高考数学第一轮基础复习 正弦定理和余弦定理课件
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分析:因给出的是 a、b、c 之间的等量关系,要求∠A, 需找∠A 与三边的关系,故可用余弦定理.由 b2=ac 用正弦 定理可求bsicnB的值.
解析:解法 1:∵a、b、c 成等比数列,∴b2=ac.
又 a2-c2=ac-bc,∴b2+c2-a2=bc.
在△ABC 中,由余弦定理得
cosA=b2+2cb2c-a2=2bbcc=12,
第 六节
正弦定理和余弦定理
重点难点 重点:正余弦定理及三角形面积公式. 难点:在已知三角形的两边和其中一边对角的情况下 解的讨论. 知识归纳 1.正弦定理 sinaA=sinbB=sincC=2R(其中 R 为△ABC 外接圆的半 径).
2.余弦定理 a2=b2+c2-2bccosA,b2=a2+c2-2accosB; c2=a2+b2-2abcosC 或 cosA=b2+2cb2c-a2, cosB=a2+2ca2c-b2,cosC=a2+2ba2b-c2.
(2011·福建三中期末)若 a、b、c 是△ABC 的三边, 直线 ax+by+c=0 与圆 x2+y2=1 相离,则△ABC 一定 是( )
A.直角三角形 B.等边三角形 C.锐角三角形 D.钝角三角形
解析:由题设知 a2|c+| b2>1, 即 a2+b2<c2,即 a2+b2-c2<0, 于是 cosC=a2+2ba2b-c2<0, 所以∠C 为钝角.故△ABC 为钝角三角形.
解时只有一解
已知条件
三边 (a,b,c)
两边和其 中
一边的对 角
(如a,b, A)
应用 定 理
余弦 定 理
正弦 定 理
一般解法
由余弦定理求出角A、B,再利 用A+B+C=180°求出角C, 在有解时只有一解
由正弦定理求出角B,由A+B +C=180°求出角C,再利 用正弦定理求出c边,可有 两解,一解或无解,详见下 表.
3.三角形中的常见结论
(1)A+B+C=π.
(2)在三角形中大边对大角,大角对大边.
(3)任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边.
(4)有关三角形内角的常用三角函数关系式
sin(A+B)=sinC;
cos(A+B)=-cosC;
tan(A+B)=-tanC;
sinA+2 B=cosC2;
cosA+2 B=sinC2;
4.解斜三角形的类型 解斜三角形有下表所示的四种情况:
已知条件
应用定 理
一般解法
一边和两角 (如a,B,
C)
正弦定 理
由A+B+C=180°求出角A; 由正弦定理求出b与c;在 有解时只有一解
由余弦定理求出第三边c;
两边和夹角
(如a,b,
余弦定 理
C)
由正弦定理求出小边所对 的角;再由A+B+C= 180°求出另一角,在有
∴∠A=60°.
在△ABC 中,由正弦定理得 sinB=bsianA,
∵b2=ac,∠A=60°,∴bsicnB=b2saicnA=sin60°=
3 2.
解法 2:(求∠A 同解法 1)在△ABC 中,由面积公式
得
12bcsinA=12acsinB. ∵b2=ac,∴csinA=bsinB.
∴bsicnB=sinA=
二、解题技巧 在△ABC 中,给定 A、B 的正弦或余弦值,则 C 的 正弦或余弦有解(即存在)的充要条件是 cosA+cosB>0.简 证如下:C 有解⇔A+B 有解⇔0<A+B<π⇔0<A<π-B<π ⇔ cosA>cos(π - B) ⇔ cosA> - cosB ⇔ cosA + cosB>0. 因 此 判断 C 是否有解,只须考虑 cosA+cosB 的符号即可.了 解这一结论,对做选择题或填空题来说,将十分方便.
=153×35-1123×45=-3635.
点评:可利用大边对大角讨论:由 cosB=45得 sinB=35>153=sinA, ∴b>a,即 B>A,∴A 为锐角,∴cosA=1123,以下略.
正弦定理的应用
[例 1] (1)在△ABC 中,若 a=4,B=30°,C=105°,则
b=________.
答案:(1)2 2 (2)D
点评:(1)已知两角和一边可求第三角,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.这是易错的地方,也是 常考查的地方.
在△ABC 中, (1)若 A=105°,B=30°,c=6,则 b=________. (2)若 A=30°,a=3,b=4,则△ABC 解的情况为 () A.一解 B.两解 C.无解 D.无法判定
(2)由正弦定理得csionsAA=csionsBB=csionsCC 即 tanA=tanB=tanC, ∵A、B、C∈(0,π),∴A=B=C, ∴△ABC 为等边三角形.
答案:(1)等腰或直角三角形 (2)等边三角形
ห้องสมุดไป่ตู้
点评:根据已知条件,适当选取定理,化边为角或化 角为边,进行边角互化,是解决这类问题的基本途径.
tanA+2 B=cotC2.
(5)△ABC 的面积公式有: ①S=12a·h(h 表示 a 边上的高); ②S=12absinC=12acsinB=12bcsinA=a4bRc; ③S=12r(a+b+c)(r 为内切圆半径). ④S= PP-aP-bP-c,其中 P=12(a+b+c). (6)在△ABC 中,A>B⇔a>b⇔sinA>sinB.
∴|A→B|·|A→C|=2,
∴S△ABC=12|A→B|·|A→C|sinA=12×2× 23= 23.
答案:
3 2
(理)(2011·新课标全国文,15)△ABC 中 ,B=120°, AC=7,AB=5,则△ABC 的面积为________.
解析:由余弦定理知 72=52+BC2+5BC,
即 BC2+5BC-24=0,解之得 BC=3,
所以
S=12×5×3×sin120°=154
3 .
答案:154 3
综合应用
[例 5] (文)已知△ABC 中,a、b、c 分别是角 A、B、C 的对边,且 3sin2B+3sin2C-2sinBsinC=3sin2A,a= 3,求 A→B·A→C的最大值.
分析:所给条件式为角的关系,又均为“二次”式,故 化角为边后可利用余弦定理寻求联系求解.
得 16=25-2bc-2bc·12,∴bc=3, ∴S△ABC=12bcsinA=34 3,故选 C. 答案:C
(文)(2011·南京一模)在△ABC 中,已知 A=60°,
A→B·A→C=1,则△ABC 面积为________. 解析:∵A→B·A→C=1,∴|A→B|·|A→C|cos60°=1,
解析:由条件得 cosB=a2+2ca2c-b2= 23,∴B=π6. 答案:A
(理)(2011·大连统考)△ABC 的内角 A、B、C 的对边
分别为 a、b、c.若 a、b、c 成等比数列,且 c=2a,则 cosB
=( )
1
3
A.4
B.4
2 C. 4
2 D. 3
解析:由题意得 b2=ac,又 c=2a,由余弦定理得 cosB =a2+2ca2c-b2=a2+24aa2×-2aa×2a=34,故选 B.
解析:∵3sin2B+3sin2C-2sinBsinC=3sin2A,由正 弦定理得 3b2+3c2-2bc=3a2,即 3b2+3c2-3a2=2bc, 再由余弦定理得 cosA=b2+2cb2c-a2=13.
∵a= 3,∴3b2+3c2-2bc=9≥6bc-2bc=4bc, ∴bc≤94,当且仅当 b=c 时等号成立. ∴A→B·A→C=c·b·cosA=b3c≤34, 故A→B·A→C的最大值为34.
2.在判断三角形的形状时,一般将已知条件中的边 角关系利用正弦定理或余弦定理转化为角角的关系或边 边的关系,再用三角变换或代数式的恒等变形(如因式分 解、配方等)求解.注意等式两边的公因式不要约掉,要 移项提取公因式,否则会有漏掉一种形状的可能.
3.一般地,sinα>sinβ⇔/ α>β,但在△ABC 中, sinA>sinB⇔A>B.
3 2.
答案:60°;
3 2
点评:解三角形时,找三边一角之间的关系,常用余 弦定理,两边两角之间的关系常用正弦定理.
(文)(2011·南昌调研)在△ABC 中,角 A、B、C 的对
边分别为 a、b、c,若 a2+c2-b2= 3ac,则角 B 的值为
()
π
π
A.6
B.3
C.π6或56π
D.π3或23π
[例 1] 在△ABC 中,sinA=153,cosB=45,求 cosC. 解析:∵sinA=153,∴cosA=±1123 当 cosA=1123时,满足 cosA+cosB>0 当 cosA=-1123时,cosA+cosB<0,∴cosA=-1123舍去 ∴cosC=-cos(A+B)=sinAsinB-cosAcosB
解析:(1)C=180°-(A+B)=45°,由正弦定理得, sincC=sinbB,∴sin645°=sinb30°,∴b=6ssiinn4350°°=3 2. (2)∵4sin30°=2<3<4,∴此三角形有两解,如图.
答案:(1)3 2 (2)B
余弦定理的应用
[例 2] 在△ABC 中,a,b,c 分别是∠A,∠B,∠C 的 对边长.已知 a,b,c 成等比数列,且 a2-c2=ac-bc,则∠ A=________,bsicnB=________.
(理)在△ABC 中,角 A、B、C 所对的边分别是 a、b、 c.若 a、b、c 成等比数列.
答案:B
三角形形状的判定
[例 3] 根据所给条件,判断△ABC 的形状. (1)若 acosA=bcosB,则△ABC 形状为________. (2)若coasA=cobsB=cocsC,则△ABC 形状为________.
解析:(1)由余弦定理得 acosA=bcosB⇒a·(b2+2cb2c-a2)=b·(a2+2ca2c-b2)⇒a2c2 -a4-b2c2+b4=0, ∴(a2-b2)(c2-a2-b2)=0 ∴a2-b2=0 或 c2-a2-b2=0 ∴a=b 或 c2=a2+b2 ∴△ABC 是等腰三角形或直角三角形.
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
解的个 数
A为锐角
a<bsin A
a= bsin
A
无解 一解
bsinA<a <b
两解
A为钝角 或直角
a≥ b
a>b
a≤ b
一 一无 解解解
误区警示 1.在利用正弦定理解决已知三角形的两边和其中一 边的对角解三角形问题时,可能出现一解、两解或无解情 况,应结合图形并根据“三角形中大边对大角”来判断解 的情况,作出正确取舍.
(2)(2011·北京西城区期末)已知△ABC 中,a=1,b= 2,
B=45°,则角 A 等于( )
A.150°
B.90°
C.60°
D.30°
解析:(1)已知两角和一边只有一解,由 B=30°,C =105°得,A=45°,
由正弦定理得,b=assiinnAB=4ssiinn4350°°=2 2. (2)根据正弦定理得sin1A=sin425°, ∴sinA=12, ∵a<b,∴A 为锐角,∴A=30°,故选 D.
答案:D
三角形的面积公式
[例 4] 已知△ABC 中,a、b、c 分别为角 A、B、C 的
对边,且 a=4,b+c=5,tanB+tanC+ 3= 3tanB·tanC,
则△ABC 的面积为( )
3 A. 4
B.3 3
33
3
C. 4
D.4
解析:∵tanB+tanC+ 3= 3tanB·tanC, ∴tanB+tanC=- 3(1-tanB·tanC)⇒ 1t-antBan+Bt·atannCC=- 3⇒tan(B+C)=- 3, ∴B+C=120,∴A=60°, 将 A=60°,a=4,b+c=5 代入 a2=b2+c2-2bccosA,
一、判断三角形形状的方法 根据所给条件确定三角形的形状,主要有两条途径: (1)化边为角;(2)化角为边.具体有如下四种方法: ①通过正弦定理实施边角转换; ②通过余弦定理实施边角转换;
③通过三角变换找出角之间的关系; ④通过三角函数值符号的判断及正、余弦函数有界性 的讨论; 注意:在△ABC 中,b2+c2-a2>0⇔A 为锐角,b2+ c2-a2=0⇔A 为直角,b2+c2-a2<0⇔A 为钝角.
解析:解法 1:∵a、b、c 成等比数列,∴b2=ac.
又 a2-c2=ac-bc,∴b2+c2-a2=bc.
在△ABC 中,由余弦定理得
cosA=b2+2cb2c-a2=2bbcc=12,
第 六节
正弦定理和余弦定理
重点难点 重点:正余弦定理及三角形面积公式. 难点:在已知三角形的两边和其中一边对角的情况下 解的讨论. 知识归纳 1.正弦定理 sinaA=sinbB=sincC=2R(其中 R 为△ABC 外接圆的半 径).
2.余弦定理 a2=b2+c2-2bccosA,b2=a2+c2-2accosB; c2=a2+b2-2abcosC 或 cosA=b2+2cb2c-a2, cosB=a2+2ca2c-b2,cosC=a2+2ba2b-c2.
(2011·福建三中期末)若 a、b、c 是△ABC 的三边, 直线 ax+by+c=0 与圆 x2+y2=1 相离,则△ABC 一定 是( )
A.直角三角形 B.等边三角形 C.锐角三角形 D.钝角三角形
解析:由题设知 a2|c+| b2>1, 即 a2+b2<c2,即 a2+b2-c2<0, 于是 cosC=a2+2ba2b-c2<0, 所以∠C 为钝角.故△ABC 为钝角三角形.
解时只有一解
已知条件
三边 (a,b,c)
两边和其 中
一边的对 角
(如a,b, A)
应用 定 理
余弦 定 理
正弦 定 理
一般解法
由余弦定理求出角A、B,再利 用A+B+C=180°求出角C, 在有解时只有一解
由正弦定理求出角B,由A+B +C=180°求出角C,再利 用正弦定理求出c边,可有 两解,一解或无解,详见下 表.
3.三角形中的常见结论
(1)A+B+C=π.
(2)在三角形中大边对大角,大角对大边.
(3)任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边.
(4)有关三角形内角的常用三角函数关系式
sin(A+B)=sinC;
cos(A+B)=-cosC;
tan(A+B)=-tanC;
sinA+2 B=cosC2;
cosA+2 B=sinC2;
4.解斜三角形的类型 解斜三角形有下表所示的四种情况:
已知条件
应用定 理
一般解法
一边和两角 (如a,B,
C)
正弦定 理
由A+B+C=180°求出角A; 由正弦定理求出b与c;在 有解时只有一解
由余弦定理求出第三边c;
两边和夹角
(如a,b,
余弦定 理
C)
由正弦定理求出小边所对 的角;再由A+B+C= 180°求出另一角,在有
∴∠A=60°.
在△ABC 中,由正弦定理得 sinB=bsianA,
∵b2=ac,∠A=60°,∴bsicnB=b2saicnA=sin60°=
3 2.
解法 2:(求∠A 同解法 1)在△ABC 中,由面积公式
得
12bcsinA=12acsinB. ∵b2=ac,∴csinA=bsinB.
∴bsicnB=sinA=
二、解题技巧 在△ABC 中,给定 A、B 的正弦或余弦值,则 C 的 正弦或余弦有解(即存在)的充要条件是 cosA+cosB>0.简 证如下:C 有解⇔A+B 有解⇔0<A+B<π⇔0<A<π-B<π ⇔ cosA>cos(π - B) ⇔ cosA> - cosB ⇔ cosA + cosB>0. 因 此 判断 C 是否有解,只须考虑 cosA+cosB 的符号即可.了 解这一结论,对做选择题或填空题来说,将十分方便.
=153×35-1123×45=-3635.
点评:可利用大边对大角讨论:由 cosB=45得 sinB=35>153=sinA, ∴b>a,即 B>A,∴A 为锐角,∴cosA=1123,以下略.
正弦定理的应用
[例 1] (1)在△ABC 中,若 a=4,B=30°,C=105°,则
b=________.
答案:(1)2 2 (2)D
点评:(1)已知两角和一边可求第三角,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.这是易错的地方,也是 常考查的地方.
在△ABC 中, (1)若 A=105°,B=30°,c=6,则 b=________. (2)若 A=30°,a=3,b=4,则△ABC 解的情况为 () A.一解 B.两解 C.无解 D.无法判定
(2)由正弦定理得csionsAA=csionsBB=csionsCC 即 tanA=tanB=tanC, ∵A、B、C∈(0,π),∴A=B=C, ∴△ABC 为等边三角形.
答案:(1)等腰或直角三角形 (2)等边三角形
ห้องสมุดไป่ตู้
点评:根据已知条件,适当选取定理,化边为角或化 角为边,进行边角互化,是解决这类问题的基本途径.
tanA+2 B=cotC2.
(5)△ABC 的面积公式有: ①S=12a·h(h 表示 a 边上的高); ②S=12absinC=12acsinB=12bcsinA=a4bRc; ③S=12r(a+b+c)(r 为内切圆半径). ④S= PP-aP-bP-c,其中 P=12(a+b+c). (6)在△ABC 中,A>B⇔a>b⇔sinA>sinB.
∴|A→B|·|A→C|=2,
∴S△ABC=12|A→B|·|A→C|sinA=12×2× 23= 23.
答案:
3 2
(理)(2011·新课标全国文,15)△ABC 中 ,B=120°, AC=7,AB=5,则△ABC 的面积为________.
解析:由余弦定理知 72=52+BC2+5BC,
即 BC2+5BC-24=0,解之得 BC=3,
所以
S=12×5×3×sin120°=154
3 .
答案:154 3
综合应用
[例 5] (文)已知△ABC 中,a、b、c 分别是角 A、B、C 的对边,且 3sin2B+3sin2C-2sinBsinC=3sin2A,a= 3,求 A→B·A→C的最大值.
分析:所给条件式为角的关系,又均为“二次”式,故 化角为边后可利用余弦定理寻求联系求解.
得 16=25-2bc-2bc·12,∴bc=3, ∴S△ABC=12bcsinA=34 3,故选 C. 答案:C
(文)(2011·南京一模)在△ABC 中,已知 A=60°,
A→B·A→C=1,则△ABC 面积为________. 解析:∵A→B·A→C=1,∴|A→B|·|A→C|cos60°=1,
解析:由条件得 cosB=a2+2ca2c-b2= 23,∴B=π6. 答案:A
(理)(2011·大连统考)△ABC 的内角 A、B、C 的对边
分别为 a、b、c.若 a、b、c 成等比数列,且 c=2a,则 cosB
=( )
1
3
A.4
B.4
2 C. 4
2 D. 3
解析:由题意得 b2=ac,又 c=2a,由余弦定理得 cosB =a2+2ca2c-b2=a2+24aa2×-2aa×2a=34,故选 B.
解析:∵3sin2B+3sin2C-2sinBsinC=3sin2A,由正 弦定理得 3b2+3c2-2bc=3a2,即 3b2+3c2-3a2=2bc, 再由余弦定理得 cosA=b2+2cb2c-a2=13.
∵a= 3,∴3b2+3c2-2bc=9≥6bc-2bc=4bc, ∴bc≤94,当且仅当 b=c 时等号成立. ∴A→B·A→C=c·b·cosA=b3c≤34, 故A→B·A→C的最大值为34.
2.在判断三角形的形状时,一般将已知条件中的边 角关系利用正弦定理或余弦定理转化为角角的关系或边 边的关系,再用三角变换或代数式的恒等变形(如因式分 解、配方等)求解.注意等式两边的公因式不要约掉,要 移项提取公因式,否则会有漏掉一种形状的可能.
3.一般地,sinα>sinβ⇔/ α>β,但在△ABC 中, sinA>sinB⇔A>B.
3 2.
答案:60°;
3 2
点评:解三角形时,找三边一角之间的关系,常用余 弦定理,两边两角之间的关系常用正弦定理.
(文)(2011·南昌调研)在△ABC 中,角 A、B、C 的对
边分别为 a、b、c,若 a2+c2-b2= 3ac,则角 B 的值为
()
π
π
A.6
B.3
C.π6或56π
D.π3或23π
[例 1] 在△ABC 中,sinA=153,cosB=45,求 cosC. 解析:∵sinA=153,∴cosA=±1123 当 cosA=1123时,满足 cosA+cosB>0 当 cosA=-1123时,cosA+cosB<0,∴cosA=-1123舍去 ∴cosC=-cos(A+B)=sinAsinB-cosAcosB
解析:(1)C=180°-(A+B)=45°,由正弦定理得, sincC=sinbB,∴sin645°=sinb30°,∴b=6ssiinn4350°°=3 2. (2)∵4sin30°=2<3<4,∴此三角形有两解,如图.
答案:(1)3 2 (2)B
余弦定理的应用
[例 2] 在△ABC 中,a,b,c 分别是∠A,∠B,∠C 的 对边长.已知 a,b,c 成等比数列,且 a2-c2=ac-bc,则∠ A=________,bsicnB=________.
(理)在△ABC 中,角 A、B、C 所对的边分别是 a、b、 c.若 a、b、c 成等比数列.
答案:B
三角形形状的判定
[例 3] 根据所给条件,判断△ABC 的形状. (1)若 acosA=bcosB,则△ABC 形状为________. (2)若coasA=cobsB=cocsC,则△ABC 形状为________.
解析:(1)由余弦定理得 acosA=bcosB⇒a·(b2+2cb2c-a2)=b·(a2+2ca2c-b2)⇒a2c2 -a4-b2c2+b4=0, ∴(a2-b2)(c2-a2-b2)=0 ∴a2-b2=0 或 c2-a2-b2=0 ∴a=b 或 c2=a2+b2 ∴△ABC 是等腰三角形或直角三角形.
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
解的个 数
A为锐角
a<bsin A
a= bsin
A
无解 一解
bsinA<a <b
两解
A为钝角 或直角
a≥ b
a>b
a≤ b
一 一无 解解解
误区警示 1.在利用正弦定理解决已知三角形的两边和其中一 边的对角解三角形问题时,可能出现一解、两解或无解情 况,应结合图形并根据“三角形中大边对大角”来判断解 的情况,作出正确取舍.
(2)(2011·北京西城区期末)已知△ABC 中,a=1,b= 2,
B=45°,则角 A 等于( )
A.150°
B.90°
C.60°
D.30°
解析:(1)已知两角和一边只有一解,由 B=30°,C =105°得,A=45°,
由正弦定理得,b=assiinnAB=4ssiinn4350°°=2 2. (2)根据正弦定理得sin1A=sin425°, ∴sinA=12, ∵a<b,∴A 为锐角,∴A=30°,故选 D.
答案:D
三角形的面积公式
[例 4] 已知△ABC 中,a、b、c 分别为角 A、B、C 的
对边,且 a=4,b+c=5,tanB+tanC+ 3= 3tanB·tanC,
则△ABC 的面积为( )
3 A. 4
B.3 3
33
3
C. 4
D.4
解析:∵tanB+tanC+ 3= 3tanB·tanC, ∴tanB+tanC=- 3(1-tanB·tanC)⇒ 1t-antBan+Bt·atannCC=- 3⇒tan(B+C)=- 3, ∴B+C=120,∴A=60°, 将 A=60°,a=4,b+c=5 代入 a2=b2+c2-2bccosA,
一、判断三角形形状的方法 根据所给条件确定三角形的形状,主要有两条途径: (1)化边为角;(2)化角为边.具体有如下四种方法: ①通过正弦定理实施边角转换; ②通过余弦定理实施边角转换;
③通过三角变换找出角之间的关系; ④通过三角函数值符号的判断及正、余弦函数有界性 的讨论; 注意:在△ABC 中,b2+c2-a2>0⇔A 为锐角,b2+ c2-a2=0⇔A 为直角,b2+c2-a2<0⇔A 为钝角.