∠=,则5BD x =-,BDA πθ∠=-.∴根据余弦定理可得222cos 26AD CD AC xAD CD θ+-==⋅,()()()222257cos 265x AD BD AB AD BD x πθ--+--==⋅-,∵()cos cos 0θπθ+-=,∴()()2570665x x x --+=-,解得185x =,∴CD 的长度为185. 当0m =时, 32PA PC =,,C D 重合,此时CD 的长度为0, 当32m =时,32PA PB =,,B D 重合,此时12PA =,不合题意,舍去.故答案为:0或185.15.(2019·江苏高考真题)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c . (1)若a =3c ,b =2,cos B =23,求c 的值; (2)若sin cos 2A B a b =,求sin()2B π+的值. 【答案】(1)3c =;(2)25. 【解析】(1)因为23,2,cos 3a cb B ===, 由余弦定理222cos 2a c b B ac +-=,得2222(3)(2)3c c +-=,即213c =.所以3c =. (2)因为sin cos 2A Ba b=, 由正弦定理sin sin a b A B=,得cos sin 2B Bb b =,所以cos 2sin B B =. 从而22cos (2sin )B B =,即()22cos 41cos B B =-,故24cos 5B =.因为sin 0B >,所以cos 2sin 0B B =>,从而25cos B =. 因此π25sin cos 25B B ⎛⎫+== ⎪⎝⎭. 16.(2020·山东海南省高考真题)在①,②,③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,求的值;若问题中的三角形不存在,说明理由.问题:是否存在,它的内角的对边分别为,且,,________?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】解法一:由可得:,不妨设,则:,即.选择条件①的解析:据此可得:,,此时.选择条件②的解析:据此可得:,则:,此时:,则:.选择条件③的解析:可得,,与条件矛盾,则问题中的三角形不存在.解法二:∵,∴,,∴,∴,∴,∴, 若选①,,∵,∴,∴c=1; 若选②,,则,;若选③,与条件矛盾.。

(优质课)正、余弦定理及其应用

(优质课)正、余弦定理及其应用

BD2 + CD2 - CB2 202 + 212 - 312 1 cosβ = = =- , 2BD·CD 2×20×21 7
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∴sinβ=
4 3 . 7
而sinα=sin(β-60°)=sinβcos60°-sin60°cosβ ° ° °
4 3 1 3 1 5 3 = × + × = , 7 2 2 7 14 21 AD 在△ACD中, 中 = o sin60 sinα
考点三
应用问题
某观测站C在城 的南偏西 由城A出发的一 某观测站 在城A的南偏西 °的方向 由城 出发的一 在城 的南偏西20°的方向,由城 条公路,走向是南偏东 ° 在 处测得公路上 处测得公路上B处有一 条公路 走向是南偏东40°,在C处测得公路上 处有一 走向是南偏东 千米,正沿公路向 城走去,走了 人,距C为31千米 正沿公路向 城走去 走了 千米后到 距 为 千米 正沿公路向A城走去 走了20千米后到 此时CD间的距离为 千米,问 这人还要走多少 达D处,此时 间的距离为 千米 问:这人还要走多少 处 此时 间的距离为21千米 千米才能到达A城 千米才能到达 城?
3. 2
∵a>b,∴A=60°或A=120°. ∴ ° ° ①当A=60°时,C=180°- 45°- 60°=75°, ° ° ° ° °
bsinC 6 + 2 = . ∴c= sinB 2
②∵当A=120°时,C=180°- 45°- 120°=15°, ° ° ° ° °
bsinC 6 − 2 = . ∴c= sinB 2
正弦定理、 正弦定理、余弦 定理及应用
a = 1.正弦定理 sinA 正弦定理: 正弦定理
b sinB

正弦定理和余弦定理(含解析)

正弦定理和余弦定理(含解析)

第七节正弦定理和余弦定理[知识能否忆起]1.正弦定理 分类 内容定理a sin A =b sin B =csin C=2R (R 是△ABC 外接圆的半径)变形 公式①a =2R sin_A ,b =2R sin_B ,c =2R sin_C ,②sin A ∶sin B ∶sin C =a ∶b ∶c , ③sin A =a 2R ,sin B =b 2R ,sin C =c2R解决的 问题 ①已知两角和任一边,求其他两边和另一角, ②已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角2.余弦定理 分类内容定理在△ABC 中,有a 2=b 2+c 2-2bc cos_A ;b 2=a 2+c 2-2ac cos_B ;c 2=a 2+b 2-2ab cos_C 变形 公式 cos A =b 2+c 2-a 22bc ;cos B =a 2+c 2-b 22ac ;cos C =a 2+b 2-c 22ab解决的 问题 ①已知三边,求各角;②已知两边和它们的夹角,求第三边和其他两个角3.三角形中常用的面积公式 (1)S =12ah (h 表示边a 上的高);(2)S =12bc sin A =12ac sin B =12ab sin C ;(3)S =12r (a +b +c )(r 为三角形的内切圆半径).[小题能否全取]1.(2012·广东高考)在△ABC 中,若∠A =60°,∠B =45°,BC =32,则AC =( ) A .4 3 B .2 3 C. 3D.32解析:选B 由正弦定理得:BC sin A =AC sin B ,即32sin 60°=AC sin 45°,所以AC =3232×22=2 3.2.在△ABC 中,a =3,b =1,c =2,则A 等于( ) A .30° B .45° C .60°D .75°解析:选C ∵cos A =b 2+c 2-a 22bc =1+4-32×1×2=12,又∵0°<A <180°,∴A =60°.3.(教材习题改编)在△ABC 中,若a =18,b =24,A =45°,则此三角形有( ) A .无解B .两解C .一解D .解的个数不确定解析:选B ∵a sin A =bsin B,∴sin B =b a sin A =2418sin 45°,∴sin B =223.又∵a <b ,∴B 有两个.4.(2012·陕西高考)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对边的长分别为a ,b ,c .若a =2,B =π6,c =23,则b =________. 解析:由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B =4+12-2×2×23×32=4,所以b =2. 答案:25.△ABC 中,B =120°,AC =7,AB =5,则△ABC 的面积为________. 解析:设BC =x ,由余弦定理得49=25+x 2-10x cos 120°, 整理得x 2+5x -24=0,即x =3.因此S △ABC =12AB ×BC ×sin B =12×3×5×32=1534.答案:1534(1)在三角形中,大角对大边,大边对大角;大角的正弦值也较大,正弦值较大的角也较大,即在△ABC 中,A >B ⇔a >b ⇔sin A >sin B .(2)在△ABC 中,已知a 、b 和A 时,解的情况如下:A 为锐角A 为钝角或直角图形关系式 a =b sinAb sin A <a <ba ≥ba >b解的个数一解两解 一解 一解利用正弦、余弦定理解三角形典题导入[例1] (2012·浙江高考)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且b sin A =3a cos B .(1)求角B 的大小;(2)若b =3,sin C =2sin A ,求a ,c 的值. [自主解答] (1)由b sin A =3a cos B 及正弦定理 a sin A =bsin B,得sin B =3cos B , 所以tan B =3,所以B =π3.(2)由sin C =2sin A 及a sin A =csin C ,得c =2a .由b =3及余弦定理b 2=a 2+c 2-2ac cos B , 得9=a 2+c 2-ac . 所以a =3,c =2 3.在本例(2)的条件下,试求角A 的大小. 解:∵a sin A =bsin B, ∴sin A =a sin Bb =3·sinπ33=12.∴A =π6.由题悟法1.应熟练掌握正、余弦定理及其变形.解三角形时,有时可用正弦定理,有时也可用余弦定理,应注意用哪一个定理更方便、简捷.2.已知两角和一边,该三角形是确定的,其解是唯一的;已知两边和一边的对角,该三角形具有不唯一性,通常根据三角函数值的有界性和大边对大角定理进行判断.以题试法1.△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,sin 2A sin B +sin B cos 2A = 2sin A ,即 sinB (sin 2A +cos 2A )=2sin A . 故sinB = 2sin A ,所以b a= 2.(2)由余弦定理和c 2=b 2+3a 2,得cos B =(1+3)a 2c .由(1)知b 2=2a 2,故c 2=(2+3)a 2.可得cos 2B =12,又cos B >0,故cos B =22,所以B =45°.利用正弦、余弦定理判定三角形的形状典题导入[例2] 在△ABC 中a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 的对边,且2a sin 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.[自主解答] (1)由已知,根据正弦定理得2a 2=(2b +c )·b +(2c +b )c ,即a 2=b 2+c 2+bc .由余弦定理得a 2=b 2+c 2-2bc cos A , 故cos A =-12,∵0<A <180°,∴A =120°.(2)由(1)得sin 2A =sin 2B +sin 2C +sin B sin C =34.又sin B +sin C =1, 解得sin B =sin C =12.∵0°<B <60°,0°<C <60°,故B =C , ∴△ABC 是等腰的钝角三角形.由题悟法依据已知条件中的边角关系判断三角形的形状时,主要有如下两种方法:(1)利用正、余弦定理把已知条件转化为边边关系,通过因式分解、配方等得出边的相应关系,从而判断三角形的形状;(2)利用正、余弦定理把已知条件转化为内角的三角函数间的关系,通过三角函数恒等变形,得出内角的关系,从而判断出三角形的形状,此时要注意应用A +B +C =π这个结论.[注意] 在上述两种方法的等式变形中,一般两边不要约去公因式,应移项提取公因式,以免漏解.以题试法2.(2012·安徽名校模拟)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.与三角形面积有关的问题典题导入[例3] (2012·新课标全国卷)已知a ,b ,c 分别为△ABC 三个内角A ,B ,C 的对边,a cosC +3a sin C -b -c =0.(1)求A ;(2)若a =2,△ABC 的面积为3,求b ,c .[自主解答] (1)由a cos C +3a sin C -b -c =0及正弦定理得sin A cos C +3sinA sin C -sinB -sinC =0.因为B =π-A -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.而a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,故b 2+c 2=8. 解得b =c =2.由题悟法1.正弦定理和余弦定理并不是孤立的.解题时要根据具体题目合理选用,有时还需要交替使用.2.在解决三角形问题中,面积公式S =12ab sin C =12bc sin A =12ac sin B 最常用,因为公式中既有边也有角,容易和正弦定理、余弦定理结合应用.以题试法3.(2012·江西重点中学联考)在△ABC 中,12cos 2A =cos 2A -cos A .(1)求角A 的大小;(2)若a =3,sin B =2sin C ,求S △ABC .解:(1)由已知得12(2cos 2A -1)=cos 2A -cos A ,则cos A =12.因为0<A <π,所以A =π3.(2)由b sin B =c sin C ,可得sin B sin C =bc=2,即b =2c .所以cos A =b 2+c 2-a 22bc =4c 2+c 2-94c 2=12, 解得c =3,b =23,所以S △ABC =12bc sin A =12×23×3×32=332.1.在△ABC 中,a 、b 分别是角A 、B 所对的边,条件“a <b ”是使“cos A >cos B ”成立的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选C a <b ⇔A <B ⇔cos A >cos B .2.(2012·泉州模拟)在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 所对的边.若A =π3,b =1,△ABC 的面积为32,则a 的值为( ) A .1 B .2 C.32D. 3解析:选D 由已知得12bc sin A =12×1×c ×sin π3=32,解得c =2,则由余弦定理可得a 2=4+1-2×2×1×cos π3=3⇒a = 3.3.(2013·“江南十校”联考)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知a =23,c =22,1+tan A tan B =2cb,则C =( ) A .30°B .45°C .45°或135°D .60°解析:选B 由1+tan A tan B =2cb 和正弦定理得cos A sin B +sin A cos B =2sin C cos A , 即sin C =2sin C cos A , 所以cos A =12,则A =60°.由正弦定理得23sin A =22sin C ,则sin C =22, 又c <a ,则C <60°,故C =45°.4.(2012·陕西高考)在△ABC 中 ,角A ,B ,C 所对边的长分别为a ,b ,c ,若a 2+b 2=2c 2,则cos C 的最小值为( )A.32B.22C.12D .-12解析:选C 由余弦定理得a 2+b 2-c 2=2ab cos C ,又c 2=12(a 2+b 2),得2ab cos C =12(a 2+b 2),即cos C =a 2+b 24ab ≥2ab 4ab =12.5.(2012·上海高考)在△ABC 中,若sin 2 A +sin 2B <sin 2C ,则△ABC 的形状是( )A .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .不能确定解析:选C 由正弦定理得a 2+b 2<c 2,所以cos C =a 2+b 2-c 22ab <0,所以C 是钝角,故△ABC 是钝角三角形.6.在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别是a 、b 、c .若b =2a sin B ,则角A 的大小为________.解析:由正弦定理得sin B =2sin A sin B ,∵sin B ≠0, ∴sin A =12,∴A =30°或A =150°.答案:30°或150°7.在△ABC 中,若a =3,b =3,A =π3,则C 的大小为________.解析:由正弦定理可知sin B =b sin A a =3sinπ33=12,所以B =π6或5π6(舍去),所以C=π-A -B =π-π3-π6=π2.答案:π28.(2012·北京西城期末)在△ABC 中,三个内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若b =25,B =π4,sin C =55,则c =________;a =________.解析:根据正弦定理得b sin B =c sin C ,则c =b sin C sin B =22,再由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,即a 2-4a -12=0,(a +2)(a -6)=0,解得a =6或a =-2(舍去).答案:2 2 69.(2012·北京高考)在△ABC 中,若a =2,b +c =7,cos B =-14,则b =________.解析:根据余弦定理代入b 2=4+(7-b )2-2×2×(7-b )×⎝ ⎛⎭⎪⎫-14,解得b =4.答案:410.△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,a sin A +c sin C -2a sin C =b sinB .(1)求B ;(2)若A =75°,b =2,求a ,c .解:(1)由正弦定理得a 2+c 2-2ac =b 2.由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B . 故cos B =22,因此B =45°. (2)sin A =sin(30°+45°)=sin 30°cos 45°+cos 30°sin 45°=2+64. 故a =b ×sin A sin B =2+62=1+3,c =b ×sin C sin B =2×sin 60°sin 45°= 6. 11.(2013·北京朝阳统考)在锐角三角形ABC 中,a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 所对的边,且满足3a -2b sin A =0.(1)求角B 的大小;(2)若a +c =5,且a >c ,b =7,求AB u u u r ·AC u u ur 的值.解:(1)因为3a -2b sin A =0, 所以 3sin A -2sin B sin A =0, 因为sin A ≠0,所以sin B =32. 又B 为锐角,所以B =π3.(2)由(1)可知,B =π3.因为b = 7.根据余弦定理,得7=a 2+c 2-2ac cos π3,整理,得(a +c )2-3ac =7. 由已知a +c =5,得ac =6. 又a >c ,故a =3,c =2.于是cos A =b 2+c 2-a 22bc =7+4-947=714,所以AB u u u r ·AC u u u r =|AB u u u r|·|AC u u u r |cos A =cb cos A=2×7×714=1. 12.(2012·山东高考)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知sin B (tanA +tan C )=tan A tan C .(1)求证:a ,b ,c 成等比数列; (2)若a =1,c =2,求△ABC 的面积S .解:(1)证明:在△ABC 中,由于sin B (tan A +tan C )=tan A tan C , 所以sin B ⎝⎛⎭⎪⎫sin A cos A +sin C cos C =sin A cos A ·sin C cos C, 因此sin B (sin A cos C +cos A sin C )=sin A sin C , 所以sin B sin(A +C )=sin A sin C . 又A +B +C =π, 所以sin(A +C )=sin B , 因此sin 2B =sin A sinC . 由正弦定理得b 2=ac , 即a ,b ,c 成等比数列.(2)因为a =1,c =2,所以b =2,由余弦定理得cos B =a 2+c 2-b 22ac =12+22-22×1×2=34,因为0<B <π,所以sin B =1-cos 2B =74, 故△ABC 的面积S =12ac sin B =12×1×2×74=74.1.(2012·湖北高考)设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若三边的长为连续的三个正整数,且A >B >C ,3b =20a cos A ,则sin A ∶sin B ∶sin C 为( )A .4∶3∶2B .5∶6∶7C .5∶4∶3D .6∶5∶4解析:选D 由题意可得a >b >c ,且为连续正整数,设c =n ,b =n +1,a =n +2(n >1,且n ∈N *),则由余弦定理可得3(n +1)=20(n +2)·(n +1)2+n 2-(n +2)22n (n +1),化简得7n 2-13n -60=0,n ∈N *,解得n =4,由正弦定理可得sin A ∶sin B ∶sin C =a ∶b ∶c =6∶5∶4.2.(2012·长春调研)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知4sin 2A +B2-cos 2C =72,且a +b =5,c =7,则△ABC 的面积为________.解析:因为4sin2A +B2-cos 2C =72, 所以2[1-cos(A +B )]-2cos 2C +1=72,2+2cos C -2cos 2C +1=72,cos 2C -cos C +14=0,解得cos C =12.根据余弦定理有cos C =12=a 2+b 2-72ab,ab =a 2+b 2-7,3ab =a 2+b 2+2ab -7=(a +b )2-7=25-7=18,ab =6,所以△ABC 的面积S △ABC =12ab sin C =12×6×32=332.答案:3323.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且满足(2b -c )cos A -a cos C =0. (1)求角A 的大小;(2)若a =3,S △ABC =334,试判断△ABC 的形状,并说明理由.解:(1)法一:由(2b -c )cos A -a cos C =0及正弦定理,得 (2sin B -sin C )cos A -sin A cos C =0, ∴2sin B cos A -sin(A +C )=0, sin B (2cos A -1)=0. ∵0<B <π,∴sin B ≠0, ∴cos A =12.∵0<A <π,∴A =π3.法二:由(2b -c )cos A -a cos C =0,及余弦定理,得(2b -c )·b 2+c 2-a 22bc -a ·a 2+b 2-c 22ab =0,整理,得b 2+c 2-a 2=bc ,∴cos A =b 2+c 2-a 22bc =12,∵0<A <π,∴A =π3.(2)∵S △ABC =12bc sin A =334,即12bc sin π3=334, ∴bc =3,①∵a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,a =3,A =π3,∴b 2+c 2=6,② 由①②得b =c =3, ∴△ABC 为等边三角形.1.已知a ,b ,c 分别是△ABC 的三个内角A ,B ,C 所对的边.若a =1,b =3,A +C =2B ,则sin C =________.解析:在△ABC 中,A +C =2B ,∴B =60°.又∵sin A =a sin B b =12,∴A =30°或150°(舍),∴C =90°,∴sin C =1.答案:12.在△ABC 中,a =2b cos C ,则这个三角形一定是( ) A .等腰三角形 B .直角三角形 C .等腰直角三角形D .等腰或直角三角形解析:选A 法一:(化边为角)由正弦定理知: sin A =2sin B cos C ,又A =π-(B +C ), ∴sin A =sin(B +C )=2sin B cos C . ∴sin B cos C +cos B sin C =2sin B cos C , ∴sin B cos C -cos B sin C =0, ∴sin(B -C )=0.又∵B 、C 为三角形内角,∴B =C .法二:(化角为边)由余弦定理知cos C =a 2+b 2-c 22ab ,∴a =2b ·a 2+b 2-c 22ab =a 2+b 2-c 2a,∴a 2=a 2+b 2-c 2,∴b 2=c 2,∴b =c .3.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知 cos 2C =-14.(1)求sin C 的值;(2)当a =2,2sin A =sin C 时,求b 及c 的长. 解:(1)因为cos 2C =1-2sin 2C =-14,且0<C <π,所以sin C =104. (2)当a =2,2sin A =sin C 时,由正弦定理a sin A =csin C ,得c =4.由cos 2C =2cos 2C-1=-14,及0<C <π得cos C =±64.由余弦定理c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,得b 2±6b -12=0,解得b =6或26, 所以⎩⎨⎧b =6,c =4或⎩⎨⎧b =26,c =4.4.设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边长分别为a ,b ,c , 且cos B =45,b =2.(1)当A =30°时,求a 的值;(2)当△ABC 的面积为3时,求a +c 的值. 解:(1)因为cos B =45,所以sin B =35.由正弦定理a sin A =b sin B ,可得a sin 30°=103,所以a =53.(2)因为△ABC 的面积S =12ac ·sin B ,sin B =35,所以310ac =3,ac =10.由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B , 得4=a 2+c 2-85ac =a 2+c 2-16,即a 2+c 2=20.所以(a +c )2-2ac =20,(a +c )2=40. 所以a +c =210.。

正弦定理余弦定理(解析版)

正弦定理余弦定理(解析版)

考点31 正弦定理、余弦定理【命题解读】高考对正弦定理和余弦定理的考查较为灵活,题型多变,往往以小题的形式独立考查正弦定理或余弦定理,以解答题的形式综合考查定理的综合应用,多与三角形周长、面积有关;有时也会与平面向量、三角恒等变换等结合考查,试题难度控制在中等或以下,主要考查灵活运用公式求解计算能力、推理论证能力、数学应用意识、数形结合思想等 【基础知识回顾】1.正弦定理a sin A =b sin B =csin C =2R (R 为△ABC 外接圆的半径).a 2=b 2+c2-2bc cos A ; b 2=c 2+a 2-2ca cos B ; c 2=a 2+b 2-2ab cos C .3.三角形的面积公式(1)S △ABC =12ah a (h a 为边a 上的高); (2)S △ABC =12ab sin C =12bc sin A =12ac sin B ; (3)S =12r (a +b +c )(r 为三角形的内切圆半径).1、 在△ABC 中,若AB =13,BC =3,C =120°,则AC 等于( )A .1B .2C .3D .4 【答案】:A 【解析】:设在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,则a =3,c =13,C =120°,由余弦定理得13=9+b 2+3b ,解得b =1或b =-4(舍去),即AC =1. 2、 已知△ABC ,a =5,b =15,A =30°,则c 等于( )A .2 5 B.5 C .25或 5 D .均不正确【答案】:C 【解析】:∵a sin A =b sin B ,∴sin B =b sin A a =155·sin 30°=32.∵b >a ,∴B =60°或120°. 若B =60°,则C =90°,∴c =a 2+b 2=2 5. 若B =120°,则C =30°,∴a =c = 5.3、 在△ABC 中,A =60°,AB =2,且△ABC 的面积为32,则BC 的长为( )A.32B.3 C .2 3 D .2 【答案】:B 【解析】:因为S =12AB ·AC sin A =12×2×32AC =32,所以AC =1, 所以BC 2=AB 2+AC 2-2AB ·AC cos A =3.所以BC = 3. 4、 在△ABC 中,cos C 2=55,BC =1,AC =5,则AB 等于( )A .4 2 B.30 C.29 D .25【答案】:A 【解析】:∵cos C 2=55,∴cos C =2cos 2C 2-1=2×⎝⎛⎭⎫552-1=-35.在△ABC 中,由余弦定理,得AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC ·cos C =52+12-2×5×1×⎝⎛⎭⎫-35=32,∴AB =32=4 2.故选A.5、 设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若b cos C +c cos B =a sin A ,则△ABC 的形状为( )A .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .不确定【答案】:B 【解析】:由正弦定理得sin B cos C +sin C cos B =sin 2A , ∴sin(B +C )=sin 2A ,即sin(π-A )=sin 2A ,sin A =sin 2A . ∵A ∈(0,π),∴sin A >0,∴sin A =1, 即A =π2,∴△ABC 为直角三角形.6、在△ABC 中,cos 2B 2=a +c2c (a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 的对边),则△ABC 的形状为( )A .等边三角形B .直角三角形C .等腰三角形或直角三角形D .等腰直角三角形 【答案】:B 【解析】:∵cos 2B 2=1+cos B 2,cos 2B 2=a +c2c ,∴(1+cos B )·c =a +c ,∴a =cos B ·c =a 2+c 2-b 22a , ∴2a 2=a 2+c 2-b 2,∴a 2+b 2=c 2,∴△ABC 为直角三角形.7、 △ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知b sin C +c sin B =4a sin B sin C ,b 2+c 2-a 2=8,则△ABC的面积为 . 【答案】:233 【解析】:由b sin C +c sin B =4a sin B sin C , 得sin B sin C +sin C sin B =4sin A sin B sin C ,因为sin B sin C ≠0,所以sin A =12.因为b 2+c 2-a 2=8,所以cos A =b 2+c 2-a 22bc >0, 所以bc =833,所以S △ABC =12×833×12=233.8、 在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知cos A -3cos C cos B =3c -a b ,则sin Csin A 的值为__________. 【答案】:3 【解析】:由正弦定理a sin A =b sin B =csin C ,得cos A -3cos C cos B =3c -a b =3sin C -sin A sin B , 即(cos A -3cos C )sin B =(3sin C -sin A )·cos B , 化简可得sin(A +B )=3sin(B +C ),又知A +B +C =π,所以sin C =3sin A ,因此sin Csin A =3.考向一 运用正余弦定理解三角形例1、(2020届山东实验中学高三上期中)在ABC △中,若3,120AB BC C ==∠=,则AC =( ) A .1 B .2C .3D .4【答案】A 【解析】余弦定理2222?cos AB BC AC BC AC C =+-将各值代入 得2340AC AC +-=解得1AC =或4AC =-(舍去)选A.变式1、(2021·山东泰安市·高三三模)在中,,,,则( )ABC .D .【答案】DABC3AC =2BC =3cos 4C =tan A =33【解析】由余弦定理可以求出,有可判断,进而可以求出. 【解析】由余弦定理得:, 所以,因为,所以,所以, 故选:D .变式2、【2020江苏淮阴中学期中考试】在ABC 中,如果sin :sin :sin 2:3:4A B C =,那么tan C =________.【答案】【解析】∵sin A :sin B :sin C =2:3:4,∴由正弦定理可得:a :b :c =2:3:4,∴不妨设a =2t ,b =3t ,c =4t ,则cos C 2222224916122234a b c t t t ab t t +-+-===-⨯⨯,∵C ∈(0,π),∴tanC ==答案为变式3、(2020届山东省泰安市高三上期末)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为,,a b c ,若cos cos sin A B C a b c +=,22265b c a bc +-=,则tan B =______. 【答案】4 【解析】∵cos cos sin A B Ca b c+=, ∴由正弦定理得cos cos sin sin sin sin A B CA B C+=, ∴111tan tan A B+=, 又22265b c a bc +-=,∴由余弦定理得62cos 5A =,∴3cos 5A =,∵A 为ABC ∆的内角,∴4sin 5A =,∴4tan 3A =,∴tan 4B =, 故答案为:4.2AB =AB BC =A C =tan A 2222232cos 3223244AB AC BC BC AC C =+-⋅=+-⨯⨯⨯=2AB =AB BC =A C =3cos cos 4A C ==tan 3A =变式4、(2020届山东省潍坊市高三上期中)在ABC ∆中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知10a b +=,5c =,sin 2sin 0B B +=. (1)求a ,b 的值: (2)求sin C 的值.【答案】(1)3a =,7b =;(2. 【解析】(1)由sin 2sin 0B B +=,得2sin cos sin 0B B B +=, 因为在ABC ∆中,sin 0B ≠,得1cos 2B =-, 由余弦定理2222cos b a c ac B =+-,得22215252b a a ⎛⎫=+-⨯⨯⨯-⎪⎝⎭, 因为10b a =-,所以2221(10)5252a a a ⎛⎫-=+-⨯⨯⨯- ⎪⎝⎭, 解得3a =,所以7b =.(2)由1cos 2B =-,得sin B =由正弦定理得5sin sin 7214c C B b ==⨯=方法总结:本题考查正弦定理、余弦定理的公式.在解三角形时,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;如果式子中含有角的正弦或边的一次式时,则考虑用正弦定理;以上特征都不明显时,则要考虑两个定理都有可能用到.考查基本运算能力和转化与化归思想.考向二 利用正、余弦定理判定三角形形状例2、已知a ,b ,c 分别是△ABC 三个内角A ,B ,C 的对边,下列四个命题中正确的是( )A .若tan A +tanB +tanC >0,则△ABC 是锐角三角形 B .若a cos A =b cos B ,则△ABC 是等腰三角形 C .若b cos C +c cos B =b ,则△ABC 是等腰三角形D .若a cos A =b cos B =ccos C ,则△ABC 是等边三角形 【答案】:ACD 【解析】:∵tan A +tan B +tan C =tan A tan B tan C >0, ∴A ,B ,C 均为锐角,∴选项A 正确;由a cos A =b cos B 及正弦定理,可得sin 2A =sin 2B , ∴A =B 或A +B =π2,∴△ABC 是等腰三角形或直角三角形,∴选项B 错; 由b cos C +c cos B =b 及正弦定理, 可知sin B cos C +sin C cos B =sin B , ∴sin A =sin B ,∴A =B ,∴选项C 正确;由已知和正弦定理,易知tan A =tan B =tan C , ∴选项D 正确.变式1、△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且2a sin 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. 【解析】 (1)由已知,根据正弦定理得:2a 2=(2b +c)b +(2c +b)c ,即a 2=b 2+c 2+bc ,由余弦定理得:a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,故cos A =-12,A =120°.(2)由(1)得:sin 2A =sin 2B +sin 2C +sin B sin C ,∵A =120°,∴34=sin 2B +sin 2C +sin B sin C ,与sin B +sin C=1联立方程组解得:sin B =sin C =12,∵0°<B <60°,0°<C <60°,故B =C =30°,∴△ABC 是等腰钝角三角形.变式2、(1)设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若b cos C +c cos B =a sin A ,则△ABC 的形状为( )A .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .不确定(2)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若sin A sin B =ac ,(b +c +a )(b +c -a )=3bc ,则△ABC 的形状为( )A .直角三角形B .等腰非等边三角形C .等边三角形D .钝角三角形【答案】 (1)B (2)C 【解析】(1)法一:因为b cos C +c cos B =a sin A , 由正弦定理知sin B cos C +sin C cos B =sin A sin A , 得sin(B +C )=sin A sin A .又sin(B +C )=sin A ,得sin A =1, 即A =π2,因此△ABC 是直角三角形.法二:因为b cos C +c cos B =b ·a 2+b 2-c 22ab +c ·a 2+c 2-b 22ac =2a 22a =a ,所以a sin A =a ,即sin A =1,故A =π2,因此△ABC 是直角三角形.(2)因为sin A sin B =a c ,所以a b =ac ,所以b =c . 又(b +c +a )(b +c -a )=3bc , 所以b 2+c 2-a 2=bc ,所以cos A =b 2+c 2-a 22bc =bc 2bc =12. 因为A ∈(0,π),所以A =π3, 所以△ABC 是等边三角形.方法总结: 判定三角形形状的途径:①化边为角,通过三角变换找出角之间的关系;②化角为边,通过代数变形找出边之间的关系.正(余)弦定理是转化的桥梁.考查转化与化归思想. 考点三 运用正余弦定理研究三角形的面积考向三 运用正余弦定理解决三角形的面积例3、在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知b cos C +c cos B =2a cos A . (1) 求角A 的大小;(2) 若AB →·AC →=3,求△ABC 的面积. 【解析】:(1) (解法1)在△ABC 中,由正弦定理,及b cos C +c cos B =2a cos A , 得sin B cos C +sin C cos B =2sin A cos A , 即sin A =2sin A cos A .因为A ∈(0,π),所以sin A ≠0, 所以cos A =12,所以A =π3.(解法2)在△ABC 中,由余弦定理,及b cos C +c cos B =2a cos A , 得b a 2+b 2-c 22ab +c a 2+c 2-b 22ac =2a b 2+c 2-a 22bc , 所以a 2=b 2+c 2-bc ,所以cos A =b 2+c 2-a 22bc =12. 因为A ∈(0,π),所以A =π3.(2) 由AB →·AC →=cb cos A =3,得bc =23,所以△ABC 的面积为S =12bc sin A =12×23×sin60°=32变式1、在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知a ≠b ,c =3,cos 2A -cos 2B =3sin A cosA -3sinB cos B . (1) 求角C 的大小;(2) 若sin A =45,求△ABC 的面积. 【解析】:(1) 由题意得 1+cos2A 2-1+cos2B 2=32sin 2A -32sin 2B , 即32sin 2A -12cos 2A =32sin 2B -12cos 2B ,sin ⎝⎛⎭⎫2A -π6=sin ⎝⎛⎭⎫2B -π6.由a ≠b ,得A ≠B .又A +B ∈(0,π),得2A -π6+2B -π6=π,即A +B =2π3,所以C =π3. (2) 由c =3,sin A =45,a sin A =c sin C ,得a =85. 由a <c ,得A <C ,从而cos A =35,故sin B =sin(A +C )=sin A cos C +cos A sin C =4+3310, 所以,△ABC 的面积为S =12ac sin B =83+1825.变式2、(2020届山东实验中学高三上期中)在ABC ∆中,,,a b c 分别为内角,,A B C 的对边,若32sin sin sin ,cos 5B AC B =+=,且6ABC S ∆=,则b =__________. 【答案】4【解析】已知等式2sin sin B A sinC =+,利用正弦定理化简得:2b a c =+,3cos ,5B =∴可得4sin 5B ==,114sin 6225ABC S ac B ac ∆∴==⨯=,可解得15ac =,∴余弦定理可得,2222cos b a c ac B =+-()()221cos a c ac B =+-+=23421515b ⎛⎫-⨯⨯+ ⎪⎝⎭,∴可解得4b =,故答案为4.变式3、【2020江苏溧阳上学期期中考试】在ABC ∆中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若3b =,222sin sin 3sin A B C -=,1cos 3A =-,则ABC ∆的面积是______.【解析】3b =,222sin sin 3sin A B C -=,∴由正弦定理可得2222339a c b c =+=+,又1cos 3A =-,∴由余弦定理可得22222cos 92a b c bc A c c =+-=++,223992c c c ∴+=++,解得1c =,又sin A ==,11sin 3122ABC S bc A ∆∴==⨯⨯.方法总结: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.考向三 结构不良题型例4、(2020届山东省烟台市高三上期末)在条件①()(sin sin )()sin a b A B c b C +-=-,②sin cos()6a Bb A π=+,③sin sin 2B Cb a B +=中任选一个,补充到下面问题中,并给出问题解答.在ABC ∆中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,6b c +=,a =, . 求ABC ∆的面积. 【解析】 若选①:由正弦定理得(a b)()(c b)a b c +-=-, 即222b c a bc +-=,所以2221cos 222b c a bc A bc bc +-===,因为(0,)A π∈,所以3A π=.又2222()3a b c bc b c bc =+-=+-,a =6bc +=,所以4bc =,所以11sin 4sin 223ABC S bc A π∆==⨯⨯= 若选②:由正弦定理得sin sin sin cos()6A B B A π=+.因为0B π<<,所以sin 0B ≠,sin cos()6A A π=+,化简得1sin sin 2A A A =-,即tan 3A =,因为0A π<<,所以6A π=.又因为2222cos6a b c bc π=+-,所以2222bc =24bc =-所以111sin (246222ABC S bc A ∆==⨯-⨯=- 若选③:由正弦定理得sin sinsin sin 2B CB A B +=, 因为0B π<<,所以sin 0B ≠,所以sinsin 2B CA +=,又因为BC A +=π-, 所以cos 2sin cos 222A A A=,因为0A π<<,022A π<<,所以cos 02A≠,1sin 22A ∴=,26A π=,所以3A π=.又2222()3a b c bc b c bc =+-=+-,a =6bc +=,所以4bc =,所以11sin 4sin 223ABC S bc A π∆==⨯⨯= 变式1、(2020届山东省德州市高三上期末)已知a ,b ,c 分别为ABC ∆内角A ,B ,C 的对边,若ABC ∆同时满足下列四个条件中的三个:①b ac -=②2cos 22cos 12A A +=;③a =④b =(1)满足有解三角形的序号组合有哪些?(2)在(1)所有组合中任选一组,并求对应ABC ∆的面积. (若所选条件出现多种可能,则按计算的第一种可能计分) 【解析】(1)由①()33b a c c a b -+=+得,()2223a c b +-=-,所以222cos 2a c b B ac +-== 由②2cos 22cos 12AA +=得,22cos cos 10A A +-=, 解得1cos 2A =或cos 1A =-(舍),所以3A π=,因为1cos 32B =-<-,且()0,B π∈,所以23B π>,所以A B π+>,矛盾.所以ABC ∆不能同时满足①,②. 故ABC ∆满足①,③,④或②,③,④; (2)若ABC ∆满足①,③,④,因为2222cos b a c ac B =+-,所以28623c c =++⨯,即2420c c +-=.解得2c =.所以ABC ∆的面积1sin 2S ac B ==若ABC ∆满足②,③,④由正弦定理sin sin a b A B==sin 1B =,所以c =ABC ∆的面积1sin 2S bc A ==变式2、(2020cos )sin b C a c B -=;②22cos a c b C +=;③sin sin2A Cb A += 这三个条件中任选一个,补充在下面问题中的横线上,并解答相应的问题.在ABC ∆中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且满足________________,b =4a c +=,求ABC ∆的面积.【解析】cos sin )sin sin B C A C B -=. 由sin sin()sin cos cos sin A B C B C B C =+=+,得sin sin sin B C C B =. 由0C π<<,得sin 0C ≠.所以sin B B =.又cos 0B ≠(若cos 0B =,则sin 0,B =22sin cos 0B B +=这与22sin cos 1B B +=矛盾),所以tan B = 又0B π<<,得23B π=.由余弦定理及b =得22222cos3a c ac π=+-, 即212()a c ac =+-.将4a c +=代入,解得4ac =.所以1sin 2ABC S ac B =△1422=⨯⨯= 在横线上填写“22cos a c b C +=”. 解:由22cos a c b C +=及正弦定理,得2sin sin 2sin cos A C B C ++=.又sin sin()sin cos cos sin A B C B C B C =+=+, 所以有2cos sin sin 0B C C +=. 因为(0,)C π∈,所以sin 0C ≠. 从而有1cos 2B =-.又(0,)B π∈, 所以23B π=由余弦定理及b =得22222cos3a c ac π=+-即212()a c ac =+-.将4a c +=代入, 解得4ac =.所以11sin 4222ABCSac B ==⨯⨯=在横线上填写“sin sin2A Cb A +=”解:由正弦定理,得sin sin sin 2BB A A π-=.由0A π<<,得sin A θ≠,所以sin 2B B =由二倍角公式,得2sincos 222B B B =.由022B π<<,得cos 02B ≠,所以sin 22B =. 所以23B π=,即23B π=.由余弦定理及b =得22222cos3a c ac π=+-. 即212()a c ac =+-.将4a c +=代入, 解得4ac =.所以1sin 2ABC S ac B =△142=⨯=1、【2020年高考全国III 卷理数】在△ABC 中,cos C =23,AC =4,BC =3,则cos B = A .19B .13C .12D .23【答案】A 【解析】在ABC 中,2cos 3C =,4AC =,3BC =,根据余弦定理:2222cos AB AC BC AC BC C =+-⋅⋅,2224322433AB =+-⨯⨯⨯,可得29AB = ,即3AB =, 由22299161cos22339AB BC AC B AB BC +-+-===⋅⨯⨯,故1cos 9B =. 故选:A .2、【2018年高考全国Ⅱ理数】在ABC △中,cos25C =,1BC =,5AC =,则AB =A . BCD .【答案】A【解析】因为223cos 2cos 121,255C C ⎛⎫=-=⨯-=- ⎪ ⎪⎝⎭所以22232cos 125215325AB BC AC BC AC C AB ⎛⎫=+-⋅=+-⨯⨯⨯-== ⎪⎝⎭,则 A.3、【2018年高考全国Ⅲ理数】ABC △的内角A B C ,,的对边分别为a ,b ,c ,若ABC △的面积为2224a b c +-,则C =A .π2B .π3 C .π4D .π6【答案】C【解析】由题可知2221sin 24ABCa b c S ab C +-==△,所以2222sinC a b c ab +-=, 由余弦定理2222cos a b c ab C +-=,得sin cos C C =,因为()0,πC ∈,所以π4C =,故选C.4、【2019年高考全国Ⅱ卷理数】ABC △的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c .若π6,2,3b ac B ===,则ABC △的面积为_________.【答案】【解析】由余弦定理得2222cos b a c ac B =+-,所以2221(2)2262c c c c +-⨯⨯⨯=,即212c =,解得c c ==-,所以2a c ==,11sin 222ABC S ac B ==⨯=△ 5、【2019年高考浙江卷】在ABC △中,90ABC ∠=︒,4AB =,3BC =,点D 在线段AC 上,若45BDC ∠=︒,则BD =___________,cos ABD ∠=___________.【答案】5,10【解析】如图,在ABD △中,由正弦定理有:sin sin AB BD ADB BAC =∠∠,而3π4,4AB ADB =∠=,5AC ,34sin ,cos 55BC AB BAC BAC AC AC ∠==∠==,所以BD =ππcos cos()cos cos sin sin 4410ABD BDC BAC BAC BAC ∠=∠-∠=∠+∠=.6、【2018年高考浙江卷】在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若a =b =2,A =60°,则sin B =___________,c =___________.【答案】7,3【解析】由正弦定理得sinsin a A b B =,所以πsin sin 3B ==由余弦定理得22222cos ,742,3a b c bc A c c c =+-∴=+-∴=(负值舍去).7、(2020届山东省枣庄市高三上学期统考)ABC ∆的内角A ,B ,C 的对边分别为,,a b c ,已知()2cos cos 0a c B b A ++=.(I )求B ;(II )若3,b ABC =∆的周长为3ABC +∆的面积. 【解析】 (Ⅱ)()2cos cos 0a c B b A ++=,()sin 2sin cos sin cos 0A C B B A ∴++=,()sin cos sin cos 2sin cos 0A B B A C B ++=,()sin 2cos sin 0A B B C ++=, ()sin sin A B C +=.1cos 2B ∴=-,20,3B B ππ<<∴=.(Ⅱ)由余弦定理得221922a c ac ⎛⎫=+-⨯-⎪⎝⎭, ()2229,9a c ac a c ac ++=∴+-=,33,a b c b a c ++=+=∴+= 3ac ∴=,11sin 322ABCSac B ∴==⨯=. 8、(2020届山东省潍坊市高三上期中)在ABC ∆中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知10a b +=,5c =,sin 2sin 0B B +=.(1)求a ,b 的值: (2)求sin C 的值. 【解析】(1)由sin 2sin 0B B +=,得2sin cos sin 0B B B +=, 因为在ABC ∆中,sin 0B ≠,得1cos 2B =-, 由余弦定理2222cos b a c ac B =+-,得22215252b a a ⎛⎫=+-⨯⨯⨯-⎪⎝⎭, 因为10b a =-,所以2221(10)5252a a a ⎛⎫-=+-⨯⨯⨯- ⎪⎝⎭, 解得3a =,所以7b =.(2)由1cos 2B =-,得sin 2B =由正弦定理得5sin sin 7c C B b ===9、【2020年新高考全国Ⅱ卷】在①ac =sin 3c A =,③c =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 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. 【解析】方案一:选条件①.由6C π=和余弦定理得2222a b c ab +-=.由sin A B =及正弦定理得a .222=b c =.由①ac =1a b c ==.因此,选条件①时问题中的三角形存在,此时1c =. 方案二:选条件②.由6C π=和余弦定理得2222a b c ab +-=.由sin A B =及正弦定理得a .222=b c =,6B C π==,23A π=.由②sin 3c A =,所以6c b a ===.因此,选条件②时问题中的三角形存在,此时c = 方案三:选条件③.由6C π=和余弦定理得2222a b c ab +-=.由sin A B =及正弦定理得a .222=b c =.由③c =,与b c =矛盾.因此,选条件③时问题中的三角形不存在.。

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弦定理和余弦定理(含解析)第七节正弦定理和余弦定理[知识能否忆起]1.正弦定理分类内容定理asin A=bsin B=csin C=2R(R是△ABC 外接圆的半径)变形公式①a=2R sin_A,b=2R sin_B,c=2R sin_C,②sin A∶sin B∶sin C=a∶b∶c,③sin A=a2R,sin B=b2R,sin C=c2R解决的问题①已知两角和任一边,求其他两边和另一角,②已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角 2.余弦定理 分类内容定理在△ABC 中,有a 2=b 2+c 2-2bc cos_A ;b 2=a 2+c 2-2ac cos_B ;c 2=a 2+b 2-2ab cos_C变形 公式cos A =b 2+c 2-a 22bc ;cos B =a 2+c 2-b 22ac ;cos C =a 2+b 2-c 22ab解决的 问题 ①已知三边,求各角;②已知两边和它们的夹角,求第三边和其他两个角3.三角形中常用的面积公式 (1)S =12ah (h 表示边a 上的高);(2)S =12bc sin A =12ac sin B =12ab sin C ;(3)S=12r(a+b+c)(r为三角形的内切圆半径).[小题能否全取]1.(2012·广东高考)在△ABC中,若∠A=60°,∠B=45°,BC=32,则AC=() A.43B.2 3C. 3D.3 2解析:选B由正弦定理得:BCsin A=AC sin B,即32sin 60°=ACsin 45°,所以AC=3232×22=2 3.2.在△ABC中,a=3,b=1,c=2,则A 等于()A.30°B.45°C.60°D.75°解析:选C∵cos A=b2+c2-a22bc=1+4-32×1×2=12, 又∵0°<A <180°,∴A =60°.3.(教材习题改编)在△ABC 中,若a =18,b =24,A =45°,则此三角形有( )A .无解B .两解C .一解D .解的个数不确定 解析:选B ∵a sin A =b sin B ,∴sin B =b a sin A =2418sin 45°,∴sin B =223.又∵a <b ,∴B 有两个.4.(2012·陕西高考)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对边的长分别为a ,b ,c .若a =2,B =π6,c=23,则b =________.解析:由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B=4+12-2×2×23×32=4,所以b=2.答案:25.△ABC中,B=120°,AC=7,AB=5,则△ABC的面积为________.解析:设BC=x,由余弦定理得49=25+x2-10x cos 120°,整理得x2+5x-24=0,即x=3.因此S△ABC =12AB×BC×sin B=12×3×5×32=1534.答案:153 4(1)在三角形中,大角对大边,大边对大角;大角的正弦值也较大,正弦值较大的角也较大,即在△ABC中,A>B⇔a>b⇔sin A>sin B.(2)在△ABC中,已知a、b和A时,解的情况如下:A为锐角A为钝角或直角图形关系式a=b sinAb sinA<a<ba≥b a>b解的个数一解两解一解一解利用正弦、余弦定理解三角形典题导入[例1](2012·浙江高考)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且b sin A=3a cos B.(1)求角B的大小;(2)若b=3,sin C=2sin A,求a,c的值.[自主解答](1)由b sin A=3a cos B及正弦定理asin A=bsin B,得sin B=3cos B,所以tan B=3,所以B=π3.(2)由sin C=2sin A及asin A=csin C,得c=2a.由b=3及余弦定理b2=a2+c2-2ac cos B,得9=a2+c2-ac.所以a=3,c=23.在本例(2)的条件下,试求角A的大小.解:∵asin A=bsin B,∴sin A=a sin Bb=3·sinπ33=12.∴A=π6.由题悟法1.应熟练掌握正、余弦定理及其变形.解三角形时,有时可用正弦定理,有时也可用余弦定理,应注意用哪一个定理更方便、简捷.2.已知两角和一边,该三角形是确定的,其解是唯一的;已知两边和一边的对角,该三角形具有不唯一性,通常根据三角函数值的有界性和大边对大角定理进行判断.以题试法1.△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 cos2A=2a.(1)求ba;(2)若c2=b2+3a2,求B.解:(1)由正弦定理得,sin2A sin B+sin B cos2A=2sin A,即sin B(sin2A+cos2A)=2sin A.故sin B=2sin A,所以ba= 2.(2)由余弦定理和c2=b2+3a2,得cos B=(1+3)a2c.由(1)知b2=2a2,故c2=(2+3)a2.可得cos2B=1 2,又cos B>0,故cos B=22,所以B=45°.利用正弦、余弦定理判定三角形的形状典题导入[例2] 在△ABC 中a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 的对边,且2a sin 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.[自主解答] (1)由已知,根据正弦定理得2a 2=(2b +c )·b +(2c +b )c ,即a 2=b 2+c 2+bc . 由余弦定理得a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,故cos A =-12,∵0<A <180°,∴A =120°. (2)由(1)得sin 2A =sin 2B +sin 2C +sin B sin C =34.又sin B+sin C=1,解得sin B=sin C=1 2.∵0°<B<60°,0°<C<60°,故B=C,∴△ABC是等腰的钝角三角形.由题悟法依据已知条件中的边角关系判断三角形的形状时,主要有如下两种方法:(1)利用正、余弦定理把已知条件转化为边边关系,通过因式分解、配方等得出边的相应关系,从而判断三角形的形状;(2)利用正、余弦定理把已知条件转化为内角的三角函数间的关系,通过三角函数恒等变形,得出内角的关系,从而判断出三角形的形状,此时要注意应用A+B+C=π这个结论.[注意]在上述两种方法的等式变形中,一般两边不要约去公因式,应移项提取公因式,以免漏解.以题试法2.(2012·安徽名校模拟)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 2A 2,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.与三角形面积有关的问题典题导入[例3] (2012·新课标全国卷)已知a ,b ,c 分别为△ABC 三个内角A ,B ,C 的对边,a cos C +3a sin C -b -c =0.(1)求A ;(2)若a =2,△ABC 的面积为3,求b ,c .[自主解答] (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 ,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.而a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,故b 2+c 2=8. 解得b =c =2.由题悟法1.正弦定理和余弦定理并不是孤立的.解题时要根据具体题目合理选用,有时还需要交替使用.2.在解决三角形问题中,面积公式S =12ab sin C=12bc sin A=12ac sin B最常用,因为公式中既有边也有角,容易和正弦定理、余弦定理结合应用.以题试法3.(2012·江西重点中学联考)在△ABC中,12cos 2A=cos2A-cos A.(1)求角A的大小;(2)若a=3,sin B=2sin C,求S△ABC.解:(1)由已知得12(2cos2A-1)=cos2A-cosA,则cos A=12.因为0<A<π,所以A=π3.(2)由bsin B=csin C,可得sin Bsin C=bc=2,即b=2c.所以cos A=b2+c2-a22bc=4c2+c2-94c2=12,解得c =3,b =23, 所以S △ABC =12bc sin A =12×23×3×32=332.1.在△ABC 中,a 、b 分别是角A 、B 所对的边,条件“a <b ”是使“cos A >cos B ”成立的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选C a <b ⇔A <B ⇔cos A >cos B .2.(2012·泉州模拟)在△ABC 中,a ,b ,c分别是角A ,B ,C 所对的边.若A =π3,b =1,△ABC 的面积为2,则a 的值为( ) A .1 B .2 C.32D. 3 解析:选D 由已知得12bc sin A =12×1×c ×sin π3=32,解得c =2,则由余弦定理可得a 2=4+1-2×2×1×cos π3=3⇒a = 3. 3.(2013·“江南十校”联考)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知a =23,c =22,1+tan A tan B=2c b ,则C =( ) A .30° B .45°C .45°或135°D .60°解析:选B 由1+tan A tan B=2c b 和正弦定理得 cos A sin B +sin A cos B =2sin C cos A , 即sin C =2sin C cos A ,所以cos A =2,则A =60°. 由正弦定理得23sin A =22sin C, 则sin C =22, 又c <a ,则C <60°,故C =45°.4.(2012·陕西高考)在△ABC 中 ,角A ,B ,C 所对边的长分别为a ,b ,c ,若a 2+b 2=2c 2,则cos C 的最小值为( )A.32B.22C.12 D .-12解析:选C 由余弦定理得a 2+b 2-c 2=2ab cos C ,又c 2=12(a 2+b 2),得2ab cos C =12(a 2+b 2),即cos C =a 2+b 24ab ≥2ab 4ab =12. 5.(2012·上海高考)在△ABC 中,若sin 2 A +sin 2B <sin 2C ,则△ABC 的形状是( )A.锐角三角形B.直角三角形C.钝角三角形D.不能确定解析:选C由正弦定理得a2+b2<c2,所以cos C=a2+b2-c22ab<0,所以C是钝角,故△ABC是钝角三角形.6.在△ABC中,角A、B、C所对的边分别是a、b、c.若b=2a sin B,则角A的大小为________.解析:由正弦定理得sin B=2sin A sin B,∵sin B≠0,∴sin A=12,∴A=30°或A=150°.答案:30°或150°7.在△ABC中,若a=3,b=3,A=π3,则C的大小为________.解析:由正弦定理可知sin B=b sin A a=3sin π33=12,所以B =π6或5π6(舍去),所以C =π-A -B =π-π3-π6=π2. 答案:π28.(2012·北京西城期末)在△ABC 中,三个内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若b =25,B =π4,sinC =55,则c =________;a =________. 解析:根据正弦定理得b sin B =c sin C,则c =b sin C sin B =22,再由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,即a 2-4a -12=0,(a +2)(a -6)=0,解得a =6或a =-2(舍去). 答案:22 69.(2012·北京高考)在△ABC 中,若a =2,b +c =7,cos B =-14,则b =________.解析:根据余弦定理代入b 2=4+(7-b )2-2×2×(7-b )×⎝⎛⎭⎪⎪⎫-14,解得b =4. 答案:410.△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,a sin A +c sin C -2a sin C =b sin B .(1)求B ;(2)若A =75°,b =2,求a ,c .解:(1)由正弦定理得a 2+c 2-2ac =b 2. 由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B .故cos B =22,因此B =45°. (2)sin A =sin(30°+45°)=sin 30°cos 45°+cos 30°sin 45°=2+64. 故a =b ×sin A sin B =2+62=1+3, c =b ×sin C sin B =2×sin 60°sin 45°= 6. 11.(2013·北京朝阳统考)在锐角三角形ABC中,a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 所对的边,且满足3a -2b sin A =0.(1)求角B 的大小;(2)若a +c =5,且a >c ,b =7,求AB ·AC 的值.解:(1)因为3a -2b sin A =0,所以 3sin A -2sin B sin A =0,因为sin A ≠0,所以sin B =32. 又B 为锐角,所以B =π3. (2)由(1)可知,B =π3.因为b = 7. 根据余弦定理,得7=a 2+c 2-2ac cos π3, 整理,得(a +c )2-3ac =7.由已知a +c =5,得ac =6.又a >c ,故a =3,c =2.于是cos A =b 2+c 2-a 22bc =7+4-947=714,所以AB ·AC =|AB |·|AC |cos A =cb cos A=2×7×714=1. 12.(2012·山东高考)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知sin B (tan A +tan C )=tan A tan C .(1)求证:a ,b ,c 成等比数列;(2)若a =1,c =2,求△ABC 的面积S . 解:(1)证明:在△ABC 中,由于sin B (tan A +tan C )=tan A tan C ,所以sin B ⎝⎛⎭⎪⎪⎫sin A cos A +sin C cos C =sin A cos A ·sin C cos C , 因此sin B (sin A cos C +cos A sin C )=sin A sin C ,所以sin B sin(A +C )=sin A sin C .又A +B +C =π,所以sin(A +C )=sin B ,因此sin 2B =sin A sin C .由正弦定理得b 2=ac ,即a ,b ,c 成等比数列.(2)因为a =1,c =2,所以b =2, 由余弦定理得cos B =a 2+c 2-b 22ac=12+22-22×1×2=34, 因为0<B <π,所以sin B =1-cos 2B =74, 故△ABC 的面积S =12ac sin B =12×1×2×74=74.1.(2012·湖北高考)设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若三边的长为连续的三个正整数,且A >B >C ,3b =20a cos A ,则sin A ∶sin B ∶sin C 为( )A .4∶3∶2B .5∶6∶7C .5∶4∶3D .6∶5∶4解析:选D 由题意可得a >b >c ,且为连续正整数,设c =n ,b =n +1,a =n +2(n >1,且n ∈N *),则由余弦定理可得3(n +1)=20(n +2)·(n +1)2+n 2-(n +2)22n (n +1),化简得7n 2-13n -60=0,n ∈N *,解得n =4,由正弦定理可得sin A ∶sin B ∶sin C =a ∶b ∶c =6∶5∶4.2.(2012·长春调研)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知4sin 2A +B 2-cos 2C =72,且a +b =5,c =7,则△ABC 的面积为________.解析:因为4sin 2A +B 2-cos 2C =72, 所以2[1-cos(A +B )]-2cos 2C +1=72, 2+2cos C -2cos 2C +1=72,cos 2C -cos C +14=0,解得cos C=12.根据余弦定理有cos C=1 2=a2+b2-72ab,ab=a2+b2-7,3ab=a2+b2+2ab-7=(a+b)2-7=25-7=18,ab=6,所以△ABC的面积S△ABC=12ab sin C=12×6×32=332.答案:33 23.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足(2b-c)cos A-a cos C=0.(1)求角A的大小;(2)若a=3,S△ABC=334,试判断△ABC的形状,并说明理由.解:(1)法一:由(2b-c)cos A-a cos C=0及正弦定理,得(2sin B-sin C)cos A-sin A cos C=0,∴2sin B cos A-sin(A+C)=0,sin B (2cos A -1)=0.∵0<B <π,∴sin B ≠0,∴cos A =12. ∵0<A <π,∴A =π3. 法二:由(2b -c )cos A -a cos C =0,及余弦定理,得(2b -c )·b 2+c 2-a 22bc-a ·a 2+b 2-c 22ab=0, 整理,得b 2+c 2-a 2=bc ,∴cos A =b 2+c 2-a 22bc =12, ∵0<A <π,∴A =π3. (2)∵S △ABC =12bc sin A =334, 即12bc sin π3=334, ∴bc =3,①∵a2=b2+c2-2bc cos A,a=3,A=π3,∴b2+c2=6,②由①②得b=c=3,∴△ABC为等边三角形.1.已知a,b,c分别是△ABC的三个内角A,B,C所对的边.若a=1,b=3,A+C=2B,则sin C=________.解析:在△ABC中,A+C=2B,∴B=60°.又∵sin A=a sin Bb=12,∴A=30°或150°(舍),∴C=90°,∴sin C=1.答案:12.在△ABC中,a=2b cos C,则这个三角形一定是()A.等腰三角形B.直角三角形C.等腰直角三角形D.等腰或直角三角形解析:选A 法一:(化边为角)由正弦定理知:sin A =2sin B cos C ,又A =π-(B +C ), ∴sin A =sin(B +C )=2sin B cos C .∴sin B cos C +cos B sin C =2sin B cos C , ∴sin B cos C -cos B sin C =0,∴sin(B -C )=0.又∵B 、C 为三角形内角,∴B =C .法二:(化角为边)由余弦定理知cos C =a 2+b 2-c 22ab, ∴a =2b ·a 2+b 2-c 22ab=a 2+b 2-c 2a , ∴a 2=a 2+b 2-c 2,∴b 2=c 2,∴b =c .3.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知cos 2C =-14.(1)求sin C 的值;(2)当a =2,2sin A =sin C 时,求b 及c 的长.解:(1)因为cos 2C =1-2sin 2C =-14,且0<C <π,所以sin C =104. (2)当a =2,2sin A =sin C 时,由正弦定理a sin A =c sin C,得c =4.由cos 2C =2cos 2C -1=-14,及0<C <π得cos C =±64. 由余弦定理c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,得b 2±6b -12=0,解得b =6或26,所以⎩⎨⎧ b =6,c =4或⎩⎨⎧b =26,c =4. 4.设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边长分别为a ,b ,c ,且cos B =45,b =2.(1)当A =30°时,求a 的值;(2)当△ABC 的面积为3时,求a +c 的值.解:(1)因为cos B =45,所以sin B =35. 由正弦定理a sin A =b sin B ,可得a sin 30°=103,所以a =53. (2)因为△ABC 的面积S =12ac ·sin B ,sin B =35, 所以310ac =3,ac =10. 由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,得4=a 2+c 2-85ac =a 2+c 2-16, 即a 2+c 2=20.所以(a +c )2-2ac =20,(a +c )2=40. 所以a +c =210.。

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