正弦定理、余弦定理知识点总结及最全证明(优选.)
正余弦定理知识点及题型归纳
正余弦定理是三角学中的重要知识点,用于解决与三角形相关的问题。
下面是对正余弦定理的知识点及题型归纳:一、正弦定理1. 定义:在任意三角形ABC中,设角A、B、C所对应的边分别为a、b、c,那么有sinA/a = sinB/b = sinC/c。
2. 性质:-等式两边同时乘以任意非零常数,等式仍然成立;-等式两边同时除以相同的角,等式仍然成立;-等式两边同时取反函数,等式仍然成立。
3. 应用:-已知三个角的度数,求边长;-已知两个边的长度,求第三个边的长度;-已知一个角和一条边的长度,求另外两个角的度数;-已知一个角和两条边的长度,求第三个角的度数。
二、余弦定理1. 定义:在任意三角形ABC中,设角A、B、C所对应的边分别为a、b、c,那么有cosA = (b ²+ c²- a²) / (2bc)。
2. 性质:-等式两边同时乘以任意非零常数,等式仍然成立;-等式两边同时除以相同的角,等式仍然成立;-等式两边同时取反函数,等式仍然成立。
3. 应用:-已知三个角的度数,求边长;-已知两个边的长度,求第三个边的长度;-已知一个角和一条边的长度,求另外两个角的度数;-已知一个角和两条边的长度,求第三个角的度数。
三、题型归纳1. 已知三个角的度数,求边长:-根据正弦定理或余弦定理,将已知的角度代入公式中,求解边长;-如果已知的是弧度制的角度,需要将其转换为角度制。
2. 已知两个边的长度,求第三个边的长度:-根据正弦定理或余弦定理,将已知的两个边的长度代入公式中,求解第三个边的长度;-如果已知的是弧度制的角度,需要将其转换为角度制。
3. 已知一个角和一条边的长度,求另外两个角的度数:-根据正弦定理或余弦定理,将已知的角度和边的长度代入公式中,求解另外两个角的度数;-如果已知的是弧度制的角度,需要将其转换为角度制。
4. 已知一个角和两条边的长度,求第三个角的度数:-根据正弦定理或余弦定理,将已知的角度和两条边的长度代入公式中,求解第三个角的度数;-如果已知的是弧度制的角度,需要将其转换为角度制。
(经典)正弦定理、余弦定理知识点总结及最全证明(最新整理)
3.(1)正弦 (2)正弦 一解、两解或无解
π
①一解 ②二解 ③一解 ④一解
所对的边分别为 a,b,c.若 a=2,B= ,c=2 6
(3)余弦 (4)余弦
3,则 b=________.
1
1
1
abc
4. (1) absinC bcsinA acsinB
解:由余弦定理知 b2=a2+c2-2accosB=22
2
2
2
2
22
1 . 3
则解此三角形的结果有( )
A.无解
B.一解
C.两解
D.一解或两解
c·sinB 5
解:由正弦定理知 sinC=
= ,又由
b6
c>b>csinB 知,C 有两解.也可依已知条件,画
【自查自纠】
出△ABC,由图知有两解.故选 C.
abc 1.(1) = = =2R
sinA sinB sinC
时,只有一解.
(4)已知两边及夹角,用____________定理,
必有一解.
4.三角形中的常用公式或变式
(1)三 角 形 面 积 公 式 S△=
=
=
____________=
____________=
____________.其中 R,r 分别为三角形外接圆、
内切圆半径.
(2)A+B+C=π,则 A=__________,
A = __________, 从 而 sinA= 2
____________,
cosA=
____________,
tanA=
____________;
A
A
sin =__________,cos =__________,
正余弦定理重要知识点(经典)
正余弦定理重要知识点本张武林秘籍,乃武林之精髓所在,得此天书者,细细研习,来日方长,必成大器。
下星期一需要全部背住,不然你不知道我要出哪一招。
1、正弦定理:在C ∆AB 中,a 、b 、c 分别为角A 、B 、C 的对边,R 为C∆AB 的外接圆的半径,则有2sin sin sin a b c R C===A B (R 是三角形外接圆半径). 2、正弦定理的变形公式:①2sin a R =A ,2sin b R =B ,2sin c R C =; ②sin 2a R A =,sin 2b R B =,sin 2c C R=; ③::sin :sin :sin a b c C =A B3、余弦定理:在C ∆AB 中,有2222cos a b c bc =+-A ,2222cos b a c ac =+-B ,2222cos c a b ab C =+-4、余弦定理的推论:222cos 2b c a bc +-A =,222cos 2a c b ac+-B =,222cos 2a b c C ab +-=. 5、三角形面积公式:111sin sin sin 222C S bc ab C ac ∆AB =A ==B 两边夹角的正弦值两边之积⨯⨯=∆21ABC S 高底⨯=∆21ABC S 6、①如果一个三角形两边的平方和等于第三边,那么第三边所对的角为直角; ②如果小于第三边的平方,那么第三边所对的角为钝角;③如果大于第三边的平方,那么第三边所对角为锐角。
(课本第6页右下角)例如a 、b 、c 是C ∆AB 的角A 、B 、C 的对边,则:①若①222a b c +=,则90C =;②若222a b c +<,则.︒︒<<18090C ,C 为钝角③若222a b c +>,则︒︒<<900C ;C 为锐角7、在三角形中一些重要的知识点;1.2.π=++C B A ,)0(,,π,∈C B A3.4.任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边。
正弦定理和余弦定理(含解析)
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.。
高中数学知识点总结(第四章 三角函数、解三角形 第七节 正弦定理和余弦定理)
第七节 正弦定理和余弦定理一、基础知识 1.正弦定理a sin A =b sin B =c sin C=2R (R 为△ABC 外接圆的半径).正弦定理的常见变形(1)a =2R sin A ,b =2R sin B ,c =2R sin C ; (2)sin A =a 2R ,sin B =b 2R ,sin C =c 2R; (3)a ∶b ∶c =sin A ∶sin B ∶sin C ; (4)a +b +c sin A +sin B +sin C =a sin A. 2.余弦定理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 . 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).二、常用结论汇总——规律多一点 1.三角形内角和定理在△ABC 中,A +B +C =π;变形:A +B 2=π2-C2.2.三角形中的三角函数关系(1)sin(A +B )=sin C ;(2)cos(A +B )=-cos C ; (3)sin A +B 2=cos C 2;(4)cos A +B 2=sin C2.3.三角形中的射影定理在△ABC 中,a =b cos C +c cos B ;b =a cos C +c cos A ;c =b cos A +a cos B . 4.用余弦定理判断三角形的形状在△ABC 中,a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 的对边,当b 2+c 2-a 2>0时,可知A 为锐角;当b 2+c 2-a 2=0时,可知A 为直角;当b 2+c 2-a 2<0时,可知A 为钝角.第一课时 正弦定理和余弦定理(一) 考点一 利用正、余弦定理解三角形考法(一) 正弦定理解三角形[典例] (1)(2019·江西重点中学联考)在△ABC 中,a =3,b =2,A =30°,则cos B =________.(2)设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若a =3,sin B =12,C =π6,则b =________.[解析] (1)由正弦定理可得sin B =b sin A a =2×sin 30°3=13,∵a =3>b =2,∴B <A ,即B为锐角,∴cos B =1-sin 2B =223. (2)∵sin B =12且B ∈(0,π),∴B =π6或B =5π6,又∵C =π6,∴B =π6,A =π-B -C =2π3.又a =3,由正弦定理得a sin A =bsin B ,即3sin 2π3=b sinπ6,解得b =1. [答案] (1)223 (2)1考法(二) 余弦定理解三角形[典例] (1)(2019·山西五校联考)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若b cos A +a cos B =c 2,a =b =2,则△ABC 的周长为( )A .7.5B .7C .6D .5(2)(2018·泰安二模)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且c -b2c -a=sin Asin B +sin C,则角B =________.[解析](1)∵b cos A +a cos B =c 2,∴由余弦定理可得b ·b 2+c 2-a 22bc +a ·a 2+c 2-b 22ac=c 2,整理可得2c 2=2c 3,解得c =1,则△ABC 的周长为a +b +c =2+2+1=5.(2)由正弦定理可得c -b 2c -a =sin A sin B +sin C =ab +c, ∴c 2-b 2=2ac -a 2,∴c 2+a 2-b 2=2ac ,∴cos B =a 2+c 2-b 22ac =22,∵0<B <π,∴B =π4.[答案] (1)D (2)π4[题组训练]1.△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若b 2=ac ,c =2a ,则cos C =( ) A.24B .-24C.34D .-34解析:选B 由题意得,b 2=ac =2a 2,即b =2a ,∴cos C =a 2+b 2-c 22ab =a 2+2a 2-4a 22a ×2a=-24.2.△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.π12 B.π6C.π4D.π3解析:选B 因为sin B +sin A (sin C -cos C )=0, 所以sin(A +C )+sin A sin C -sin A cos C =0,所以sin A cos C +cos A sin C +sin A sin C -sin A cos C =0,整理得sin C (sin A +cos A )=0.因为sin C ≠0,所以sin A +cos A =0,所以t a n A =-1, 因为A ∈(0,π),所以A =3π4,由正弦定理得sin C =c ·sin Aa =2×222=12, 又0<C <π4,所以C =π6.3.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知sin 2B +sin 2C =sin 2A +sin B sin C .(1)求角A 的大小;(2)若cos B =13,a =3,求c 的值.解:(1)由正弦定理可得b 2+c 2=a 2+bc ,由余弦定理得cos A =b 2+c 2-a 22bc =12,因为A ∈(0,π),所以A =π3.(2)由(1)可知sin A =32, 因为cos B =13,B 为△ABC 的内角,所以sin B =223,故sin C =sin(A +B )=sin A cos B +cos A sin B =32×13+12×223=3+226. 由正弦定理a sin A =c sin C 得c =a sin C sin A=3×3+2232×6=1+263.考点二 判定三角形的形状[典例] (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[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.[答案] (1)B (2)C[变透练清] 1.变条件若本例(1)条件改为“a sin A +b sin B <c sin C ”,那么△ABC 的形状为________.解析:根据正弦定理可得a 2+b 2<c 2,由余弦定理得cos C =a 2+b 2-c 22ab <0,故C 是钝角,所以△ABC 是钝角三角形. 答案:钝角三角形 2.变条件若本例(1)条件改为“c -a cos B =(2a -b )cos A ”,那么△ABC 的形状为________.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. 答案:等腰或直角三角形 3.变条件若本例(2)条件改为“cos A cos B =ba=2”,那么△ABC 的形状为________.解析:因为cos A cos B =b a ,由正弦定理得cos A cos B =sin B sin A ,所以sin 2A =sin 2B .由ba =2,可知a ≠b ,所以A ≠B .又因为A ,B ∈(0,π),所以2A =π-2B ,即A +B =π2,所以C =π2,于是△ABC是直角三角形.答案:直角三角形[课时跟踪检测]A 级1.在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若sin A a =cos Bb ,则B 的大小为( )A .30°B .45°C .60°D .90°解析:选B 由正弦定理知,sin A sin A =cos Bsin B ,∴sin B =cos B ,∴B =45°.2.在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知b =40,c =20,C =60°,则此三角形的解的情况是( )A .有一解B .有两解C .无解D .有解但解的个数不确定解析:选C 由正弦定理得b sin B =c sin C, ∴sin B =b sin Cc =40×3220=3>1.∴角B 不存在,即满足条件的三角形不存在.3.(2018·重庆六校联考)在△ABC 中,cos B =ac (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D .等腰三角形或直角三角形解析:选A 因为cos B =ac ,由余弦定理得a 2+c 2-b 22ac =a c ,整理得b 2+a 2=c 2,即C 为直角,则△ABC 为直角三角形.4.在△ABC 中,a ,b ,c 分别是内角A ,B ,C 的对边.若b sin A =3c sin B ,a =3, cos B =23,则b =( )A .14B .6 C.14D.6解析:选D ∵b sin A =3c sin B ⇒ab =3bc ⇒a =3c ⇒c =1,∴b 2=a 2+c 2-2ac cos B =9+1-2×3×1×23=6,∴b = 6.5.(2019·莆田调研)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若a sin B cos C+c sin B cos A =12b ,且a >b ,则B =( )A.π6B.π3C.2π3D.5π6解析:选A ∵a sin B cos C +c sin B cos A =12b ,∴根据正弦定理可得sin A sin B cos C +sin C sin B cos A =12sin B ,即sin B (sin A cos C +sin C cos A )=12sin B .∵sin B ≠0,∴sin(A +C )=12,即sin B =12.∵a >b ,∴A >B ,即B 为锐角,∴B =π6. 6.(2019·山西大同联考)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若2(b cos A +a cos B )=c 2,b =3,3cos A =1,则a =( )A.5 B .3 C.10D .4解析:选B 由正弦定理可得2(sin B cos A +sin A cos B )=c sin C , ∵2(sin B cos A +sin A cos B )=2sin(A +B )=2sin C ,∴2sin C =c sin C ,∵sin C >0,∴c =2,由余弦定理得a 2=b 2+c 2-2bc cos A =32+22-2×3×2×13=9,∴a =3.7.在△ABC 中,AB =6,A =75°,B =45°,则AC =________. 解析:C =180°-75°-45°=60°, 由正弦定理得AB sin C =ACsin B ,即6sin 60°=AC sin 45°,解得AC =2. 答案:28.设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且a =2,cos C =-14,3sin A =2sinB ,则c =________.解析:∵3sin A =2sin B ,∴3a =2b . 又∵a =2,∴b =3.由余弦定理可知c 2=a 2+b 2-2ab cos C , ∴c 2=22+32-2×2×3×⎝⎛⎭⎫-14=16,∴c =4. 答案:49.(2018·浙江高考)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若a =7,b =2,A =60°,则sinB =________,c =________.解析:由正弦定理a sin A =bsin B ,得sin B =b a ·sin A =27×32=217.由余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos A , 得7=4+c 2-4c ×cos 60°,即c 2-2c -3=0,解得c =3或c =-1(舍去). 答案:2173 10.在△ABC 中,a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 所对的边,sin A ,sin B ,sin C 成等差数列,且a =2c ,则cos A =________.解析:因为sin A ,sin B ,sin C 成等差数列,所以2sin B =sin A +sin C .由正弦定理得a +c =2b ,又因为a =2c ,可得b =32c ,所以cos A =b 2+c 2-a 22bc=94c 2+c 2-4c 22×32c 2=-14.答案:-1411.在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且A =2B . (1)求证:a =2b cos B ; (2)若b =2,c =4,求B 的值.解:(1)证明:因为A =2B ,所以由正弦定理a sin A =b sin B ,得a sin 2B =bsin B ,所以a =2b cos B .(2)由余弦定理,a 2=b 2+c 2-2bc cos A , 因为b =2,c =4,A =2B ,所以16c os 2B =4+16-16cos 2B ,所以c os 2B =34,因为A +B =2B +B <π,所以B <π3,所以cos B =32,所以B =π6.12.(2019·绵阳模拟)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.解:(1)由已知,结合正弦定理,得2a 2=(2b +c )b +(2c +b )c ,即a 2=b 2+c 2+bc . 又由余弦定理,得a 2=b 2+c 2-2bc cos A , 所以bc =-2bc cos A ,即cos A =-12.由于A 为△ABC 的内角,所以A =2π3.(2)由已知2a sin A =(2b +c )sin B +(2c +b )sin C ,结合正弦定理,得2sin 2A =(2sin B +sin C )sin B +(2sin C +sin B )sin C , 即sin 2A =sin 2B +sin 2C +sin B sin C =sin 22π3=34.又由sin B +sin C =1,得sin 2B +sin 2C +2sin B sin C =1,所以sin B sin C =14,结合sin B +sin C =1,解得sin B =sin C =12.因为B +C =π-A =π3,所以B =C =π6,所以△ABC 是等腰三角形.B 级1.(2019·郑州质量预测)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若2c os 2A +B2-cos 2C =1,4sin B =3sin A ,a -b =1,则c 的值为( )A.13B.7C.37D .6解析:选A 由2c os 2A +B2-cos 2C =1,得1+c os(A +B )-(2c os 2C -1)=2-2c os 2C -cos C =1,即2c os 2C +cos C -1=0,解得cos C =12或cos C =-1(舍去).由4sin B =3sin A及正弦定理,得4b =3a ,结合a -b =1,得a =4,b =3.由余弦定理,知c 2=a 2+b 2-2ab cos C =42+32-2×4×3×12=13,所以c =13.2.(2019·长春模拟)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且c =3,2sin A a =t a n Cc,若sin(A -B )+sin C =2sin 2B ,则a +b =________. 解析:∵2sin A a =t a n C c =sin C c cos C ,且由正弦定理可得a =2R sin A ,c =2R sin C (R 为△ABC的外接圆的半径),∴cos C =12.∵C ∈(0,π),∴C =π3.∵sin(A -B )+sin C =2sin 2B ,sin C =sin(A +B ),∴2sin A cos B =4sin B cos B .当cos B =0时,B =π2,则A =π6,∵c =3, ∴a =1,b =2,则a +b =3.当cos B ≠0时,sin A =2sin B ,即a =2b .∵cos C =a 2+b 2-c 22ab =12,∴b 2=1,即b =1,∴a =2,则a +b =3.综上,a +b =3.答案:33.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且2a cos C -c =2b . (1)求角A 的大小;(2)若c =2,角B 的平分线BD =3,求a .解:(1)2a cos C -c =2b ⇒2sin A cos C -sin C =2sin B ⇒2sin A cos C -sin C =2sin(A +C )=2sin A cos C +2cos A sin C ,∴-sin C =2cos A sin C , ∵sin C ≠0,∴cos A =-12,又A ∈(0,π),∴A =2π3.(2)在△ABD 中,由正弦定理得,AB sin ∠ADB =BDsin A ,∴sin ∠ADB =AB sin A BD =22.又∠ADB ∈(0,π),A =2π3,∴∠ADB =π4,∴∠ABC =π6,∠ACB =π6,b =c =2,由余弦定理,得a 2=c 2+b 2-2c ·b ·cos A =(2)2+(2)2-2×2×2c os 2π3=6,∴a = 6.第二课时 正弦定理和余弦定理(二) 考点一 有关三角形面积的计算[典例] (1)(2019·广州调研)△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知b =7,c =4,cos B =34,则△ABC 的面积等于( )A .37 B.372C .9D.92(2)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若△ABC 的面积为34(a 2+c 2-b 2),则B =________.[解析] (1)法一:由余弦定理b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,代入数据,得a =3,又cos B =34,B ∈(0,π),所以sin B =74,所以S △ABC =12ac sin B =372. 法二:由cos B =34,B ∈(0,π),得sin B =74,由正弦定理b sin B =csin C 及b =7,c =4,可得sin C =1,所以C =π2,所以sin A =cos B =34,所以S △ABC =12bc sin A =372.(2)由余弦定理得cos B =a 2+c 2-b 22ac ,∴a 2+c 2-b 2=2ac cos B . 又∵S =34(a 2+c 2-b 2),∴12ac sin B =34×2ac cos B , ∴t a n B =3,∵B ∈()0,π,∴B =π3.[答案] (1)B (2)π3[变透练清] 1.变条件本例(1)的条件变为:若c =4,sin C =2sin A ,sin B =154,则S △ABC =________. 解析:因为sin C =2sin A ,所以c =2a ,所以a =2,所以S △ABC =12ac sin B =12×2×4×154=15.答案:15 2.变结论本例(2)的条件不变,则C 为钝角时,ca的取值范围是________.解析:∵B =π3且C 为钝角,∴C =2π3-A >π2,∴0<A <π6 .由正弦定理得ca =sin ⎝⎛⎭⎫2π3-A sin A=32cos A +12sin A sin A =12+32·1t a n A.∵0<t a n A <33,∴1t a n A>3, ∴c a >12+32×3=2,即ca >2. 答案:(2,+∞)3.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,(2b -a )cos C =c cos A . (1)求角C 的大小;(2)若c =3,△ABC 的面积S =433,求△ABC 的周长.解:(1)由已知及正弦定理得(2sin B -sin A )cos C =sin C cos A , 即2sin B cos C =sin A cos C +sin C cos A =sin(A +C )=sin B , ∵B ∈(0,π),∴sin B >0,∴cos C =12,∵C ∈(0,π),∴C =π3.(2)由(1)知,C =π3,故S =12ab sin C =12ab sin π3=433,解得ab =163.由余弦定理可得c 2=a 2+b 2-2ab cos C =a 2+b 2-ab =(a +b )2-3ab , 又c =3,∴(a +b )2=c 2+3ab =32+3×163=25,得a +b =5.∴△ABC 的周长为a +b +c =5+3=8.[解题技法]1.求三角形面积的方法(1)若三角形中已知一个角(角的大小或该角的正、余弦值),结合题意求解这个角的两边或该角的两边之积,代入公式求面积.(2)若已知三角形的三边,可先求其一个角的余弦值,再求其正弦值,代入公式求面积.总之,结合图形恰当选择面积公式是解题的关键.2.已知三角形面积求边、角的方法(1)若求角,就寻求夹这个角的两边的关系,利用面积公式列方程求解. (2)若求边,就寻求与该边(或两边)有关联的角,利用面积公式列方程求解. 考点二 平面图形中的计算问题[典例] (2018·广东佛山质检)如图,在平面四边形ABCD 中,∠ABC =3π4,AB ⊥AD ,AB =1. (1)若AC =5,求△ABC 的面积; (2)若∠ADC =π6,CD =4,求sin ∠CAD .[解] (1)在△ABC 中,由余弦定理得,AC 2=AB 2+BC 2-2AB ·BC ·c os ∠ABC , 即5=1+BC 2+2BC ,解得BC =2,所以△ABC 的面积S △ABC =12AB ·BC ·sin ∠ABC =12×1×2×22=12.(2)设∠CAD =θ,在△ACD 中,由正弦定理得AC sin ∠ADC =CDsin ∠CAD ,即AC sin π6=4sin θ, ① 在△ABC 中,∠BAC =π2-θ,∠BCA =π-3π4-⎝⎛⎭⎫π2-θ=θ-π4, 由正弦定理得AC sin ∠ABC =ABsin ∠BCA ,即AC sin 3π4=1sin ⎝⎛⎭⎫θ-π4,② ①②两式相除,得sin 3π4sin π6=4sin ⎝⎛⎭⎫θ-π4sin θ,即4⎝⎛⎭⎫22sin θ-22cos θ=2sin θ,整理得sin θ=2cos θ. 又因为sin 2θ+c os 2θ=1,所以sin θ=255,即sin ∠CAD =255.[解题技法]与平面图形有关的解三角形问题的关键及思路求解平面图形中的计算问题,关键是梳理条件和所求问题的类型,然后将数据化归到三角形中,利用正弦定理或余弦定理建立已知和所求的关系.具体解题思路如下:(1)把所提供的平面图形拆分成若干个三角形,然后在各个三角形内利用正弦、余弦定理求解;(2)寻找各个三角形之间的联系,交叉使用公共条件,求出结果.[提醒] 做题过程中,要用到平面几何中的一些知识点,如相似三角形的边角关系、平行四边形的一些性质,要把这些性质与正弦、余弦定理有机结合,才能顺利解决问题.[题组训练]1.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________.解析:设AB =a ,∵AB =AD,2AB =3BD ,BC =2BD ,∴AD =a ,BD =2a 3,BC =4a 3. 在△ABD 中,c os ∠ADB =a 2+4a 23-a22a ×2a 3=33,∴sin ∠ADB =63,∴sin ∠BDC =63. 在△BDC 中,BD sin C =BCsin ∠BDC, ∴sin C =BD ·sin ∠BDC BC =66.答案:662.如图,在平面四边形ABCD 中,DA ⊥AB ,DE =1,EC =7,EA =2,∠ADC =2π3,且∠CBE ,∠BEC ,∠BCE 成等差数列.(1)求sin ∠CED ; (2)求BE 的长. 解:设∠CED =α.因为∠CBE ,∠BEC ,∠BCE 成等差数列, 所以2∠BEC =∠CBE +∠BCE ,又∠CBE +∠BEC +∠BCE =π,所以∠BEC =π3.(1)在△CDE 中,由余弦定理得EC 2=CD 2+DE 2-2CD ·DE ·c os ∠EDC , 即7=CD 2+1+CD ,即CD 2+CD -6=0, 解得CD =2(CD =-3舍去). 在△CDE 中,由正弦定理得EC sin ∠EDC =CDsin α,于是sin α=CD ·sin 2π3EC =2×327=217,即sin ∠CED =217.(2)由题设知0<α<π3,由(1)知cos α=1-sin 2α=1-2149=277,又∠AEB =π-∠BEC -α=2π3-α,所以c os ∠AEB =c os ⎝⎛⎭⎫2π3-α=c os 2π3cos α+sin 2π3sin α=-12×277+32×217=714. 在Rt △EAB 中,c os ∠AEB =EA BE =2BE =714,所以BE =47.考点三 三角形中的最值、范围问题[典例] (1)在△ABC 中,内角A ,B ,C 对应的边分别为a ,b ,c ,A ≠π2,sin C +sin(B -A )=2sin 2A ,则角A 的取值范围为( )A.⎝⎛⎦⎤0,π6 B.⎝⎛⎦⎤0,π4 C.⎣⎡⎦⎤π6,π4D.⎣⎡⎦⎤π6,π3(2)已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且cos 2A +cos 2B =2cos 2C ,则cos C 的最小值为( )A.32B.22C.12D .-12[解析] (1)在△ABC 中,C =π-(A +B ),所以sin(A +B )+sin(B -A )=2sin 2A ,即2sin B cos A =22sin A cos A ,因为A ≠π2,所以cos A ≠0,所以sin B =2sin A ,由正弦定理得,b=2a ,所以A 为锐角.又因为sin B =2sin A ∈(0,1],所以sin A ∈⎝⎛⎦⎤0,22,所以A ∈⎝⎛⎦⎤0,π4. (2)因为cos 2A +cos 2B =2cos 2C ,所以1-2sin 2A +1-2sin 2B =2-4sin 2C ,得a 2+b 2=2c 2,cos C =a 2+b 2-c 22ab =a 2+b 24ab ≥2ab 4ab =12,当且仅当a =b 时等号成立,故选C. [答案] (1)B (2)C[解题技法]1.三角形中的最值、范围问题的解题策略解与三角形中边角有关的量的取值范围时,主要是利用已知条件和有关定理,将所求的量用三角形的某个内角或某条边表示出来,结合三角形边角取值范围等求解即可.2.求解三角形中的最值、范围问题的注意点(1)涉及求范围的问题,一定要搞清已知变量的范围,利用已知的范围进行求解, 已知边的范围求角的范围时可以利用余弦定理进行转化.(2)注意题目中的隐含条件,如A +B +C =π,0<A <π,b -c <a <b +c ,三角形中大边对大角等.[题组训练]1.在钝角△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,B 为钝角,若a cos A = b sin A ,则sin A +sin C 的最大值为( )A.2B.98C .1D.78解析:选B ∵a cos A =b sin A ,由正弦定理可得,sin A cos A =sin B sin A ,∵sin A ≠0,∴cos A =sin B ,又B 为钝角,∴B =A +π2,sin A +sin C =sin A +sin(A +B )=sin A +cos 2A =sin A +1-2sin 2A =-2⎝⎛⎭⎫sin A -142+98,∴sin A +sin C 的最大值为98. 2.(2018·哈尔滨三中二模)在△ABC 中,已知c =2,若sin 2A +sin 2B -sin A sin B =sin 2C ,则a +b 的取值范围为________.解析:∵sin 2A +sin 2B -sin A sin B =sin 2C ,∴a 2+b 2-ab =c 2,∴cos C =a 2+b 2-c 22ab =12,又∵C ∈(0,π),∴C =π3.由正弦定理可得a sin A =b sin B =2sin π3=433,∴a =433sin A ,b =433sin B .又∵B =2π3-A ,∴a +b =433sin A +433sin B =433sin A +433sin ⎝⎛⎭⎫2π3-A =4sin ⎝⎛⎭⎫A +π6.又∵A ∈⎝⎛⎭⎫0,2π3,∴A +π6∈⎝⎛⎭⎫π6,5π6,∴sin ⎝⎛⎭⎫A +π6∈⎝⎛⎦⎤12,1,∴a +b ∈(2,4]. 答案:(2,4]3.已知在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且cos B b +cos C c =sin A 3sin C .(1)求b 的值;(2)若cos B +3sin B =2,求△ABC 面积的最大值.解:(1)由题意及正、余弦定理得a 2+c 2-b 22abc +a 2+b 2-c 22abc =3a 3c ,整理得2a 22abc =3a3c ,所以b = 3.(2)由题意得cos B +3sin B =2sin ⎝⎛⎭⎫B +π6=2, 所以sin ⎝⎛⎭⎫B +π6=1, 因为B ∈(0,π),所以B +π6=π2,所以B =π3.由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B , 所以3=a 2+c 2-ac ≥2ac -ac =ac , 即ac ≤3,当且仅当a =c =3时等号成立. 所以△ABC 的面积S △ABC =12ac sin B =34ac ≤334,当且仅当a =c =3时等号成立.故△ABC 面积的最大值为334.考点四 解三角形与三角函数的综合应用考法(一) 正、余弦定理与三角恒等变换[典例] (2018·天津高考)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知 b sin A =ac os ⎝⎛⎭⎫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 =b sin B ,可得b sin A =a sin B .又因为b sin A =ac os ⎝⎛⎭⎫B -π6, 所以a sin B =ac os ⎝⎛⎭⎫B -π6, 即sin B =32cos B +12sin B , 所以t a n B = 3.因为B ∈(0,π),所以B =π3.(2)在△ABC 中,由余弦定理及a =2,c =3,B =π3,得b 2=a 2+c 2-2ac cos B =7,故b =7. 由b sin A =ac os ⎝⎛⎭⎫B -π6,可得sin A =37. 因为a <c ,所以cos A =27. 所以sin 2A =2sin A cos A =437,cos 2A =2c os 2A -1=17.所以sin(2A -B )=sin 2A cos B -cos 2A sin B =437×12-17×32=3314. 考法(二) 正、余弦定理与三角函数的性质[典例] (2018·辽宁五校联考)已知函数f (x )=c os 2x +3sin(π-x )c os(π+x )-12.(1)求函数f (x )在[0,π]上的单调递减区间;(2)在锐角△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知f (A )=-1,a =2,b sin C =a sin A ,求△ABC 的面积.[解] (1)f (x )=c os 2x -3sin x cos x -12=1+cos 2x 2-32sin 2x -12=-sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6, 令2k π-π2≤2x -π6≤2k π+π2,k ∈Z ,得k π-π6≤x ≤k π+π3,k ∈Z ,又∵x ∈[0,π],∴函数f (x )在[0,π]上的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤0,π3和⎣⎡⎦⎤5π6,π. (2)由(1)知f (x )=-sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6, ∴f (A )=-sin ⎝⎛⎭⎫2A -π6=-1, ∵△ABC 为锐角三角形,∴0<A <π2,∴-π6<2A -π6<5π6,∴2A -π6=π2,即A =π3.又∵b sin C =a sin A ,∴bc =a 2=4, ∴S △ABC =12bc sin A = 3.[对点训练]在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 的对边,(2a -c )cos B -b cos C =0. (1)求角B 的大小;(2)设函数f (x )=2sin x cos x cos B -32cos 2x ,求函数f (x )的最大值及当f (x )取得最大值时x 的值.解:(1)因为(2a -c )cos B -b cos C =0, 所以2a cos B -c cos B -b cos C =0, 由正弦定理得2sin A cos B -sin C cos B -cos C sin B =0, 即2sin A cos B -sin(C +B )=0,又因为C +B =π-A ,所以sin(C +B )=sin A . 所以sin A (2cos B -1)=0.在△ABC 中,sin A ≠0,所以cos B =12,又因为B ∈(0,π),所以B =π3.(2)因为B =π3,所以f (x )=12sin 2x -32cos 2x =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3, 令2x -π3=2k π+π2(k ∈Z),得x =k π+5π12(k ∈Z),即当x =k π+5π12(k ∈Z)时,f (x )取得最大值1.[课时跟踪检测]A 级1.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,cos 2A =sin A ,bc =2,则 △ABC 的面积为( )A.12 B.14C .1D .2解析:选A 由cos 2A =sin A ,得1-2sin 2A =sin A ,解得sin A =12(负值舍去),由bc =2,可得△ABC 的面积S =12bc sin A =12×2×12=12.2.在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 所对的边,若(2a +c )cos B +b cos C =0,则角B 的大小为( )A.π6 B.π3C.2π3D.5π6解析:选C 由已知条件和正弦定理,得(2sin A +sin C )cos B +sin B cos C =0.化简,得2sin A cos B +sin A =0.因为角A 为三角形的内角,所以sin A ≠0,所以cos B =-12,所以B =2π3. 3.在锐角△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若sin A =223,a =3,S △ABC =22,则b 的值为( )A .6B .3C .2D .2或3解析:选D 因为S △ABC =12bc sin A =22,所以bc =6,又因为sin A =223,A ∈⎝⎛⎭⎫0,π2, 所以cos A =13,因为a =3,所以由余弦定理得9=b 2+c 2-2bc cos A =b 2+c 2-4,b 2+c 2=13,可得b =2或b =3. 4.(2018·昆明检测)在△ABC 中,已知AB =2,AC =5,t a n ∠BAC =-3,则BC 边上的高等于( )A .1 B.2 C.3D .2解析:选A 法一:因为t a n ∠BAC =-3,所以sin ∠BAC =310,c os ∠BAC =-110.由余弦定理,得BC 2=AC 2+AB 2-2AC ·ABc os ∠BAC =5+2-2×5×2×⎝⎛⎭⎫-110=9,所以BC =3,所以S △ABC =12AB ·AC sin ∠BAC =12×2×5×310=32,所以BC 边上的高h =2S △ABCBC =2×323=1.法二:在△ABC 中,因为t a n ∠BAC =-3<0,所以∠BAC 为钝角,因此BC 边上的高小于2,结合选项可知选A.5.(2018·重庆九校联考)已知a ,b ,c 分别是△ABC 的内角A ,B ,C 的对边,且a sin B =3b cos A ,当b +c =4时,△ABC 面积的最大值为( )A.33B.32C.3D .23解析:选C 由a sin B =3b cos A ,得sin A sin B =3sin B cos A ,∴t a n A =3,∵0<A <π,∴A =π3,故S △ABC =12bc sin A =34bc ≤34⎝⎛⎭⎫b +c 22=3(当且仅当b =c =2时取等号),故选C.6.(2019·安徽名校联盟联考)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若bc =1,b +2c cos A =0,则当角B 取得最大值时,△ABC 的周长为( )A .2+3B .2+2C .3D .3+2解析:选A 由b +2c cos A =0,得b +2c ·b 2+c 2-a 22bc =0,整理得2b 2=a 2-c 2.由余弦定理,得cos B =a 2+c 2-b 22ac =a 2+3c 24ac ≥23ac 4ac =32,当且仅当a =3c 时等号成立,此时角B 取得最大值,将a =3c 代入2b 2=a 2-c 2可得b =c .又因为bc =1,所以b =c =1,a =3,故△ABC 的周长为2+ 3.7.在△ABC 中,B =120°,AC =7,AB =5,则△ABC 的面积为________. 解析:由余弦定理知72=52+BC 2-2×5×BC ×cos 120°, 即49=25+BC 2+5BC ,解得BC =3(负值舍去). 故S △ABC =12AB ·BC sin B =12×5×3×32=1534.答案:15348.(2019·长春质量检测)在△ABC 中,三个内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若 12b cos A =sin B ,且a =23,b +c =6,则△ABC 的面积为________.解析:由题意可知cos A 2=sin B b =sin Aa ,因为a =23,所以t a n A =3,因为0<A <π,所以A =π3,由余弦定理得12=b 2+c 2-bc =(b +c )2-3bc ,又因为b +c =6,所以bc =8,从而△ABC 的面积为12bc sin A =12×8×sin π3=2 3.答案:239.已知在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,∠BAC =π2,点D 在边BC上,AD =1,且BD =2DC ,∠BAD =2∠DAC ,则sin Bsin C=________.解析:由∠BAC =π2及∠BAD =2∠DAC ,可得∠BAD =π3,∠DAC =π6.由BD =2DC ,令DC =x ,则BD =2x .因为AD =1,在△ADC 中,由正弦定理得1sin C =x sin π6,所以sin C =12x,在△ABD 中,sin B =sin π32x =34x ,所以sin B sin C =34x 12x=32.答案:3210.(2018·河南新乡二模)如图所示,在△ABC 中,C =π3,BC =4,点D 在边AC 上,AD =DB ,DE ⊥AB ,E 为垂足,若DE =22,则cos A =________.解析:∵AD =DB ,∴∠A =∠ABD ,∠BDC =2∠A .设AD =DB =x , ∴在△BCD 中,BC sin ∠BDC =DB sin C,可得4sin 2A =xsin π3. ①在△AED 中,DE sin A =AD sin ∠AED ,可得22sin A =x1. ② 联立①②可得42sin A cos A =22sin A 32,解得cos A =64.答案:6411.(2019·南宁摸底联考)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知 c (1+cos B )=b (2-cos C ).(1)求证:2b =a +c ;(2)若B =π3,△ABC 的面积为43,求b .解:(1)证明:∵c (1+cos B )=b (2-cos C ),∴由正弦定理可得sin C +sin C cos B =2sin B -sin B cos C , 即sin C cos B +sin B cos C +sin C =sin(B +C )+sin C =2sin B , ∴sin A +sin C =2sin B ,∴a +c =2b .(2)∵B =π3,∴△ABC 的面积S =12ac sin B =34ac =43,∴ac =16.由余弦定理可得b 2=a 2+c 2-2ac cos B =a 2+c 2-ac =(a +c )2-3ac . ∵a +c =2b ,∴b 2=4b 2-3×16,解得b =4. 12.在△ABC 中,AC =6,cos B =45,C =π4.(1)求AB 的长; (2)求c os ⎝⎛⎭⎫A -π6的值. 解:(1)因为cos B =45,0<B <π,所以sin B =35.由正弦定理得AC sin B =AB sin C ,所以AB =AC ·sin Csin B =6×2235=5 2.(2)在△ABC 中,因为A +B +C =π,所以A =π-(B +C ), 又因为cos B =45,sin B =35,所以cos A =-c os(B +C )=-c os ⎝⎛⎭⎫B +π4=-cos Bc os π4+sin B sin π4=-45×22+35×22=-210.因为0<A <π,所以sin A =1-c os 2A =7210. 因此,c os ⎝⎛⎭⎫A -π6=cos Ac os π6+sin A sin π6=-210×32+7210×12=72-620. B 级1.在锐角三角形ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若B =2A ,则2ba的取值范围是( )A .(2,2)B .(2,6)C .(2,3)D .(6,4)解析:选B ∵B =2A ,∴sin B =sin 2A =2sin A cos A ,∴ba =2cos A .又C =π-3A ,C为锐角,∴0<π-3A <π2⇒π6<A <π3,又B =2A ,B 为锐角,∴0<2A <π2⇒0<A <π4,∴π6<A <π4,22<cosA <32,∴2<b a <3,∴2<2ba< 6. 2.△ABC 的三个内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,a sin A sin B +bc os 2A =2a ,则角A 的取值范围是________.解析:由已知及正弦定理得sin 2A sin B +sin Bc os 2A =2sin A ,即sin B (sin 2A +c os 2A )=2sin A ,∴sin B =2sin A ,∴b =2a ,由余弦定理得cos A =b 2+c 2-a 22bc =4a 2+c 2-a 24ac =3a 2+c 24ac ≥23ac 4ac =32,当且仅当c =3a 时取等号.∵A 为三角形的内角,且y =cos x 在(0,π)上是减函数,∴0<A ≤π6,则角A 的取值范围是⎝⎛⎦⎤0,π6. 答案:⎝⎛⎦⎤0,π6 3.(2018·昆明质检)如图,在平面四边形ABCD 中,AB ⊥BC ,AB =2,BD =5,∠BCD =2∠ABD ,△ABD 的面积为2.(1)求AD 的长; (2)求△CBD 的面积.解:(1)由已知S △ABD =12AB ·BD ·sin ∠ABD =12×2×5×sin ∠ABD =2,可得sin ∠ABD =255,又∠BCD =2∠ABD ,所以∠ABD ∈⎝⎛⎭⎫0,π2,所以c os ∠ABD =55. 在△ABD 中,由余弦定理AD 2=AB 2+BD 2-2·AB ·BD ·c os ∠ABD ,可得AD 2=5,所以AD = 5.(2)由AB ⊥BC ,得∠ABD +∠CBD =π2,所以sin ∠CBD =c os ∠ABD =55. 又∠BCD =2∠ABD ,所以sin ∠BCD =2sin ∠ABD ·c os ∠ABD =45,∠BDC =π-∠CBD -∠BCD =π-⎝⎛⎭⎫π2-∠ABD -2∠ABD =π2-∠ABD =∠CBD , 所以△CBD 为等腰三角形,即CB =CD .在△CBD 中,由正弦定理BD sin ∠BCD =CDsin ∠CBD ,得CD =BD ·sin ∠CBDsin ∠BCD=5×5545=54, 所以S △CBD =12CB ·CD ·sin ∠BCD =12×54×54×45=58.。
(经典)正弦定理、余弦定理知识点总结及最全证明
正弦定理、余弦定理知识点总结及证明方法1.掌握正弦定理、 余弦定理,并能解决一些简单的三角形胸怀问题.2.能够运用正弦定理、 余弦定理等知识和方法解决一些与丈量和几何计算相关的实质问题.主要考察相关定理的应用、三角恒等变换的能力、运算能力及转变的数学思想.解三角形经常作为解题工具用于立体几何中的计算或证明,或与三角函数联系在一同求距离、高度以及角度等问题,且多以应用题的形式出现.1. 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, 即 .其 中 R 是三角形外接圆的半径.(2) 正弦定理的其余形式:, c① a = R A , b =2 sin=;a②sin A =2R , sin B =,sin C = ;③a ∶b ∶c =______________________.2. 余弦定理——王彦文 青铜峡一中(1) 余弦定理:三角形中任何一边的平方等于其余两边的平方的和减去这两边与它们的夹角的余弦的积的两倍.即a 2=,b 2=,c 2=.,即为勾若令 C =°,则 c 2=90股定理.(2) 余 弦 定 理 的 变 形 : cosA= , cosB = ,cosC = .若 C 为锐角,则 cosC>0,即 a 2+ b 2 ______c 2;若 C 为钝角,则 cosC<0,即 a 2+b 2______c 2. 故由 a 2 +b 2 与 c 2 值的大小比较,能够判断 C 为锐角、钝角或直角.(3) 正、余弦定理的一个重要作用是实现边角____________,余弦定理亦能够写成 sin 2A= sin 2B + sin 2C - 2sin Bsin CcosA ,近似地,sin 2B = ____________ ; sin 2C =__________________.注意式中隐含条件 A + B +C =π.3. 解斜三角形的种类(1) 已知三角形的随意两个角与一边,用____________定理.只有一解.(2) 已知三角形的随意两边与此中一边的对 角 , 用 ____________ 定 理 , 可 能 有___________________.如在△ ABC 中,已知 a , b 和 A 时,解的状况如表:A 为钝角A 为锐角或直角图 形关 a = b A aa ≥b a b 系 b A sin <b> 式 sin <解 的 ① ② ③ ④ 个 数(3) 已知三边,用 ____________定理.有1解时,只有一解.(4) 已知两边及夹角,用 ____________定理,必有一解.4. 三角形中的常用公式或变式(1) 三角形面积公式 S △= == ____________ = ____________ =____________.此中 R ,r 分别为三角形外接圆、内切圆半径.,(2) A + B + C =π,则 A =__________A= __________ , 从 而sin A =2____________,cosA = ____________ , tan A =____________;A Asin 2= __________, cos 2=__________,Atan 2 = ________.tan A + tan B + tan C =__________.(3) 若三角形三边 a ,b ,c 成等差数列,则b =____________? 2sin B =____________?2B A -C A + C A - C A2sin 2= cos2 ? 2cos 2 = cos 2 ? tan 2C 1tan 2=3.【自查自纠】. a bc R1(1)sin A = sin B =sin C = 2R BRC ② bc(2) ①2 si2 siRR2 2③ s in A ∶sin B ∶sin C2. (1) b 2+c 2-2bccosA c 2+a 2- 2cacosB a 2 +b 2-2abcosC a 2+ b 2b 2 +c 2-a 2c 2+a 2-b 2a 2 +b 2-c 2>(2)2ca2ab2bc<(3) 互化sin 2C +sin 2A -2sin Csin AcosBsin 2A + sin 2B -2sin Asin BcosC3.(1) 正弦 (2) 正弦 一解、两解或无解①一解 ②二解 ③一解 ④一解 (3) 余弦 (4) 余弦.11 1 abc(1) ab sin C bc s inA ac s in B2 22R412( a +b +c) rπ B +C(2) π- ( B + C)2 - 2sin( B +C-cos( B +C) )- tan( B + C cos B +CsinB + C) 2 21 B +Ctan 2A B C (3)a + csin A + sin C tan tan tan2在△ABC中, A B 是A B 的()>sin >sinA.充足不用要条件B.必需不充足条件C.充要条件D.既不充足也不用要条件解:因为在同一三角形中,角大则边大,边大则正弦大,反之也成立,故是充要条件.故选 C.在△ABC中,已知 b=, c=,B=°,则61030解此三角形的结果有 ()A.无解B.一解C.两解D.一解或两解解:由正弦定理知 sin C=c·sin B5b=6,又由c>b>csin B知, C有两解.也可依已知条件,画出△ ABC,由图知有两解.应选 C.( 2013·陕西 ) 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.不确立C+解:由已知和正弦定理可得BC B =A· A ,即sin cos=sin sin sin sin( B +C cos A)sinA A,亦即sinA=A因为Aπ,sin sin sin.0< <π所以 sin A=1,所以 A= 2.所以三角形为直角三角形.应选.B( 2012·陕西 ) 在△ ABC中,角 A,B,C 所对的π边分别为 a,b,c. 若 a=2,B=6,c=23,则 b=________.解:由余弦定理知b2=a2+c2- 2accosB=π222 +( 23)-2×2×2 3×cos 6= 4, b= 2.在△ABC中,角A,B,C 所对的边分别为a,b,c,若 a= 2,b=2,sin B+cosB= 2,则角 A 的大小为 ________.解:∵ sin B+ cosB=2,ππ∴2sin B+4= 2,即 sin B+4=1.πππ又∵ B∈(0 ,π ) ,∴ B+4=2, B=4 .a b依据正弦定理sin A=sin B,可得sin A=asin B1=.b2ππ∵a<b,∴ A<B. ∴ A=6 . 故填6 .种类一正弦定理的应用△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知 A- C=90°, a+ c= 2b,求 C.解:由 a+c= b 及正弦定理可得sinA2+s in C= 2sin B.又因为 A- C=90°, B=180°- ( A+ C) ,故 cosC+ sin C= sin A+sin C= 2sin( A+ C) =2sin(90 °+ 2C) = 2sin2(45 °+ C) .∴2 sin(45° +C=2 2 sin(45° +)C)cos(45 °+ C) ,41即 cos(45 °+ C) =2.又∵ 0°< C<90°,∴ 45°+ C=60°,C =15°.【评析】利用正弦定理将边边关系转变为角角关系,这是解本题的重点.( 2012·江西 ) 在△ ABC中,角 A,B,C 的对边分别为a, b,c已知 A=π,bsinπ+C -.44c sinπ+B =a4.π(1)求证: B-C=2;(2)若 a= 2,求△ ABC的面积.解:(1)证明:对bπ+C-sin4csin π+ B= a应用正弦定理得4B π+ C -sinCπ+B =sinA,sin sin4sin422即sin B2 sin C+2 cosC-sinC222,整理得 B C2 sin B+2 cosB =2sin cos -s in CcosB= 1,即 sin ( B-C)=1.3ππ因为 B,C∈ 0,4,∴ B-C=2 .3π,又由 (1)知 B-C(2) ∵ B+ C=π- A=4π=2,5ππ∴B=8,C=8.∵a=2,A=πb=,∴由正弦定理知4a Bπa Cπsin5sinsin A= 2sin8,c=sin A=2sin 8 .115ππ∴S△ABC=2bcsin A=2×2sin8×2sin 8×225ππππ2= 2sin8 sin 8= 2cos8 sin8=2π 1sin 4=2.种类二 余弦定理的应用1 3 3∴S △ABC =2acsin B = 4 .【评析】①依据所给等式的构造特色利用余弦定理将角化边进行变形是快速解答本题的 重点.②娴熟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.在△ ABC 中,a ,b ,c 分别是角 A ,B ,C 的对边,cosBb且cosC =- 2a +c .(1) 求 B 的大小;(2) 若 b = 13,a +c =4,求△ ABC 的面积.a 2+ c 2-b 2, 解:(1) 由余弦定理知, cosB =ac2cosC = a 2+b 2- c 2cosB b 2ab ,将上式代入cos C =- a +c2 得a 2 +c 2-b 2 abb2=- a +c , ac·a 2+b 2-c22整理得 a 2+c 2- b 2=- ac.a 2+c 2-b 2 -ac 1 ∴cosB = ac = ac =- .22 22∵B 为三角形的内角,∴ B = 3π.(2) 将 b = 13,a +c =4,B =23π 代入 b 2=a 2+ c 2-2accosB ,得 13=42- 2ac -2accos 2 3π,解得 ac =3.若△ ABC 的内角 A ,B ,C 所对的边 a ,b ,c 知足( a +b) 2- c 2=4,且 C =60°,则 ab 的值为 ( )4A. 3B .8-4 3C . 12D.3解:由余弦定理得 c 2= a 2 +b 2-2abcosC =a 2+b 2-ab ,代入 ( a + b) 2- c 2 =4 中得 ( a + b) 24- ( a 2+b 2-ab) = 4,即 3ab = 4,∴ ab =3. 应选A.6种类三正、余弦定理的综合应用以用余弦定理化边后用不等式求最值.( 2013·全国新课标Ⅱ ) △ ABC的内角A、B、 C的对边分别为 a,b,c,已知 a=bcosC+ csin B.(1)求 B;(2)若 b=2,求△ ABC面积的最大值.解: (1) 由已知及正弦定理得 sin A=sin BcosC+ sin Csin B. ①又 A=π- ( B+ C) ,故sin A = sin( B + C) = sin BcosC +cosBsin C. ②由①,②和 C∈(0 ,π ) 得 sin B= cosB.π又 B∈(0 ,π ) ,所以 B=4 .12(2) △ ABC的面积 S=2acsin B=4 ac.由已知及余弦定理得 4 = a2+ c2-π2accos 4 .又 a2+ c2≥2ac,故 ac≤4,2- 2当且仅当 a=c 时,等号成立.所以△ ABC面积的最大值为2+1.【评析】(1) 化边为角与和角或差角公式的正向或反向多次联用是常用的技巧; (2) 已知边及其对角求三角形面积最值是高考取考过多次的问题,既可用三角函数求最值,也可( 2013·山东 ) 设△ ABC的内角 A,B,C 所对的边分别为a,b,c,且 a+ c= 6, b= 2, cosB7=9.(1)求 a,c 的值;(2)求 sin( A- B) 的值.解: (1) 由余弦定理 b2=a2+ c2-2accosB,得 b2=( a+c) 2-2ac(1 +cosB) ,又 a+ c =6,b=2,7cosB=9,所以 ac=9,解得 a=3,c=3.242(2) 在△ ABC中, sin B= 1-cos B=9 ,asin B 22由正弦定理得 sin A=b= 3 .因为 a=c,所以 A 为锐角,21所以 cosA=1-sin A=3.所以 sin( A-B) =sin AcosB- cosAsin B=10 227.种类四 判断三角形的形状后进行三角函数式的恒等变形,找出角之间的 关系;或将角都化成边,而后进行代数恒等变 形,可一题多解,多角度思虑问题,进而达到 对知识的娴熟掌握.在三角形 ABC 中,若 tan A ∶tan B =a 2∶b 2,试判断三角形 ABC 的形状.a 2 sin 2A解法一:由正弦定理,得 b 2=sin 2B , tan A sin 2 A所以 tan B =sin 2 B ,A Bsin 2AA = Bsin cos2 ,即sin2所以cosAsin B =sinB sin2 . 所以 A = B ,或2 A +B =π,所以 A =B2 22π或 A + B = 2 ,进而△ ABC 是等腰三角形或直角三角形.a2sin 2A解法二:由正弦定理,得 b 2= sin 2B ,所以tan A sin 2A cosB sin Atan B =sin 2B,所以 cosA = sin B,再由正、余弦a 2+ c 2 -b 2aca a 2- b2c 2-定理,得 2 22 2 )( b + c -a = b ,化简得 (2bca 2-b 2 )= ,即 a 2= b 2 或c 2= a 2 +b 2. 进而△ ABC 是等腰三角形或直角三角形.【评析】由已知条件,可先将切化弦,再联合正弦定理,将该恒等式的边都化为角,然( 2012·上海 ) 在 △ABC 中 , 若 sin 2A +sin 2B 2C ,则△ ABC 的形状是 ( )<sin A .锐角三角形 B .直角三角形C .钝角三角形D .不可以确立解:在△ ABC 中,∵ sin 2A +sin 2 B<sin 2C ,∴由正弦定理知 a 2 +b 2<c 2. ∴cos C = a 2+b 2-c 22ab<0,即∠ C 为钝角,△ ABC 为钝角三角形. 应选 C.种类五 解三角形应用举例某港口 O 要将一件重要物件用小艇送到一艘正在航行的轮船上.在小艇出发时,轮船位于港口 O北偏西 30°且与该港口相距20 n mile的A 处,并以 30 n mile/h的航行速度沿正东方向匀速行驶.假定该小艇沿直线方向以v n mile/h 的航行速度匀速行驶,经过 t h 与轮船相遇.(1)若希望相遇时小艇的航行距离最小,则小艇航行速度的大小应为多少?(2)假定小艇的最高航行速度只好达到 30 n mile/h ,试设计航行方案 ( 即确立航行方向和航行速度的大小 ) ,使得小艇能以最短时间与轮船相遇,并说明原因.解法一:(1) 设相遇时小艇航行的距离为 S n mile ,则S=900t 2+400-2·30t ·20·cos(90°- 30°)=t2-t +400=900600900 t -123+300,1103故当 t =3时,S min=103,此时 v=1=3 303.即小艇以 30 3 n mile/h的速度航行,相遇时小艇的航行距离最小.(2)设小艇与轮船在 B 处相遇,则v2 t 2=400+t 2-900 2·20·30t ·cos(90 °- 30°) ,2600400故 v = 900-t+t2.v≤,∴6004002-+≤,即∵0<30900t t900t3-t≤0,22解得 t ≥3. 又 t =3时,v=30. 故 v= 30 时,2t 获得最小值,且最小值等于3.此时,在△ OAB中,有 OA=OB=AB=20,故可设计航行方案以下:航行方向为北偏东30°,航行速度为 30 n mile/h ,小艇能以最短时间与轮船相遇.解法二:(1) 若相遇时小艇的航行距离最小,又轮船沿正东方向匀速行驶,则小艇航行方向为正北方向.设小艇与轮船在C处相遇.在 Rt△OAC中, OC=20cos30°= 10 3,AC=20sin30 °= 10.又 AC=30t ,OC=vt ,101103此时,轮船航行时间 t =30=3,v=1=330 3.即小艇以 30 3 n mile/h的速度航行,相遇时小艇的航行距离最小.(2)假定 v= 30 时,小艇能以最短时间与轮船在 D处相遇,此时 AD=DO=30t .又∠ OAD=60°,所以 AD= DO=OA=20,2解得 t =3.据此可设计航行方案以下:航行方向为北偏东 30°,航行速度的大小为30 n mile/h. 这样,小艇能以最短时间与轮船相遇.证明以下:如图,由 (1) 得 OC=103, AC=10,故 OC>AC,且关于线段 AC上随意点 P,有OP≥ OC>AC.而小艇的最高航行速度只好达到30 n mile/h ,故小艇与轮船不行能在 A,C 之间 ( 包括 C) 的随意地点相遇.设∠ COD=θ (0 °<θ<90°) ,则在 Rt△COD 中,103CD=103tan θ, OD=cosθ .因为从出发到相遇,轮船与小艇所需要的10+10 3tan θ和 t =103,时间分别为 t =30vcosθ10+10 3tan θ10 3所以30=vcosθ.153由此可得,v=sin (θ+30°).3又 v≤30,故 sin( θ+30°) ≥2,进而,30°≤ θ<90°.因为θ=30°时, tan θ获得最小值,且3最小值为3 .10+103tan θ于是,当θ=30°时,t =302获得最小值,且最小值为3.【评析】①这是一道相关解三角形的实质应用题,解题的重点是把实质问题抽象成纯数学识题,依据题目供给的信息,找出三角形中的数目关系,而后利用正、余弦定理求解.②解三角形的方法在实质问题中,有宽泛的应用.在物理学中,相关向量的计算也要用到解三角形的方法.最近几年的高考取我们发现以解三角形为背景的应用题开始成为热门问题之一.③不论是什么种类的三角应用问题,解决的重点都是充足理解题意,将问题中的语言表达弄理解,画出帮助剖析问题的草图,再将其归纳为属于哪种可解的三角形.④本题用几何方法求解也较简易.10( 2012·武汉 5月模拟 ) 如图,渔船甲位于岛屿A的南偏西 60°方向的 B 处,且与岛屿 A 相距 12 海里,渔船乙以 10 海里 / 小时的速度从岛屿 A 出发沿正北方向航行,若渔船甲同时从B 处出发沿北偏东α的方向追赶渔船乙,恰好用2 小时追上.(1)求渔船甲的速度;(2)求 sin α的值.解: (1)依题意,∠BAC=°,A B=,12012 AC=× =2,在△ ABC中,由余弦定理知 BC 1022022∠ BAC=2+2-=AB+ AC- AB·AC·12202cos2×12×20×cos120°= 784,BC= 28.所以渔船甲的速度为 v=28=14( 海里 / 小2时) .(2)在△ ABC中, AB=12,∠ BAC=120°,BC= 28,AB ∠BCA=α,由正弦定理得sinα=BC12=28,进而 sin α=,即sin120 °sin ∠ BAC sin α12sin120 °3328=14.1.已知两边及此中一边的对角解三角形时,要注意解的状况,提防漏解.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变为角角关系 ( 注意应用 A+ B+ C=π 这个结论 ) 或边边关系,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,不然有可能遗漏一种形状.3.要熟记一些常有结论,如三内角成等差数列,则必有一角为60°;若三内角的正弦值成等差数列,则三边也成等差数列;内角和定理与引诱公式联合产生的结论:sin A= sin( BA B+C +C) ,cosA=- cos( B+ C) ,sin 2=cos 2,sin2 A=- sin2( B+C) ,cos2A= cos2( B+C) 等.4.应用正、余弦定理解斜三角形应用题的一般步骤:(1)剖析:理解题意,分清已知与未知,画出表示图;(2)建模:依据已知条件与求解目标,把已11知量与求解量尽量集中到一个三角形中,成立一个解斜三角形的模型;(3)求解:利用正、余弦定理有序地解出三角形,求得数学模型的解;(4)查验:查验上述所求得的解能否切合实际意义,进而得出实质问题的解.5.正、余弦定理是应用极为宽泛的两个定理,它将三角形的边和角有机地联系起来,进而使三角与几何产生联系,为求与三角形相关的量( 如面积、外接圆、内切圆半径和面积等 ) 供给了理论依照,也是判断三角形形状、证明三角形中相关等式的重要依照.主要方法有:化角法,化边法,面积法,运用初等几何法.注意领会此中蕴涵的函数与方程思想、等价转变思想及分类议论思想.12。
正余弦定理知识点+经典题(有答案)
正余弦定理1.定理内容:(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,即2sin sin sin a b cR A B C=== (2)余弦定理:三角形中任意一边的平方等于其他两边的平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的两倍。
即:2222cos a b c bc A =+- 2222cos b a c ac B =+- 2222cos c a b ab C =+-(3)面积定理:111sin sin sin 222ABC S ab C bc A ac B ∆=== 2.利用正余弦定理解三角形: (1)已知一边和两角:(2)已知两边和其中一边的对角: (3)已知两边和它们所夹的角: (4)已知三边:正弦定理1.在△ABC 中,∠A =45°,∠B =60°,a =2,则b 等于( )D .262.在△ABC 中,已知a =8,B =60°,C =75°,则b 等于( )A .4 2B .4 3C .4 63.在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,A =60°,a =43,b =42,则角B 为( )A .45°或135°B .135°C .45°D .以上答案都不对 4.在△ABC 中,a ∶b ∶c =1∶5∶6,则sin A ∶sin B ∶sin C 等于( )A .1∶5∶6B .6∶5∶1C .6∶1∶5D .不确定 解析:选A.由正弦定理知sin A ∶sin B ∶sin C =a ∶b ∶c =1∶5∶6.5.在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 所对的边,若A =105°,B =45°,b =2,则c =( )A .1 C .26.在△ABC 中,若cos A cos B =ba ,则△ABC 是( )A .等腰三角形B .等边三角形C .直角三角形D .等腰三角形或直角三角形 7.已知△ABC 中,AB =3,AC =1,∠B =30°,则△ABC 的面积为( )或 3 或328.△ABC 的内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c .若c =2,b =6,B =120°,则a 等于( )B .29.在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,若a =1,c =3,C =π3,则A =________. 10.在△ABC 中,已知a =433,b =4,A =30°,则sin B =________.11.在△ABC 中,已知∠A =30°,∠B =120°,b =12,则a +c =________. 12.在△ABC 中,a =2b cos C ,则△ABC 的形状为________.13.在△ABC 中,A =60°,a =63,b =12,S △ABC =183,则a +b +csin A +sin B +sin C =________,c =________.14.已知△ABC 中,∠A ∶∠B ∶∠C =1∶2∶3,a =1,则a -2b +csin A -2sin B +sin C=________.15.在△ABC 中,已知a =32,cos C =13,S △ABC =43,则b =________. 16.在△ABC 中,b =43,C =30°,c =2,则此三角形有________组解.17.如图所示,货轮在海上以40 km/h 的速度沿着方位角(指从正北方向顺时针转到目标方向线的水平转角)为140°的方向航行,为了确定船位,船在B 点观测灯塔A 的方位角为110°,航行半小时后船到达C 点,观测灯塔A 的方位角是65°,则货轮到达C 点时,与灯塔A 的距离是多少18.在△ABC 中,a 、b 、c 分别为角A 、B 、C 的对边,若a =23,sin C 2cos C 2=14,sin B sin C =cos 2A2,求A 、B 及b 、c .19.(2009年高考四川卷)在△ABC 中,A 、B 为锐角,角A 、B 、C 所对应的边分别为a 、b 、c ,且cos 2A =35,sin B =1010.(1)求A +B 的值;(2)若a -b =2-1,求a ,b ,c 的值.20.△ABC 中,ab =603,sin B =sin C ,△ABC 的面积为153,求边b 的长.余弦定理1.在△ABC 中,如果BC =6,AB =4,cos B =13,那么AC 等于( )A .6B .2 6C .3 6D .46 2.在△ABC 中,a =2,b =3-1,C =30°,则c 等于( )D .2 3.在△ABC 中,a 2=b 2+c 2+3bc ,则∠A 等于( )A .60°B .45°C .120°D .150°4.在△ABC 中,∠A 、∠B 、∠C 的对边分别为a 、b 、c ,若(a 2+c 2-b 2)tan B =3ac ,则∠B 的值为( )或5π6 或2π35.在△ABC 中,a 、b 、c 分别是A 、B 、C 的对边,则a cos B +b cos A 等于( )A .aB .bC .cD .以上均不对6.如果把直角三角形的三边都增加同样的长度,则这个新的三角形的形状为( )A .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .由增加的长度决定7.已知锐角三角形ABC 中,|AB →|=4,|AC →|=1,△ABC 的面积为3,则AB →·AC →的值为( )A .2B .-2C .4D .-4 8.在△ABC 中,b =3,c =3,B =30°,则a 为( )B .2 3 或2 3 D .29.已知△ABC 的三个内角满足2B =A +C ,且AB =1,BC =4,则边BC 上的中线AD 的长为________. 10.△ABC 中,sin A ∶sin B ∶sin C =(3-1)∶(3+1)∶10,求最大角的度数.11.已知a 、b 、c 是△ABC 的三边,S 是△ABC 的面积,若a =4,b =5,S =53,则边c 的值为________. 12.在△ABC 中,sin A ∶sin B ∶sin C =2∶3∶4,则cos A ∶cos B ∶cos C =________.13.在△ABC 中,a =32,cos C =13,S △ABC =43,则b =________.14.已知△ABC 的三边长分别为AB =7,BC =5,AC =6,则AB →·BC →的值为________.15.已知△ABC 的三边长分别是a 、b 、c ,且面积S =a 2+b 2-c 24,则角C =________. 16.(2011年广州调研)三角形的三边为连续的自然数,且最大角为钝角,则最小角的余弦值为________. 17.在△ABC 中,BC =a ,AC =b ,a ,b 是方程x 2-23x +2=0的两根,且2cos(A +B )=1,求AB 的长.18.已知△ABC 的周长为2+1,且sin A +sin B =2sin C .(1)求边AB 的长;(2)若△ABC 的面积为16sin C ,求角C 的度数.19.在△ABC 中,BC =5,AC =3,sin C =2sin A .(1)求AB 的值;(2)求sin(2A -π4)的值.20.在△ABC 中,已知(a +b +c )(a +b -c )=3ab ,且2cos A sin B =sin C ,确定△ABC 的形状.正弦定理1.在△ABC 中,∠A =45°,∠B =60°,a =2,则b 等于( )D .26解析:选A.应用正弦定理得:a sin A =b sin B ,求得b =a sin Bsin A = 6. 2.在△ABC 中,已知a =8,B =60°,C =75°,则b 等于( )A .4 2B .4 3C .4 6解析:选=45°,由正弦定理得b =a sin Bsin A =4 6.3.在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,A =60°,a =43,b =42,则角B 为( )A .45°或135°B .135°C .45°D .以上答案都不对解析:选C.由正弦定理a sin A =b sin B 得:sin B =b sin A a =22,又∵a >b ,∴B <60°,∴B =45°. 4.在△ABC 中,a ∶b ∶c =1∶5∶6,则sin A ∶sin B ∶sin C 等于( )A .1∶5∶6B .6∶5∶1C .6∶1∶5D .不确定解析:选A.由正弦定理知sin A ∶sin B ∶sin C =a ∶b ∶c =1∶5∶6.5.在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 所对的边,若A =105°,B =45°,b =2,则c =( )A .1 C .2解析:选=180°-105°-45°=30°,由b sin B =c sin C 得c =2×sin 30°sin45°=1.6.在△ABC 中,若cos A cos B =ba ,则△ABC 是( )A .等腰三角形B .等边三角形C .直角三角形D .等腰三角形或直角三角形解析:选D.∵b a =sin B sin A ,∴cos A cos B =sin Bsin A , sin A cos A =sin B cos B ,∴sin2A =sin2B即2A =2B 或2A +2B =π,即A =B ,或A +B =π2.7.已知△ABC 中,AB =3,AC =1,∠B =30°,则△ABC 的面积为( )或 3 或32解析:选=AC sin B ,求出sin C =32,∵AB >AC ,∴∠C 有两解,即∠C =60°或120°,∴∠A =90°或30°.再由S △ABC =12AB ·AC sin A 可求面积.8.△ABC 的内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c .若c =2,b =6,B =120°,则a 等于( )B .2解析:选D.由正弦定理得6sin120°=2sin C ,∴sin C =12.又∵C 为锐角,则C =30°,∴A =30°, △ABC 为等腰三角形,a =c = 2.9.在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,若a =1,c =3,C =π3,则A =________.解析:由正弦定理得:a sin A =csin C ,所以sin A =a ·sin C c =12.又∵a <c ,∴A <C =π3,∴A =π6.答案:π610.在△ABC 中,已知a =433,b =4,A =30°,则sin B =________.解析:由正弦定理得a sin A =bsin B⇒sin B =b sin A a =4×12433=32.答案:3211.在△ABC 中,已知∠A =30°,∠B =120°,b =12,则a +c =________.解析:C =180°-120°-30°=30°,∴a =c ,由a sin A =b sin B 得,a =12×sin30°sin120°=43,∴a +c =8 3. 答案:8312.在△ABC 中,a =2b cos C ,则△ABC 的形状为________.解析:由正弦定理,得a =2R ·sin A ,b =2R ·sin B , 代入式子a =2b cos C ,得 2R sin A =2·2R ·sin B ·cos C , 所以sin A =2sin B ·cos C , 即sin B ·cos C +cos B ·sin C =2sin B ·cos C , 化简,整理,得sin(B -C )=0. ∵0°<B <180°,0°<C <180°, ∴-180°<B -C <180°, ∴B -C =0°,B =C . 答案:等腰三角形13.在△ABC 中,A =60°,a =63,b =12,C=30°则a +b +csin A +sin B +sin C =________,c =________.解析:由正弦定理得a +b +c sin A +sin B +sin C=a sin A =63sin60°=12,又S △ABC =12bc sin A ,∴12×12×sin60°×c =183,∴c =6.答案:12 614.已知△ABC 中,∠A ∶∠B ∶∠C =1∶2∶3,a =1,则a -2b +csin A -2sin B +sin C=________.解析:由∠A ∶∠B ∶∠C =1∶2∶3得,∠A =30°,∠B =60°,∠C =90°,∴2R =a sin A =1sin30°=2,又∵a =2R sin A ,b =2R sin B ,c =2R sin C ,∴a -2b +c sin A -2sin B +sin C =2R sin A -2sin B +sin Csin A -2sin B +sin C =2R =2. 答案:215.在△ABC 中,已知a =32,cos C =13,S △ABC =43,则b =________.解析:依题意,sin C =223,S △ABC =12ab sin C =43,解得b =2 3. 答案:2316.在△ABC 中,b =43,C =30°,c =2,则此三角形有________组解.解析:∵b sin C =43×12=23且c =2, ∴c <b sin C ,∴此三角形无解. 答案:0 17.如图所示,货轮在海上以40 km/h 的速度沿着方位角(指从正北方向顺时针转到目标方向线的水平转角)为140°的方向航行,为了确定船位,船在B 点观测灯塔A 的方位角为110°,航行半小时后船到达C 点,观测灯塔A 的方位角是65°,则货轮到达C 点时,与灯塔A 的距离是多少解:在△ABC 中,BC =40×12=20, ∠ABC =140°-110°=30°,∠ACB =(180°-140°)+65°=105°, 所以∠A =180°-(30°+105°)=45°, 由正弦定理得AC =BC ·sin ∠ABC sin A =20sin30°sin45°=102(km).即货轮到达C 点时,与灯塔A 的距离是10 2 km.18.在△ABC 中,a 、b 、c 分别为角A 、B 、C 的对边,若a =23,sin C 2cos C 2=14,sin B sin C =cos 2A2,求A 、B 及b 、c .解:由sin C 2cos C 2=14,得sin C =12,又C ∈(0,π),所以C =π6或C =5π6.由sin B sin C =cos 2A2,得sin B sin C =12[1-cos(B +C )], 即2sin B sin C =1-cos(B +C ),即2sin B sin C +cos(B +C )=1,变形得 cos B cos C +sin B sin C =1,即cos(B -C )=1,所以B =C =π6,B =C =5π6(舍去),A =π-(B +C )=2π3.由正弦定理a sin A =b sin B =csin C ,得b =c =a sin Bsin A =23×1232=2.故A =2π3,B =π6,b =c =2.19.(2009年高考四川卷)在△ABC 中,A 、B 为锐角,角A 、B 、C 所对应的边分别为a 、b 、c ,且cos 2A =35,sin B =1010.(1)求A +B 的值;(2)若a -b =2-1,求a ,b ,c 的值. 解:(1)∵A 、B 为锐角,sin B =1010,∴cos B =1-sin 2B =31010.又cos 2A =1-2sin 2A =35,∴sin A =55,cos A =255, ∴cos(A +B )=cos A cos B -sin A sin B =255×31010-55×1010=22.又0<A +B <π,∴A +B =π4.(2)由(1)知,C =3π4,∴sin C =22.由正弦定理:a sin A =b sin B =csin C 得5a =10b =2c ,即a =2b ,c =5b .∵a -b =2-1,∴2b -b =2-1,∴b =1. ∴a =2,c = 5.20.△ABC 中,ab =603,sin B =sin C ,△ABC 的面积为153,求边b 的长.解:由S =12ab sin C 得,153=12×603×sin C ,∴sin C =12,∴∠C =30°或150°. 又sin B =sin C ,故∠B =∠C .当∠C =30°时,∠B =30°,∠A =120°.又∵ab =603,a sin A =bsin B ,∴b =215. 当∠C =150°时,∠B =150°(舍去). 故边b 的长为215.余弦定理1.在△ABC 中,如果BC =6,AB =4,cos B =13,那么AC 等于( )A .6B .26C .3 6D .46 解析:选A.由余弦定理,得 AC =AB 2+BC 2-2AB ·BC cos B= 42+62-2×4×6×13=6.2.在△ABC 中,a =2,b =3-1,C =30°,则c 等于( ) D .2解析:选B.由余弦定理,得c 2=a 2+b 2-2ab cos C =22+(3-1)2-2×2×(3-1)cos30° =2, ∴c = 2.3.在△ABC 中,a 2=b 2+c 2+3bc ,则∠A 等于( ) A .60° B .45° C .120° D .150°解析:选∠A =b 2+c 2-a 22bc =-3bc 2bc =-32, ∵0°<∠A <180°,∴∠A =150°. 4.在△ABC 中,∠A 、∠B 、∠C 的对边分别为a 、b 、c ,若(a 2+c 2-b 2)tan B =3ac ,则∠B 的值为( ) 或5π6 或2π3解析:选D.由(a 2+c 2-b 2)tan B =3ac ,联想到余弦定理,代入得cos B =a 2+c 2-b 22ac =32·1tan B =32·cos B sin B .显然∠B ≠π2,∴sin B =32.∴∠B =π3或2π3.5.在△ABC 中,a 、b 、c 分别是A 、B 、C 的对边,则a cos B +b cos A 等于( ) A .a B .b C .c D .以上均不对解析:选·a 2+c 2-b 22ac +b ·b 2+c 2-a 22bc =2c 22c =c .6.如果把直角三角形的三边都增加同样的长度,则这个新的三角形的形状为( ) A .锐角三角形 B .直角三角形 C .钝角三角形 D .由增加的长度决定 解析:选A.设三边长分别为a ,b ,c 且a 2+b 2=c 2. 设增加的长度为m ,则c +m >a +m ,c +m >b +m ,又(a +m )2+(b +m )2=a 2+b 2+2(a +b )m +2m 2>c 2+2cm +m 2=(c +m )2, ∴三角形各角均为锐角,即新三角形为锐角三角形.7.已知锐角三角形ABC 中,|AB →|=4,|AC →|=1,△ABC 的面积为3,则AB →·AC →的值为( ) A .2 B .-2 C .4 D .-4解析:选△ABC =3=12|AB →|·|AC →|·sin A =12×4×1×sin A ,∴sin A =32,又∵△ABC 为锐角三角形,∴cos A =12,∴AB →·AC →=4×1×12=2.8.在△ABC 中,b =3,c =3,B =30°,则a 为( ) B .23 或2 3 D .2解析:选C.在△ABC 中,由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,即3=a 2+9-33a , ∴a 2-33a +6=0,解得a =3或2 3.9.已知△ABC 的三个内角满足2B =A +C ,且AB =1,BC =4,则边BC 上的中线AD 的长为________.解析:∵2B =A +C ,A +B +C =π,∴B =π3. 在△ABD 中,AD =AB 2+BD 2-2AB ·BD cos B= 1+4-2×1×2×12= 3. 答案:310.△ABC 中,sin A ∶sin B ∶sin C =(3-1)∶(3+1)∶10,求最大角的度数. 解:∵sin A ∶sin B ∶sin C =(3-1)∶(3+1)∶10, ∴a ∶b ∶c =(3-1)∶(3+1)∶10.设a =(3-1)k ,b =(3+1)k ,c =10k (k >0), ∴c 边最长,即角C 最大.由余弦定理,得cos C =a 2+b 2-c 22ab =-12, 又C ∈(0°,180°),∴C =120°. 11.已知a 、b 、c 是△ABC 的三边,S 是△ABC 的面积,若a =4,b =5,S =53,则边c 的值为________.解析:S =12ab sin C ,sin C =32,∴C =60°或120°.∴cos C =±12,又∵c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,∴c 2=21或61,∴c =21或61. 答案:21或6112.在△ABC 中,sin A ∶sin B ∶sin C =2∶3∶4,则cos A ∶cos B ∶cos C =________. 解析:由正弦定理a ∶b ∶c =sin A ∶sin B ∶sin C =2∶3∶4, 设a =2k (k >0),则b =3k ,c =4k ,cos B =a 2+c 2-b 22ac =2k 2+4k 2-3k 22×2k ×4k=1116, 同理可得:cos A =78,cos C =-14,∴cos A ∶cos B ∶cos C =14∶11∶(-4). 答案:14∶11∶(-4)13.在△ABC 中,a =32,cos C =13,S △ABC =43,则b =________.解析:∵cos C =13,∴sin C =223.又S △ABC =12ab sin C =43,即12·b ·32·223=43,∴b =2 3.答案:2314.已知△ABC 的三边长分别为AB =7,BC =5,AC =6,则AB →·BC →的值为________.解析:在△ABC 中,cos B =AB 2+BC 2-AC 22AB ·BC=49+25-362×7×5=1935,∴AB →·BC →=|AB →|·|BC →|·cos(π-B )=7×5×(-1935)=-19.答案:-1915.已知△ABC 的三边长分别是a 、b 、c ,且面积S =a 2+b 2-c 24,则角C =________. 解析:12ab sin C =S =a 2+b 2-c 24=a 2+b 2-c 22ab ·ab 2 =12ab cos C ,∴sin C =cos C ,∴tan C =1,∴C =45°.答案:45°16.(2011年广州调研)三角形的三边为连续的自然数,且最大角为钝角,则最小角的余弦值为________. 解析:设三边长为k -1,k ,k +1(k ≥2,k ∈N ),则⎩⎪⎨⎪⎧ k 2+k -12-k +12<0k +k -1>k +1⇒2<k <4,∴k =3,故三边长分别为2,3,4,∴最小角的余弦值为32+42-222×3×4=78.答案:7817.在△ABC 中,BC =a ,AC =b ,a ,b 是方程x 2-23x +2=0的两根,且2cos(A +B )=1,求AB 的长.解:∵A +B +C =π且2cos(A +B )=1,∴cos(π-C )=12,即cos C =-12.又∵a ,b 是方程x 2-23x +2=0的两根,∴a +b =23,ab =2. ∴AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC ·cos C=a 2+b 2-2ab (-12)=a 2+b 2+ab =(a +b )2-ab=(23)2-2=10,∴AB =10. 18.已知△ABC 的周长为2+1,且sin A +sin B =2sin C .(1)求边AB 的长;(2)若△ABC 的面积为16sin C ,求角C 的度数.解:(1)由题意及正弦定理得 AB +BC +AC =2+1,BC +AC =2AB ,两式相减,得AB =1.(2)由△ABC 的面积12BC ·AC ·sin C =16sin C ,得BC ·AC =13,由余弦定理得cos C =AC 2+BC 2-AB 22AC ·BC=AC +BC 2-2AC ·BC -AB 22AC ·BC=12, 所以C =60°.19.在△ABC 中,BC =5,AC =3,sin C =2sin A .(1)求AB 的值; (2)求sin(2A -π4)的值.解:(1)在△ABC 中,由正弦定理AB sin C =BC sin A ,得AB =sin C sin A BC =2BC =2 5.(2)在△ABC 中,根据余弦定理,得cos A =AB 2+AC 2-BC 22AB ·AC=255, 于是sin A =1-cos 2A =55.从而sin 2A =2sin A cos A =45,cos 2A =cos 2 A -sin 2 A =35.所以sin(2A -π4)=sin 2A cos π4-cos 2A sin π4=210.20.在△ABC 中,已知(a +b +c )(a +b -c )=3ab ,且2cos A sin B =sin C ,确定△ABC 的形状.解:由正弦定理,得sin C sin B =c b .由2cos A sin B =sin C ,有cos A =sin C 2sin B =c 2b .又根据余弦定理,得cos A =b 2+c 2-a 22bc ,所以c 2b =b 2+c 2-a 22bc ,即c 2=b 2+c 2-a 2,所以a =b .又因为(a +b +c )(a +b -c )=3ab ,所以(a +b )2-c 2=3ab ,所以4b 2-c 2=3b 2,所以b =c ,所以a =b =c ,因此△ABC 为等边三角形.。
高中数学必修五-正弦定理与余弦定理
正弦定理与余弦定理知识集结知识元正弦定理公式知识讲解1.正弦定理【知识点的知识】1.正弦定理和余弦定理定理正弦定理余弦定理内容=2R(R是△ABC外接圆半径)a2=b2+c2﹣2bc cos A,b2=a2+c2﹣2ac cos B,c2=a2+b2﹣2ab cos C变形形式①a=2R sin A,b=2R sin B,c=2R sin C;②sin A=,sin B=,sin C=;③a:b:c=sin A:sin B:sin C;④a sin B=b sin A,b sin C=c sin B,a sin C=c sin A cos A=,cos B=,cos C=解决三角形的问题①已知两角和任一边,求另一角和其他两条边;②已知两边和其中一边的对角,求另一边和其他两角①已知三边,求各角;②已知两边和它们的夹角,求第三边和其他两角在△ABC中,已知a,b和角A时,解的情况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一解两解一解一解解的个数由上表可知,当A为锐角时,a<b sin A,无解.当A为钝角或直角时,a≤b,无解.2、三角形常用面积公式1.S=a•h a(h a表示边a上的高);2.S=ab sin C=ac sin B=bc sin A.3.S=r(a+b+c)(r为内切圆半径).【正余弦定理的应用】1、解直角三角形的基本元素.2、判断三角形的形状.3、解决与面积有关的问题.4、利用正余弦定理解斜三角形,在实际应用中有着广泛的应用,如测量、航海、几何等方面都要用到解三角形的知识(1)测距离问题:测量一个可到达的点到一个不可到达的点之间的距离问题,用正弦定理就可解决.解题关键在于明确:①测量从一个可到达的点到一个不可到达的点之间的距离问题,一般可转化为已知三角形两个角和一边解三角形的问题,再运用正弦定理解决;②测量两个不可到达的点之间的距离问题,首先把求不可到达的两点之间的距离转化为应用正弦定理求三角形的边长问题,然后再把未知的边长问题转化为测量可到达的一点与不可到达的一点之间的距离问题.(2)测量高度问题:解题思路:①测量底部不可到达的建筑物的高度问题,由于底部不可到达,因此不能直接用解直角三角形的方法解决,但常用正弦定理计算出建筑物顶部或底部到一个可到达的点之间的距离,然后转化为解直角三角形的问题.②对于顶部不可到达的建筑物高度的测量问题,我们可选择另一建筑物作为研究的桥梁,然后找到可测建筑物的相关长度和仰、俯角等构成三角形,在此三角形中利用正弦定理或余弦定理求解即可.点拨: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锤面内,视线与水平线的夹角.当视线在水平线之上时,成为仰角;当视线在水平线之下时,称为俯角.例题精讲正弦定理公式例1.已知△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若A=45°,B=30°,a=,则b=()A.B.1 C.2 D.例2.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,则B=()A.B.C.D.或例3.在△ABC中,已知三个内角为A,B,C满足sin A:sin B:sin C=3:5:7,则C=()A.90°B.120°C.135°D.150°利用正弦定理解三角形知识讲解【正余弦定理的应用】1、解直角三角形的基本元素.2、判断三角形的形状.3、解决与面积有关的问题.4、利用正余弦定理解斜三角形,在实际应用中有着广泛的应用,如测量、航海、几何等方面都要用到解三角形的知识例题精讲利用正弦定理解三角形例1.在△ABC中,a,b,c是内角A,B,C所对的边.若a>b,则下列结论不一定成立的()A.A>B B.sin A>sin BC.cos A<cos B D.sin2A>sin2B例2.在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且,则角A的大小为()A.B.C.D.例3.在△ABC中,三内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若sin B =b sin A,则a=()A .B .C.1 D.三角形面积公式的简单应用知识讲解1.余弦定理【知识点的知识】1.正弦定理和余弦定理定理正弦定理余弦定理内容=2R(R是△ABC外接圆半径)a2=b2+c2﹣2bc cos A,b2=a2+c2﹣2ac cos B,c2=a2+b2﹣2ab cos C变形形式①a=2R sin A,b=2R sin B,c=2R sin C;②sin A=,sin B=,sin C=;③a:b:c=sin A:sin B:sin C;④a sin B=b sin A,b sin C=c sin B,a sin C=c sin A cos A=,cos B=,cos C=解决三角形的问题①已知两角和任一边,求另一角和其他两条边;②已知两边和其中一边的对角,求另一边和其他两角①已知三边,求各角;②已知两边和它们的夹角,求第三边和其他两角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由上表可知,当A为锐角时,a<b sin A,无解.当A为钝角或直角时,a≤b,无解.例题精讲三角形面积公式的简单应用例1.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且(a+b)2=c2+ab,B=30°,a=4,则△ABC的面积为()A.4 B.3C.4D.6例2.设△ABC的三个内角A,B,C成等差数列,其外接圆半径为2,且有,则三角形的面积为()A.B.C.或D.或例3.在△ABC中角ABC的对边分别为a、b、c,cos C=,且a cos B+b cos A=2,则△ABC面积的最大值为()A.B.C.D.利用余弦定理解三角形当堂练习填空题练习1.如图,O在△ABC的内部,且++3=,则△ABC的面积与△AOC的面积的比值为_____.练习2.锐角△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知c2-8=(a-b)2,a=2c sin A,则△ABC的面积为____.练习3.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,则的最大值是____.解答题练习1.'在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足.(1)求角B的大小;(2)若D为AC的中点,且BD=1,求S△ABC的最大值.'练习2.'在△ABC中,角A、B、C的对边分别是a、b、c,若(a+c)sin B-b sin C=b cos A.(1)求角A;(2)若△ABC的面积为4,a=6,求△ABC的周长.'练习3.'△ABC内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若。
正弦定理余弦定理知识点总结及最全证明
正弦定理余弦定理知识点总结及最全证明正弦定理概述:正弦定理是三角形的一个重要定理,它描述了三角形中各边与其相对的正弦值之间的关系。
正弦定理可以用于求解任意三角形的边长或角度。
正弦定理表达式:在一个三角形ABC中,有以下正弦定理的表达式:a/sin(A) = b/sin(B) = c/sin(C)其中,a、b、c分别表示三角形的边长,A、B、C表示三角形的角度。
正弦定理表明,三角形的任意一边的长度与这条边相对的角的正弦值成正比。
正弦定理的证明:可以使用数学推导来证明正弦定理。
这里给出一种较为详细的证明方法。
证明:1. 通过三角形的边长关系:a = b * sin(A) / sin(B)和c = b *sin(C) / sin(B),可得到以下关系式:a * sin(B) = b * sin(A)和c * sin(B) = b * sin(C)2.利用向量叉积原理知识,假设D为线段BC上的一点,则由向量的垂直性知:向量BD与向量AD是垂直的,向量CD与向量AD是垂直的。
3. 记向量AD为向量a,向量BD为向量b,向量CD为向量c,由向量b与向量a的垂直性可得:向量b·向量a = ,b, * ,a, *sin(∠BA) = b * AD * sin(∠BA)。
4. 同理,由向量c与向量a的垂直性可得:向量c·向量a = ,c,* ,a,* sin(∠CA) = c * AD * sin(∠CA)。
5. 因为∠C + ∠A = ∠BA,即∠CA + ∠BA = 180°,所以sin(∠BA) = sin(∠CA)。
所以有b * AD * sin(∠BA) = c * AD *sin(∠CA)。
6. 即有b * AD * sin(∠BA) = c * AD * sin(∠BA),那么b = c,所以定理得证。
余弦定理概述:余弦定理是三角形的另一个重要定理,它描述了三角形中各边与其相对的角之间的关系。
正余弦定理知识点权威总结
正余弦定理知识点权威总结:一、正弦定理和余弦定理1、定理正弦定理余弦定理2、内容1、正弦定理:在C∆AB中,a、b、c分别为角A、B、C的对边,R为C∆AB的外接圆的半径,则有2sin sin sina b cRC===A B.2222222222cos,2cos,2cos.a b c bc Ab c a ac Bc a b ab C=+-=+-=+-3、推论①a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC;②sinA=2aR,sinB=2bR,sinC=2cR;③a:b:c=sinA: sinB: sinC;④sin sin sin sina b c aA B C A++=++222222222cos;2cos;2cos.2b c aAbca c bBcaa b cCab+-=+-=+-=4、注意(1)在△ABC中,已知A,a,b,讨论三角形解的情况.先由aAbBsinsin=可进一步求出B;则 C=180°-(A+B),从而ACacsinsin=.(2)在ΔABC中,sinA>sinB是A>B的充要条件。
(∵sinA>sinB⇔22a bR R>⇔a>b⇔A>B)由余弦定理判断三角形的形状a2=b2+c2⇔A是直角⇔△ABC是直角三角形,a2>b2+c2⇔A是钝角⇔△ABC是钝角三角形,a2<b2+c⇔A是锐角/△ABC是锐角三角形。
(注意:A是锐角/ △ABC是锐角三角形,必须说明每个角都是锐角)5、三角形面积公式三角形面积公式:①111sin sin sin222CS bc ab C ac∆AB=A==B;②prcpbpappSABC=---=∆))()((,其中2cbap++=,r为内切圆半径;③RabcSABC4=∆,R为外接圆半径.6、已知两边和其中1.当A为钝角或直角时,必须a>b才能有且只有一解;否则无解.2.当A为锐角时,如果a≥b,那么只有一解;如果a<b,那么可以分下面三种情况来讨论:一边的对角解三角形,有两解、一解、无解三种情况(1)若a>b sin A,则有两解;(2)若a=b sin A,则只有一解;(3)若a<b sin A,则无解.注意在已知三角形的两边及其中一边的对角解三角形时,只有当A为锐角且b sin A <a<b时,有两解;其他情况时则只有一解或无解.(1)A为直角或钝角(2)A为锐角7、解三角形的一般思路:(1)已知两角及一边,利用正弦定理求解;(2)已知两边及其中一边的对角,利用正弦定理或余弦定理求解,解的情况可能不唯一;(3)已知两边及其夹角,利用余弦定理求解;(4)已知三边,利用余弦定理求解.8、方法与技巧总结1、已知两角A、B,一边a,由A+B+C=π及sin sin sina b cA B C==,可求角C,再求b、c;2、已知两边b、c与其夹角A,由a2=b2+c2-2b c cosA,求出a,再由余弦定理,求出角B、C;3、已知三边a、b、c,由余弦定理可求出角A、B、C;4、已知两边a、b及其中一边的对角A,由正弦定理sin sina bA B=,求出另一边b的对角B,由C=π-(A+B),求出c,再由sin sina cA C=求出C,而通过sin sina bA B=求B时,可能出一解,两解或无解。
正弦定理余弦定理
03
正弦定理与余弦定理的关 联
正弦定理与余弦定理的相似之处
01
两者都是关于三角形边角关系的定理,是三角学中 的基本定理之一。
02
它们都可以用来解决与三角形相关的问题,如求角 度、边长等。
03
正弦定理和余弦定理在形式上具有一定的对称性, 反映了三角形的内在规律。
正弦定理与余弦定理的不同之处
01
02
03
正弦定理主要应用于求解三角形 的角度,特别是当已知两边及其 夹角时;而余弦定理则更常用于 求解三角形的边长,特别是当已 知两角及一边时。
正弦定理中的角度是通过正弦函 数来表达的,而余弦定理中的角 度则是通过余弦函数来表达的。
正弦定理和余弦定理在应用上有 一定的互补性,可以根据具体问 题选择使用。
总结词
余弦定理是三角形中一个重要的定理,它描述了三角形各边与其对应角余弦值之间的关系。
详细描述
余弦定理是三角学的基本定理之一,它指出在任意三角形ABC中,任意一边的平方等于其他两边的平 方和减去两倍的另一边的长度与相邻两边的乘积。数学公式表示为:a^2 = b^2 + c^2 - 2bc cos(A) 。
交流电
交流电的电压和电流是时间的正 弦函数,这使得正弦定理在电力 系统中有着广泛的应用。
声学
声音的传播和反射可以用正弦和 余弦函数来描述,这使得余弦定 理在声学中有重要应用。
三角函数在工程中的应用
1 2
结构设计
在建筑和机械设计中,正弦和余弦定理常被用来 计算角度、长度等参数,以确保结构的稳定性和 安全性。
余弦定理的应用
总结词
余弦定理在解决三角形问题中具有广泛 的应用,包括求解角度、判断三角形的 形状以及解决实际问题等。
正、余弦定理总结
正余弦定理知识点总结:一、正弦定理和余弦定理1、正弦定理和余弦定理注:在ΔABC中,sinA>sinB是A>B的充要条件。
(∵sinA>sinB ⇔22a bR R>⇔a>b ⇔A>B ) 二、应用举例1、实际问题中的常用角 (1)仰角和俯角在视线和水平线所成的角中,视线在水平线上方的角叫仰角,在水平线下文的叫俯角(如图①)(2)方位角从指北方向顺时针转到目标方向线的水平角,如B 点的方位角为α(如图②)注:仰角、俯角、方位角的区别是:三者的参照不同。
仰角与俯角是相对于水平线而言的,而方位角是相对于正北方向而言的。
(3)方向角:相对于某一正方向的水平角(如图③)①北偏东α即由指北方向顺时针旋转α到达目标方向; ②北偏本α即由指北方向逆时针旋转α到达目标方向;③南偏本等其他方向角类似。
(4)坡度:坡面与水平面所成的二面角的度数(如图④,角θ为坡角) 坡比:坡面的铅直高度与水平长度之比(如图④,i 为坡比) 2、ΔABC 的面积公式(1)1()2a a S a h h a =表示边上的高; (2)111sin sin sin ()2224abcS ab C ac B bc A R R ====为外接圆半径; (3)1()()2S r a b c r =++为内切圆半径。
〖例1〗(11浙江文)在ABC ∆中,角,,A B C 所对的边分,,a b c .若cos sin a A b B =,则2sin cos cos A A B +=( )A .12 B .12C . -1D . 1 答案:D1.在△ABC 中,222sin sin sin sin sin A B C B C ≤+-,则A 的取值范围是(A )(0,]6π(B )[,)6ππ(C )(0,]3π(D )[,)3ππ答案:C 解析:由222sin sin sin sin sin A B C B C ≤+-得222a b c bc ≤+-,即222122b c a bc +-≥,∴1cos 2A ≥,∵0A π<<,故03A π<≤,选C .2.在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别是a 、b 、c ,若A ∶B ∶C =1∶2∶3,则a ∶b ∶c 等于( )A.1∶2∶3 B.2∶3∶4 C.3∶4∶5 D.1∶3∶2答案 D3.在△ABC 中,若tan A =13,C =150°,BC =1,则AB =________.答案 102解析 ∵tan A =13,A ∈(0,180°),∴sin A =1010.由正弦定理知BC sin A =AB sin C ,∴AB =BC ·sin C sin A =1×sin 150°1010=102.4.在△ABC 中,A =60°,a =63,b =12,S △ABC =183,则a +b +csin A +sin B +sin C=________,c =________.答案 12 6解析 a +b +c sin A +sin B +sin C =a sin A =6332=12.∵S △ABC =12ab sin C =12×63×12sin C =18 3.∴sin C =12,∴c sin C =asin A=12,∴c =6.〖例2〗(1)(10上海文)若△ABC 的三个内角满足sin :sin :sin 5:11:13A B C =则△ABCA .一定是锐角三角形.B .一定是直角三角形.C .一定是钝角三角形.D .可能是锐角三角形,也可能是钝角三角形. 解析:由sin :sin :sin 5:11:13A B C =及正弦定理得a:b:c=5:11:13由余弦定理得0115213115cos 222<⨯⨯-+=c ,所以角C 为钝角 (2)在锐角△ABC 中,BC =1,B =2A ,则ACcos 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 .∴ACcos 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)1.在△ABC 中,若a cos A =b cos B =ccos C,则△ABC 是( ) A.直角三角形 B.等边三角形 C.钝角三角形 D.等腰直角三角形答案 B解析 由正弦定理知:sin A cos A =sin B cos B =sin Ccos C ,∴tan A =tan B =tan C ,∴A =B =C .2.在△ABC 中,sin A =34,a =10,则边长c 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫152,+∞ B.(10,+∞) C.(0,10) D.⎝⎛⎦⎥⎤0,403答案 D解析 ∵c sin C =a sin A =403,∴c =403sin C .∴0<c ≤403.3.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.等腰或直角三角形答案 A解析 由正弦定理:sin A =2sin B cos C ,∴sin(B +C )=2sin B cos C ∴sin B cos C +cos B sin C =2sin B cos C ,∴sin(B -C )=0,∴B =C .4、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 .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 2B2=a +c 2c ,∴cos B +12=a +c 2c ,∴cos B =ac ,∴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:B〖例3〗(2009浙江文)在ABC ∆中,角,,AB C 所对的边分别为,,a b c ,且满足cos 25A =,3AB AC ⋅=. (I )求ABC ∆的面积; (II )若1c =,求a 的值. 解析:(Ⅰ)531)552(212cos2cos 22=-⨯=-=A A 又),0(π∈A ,54cos1sin2=-=A A ,而353cos .===bc A ,所以5=bc ,所以ABC ∆(Ⅱ)由(Ⅰ)知5=bc ,而1=c ,所以5=b ,所以5232125cos 222=⨯-+=-+=Abc c b a1、在ABC ∆中,角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,且满足cos 25A =,3AB AC ⋅=.(I )求ABC∆的面积; (II )若6b c +=,求a 的值.解 (1)因为cos 25A =,234cos 2cos 1,sin 255A A A ∴=-==,又由3AB AC ⋅=得cos 3,bc A =5bc ∴=,1sin 22ABC S bc A ∆∴==(2)对于5bc =,又6b c +=,5,1b c ∴==或1,5b c ==,由余弦定理得2222cos 20a b c bc A =+-=,a ∴=2、在∆ABC 中,sin(C-A)=1, sinB=13。
高中数学正弦定理和余弦定理知识点(精选)
高中数学正弦定理和余弦定理知识点(精选)高中数学正弦定理概述a/sinA=b/sinB=c/sinC=2R正弦定理(1)已知三角形的两角与一边,解三角形(2)已知三角形的两边和其中一边所对的角,解三角形(3)运用a:b:c=sinA:sinB:sinC解决角之间的转换关系直角三角形的一个锐角的对边与斜边的比叫做这个角的正弦。
[1]证明步骤1在锐角△ABC中,设BC=a,AC=b,AB=c。
作CH⊥AB垂足为点HCH=a·sinBCH=b·sinA∴a·sinB=b·sinA得到a/sinA=b/sinB同理,在△ABC 中,b/sinB=c/sinC步骤2.证明a/sinA=b/sinB=c/sinC=2R:任意三角形ABC,作ABC的外接圆O.作直径BD交⊙O于D.连接DA因为在同圆或等圆中直径所对的圆周角是直角,所以∠DAB=90度因为在同圆或等圆中同弧所对的圆周角相等,所以∠D等于∠C.所以c/sinC=c/sinD=BD=2R类似可证其余两个等式。
高中数学余弦定理概述余弦定理是揭示三角形边角关系的重要定理,直接运用它可解决一类已知三角形两边及夹角求第三边或者是已知三个边求角的问题,若对余弦定理加以变形并适当移于其它知识,则使用起来更为方便、灵活。
直角三角形的一个锐角的邻边和斜边的比值叫这个锐角的余弦值性质对于任意三角形,任何一边的平方等于其他两边平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的两倍积,若三边为a,b,c 三角为A,B,C ,则满足性质——S △ABC=1/2absinS△ABC=1/2bcsinAS△ABC=1/2acsinB第一余弦定理(任意三角形射影定理)设△ABC的三边是a、b、c,它们所对的角分别是A、B、C,则有a=b·cos C+c·cos B, b=c·cos A+a·cos C, c=a·cos B+b·cos A。
第六章6.4.3余弦定理、正弦定理PPT课件(人教版)
训练题
1.[2019·江西九江一中高一检测]若三角形的三边长之比是1∶ 3 ∶2,
则其所对角之比是( A ) A.1∶2∶3 B.1∶ 3 ∶2 C.1∶ 2 ∶ 3 D. 2 ∶ 3 ∶2
2. [2019·江西赣州五校高一联考]已知△ABC中,a∶b∶c=2∶ 6 ∶
( 3 +1),求△ABC中各角的度数.
训练题
1. 2019·江西九江一中高一检测]设△ABC的内角A,B,C的对边分别为
a,b,c,且cos A= 3 ,cos B= 5 ,b=3,则c=
5
13
14 5
.
2. [2019·北京东城区高三二模]在△ABC中,A= ,a2+b2-c2=ab, 4
c=3,则C=
3 ,a=
6.
3.已知两边及一边的对角解三角形 例5在△ABC中,a= 3 ,b= 2 ,B=45°,求A,C,c.
【解】 ∵ A=45°,C=30°,∴ B=180°-(A+C)=105°.
由 a = c 得a= csinA =10 sin45 =10 2 .
sinA sinC
sinC
sin30
由 b = c 得b= csinB =10 sin105 =20sin 75°.
sinB sinC
sinC
sin30
∵ sin 75°=sin (30°+45°)=sin 30°cos 45°+cos 30°sin 45°=
【解】 由正弦定理及已知条件,有 3 = 2 ,得sin A= 3 .
sinA sin45
2
∵ a>b,∴ A>B=45°.∴ A=60°或120°.
当A=60°时,C=180°-45°-60°=75°,
正弦定理和余弦定理知识点与题型归纳
●高考明方向掌握正弦定理、余弦定理,并能解决一些简单的三角形度量问题.★备考知考情1.利用正、余弦定理求三角形中的边、角问题是高考考查的热点.2.常与三角恒等变换、平面向量相结合出现在解答题中,综合考查三角形中的边角关系、三角形形状的判断等问题.3.三种题型都有可能出现,属中低档题. 一、知识梳理名师一号P62知识点一 正弦定理其中R 为△ABC 外接圆的半径变形1:2sin ,2sin ,2sin ,===a R A b R B c R C 变形2:sin ,sin ,sin ,222===a b c A B C R R R变形3:∶∶∶∶sinA sinB sinC=a b c 注意:补充关于边的齐次式或关于角的正弦的齐次式均可利用正弦定理进行边角互化;知识点二 余弦定理222222222222222222cos ,22cos ,2cos ,cos ,22cos .cos .2⎧+-=⎪⎧=+-⎪+-⎪⎪=+-⇔=⎨⎨=+-⎪⎪⎩+-⎪=⎪⎩b c a A bc a b c bc A a c b b a c ac B B ac c a b ab C a b c C ab 注意:补充1关于边的二次式或关于角的余弦均可考虑利用余弦定理进行边角互化;2勾股定理是余弦定理的特例3在∆ABC 中,222090︒︒<+⇔<<a b c A用于判断三角形形状名师一号P63问题探究 问题3判断三角形形状有什么办法判断三角形形状的两种途径:一是化边为角;二是化角为边, 并常用正弦余弦定理实施边、角转换.知识点三 三角形中常见的结论△ABC 的面积公式有:①S =错误!a ·hh 表示a 边上的高;②S =错误!ab sin C =错误!ac sin B =错误!bc sin A =错误!;--知两边或两边的积及其夹角可求面积③S =错误!ra +b +cr 为内切圆半径.补充1++=A B C π2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()sin ,cos()cos ,tan()tan sin cos ,cos sin 2222+=+=-+=-++==B C A B C A B C A B C A B C A 利用++=A B C π及诱导公式可得之5在△ABC 中的几个充要条件:名师一号P63问题探究 问题4sin A >sin B 错误!>错误! a >b A >B .补充 cos cos A B A B >⇔<若R ∈、αβ或2k απβπ=-+k Z ∈或2k αβπ=-+k Z ∈45套之7--196锐角△ABC 中的常用结论 ∆ABC 为锐角三角形⇔02<<、、A B C π4.解斜三角形的类型名师一号P63问题探究 问题1利用正、余弦定理可解决哪几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、二解、无解,应注意区分.余弦定理可解决两类问题:1已知两边及夹角或两边及一边对角的问题;2已知三边问题.a b A补充已知两边和其中一边的对角如,,用正弦定理或余弦定理均可名师一号P63问题探究问题2选用正、余弦定理的原则是什么若式子中含有角的余弦或边的二次式,要考虑用余弦定理;若遇到的式子中含有角的正弦或边的一次式时,则考虑用正弦定理;以上特征都不明显时,则要考虑两个定理都有可能用到.补充:一、正弦定理推导必修5证明思路:转化到特殊情形----直角三角形中二、余弦定理推导必修52011年陕西高考考查余弦定理的证明18.本小题满分12分叙述并证明余弦定理;2222cos a b c bc A =+-, 2222cos b c a ca B =+-,2222cos c a b ab C =+-.证明:证法一 如图,2c BC = ()()AC AB AC AB =-•-即2222cos a b c bc A =+-同理可证 2222cos b c a ca B =+-,证法二 已知ABC ∆中,,,A B C 所对边分别为,,,a b c ,以A 为原点,AB 所在直线为x 轴建立直角坐标系,则(cos ,sin ),(,0)C b A b A B c ,∴222222222||(cos )(sin )cos 2cos sin a BC b A c b A b A bc A c b A ==-+=-++222cos b c bc A =+-,即 2222cos a b c bc A =+-同理可证 2222cos b c a ca B =+-,二、例题分析:一利用正、余弦定理解三角形例1.1名师一号P62 对点自测1在△ABC 中,A =60°,B =75°,a =10,则c 等于A .5错误!B .10错误! D .5错误!解析 由A +B +C =180°,知C =45°,由正弦定理得:错误!=错误!.即错误!=错误!. ∴c =错误!.注意:已知两角及任一边,求其它边或角----正弦定理,解唯一例1.2名师一号P62 对点自测2在△ABC 中,若a =3,b =错误!,A =错误!,则C 的大小为________.解析 由正弦定理可知sin B =错误!=错误!=错误!,所以B =错误!或错误!舍去,因为a >b 即A =错误!> B 所以B =错误!所以C =π-A -B =π-错误!-错误!=错误!.一解变式1: 在△ABC 中,若b =3,a =错误!,A =错误!, 则C 的大小为________.答案: sin B >1无解变式2:在ABC ∆中,已知45︒===a b B , 解ABC ∆.答案:60,75,︒︒+===A C c或120,15,2︒︒-===A C c两解变式3:求边c注意:知道两边和其中一边的对角如,,a b A 解三角形 可用正弦定理先求出角B 也可用余弦定理先求出边c 再求解;两种方法均须注意解的个数可能有一解、二解、无解,应注意区分.练习:补充2009山东文17已知函数x x x x f sin sin cos 2cossin 2)(2-+=ϕϕ ππϕ=<<x 在)0(处取最小值; I 求ϕ的值;Ⅱ在ABC ∆中,c b a ,,分别是角A,B,C 的对边,已知,23)(,2,1===A f b a 求角C; 解析 Ⅰfx =2sinx 1cos cos sin sin 2x x ϕϕ++- =sinx+ϕ.因为 fx 在x =π时取最小值,所以 sin π+ϕ=-1,故 sin ϕ=1.又 0<ϕ<π,所以ϕ=2π, Ⅱ由Ⅰ知fx=sinx+2π=cosx. 因为fA=cosA=3,且A 为△ABC 的角, 所以A =6π. 由正弦定理得 sinB =sin b A a =22, 又b >a, 当4π=B 时,,12746πππππ=--=--=B A C 当43π=B 时,.12436πππππ=--=--=B A C 综上所述,12127ππ==C C 或例2. 补充若满足条件060=C ,a BC AB ==,3的ABC ∆有两个,求a 的取值范围. 32<<a注意:判断三角形解的个数常用方法:1在ABC ∆中,已知,,A a b ;构造直角三角形判断 2利用余弦定理判断一元二次方程正根个数 勿忘大边对大角判断已知两边及其中一边对角,判断三角形解的个数的方法:①应用三角形中大边对大角的性质以及正弦函数的值域判断解的个数.②在△ABC 中,已知a 、b 和A ,以点C 为圆心,以边长a 为半径画弧,此弧与除去顶点A 的射线AB 的公共点的个数 即为三角形的个数,解的个数见下表:图示已知a 、b 、A ,△ABC 解的情况.ⅰA 为钝角或直角时解的情况如下:ⅱA 为锐角时,解的情况如下:③运用余弦定理转化为关于一元二次方程 正根个数问题练习:已知ABC ∆中,若22,2==b a ,且三角形有两解,求角A 的取值范围;答案:由条件知b sin A <a ,即2错误!sin A <2, ∴sin A <错误!,∵a <b ,∴A <B ,∴A 为锐角,∴0<A <错误!.例3.1名师一号P62 对点自测3在△ABC 中,a =错误!,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 =错误!=错误!=错误!,∵0<A <π,∴A =60°.注意:已知三边,求其它边或角---余弦定理例3.2名师一号P63 高频考点例122014·新课标全国卷Ⅱ钝角三角形ABC的面积是错误!,AB=1,BC=错误!,则AC=A.5 C.2 D.1解:由题意知S=错误!AB·BC·sin B,△ABC即错误!=错误!×1×错误!sin B,解得sin B=错误!,∴B=45°或B=135°.当B=45°时,AC2=AB2+BC2-2AB·BC·cos B=12+错误!2-2×1×错误!×错误!=1.此时AC2+AB2=BC2,△ABC为直角三角形,不符合题意;当B=135°时,AC2=AB2+BC2-2AB·BC·cos B=12+错误!2-2×1×错误!×错误!=5,解得AC=错误!.符合题意.故选B.注意:已知两边夹角,求其它边或角---余弦定理小结:已知与待求涉及三边和一角的关系---余弦定理例4.1名师一号P63 高频考点例112014·江西卷在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若3a=2b,则错误!的值为A.-错误!C.1解:∵3a=2b,∴由正弦定理得错误!=错误!=错误!.∴错误!=错误!,∴错误!=2×错误!-1=2×错误!-1=错误!-1=错误!.例4.2名师一号P62 对点自测已知△ABC三边满足a2+b2=c2-错误!ab,则此三角形的最大内角为__________.解析∵a2+b2-c2=-错误!ab,∴cos C=错误!=-错误!,故C=150°为三角形的最大内角.注意:1关于边的齐次式或关于角的正弦的齐次式均可利用正弦定理进行边角互化;2关于边的二次式或关于角的余弦均可考虑利用余弦定理进行边角互化.注意等价转换练习:2010·天津理在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若a2-b2=错误!bc,sin C=2错误!sin B,则A=A.30°B.60°C.120°D.150°解:由余弦定理得:cos A=错误!,由题知b2-a2=-错误!bc,c2=2错误!bc,则cos A=错误!, 又A∈0°,180°,∴A=30°,故选A.注意:已知三边比例关系---余弦定理二三角形的面积例1.1名师一号P62 对点自测62014·福建卷在△ABC中,A=60°,AC=4,BC=2错误!,则△ABC的面积等于________.解析由题意及余弦定理得cos A=错误!=错误!=错误!,解得c=2.所以S=错误!bc sin A=错误!×4×2×sin60°=2错误!.故答案为2错误!.注意:a b A解三角形可用正知道两边和其中一边的对角如,,弦定理先求出角B也可用余弦定理先求出边c再求解;两种方法均须注意解的个数本例用余弦求边更快捷.例1.2名师一号P63 高频考点例32014·浙江卷在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知a≠b,c=错误!,cos2A-cos2B=错误!sin A cos A-错误! sin B cos B.1求角C的大小;2若sin A=错误!,求△ABC的面积.解:1由题意得错误!-错误!=错误!sin2A-错误!sin2B,即错误!sin2A-错误!cos2A=错误!sin2B-错误! cos2B,sin错误!=sin错误!.由a≠b,得A≠B,又A+B∈0,π.得2A-错误!+2B-错误!=π,即A+B=错误!,所以C=错误!.2由c=错误!,sin A=错误!,错误!=错误!,得a=错误!.由a<c,得A<C,从而cos A=错误!,故sin B=sin A+C=sin A cos C+cos A sin C=错误!.所以△ABC的面积为S=错误!ac sin B=错误!.规律方法三角形面积公式的应用原则1对于面积公式S=错误!ab sin C=错误!ac sin B=错误! bc 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.三三角形形状的判定例1.1名师一号P63 高频考点例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.解:1由已知,根据正弦定理得2a2=2b+c·b+2c+bc,即a2=b2+c2+bc.由余弦定理得a2=b2+c2-2bc cos A,故cos A=-错误!,∵0<A<180°,∴A=120°.2由1得sin 2A =sin 2B +sin 2C +sin B sin C =错误!.又sin B +sin C =1,解得sin B =sin C =错误!.∵0°<B <60°,0°<C <60°,故B =C =30°,A =120°.∴△ABC 是等腰钝角三角形.法二:因为A =120°,且A +B +C=180°所以sin B +sin C =1即sin60°-C +sin C =1 可求得C=30°例1.2补充根据所给条件,判断△ABC 的形状.1若a cos A =b cos B ,则△ABC 形状为________. 2若错误!=错误!=错误!,则△ABC 形状为________. 解析:1 解法一: 由正弦定理得sinA cos A =sinB cos B 即sin2A =sin2B22A B ∴= 或 22A B π=-A B ∴= 或 2A B π+= ∴△ABC 是等腰三角形或直角三角形.解法二:由余弦定理得a cos A =b cos Ba ·错误!=b ·错误!a 2c 2-a 4-b 2c 2+b 4=0,∴a 2-b 2c 2-a 2-b 2=0∴a 2-b 2=0或c 2-a 2-b 2=0∴a =b 或c 2=a 2+b 2∴△ABC是等腰三角形或直角三角形.2由正弦定理得错误!=错误!=错误!即tan A=tan B=tan C,∵A、B、C∈0,π,∴A=B=C,∴△ABC为等边三角形.注意:利用正、余弦定理进行边角互化1关于边的齐次式或关于角的正弦的齐次式均可利用正弦定理进行边角互化;2关于边的二次式或关于角的余弦均可考虑利用余弦定理进行边角互化;规律方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.加加练P9 第6题∆中,已知ABC∆为则ABCA.等边三角形B.等腰直角三角形C.锐角三角形D.钝角三角形答案:B计时双基练P252 第2题四三角形的综合问题例1.补充 在△ABC 中,sinC-A=1,sinB=31. Ⅰ求sinA 的值;Ⅱ设AC=错误!,求△ABC 的面积.解:Ⅰ由2C A π-=,且C A B π+=-,∴42B A π=-,∴sin sin()sin )42222B B B A π=-=-, ∴211sin (1sin )23A B =-=,又sin 0A >,∴sin A = Ⅱ如图,由正弦定理得sin sin AC BC B A=∴sin 31sin 3AC A BC B ===, 又sin sin()sin cos cos sin C A B A B A B =+=+∴11sin 223ABC S AC BC C ∆=••==注意:关注三角形内角和、特殊角、三角恒等变换公式、 知两边夹角求面积公式的选择;例2.补充已知ABC ∆中,角A B C 、、所对的边 A BC分别为a b c 、、,3B π∠=,b =求a c +的取值范围解法一:正弦定理结合三角最值 当且仅当62A ππ+=即3A π=时等号成立 法二:余弦定理结合不等式 由2222cos b a c ac B =+-得2228a c ac =+-即()2283a c ac =+-a c ∴+≤当且仅当a c =时等号成立 又三角形两边之和大于第三边注:这是一道好题,刚好都能运用“正余弦定理求解最值问题”的两种主要方法解决; 小结:借助正弦定理,转化为角的正弦值,利用三角函数最值求解借助余弦定理,转化为边的关系,利用均值不等式求解余弦定理注意两数和差与这两数的平方和、两数的积 的关系的运用练习:加加练P11 第11题已知△ABC 中,外接圆半径是1,且满足()()222sin sin sin sin A C A B b -=-,则△ABC 面积的最大值为答案:4计时双基练P251 第6题补充已知向量(sin ,1)2A m =-,()2,cos()nBC =+, ,,A B C 为锐角..ABC ∆的内角,其对应边为a ,b ,c . Ⅰ当m n ⋅取得最大值时,求角A 的大小;Ⅱ在Ⅰ成立的条件下,当a =,求22b c +的取值范围. 解:Ⅰ2(sin 212sin 22sin 2cos 2sin2)cos(sin 22--=++-=+=+-=⋅A A A A A C B A nm 0,0,0sin 2242A A A ππ<<∴<<∴<<,1sinA ∴=时,即A π=时,m n ⋅取得最大值,∴A π=正弦定理:2sin sin sin ===a b c R A B C其中R 为△ABC 外接圆的半径 22442cos 22cos(2)3sin 2cos 242sin(23b c B B B B B π+=---=-+=-ABC ∆为锐角三角形★注意:∆ABC 为锐角三角形⇔02<<、、A B C π讲评:1、计时双基练 P252 基础11---多个三角形问题2014·湖南卷如图,在平面四边形ABCD 中,AD =1,CD =2,AC =错误!.1求cos ∠CAD 的值;2若cos ∠BAD =-错误!,sin ∠CBA =错误!,求BC 的长.解 1由余弦定理可得cos ∠CAD =错误!=错误!=错误!,∴cos ∠CAD =错误!.2∵∠BAD 为四边形内角,∴sin ∠BAD >0且sin ∠CAD >0,则由正余弦的关系可得sin ∠BAD =错误!=错误!,且sin ∠CAD =错误!=错误!,由正弦的和差角公式可得sin ∠BAC =sin ∠BAD -∠CAD=sin ∠BAD cos ∠CAD -sin ∠CAD cos ∠BAD=错误!×错误!-错误!×错误!=错误!+错误!=错误!, 再由△ABC 的正弦定理可得错误!=错误!BC =错误!×错误!=3.2、45套之7--192---方程的思想课后作业一、计时双基练P251基础1-6;课本P63变式思考1、3补充练习1、2、3二、计时双基练P251基础7-11;培优1-4课本P63变式思考2三、课本P64典例、※对应训练补充练习4、5预习 第七节补充练习:1、2009山东文17已知函数x x x x f sin sin cos 2cos sin 2)(2-+=ϕϕ ππϕ=<<x 在)0(处取最小值; I 求ϕ的值;Ⅱ在ABC ∆中,c b a ,,分别是角A,B,C 的对边,已知,23)(,2,1===A f b a 求角C;解析Ⅰfx =2sinx 1cos cos sin sin 2x x ϕϕ++- =sinx+ϕ.因为 fx 在x =π时取最小值,所以 sin π+ϕ=-1,故 sin ϕ=1. 又 0<ϕ<π,所以ϕ=2π, Ⅱ由Ⅰ知fx=sinx+2π=cosx. 因为fA=cosA=3,且A 为△ABC 的角, 所以A =6π. 由正弦定理得 sinB =sin b A a =22, 又b >a,当4π=B 时,,12746πππππ=--=--=B A C 当43π=B 时,.12436πππππ=--=--=B A C 综上所述,12127ππ==C C 或 2、 已知ABC ∆中,若22,2==b a ,且三角形有两解,求角A 的取值范围;答案:由条件知b sin A <a ,即2错误!sin A <2,∴sin A <错误!,∵a <b ,∴A <B ,∴A 为锐角,∴0<A <错误!.3、已知△ABC 中,∠A =60°,BC=2错误!,则其外接圆面积为__________.答案:4π★注意:勿忘正弦定理中三角形各边与对角正弦的比为外接圆直径sin sin in 2s a b c A B R C=== R 为三角形外接圆半径 4、在四边形ABCD 中,∠B =∠D =90°,∠A =60°, AB =4,AD =5,则AC 的长为B .2错误!解析 如图,连结AC ,设∠BAC =α,则AC ·cos α=4,AC ·cos60°-α=5,两式相除得,错误!=错误!,展开解得,tan α=错误!∵α为锐角,∴cos α=错误!∴AC =错误!=2错误!解法二:补充△ABD 中,由余弦定理得21BD =由∠B =∠D =90°知AC 为△ABD 的外接圆直径由正弦定理得2127sin sin 620BD AC R A ︒====5、已知向量(sin ,1)2A m =-,()2,cos()nBC =+, ,,A B C 为锐角..ABC ∆的内角,其对应边为a ,b ,c .Ⅰ当m n ⋅取得最大值时,求角A 的大小; Ⅱ在Ⅰ成立的条件下,当a =, 求22b c +的取值范围. 解:Ⅰ2(sin 212sin 22sin 2cos 2sin2)cos(sin 22--=++-=+=+-=⋅A A A A A C B A nm 0,0,0sin 2242A A A ππ<<∴<<∴<<,1sinA ∴=时,即A π=时,m n ⋅取得最大值,∴A π=正弦定理:2sin sin sin ===a b c R A B C其中R 为△ABC 外接圆的半径 22442cos 22cos(2)2cos 242sin(23b c B B B B B π+=---=-+=-∆ABC 为锐角三角形⇔02<<、、A B C π6、2013年广州二模文数 第17题某单位有A 、B 、C 三个工作点,需要建立一个公共无线网络发射点O ,使得发射点到三个工作点的距离相等.已知这三个工作点之间的距离分别为80AB =m ,70BC =m ,50CA =m .假定A 、B 、C 、O 四点在同一平面上.1求BAC ∠的大小;2求点O 到直线BC 的距离.答案13BAC π∠=23m 课后作业三、计时双基练P251基础1-6;课本P63变式思考1补充练习1、3、例2四、计时双基练P251基础7-11;培优1-4课本P63变式思考3补充练习2三、课本P63变式思考2课本P64典例、※对应训练补充练习4、5预习 第七节。
(完整版)(经典)正弦定理、余弦定理知识点总结及最全证明(最新整理)
正弦定理、余弦定理知识点总结及证明方法——王彦文 青铜峡一中1.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.2.能够运用正弦定理、余弦定理等知识和方法解决一些与测量和几何计算有关的实际问题.主要考查有关定理的应用、三角恒等变换的能力、运算能力及转化的数学思想.解三角形常常作为解题工具用于立体几何中的计算或证明,或与三角函数联系在一起求距离、高度以及角度等问题,且多以应用题的形式出现.1.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,即 .其中R 是三角形外接圆的半径.(2)正弦定理的其他形式:①a =2R sin A ,b = ,c = ;②sin A =,sin B = ,a2Rsin C = ;③a ∶b ∶c =______________________.2.余弦定理(1)余弦定理:三角形中任何一边的平方等于其他两边的平方的和减去这两边与它们的夹角的余弦的积的两倍.即a 2= ,b 2= ,c 2= .若令C =90°,则c 2= ,即为勾股定理.(2)余弦定理的变形:cos A= ,cos B = ,cos C = .若C 为锐角,则cos C >0,即a 2+b 2______c 2;若C 为钝角,则cos C <0,即a 2+b 2______c 2.故由a 2+b 2与c 2值的大小比较,可以判断C 为锐角、钝角或直角.(3)正、余弦定理的一个重要作用是实现边角____________,余弦定理亦可以写成sin 2A =sin 2B +sin 2C -2sin B sin C cos A ,类似地,sin 2B =____________;sin 2C =__________________.注意式中隐含条件A +B +C =π.3.解斜三角形的类型(1)已知三角形的任意两个角与一边,用____________定理.只有一解.(2)已知三角形的任意两边与其中一边的对角,用____________定理,可能有___________________.如在△ABC 中,已知a ,b和A 时,解的情况如表: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① ② ③ ④ (3)已知三边,用____________定理.有解时,只有一解.(4)已知两边及夹角,用____________定理,必有一解.4.三角形中的常用公式或变式(1)三角形面积公式S △= = =____________=____________=____________.其中R ,r 分别为三角形外接圆、内切圆半径.(2)A +B +C =π,则A =__________,=__________,从而sin A =A 2____________,cos A =____________,tan A =____________;sin =__________,cos =__________,A 2A2tan =________.tan A +tan B +tan C =A 2__________.(3)若三角形三边a ,b ,c 成等差数列,则2b =____________⇔2sin B =____________⇔2sin =cos ⇔2cos =cos ⇔tan tan =B 2A -C 2A +C 2A -C 2A 2C 2.13【自查自纠】1.(1)===2R a sin A b sin B c sin C (2)①2R sin B 2R sin C ② b 2R c 2R ③sin A ∶sin B ∶sin C 2.(1)b 2+c 2-2bc cos A c 2+a 2-2ca cos B a 2+b 2-2ab cos C a 2+b 2(2) > b 2+c 2-a 22bc c 2+a 2-b 22ca a 2+b 2-c 22ab <(3)互化 sin 2C +sin 2A -2sin C sin A cos B sin 2A +sin 2B -2sin A sin B cos C 3.(1)正弦 (2)正弦 一解、两解或无解 ①一解②二解 ③一解 ④一解 (3)余弦 (4)余弦4.(1)ab sin C bc sin A ac sin B 121212abc 4R (a +b +c )r 12(2)π-(B +C ) - π2B +C 2sin(B +C ) -cos(B +C )-tan(B +C ) cos sin B +C 2B +C21tan B +C 2tan A tan B tan C (3)a +c sin A +sin C 在△ABC 中,A >B 是sin A >sin B 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:因为在同一三角形中,角大则边大,边大则正弦大,反之也成立,故是充要条件.故选C . 在△ABC 中,已知b =6,c =10,B =30°,则解此三角形的结果有( )A .无解 B .一解C .两解 D .一解或两解解:由正弦定理知sin C ==,又由c ·sin B b 56c >b >c sin B 知,C 有两解.也可依已知条件,画出△ABC ,由图知有两解.故选C . ()设△ABC 的内角A, B, C 所2013·陕西对的边分别为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:由已知和正弦定理可得sin B cos C +sin C cos B =sin A ·sin A ,即sin(B +C )=sin A sin A ,亦即sin A =sin A sin A .因为0<A <π,所以sin A =1,所以A =.所以三角形为直角三π2角形.故选B . ()在△ABC 中,角A ,B ,C 2012·陕西所对的边分别为a ,b ,c .若a =2,B =,c =2π6,则b =________.3解:由余弦定理知b 2=a 2+c 2-2ac cos B =22+2-2×2×2×cos =4,b =2.故填2.(23)3π6 在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若a =,b =2,sin B +cos B =,22则角A 的大小为________.解:∵sin B +cos B =,2∴sin =,即sin =1.2(B +π4)2(B +π4)又∵B ∈(0,π),∴B +=,B =.π4π2π4根据正弦定理=,可得sin A =a sin A bsin B=.a sin B b 12∵a <b ,∴A <B .∴A =.故填.π6π6类型一 正弦定理的应用 △ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知A -C =90°,a +c =b ,求C .2解:由a +c =b 及正弦定理可得sin A +2sin C =sin B .2又由于A -C =90°,B =180°-(A +C ),故cos C +sin C =sin A +sin C =sin(A +C )=2sin(90°+2C )=sin2(45°+C ).22∴sin(45°+C )=2sin(45°+22C )cos(45°+C ),即cos(45°+C )=.12又∵0°<C <90°,∴45°+C =60°,C =15°.【评析】利用正弦定理将边边关系转化为角角关系,这是解此题的关键. ()在△ABC 中,角A ,B ,2012·江西C 的对边分别为a ,b ,c .已知A =,b sin π4(π4+C)-c sin=a .(π4+B )(1)求证:B -C =;π2(2)若a =,求△ABC 的面积.2解:(1)证明:对b sin-c sin (π4+C )(π4+B )=a 应用正弦定理得sin B sin-sin C sin (π4+C )=sin A ,(π4+B )即sin B -sin C(22sin C +22cos C )=,整理得sin B cos C -(22sin B +22cos B)22sin C cos B =1,即sin =1.(B -C )由于B ,C ∈,∴B -C =.(0,3π4)π2(2)∵B +C =π-A =,又由(1)知B -C =3π4,π2∴B =,C =.5π8π8∵a =,A =,∴由正弦定理知b =2π4a sin Bsin A=2sin ,c ==2sin .5π8a sin C sin A π8∴S △ABC =bc sin A =×2sin ×2sin12125π8π8×22=sin sin =cos sin =sin25π8π82π8π822=.π412类型二 余弦定理的应用 在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C的对边,且=-.cos B cos C b2a +c (1)求B 的大小;(2)若b =,a +c =4,求△ABC 的面积.13解:(1)由余弦定理知,cos B =,a 2+c 2-b 22accos C =,将上式代入=-得a 2+b 2-c 22ab cos B cos C b 2a +c ·=-,a 2+c 2-b 22ac 2ab a 2+b 2-c 2b2a +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 =π.23(2)将b =,a +c =4,B =π代入b 2=a 21323+c 2-2ac cos B ,得13=42-2ac -2ac cos π,23解得ac =3.∴S △ABC =ac sin B =.12334【评析】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. 若△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边a ,b ,c 满足(a +b )2-c 2=4,且C =60°,则ab的值为( )A. B .8-4 C .1 D.43323解:由余弦定理得c 2=a 2+b 2-2ab cos C =a 2+b 2-ab ,代入(a +b )2-c 2=4中得(a +b )2-(a 2+b 2-ab )=4,即3ab =4,∴ab =.故选A .43类型三 正、余弦定理的综合应用 ()△ABC 的内2013·全国新课标Ⅱ角A 、B 、C 的对边分别为a ,b ,c ,已知a =b cos C +c sin B .(1)求B ;(2)若b =2,求△ABC 面积的最大值.解:(1)由已知及正弦定理得sin A =sin B cos C +sin C sin B .①又A =π-(B +C ),故sin A =sin(B +C )=sin B cos C +cos B sin C .②由①,②和C ∈(0,π)得sin B =cos B .又B ∈(0,π),所以B =.π4(2)△ABC 的面积S =ac sin B =ac .1224由已知及余弦定理得4=a 2+c 2-2ac cos .π4又a 2+c 2≥2ac ,故ac ≤,42-2当且仅当a =c 时,等号成立.因此△ABC 面积的最大值为+1.2【评析】(1)化边为角与和角或差角公式的正向或反向多次联用是常用的技巧;(2)已知边及其对角求三角形面积最值是高考中考过多次的问题,既可用三角函数求最值,也可以用余弦定理化边后用不等式求最值. ()设△ABC 的内角A ,B ,2013·山东C 所对的边分别为a ,b ,c ,且a +c =6,b =2,cos B=.79(1)求a ,c 的值;(2)求sin(A -B )的值.解:(1)由余弦定理b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,得b 2=(a +c )2-2ac (1+cos B ),又a +c =6,b =2,cos B =,所以ac =9,解得a =3,c =3.79(2)在△ABC 中,sin B ==,1-cos 2B 429由正弦定理得sin A ==.a sin B b 223因为a =c ,所以A 为锐角,所以cos A ==.1-sin 2A 13因此sin(A -B )=sin A cos B -cos A sin B =.10227类型四 判断三角形的形状在三角形ABC 中,若tan A ∶tan B =a 2∶b 2,试判断三角形ABC 的形状.解法一:由正弦定理,得=,a 2b 2sin 2Asin 2B所以=,tan A tan B sin 2Asin 2B所以=,即sin2A =sin2B .sin A cos B cos A sin B sin 2A sin 2B所以2A =2B ,或2A +2B =π,因此A =B或A +B =,从而△ABC 是等腰三角形或直角三π2角形.解法二:由正弦定理,得=,所以a 2b 2sin 2Asin 2B=,所以=,再由正、余弦tan A tan B sin 2A sin 2B cos B cos A sin A sin B定理,得=,化简得(a 2-b 2)(c 2-a 2a 2+c 2-b 22ac b 2+c 2-a 22bca b -b 2)=0,即a 2=b 2或c 2=a 2+b 2.从而△ABC 是等腰三角形或直角三角形.【评析】由已知条件,可先将切化弦,再结合正弦定理,将该恒等式的边都化为角,然后进行三角函数式的恒等变形,找出角之间的关系;或将角都化成边,然后进行代数恒等变形,可一题多解,多角度思考问题,从而达到对知识的熟练掌握. ()在△ABC 中,若sin 2A2012·上海+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:在△ABC 中,∵sin 2A +sin 2B <sin 2C ,∴由正弦定理知a 2+b 2<c 2.∴cos C =a 2+b 2-c 22ab<0,即∠C 为钝角,△ABC 为钝角三角形.故选C .类型五 解三角形应用举例 某港口O 要将一件重要物品用小艇送到一艘正在航行的轮船上.在小艇出发时,轮船位于港口O 北偏西30°且与该港口相距20 n mile 的A 处,并以30 n mile/h 的航行速度沿正东方向匀速行驶.假设该小艇沿直线方向以v n mile/h 的航行速度匀速行驶,经过t h 与轮船相遇.(1)若希望相遇时小艇的航行距离最小,则小艇航行速度的大小应为多少?(2)假设小艇的最高航行速度只能达到30 n mile/h ,试设计航行方案(即确定航行方向和航行速度的大小),使得小艇能以最短时间与轮船相遇,并说明理由.解法一:(1)设相遇时小艇航行的距离为S n mile ,则S =900t 2+400-2·30t ·20·cos (90°-30°)==900t 2-600t +400900(t -13)2+300,故当t =时,S min =10,此时v ==3013310313.3即小艇以30 n mile/h 的速度航行,相遇3时小艇的航行距离最小.(2)设小艇与轮船在B 处相遇,则v 2t 2=400+900t 2-2·20·30t ·cos(90°-30°),故v 2=900-+.600t 400t 2∵0<v ≤30,∴900-+≤900,即-600t 400t 22t 2≤0,3t解得t ≥.又t =时,v =30.故v =30时,t2323取得最小值,且最小值等于.23此时,在△OAB 中,有OA =OB =AB =20,故可设计航行方案如下:航行方向为北偏东30°,航行速度为30 n mile/h ,小艇能以最短时间与轮船相遇.解法二:(1)若相遇时小艇的航行距离最小,又轮船沿正东方向匀速行驶,则小艇航行方向为正北方向.设小艇与轮船在C 处相遇.在Rt△OAC 中,OC =20cos30°=10,AC =320sin30°=10.又AC =30t ,OC =vt ,此时,轮船航行时间t ==,v ==1030131031330.3即小艇以30 n mile/h 的速度航行,相遇3时小艇的航行距离最小.(2)假设v =30时,小艇能以最短时间与轮船在D 处相遇,此时AD =DO =30t .又∠OAD =60°,所以AD =DO =OA =20,解得t =.23据此可设计航行方案如下:航行方向为北偏东30°,航行速度的大小为30 n mile/h.这样,小艇能以最短时间与轮船相遇.证明如下:如图,由(1)得OC =10,AC =10,3故OC >AC ,且对于线段AC 上任意点P ,有OP ≥OC >AC .而小艇的最高航行速度只能达到30 n mile/h ,故小艇与轮船不可能在A ,C 之间(包含C )的任意位置相遇.设∠COD =θ(0°<θ<90°),则在Rt△COD 中,CD =10tan θ,OD =.3103cos θ由于从出发到相遇,轮船与小艇所需要的时间分别为t =和t =,所以10+103tan θ30103v cos θ=.10+103tan θ30103v cos θ由此可得,v =.153sin (θ+30°)又v ≤30,故sin(θ+30°)≥,从而,3230°≤θ<90°.由于θ=30°时,tan θ取得最小值,且最小值为.33于是,当θ=30°时,t =10+103tan θ30取得最小值,且最小值为.23【评析】①这是一道有关解三角形的实际应用题,解题的关键是把实际问题抽象成纯数学问题,根据题目提供的信息,找出三角形中的数量关系,然后利用正、余弦定理求解.②解三角形的方法在实际问题中,有广泛的应用.在物理学中,有关向量的计算也要用到解三角形的方法.近年的高考中我们发现以解三角形为背景的应用题开始成为热点问题之一.③不管是什么类型的三角应用问题,解决的关键都是充分理解题意,将问题中的语言叙述弄明白,画出帮助分析问题的草图,再将其归结为属于哪类可解的三角形.④本题用几何方法求解也较简便. ()如图,渔船2012·武汉5月模拟甲位于岛屿A 的南偏西60°方向的B 处,且与岛屿A 相距12海里,渔船乙以10海里/小时的速度从岛屿A 出发沿正北方向航行,若渔船甲同时从B 处出发沿北偏东α的方向追赶渔船乙,刚好用2小时追上.(1)求渔船甲的速度;(2)求sin α的值.解:(1)依题意,∠BAC =120°,AB =12,AC =10×2=20,在△ABC 中,由余弦定理知BC 2=AB 2+AC 2-2AB ·AC ·cos∠BAC =122+202-2×12×20×cos120°=784,BC =28.所以渔船甲的速度为v ==14(海里/小282时).(2)在△ABC 中,AB =12,∠BAC =120°,BC =28,∠BCA =α,由正弦定理得=AB sin αBCsin ∠BAC,即=,从而sin α=12sin α28sin120°12sin120°28=.33141.已知两边及其中一边的对角解三角形时,要注意解的情况,谨防漏解.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关系(注意应用A +B +C =π这个结论)或边边关系,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,否则有可能漏掉一种形状.3.要熟记一些常见结论,如三内角成等差数列,则必有一角为60°;若三内角的正弦值成等差数列,则三边也成等差数列;内角和定理与诱导公式结合产生的结论:sin A =sin(B +C ),cos A =-cos(B +C ),sin =cos ,sin2A =-A 2B +C2sin2(B +C ),cos2A =cos2(B +C )等.4.应用正、余弦定理解斜三角形应用题的一般步骤:(1)分析:理解题意,分清已知与未知,画出示意图;(2)建模:根据已知条件与求解目标,把已知量与求解量尽量集中到一个三角形中,建立一个解斜三角形的模型;(3)求解:利用正、余弦定理有序地解出三角形,求得数学模型的解;(4)检验:检验上述所求得的解是否符合实际意义,从而得出实际问题的解.5.正、余弦定理是应用极为广泛的两个定理,它将三角形的边和角有机地联系起来,从而使三角与几何产生联系,为求与三角形有关的量(如面积、外接圆、内切圆半径和面积等)提供了理论依据,也是判断三角形形状、证明三角形中有关等式的重要依据.主要方法有:化角法,化边法,面积法,运用初等几何法.注意体会其中蕴涵的函数与方程思想、等价转化思想及分类讨论思想.。
正余弦定理重点知识点
正弦定理和余弦定理一、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,则定理正弦定理余弦定理内容asin A=bsin B=csin C=2Ra2=b2+c2-2bc cos A;b2=c2+a2-2ca cos B;c2=a2+b2-2ab cos C常见变形(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;(4)a+b+csin A+sin B+sin C=asin A=bsin B=csin C;(5)a sin B=b sin A,b sin C=c sin B,a sin C=c sin Acos A=b2+c2-a22bc;cos B=c2+a2-b22ac;cos C=a2+b2-c22ab二、常见正余弦定理的应用1、正弦定理求角:2、边角互化之正弦定理:3、边角互化之射影定理:4、余弦定理求边角: 5边角互化的速判:6、边角互化--伪降幂公式:三、对三角形解的个数的探究---正弦定理可以用来解决两类解三角形的问题:1.已知两角和任意一边,求另两边和另一角; 2.已知两边和其中一边的对角,求其他的边和角.第一类问题有唯一解,当三角形的两角和任一边确定时,三角形就被唯一确定. 第二类问题的三角形不能唯一确定,可能出现一解、两解或无解的情况. 下面以已知a ,b 和A ,解三角形为例加以说明.法一;由正弦定理、正弦函数的有界性及三角形的性质可得:0121法则(大招秒杀)(1)若sin B =b sin Aa >1,则满足条件的三角形的个数为0,即无解; (2)若sin B =b sin Aa =1,则满足条件的三角形的个数为1;(3)若sin B =b sin Aa <1,则满足条件的三角形的个数为1或2.显然由0<sin B =b sin Aa <1可得B 有两个值,一个为钝角,一个为锐角,考虑到“大角对大边”、“三角形内角和等于180°”等,此时需进行讨论.判断三角形解的个数也可由“三角形中大边对大角”来判定.设A 为锐角,若a ≥b ,则A ≥B ,从而B 为锐角,有一解;若a <b ,则A <B ,由正弦定理得sin B =b sin Aa ;①sin B >1,无解;②sin B =1,一解;③sin B <1,两解.四、三角形的面积公式S △ABC =12ab sin C =12bc sin A =12ac sin B =abc 4R =12(a +b +c )·r (R 、r 分别是三角形外接圆、内切圆的半径),并可由此计算R ,r .五、三角形中的不定量问题题型一 最值问题:1、角度相关的最值问题:内角关系式+正弦型函数已知条件选用公式三角形的一边及此边上的高公式1:S △ABC =12a ·h a =12b ·h b =12c ·hc (h a ,h b ,h c 分别为边a ,b ,c 上的高)三角形的两边及夹角公式2:S △ABC =12ab sin C =12bc sin A =12ac sinB三角形的两角及一边公式3:S △ABC =12a 2sin B sin C sin A ,S △ABC =12b 2sin A sin Csin B ,S △ABC =12c 2sin A sin Bsin C.三角形的三边公式4:(海伦公式)S △ABC =()()()c p b p a p p ---,其中p =12(a +b +c ).2、边长相关的最值问题:①正弦定理+正弦型函数 ②余弦定理+基本不等式3、对称速算(已知对边对角b 、B ,求22,,ca ac c a ++周长,面积的最值和取值范围都可用)两边相等有最值,再看临界题型二 多三角形问题锁定三角形,选择公式:两角用正弦,一角用余弦 题型三 割线问题(通法:锁定三角形,选择公式) 常规算法:正余弦定理的选用 已知割线分比1、涉及对应角:向量法(巴掌定理再求模)2、不涉及对应角:补角模型:抓住补角,两次余弦(依据:0cos cos 180=+=+βαβα,) 3、涉及堆堆角:堆堆角模型:堆堆角,面积法(利用大三角形面积=两小三角形面积和) 题型四:中线模型1、常规以及解答题求中线方法:两次余弦定理求中线长2、选填注意中线定理的应用:题型五:角分线模型1、特殊割线模型,注意角平分线定理的应用:角分线模型+补角模型2、中难题优先考虑:堆堆角,面积法 题型六:四边形问题1、求值问题:补角模型(抓住补角,两次余弦)2、秒杀大招(对角互补): 海伦公式秒杀面积:托勒密定理秒杀对角线最大值:BD AC AD BC CD AB ⋅≥⋅+⋅四点共圆取等cab F ED A BC最值问题:正弦定理+正弦型函数Or 余弦定理+基本不等式补充知识点--三角形中线、角平分线定理一、中线定理,又称阿波罗尼斯定理,一种欧式几何的定理,表示三角形三边和中线长度关系 定理:三角形一条中线两侧所对边平方和等于底边的一半平方和与该中边平方和的2倍2222122b c a AD +=+ 2222122b a c CF +=+2222122a c b BE +=+证明:三角形ABC 的边,,a b c 所对的角分别为,,A B C ,其中点,,D E F 分别是,,BC AC AB 的中点,如图所示:以2222122b c a AD +=+为例 在三角形ABD ,由余弦定理,可得:2222cos AB AD BD AD BD ADB =+-⋅∠,即222112cos 22c AD a AD a ADB ⎛⎫⎛⎫=+-⋅⋅∠ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭-------①在三角形ADC 中,又余弦定理可知:2222cos AC AD CD AD CD ADC =+-⋅∠即222112cos 22b AD a AD a ADC ⎛⎫⎛⎫=+-⋅⋅∠ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭-----②ADC ADC π∠+∠=,则ADC ADC π∠=-∠, ∴cos cos ADC ADC ∠=-∠有①②联立,且①+②,得:2222122c b AD a +=+,命题得证. 二、角平分线定理:定理1:角平分线上的点到这个角两边的距离相等定理2:三角形一个角的平分线与其对边所成的两条线段与这个角的两边对应成比例. 证明:如图,在ABC ∆,AD 是BAC ∠的平分线,过点D 作AB DE ⊥,AC DF ⊥,AD 是角BAC ∠的平分线,AB DE ⊥,AC DF ⊥DF DE =∴(定理1)DE AB S ABD ⋅=∆21 ,AD AC S ACD ⋅=21ACAB S S ACD ABD ::=∴∆∆,过点A 作BC AG ⊥,垂直为GAG BD S ABD ⋅=∆21 ,AG CD S ACD ⋅=∆21CDBD S S ACD ABD ::=∴∆∆CD BD AC AB ::=∴定理3:已知AD是ABC的角平分,则CDBDACABAD⋅-⋅=2(角平分线长定理)补充向量知识点六:向量的代数策略和几何策略题型1:建系法巧算模与夹角:有垂直,有特殊角度,可建系题型2:建系法巧算数量积、巧定系数:不定图形求值问题,可取特殊情况建系题型3:建系法处理动点最值:动点可利用共线向量,求出坐标题型4:几何法巧算向量:题型5:几何法巧算模的最值:三角不等式(中间和差模,两边模和差)正余弦定理在实际中的应用对实际应用问题中的一些名称、术语的含义的理解(1)坡角:坡向与水平方向的夹角,如图.(2)仰角和俯角:在视线和水平线所成角中,视线在水平线上方的角叫仰角,在水平线下方的角叫俯角,如图.(3)方位角:指从正北方向顺时针转到目标方向线所成的角,如图中B点的方位角为α.(4)方向角:从指定方向线到目标方向线所成的小于90°的水平角,如南偏西60°,指以正南方向为始边,顺时针方向向西旋转60°.如图中∠ABC为北偏东60°或为东偏北30°.(1)(2)(3)(4)。
高一数学重点知识点系列-正弦定理与余弦定理
正弦定理与余弦定理一、三角形中的各种关系设ABC ∆的三边分别是,,a b c ,与之对应的三个角分别是,,A B C .则有如下关系:1、三内角关系三角形中三内角之和为π(三角形内角和定理),即A B C π++=,;2、边与边的关系三角形中任意两条边的和都大于第三边,任意两条边的差都小于第三边,即,,a b c a c b b c a +>+>+>;,,a b c a c b b c a -<-<-<;3、边与角的关系(1)正弦定理三角形中任意一条边与它所对应的角的正弦之比都相等,即2sin sin sin a b c R A B C===(这里,R 为ABC ∆外接圆的半径). 注1:(I )正弦定理的证明:在ABC ∆中,设,,BC a AC b AB c ===, 证明:2sin sin sin a b c R A B C===(这里,R 为ABC ∆外接圆的半径)证:法一(平面几何法):在ABC ∆中 ,作CH AB ⊥,垂足为H则在Rt AHC ∆中,sin CH A AC =;在Rt BHC ∆中,sin CH B BC =sin ,sin CH b A CH a B ∴== sin sin b A a B ⇒= 即sin sin a b A B = 同理可证:sin sin b c B C= 于是有sin sin sin a b c A B C== 作ABC ∆的外接圆⊙O ,设其半径为R连接BO 并延长,则可得到⊙O 的直径BD ,连接DA因为在圆中,直径所对的圆周角是直角所以90o DAB ∠=于是在Rt DAB ∆中,sin 2AB c D BD R== 又因为在同一圆中,同弧所对的圆周角相等所以D C ∠=∠2sin sin 2c c c R c C DR∴=== 故2sin sin sin a b c R A B C ===(这里,R 为ABC ∆外接圆的半径) 法二(平面向量法)(Ⅱ)正弦定理的意义: 正弦定理指出了任意三角形中三边与其对应角的正弦值之间的一个关系式,也就是任意三角形的边角关系.(Ⅲ)正弦定理适用的范围:(i )已知三角形的两角及一边,解三角形;(ii )已知三角形的两边及其中一边所对应的角,解三角形;(iii )运用::sin :sin :sin a b c A B C =解决角之间的转换关系. 注2:正弦定理的一些变式:(i )::sin :sin :sin a b c A B C =;(ii )sin ,sin ,sin 222a b c A B C R R R===; (iii )2sin ,2sin ,2sin a R A b R B c R C ===.注3:已知三角形是确定的,则在运用正弦定理解该三角形时,其解是唯一的;已知三角形的两条边和其中一条边的对角,由于该三角形具有不稳定性,所以其解是不确定的,此时可结合平面几何作图的方法、“大边对大角,大角对大边”定理及三角形内角和定理解决问题.例1. ABC ∆中,,a b 分别为角,A B 的对边,若60,75,8o o B C a ===,则b =_.例2. ABC ∆中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,,13A a b π===,则c =_.例3.在ABC ∆中,60,1o b B c ===,求a 和,.A C例4. 在ABC ∆中,已知2,2,2B A BC AB ∠=∠==+则A ∠=_. 例5.已知ABC ∆中,角,A B 所对的边分别是,a b ,若cos cos a B b A =,则ABC ∆一定是()A. 等腰三角形B. 等边三角形C. 直角三角形D. 等腰直角三角形(2)余弦定理三角形中任意一条边的平方等于其他两条边平方的和减去这两条边与它们夹角的余弦的乘积的2倍,即2222cos a b c bc A =+-,2222cos b c a ca B =+-,2222cos c a b ab C =+-. 注1:(I )余弦定理的证明:法一(平面几何法)在ABC ∆中 ,作CH AB ⊥,垂足为H则在Rt AHC ∆中,sin CH CH A AC b ==;cos AH AH A AC b== sin ,cos CH b A AH b A ∴== cos BH AB AH c b A ⇒=-=- 在Rt CHB ∆中,由勾股定理有222BC CH BH =+于是有22222222222222(sin )(cos )sin 2cos cos (sin cos )2cos 2cos a b A c b A b A c bc A b Ab A Ac bc A b c bc A=+-=+-+=++-=+-同理可证:2222cos b c a ca B =+-,2222cos c a b ab C =+-.法二(平面向量法)(Ⅱ)余弦定理的意义: 余弦定理是揭示三角形边角关系的重要定理,直接运用它可解决一类已知三角形两边及夹角求第三边或者是已知三个边求角的问题,若对余弦定理加以变形并适当结合其它知识,则使用起来更为方便、灵活。
正余弦定理知识点
正余弦定理知识点一、知识概述《正余弦定理》①基本定义:- 正弦定理呢,简单说就是在一个三角形里,各边和它所对角的正弦值的比是相等的。
也就是说a/sinA = b/sinB = c/sinC。
就好比是三角形三边和它对角正弦之间有着一种平均分配的关系。
- 余弦定理对于边来说,它是说三角形中任何一边的平方,等于其他两边平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍。
比如对于边a,a²= b²+ c²- 2bc·cosA。
这就像是三边之间有一种和角度余弦相关的计算关系。
②重要程度:在中学的数学学科,尤其是三角函数和三角形这部分知识里,正余弦定理超级重要。
它是求解三角形各种未知元素的非常厉害的工具,像已知两角一边或者两边一角之类的情况,没有它都没法做。
③前置知识:得先知道三角形的一些基本知识,像三角形内角和是180度啊,三角函数的定义(正弦、余弦是怎么一回事儿)等基础知识。
④应用价值:在实际生活中的测量呀,建筑工程里已知一些距离和角度求其他的数据等方面,还有像地图绘制里通过角度和部分距离求未知距离等情况都很有用,非常具有现实意义。
二、知识体系①知识图谱:在三角学这一大块知识里,正余弦定理处于求解三角形相关问题的核心位置。
就像是一根线把三角形的边和角这些零散的珠子串起来了。
②关联知识:它和三角函数的各种性质、三角形的面积公式等联系很紧密。
有时候求三角形面积用到的1/2ab·sinC,这里就有正弦呢,和正余弦定理就有关系。
③重难点分析:- 掌握难度对于有些同学来说中等,关键有点在于准确地记忆公式,并且能够灵活分析已知条件决定是用正弦定理还是余弦定理或者两者结合。
我感觉不少同学开始分不清啥时候该用哪个定理。
- 像在有些复杂图形中,找出符合正余弦定理条件的三角形是个难点。
④考点分析:在考试中超级重要,那是必考内容。
考查方式很多,比如会直接给条件让求三角形某边或者角;还可能会出在大题里,和其他知识综合起来考查,像在立体几何里求某个三角形元素等。
(完整版)正弦定理、余弦定理知识点
正弦定理、余弦定理讲师:王光明【基础知识点】1. 三角形常用公式:A +B +C =π;S =ab sin C =bc sin A ==ca sin B ;2121212.三角形中的边角不等关系: A>B a>b,a+b>c,a-b<c ;;⇔3.【正弦定理】:===2R (外接圆直径);A a sin B b sin Ccsin 正弦定理的变式:; a ∶b ∶c =sin A ∶sin B ∶sin C .⎪⎩⎪⎨⎧===C R c B R b AR a sin 2sin 2sin 24.正弦定理应用范围: ①已知两角和任一边,求其他两边及一角. ②已知两边和其中一边对角,求另一边的对角.③几何作图时,存在多种情况.如已知a 、b 及A ,求作三角形时,要分类讨论,确定解的个数.已知两边和其中一边的对角解三角形,有如下的情况:(1)A 为锐角AABa=bsin A bsin A<a<b a b ≥ 一解 两解 一解(2)A 为锐角或钝角当时有一解.a>b 5.【余弦定理】 a 2=b 2+c 2-2bccosA .c 2=a 2+b 2-2abcosC .b 2=a 2+c 2-2accosB .若用三边表示角,余弦定理可以写为、6.余弦定理应用范围:(1)已知三角形的三条边长,可求出三个内角;(2)已知三角形的两边及夹角,可求出第三边.【习题知识点】知识点1 运用判断三角形形状例题1在△ABC 中已知acosB=bcosA,试判断△ABC 的形状.【分析】利用正弦定理或余弦定理判断三角形形状,可以将三角形中的边用角表示,也可将角用边来表示.从中找到三角形中的边角关系,判断出三角形的形状.【解析】解法1:由扩充的正弦定理:代入已知式2RsinAcosB=2RsinBcosAsinAcosB-cosAsinB=0 , sin(A-B)=0A-B=0 ∴A=B 即△ABC 为等腰三角形解法2:由余弦定理: 22222222bc a c b b ac b c a a -+⋅=-+⋅ 22b a = ∴ b a =即△ABC 为等腰三角形.知识点2 运用正、余弦定理解三角形解三角形问题中正、余弦定理的选择:(1)在下述情况下应首先使用余弦定理: ①已知三条边(边边边),求三个角;②已知两边和它们的夹角(边角边),求其它一边和两角;(2)在下述情况下应首先使用正弦定理:①已知两边和一边的对角(边边角),求其它一边和两角;②已知两角和任一边(角角边、角边角),求其它两边和一角.例题2 在△ABC 中,已知,,B=45︒ 求A 、C 及c .3=a 2=b 【分析】在解斜三角形应用过程中,注意要灵活地选择正弦定和余弦定理,解得其它的边和角【解析】解法1:由正弦定理得:23245sin 3sin sin === b B a A ∵B=45︒<90︒ 即b <a ∴A=60︒或120︒当A=60︒时C=75︒ 22645sin 75sin 2sin sin +===BCb c当A=120︒时C=15︒ 22645sin 15sin 2sin sin -===B C b c 解法2:设c =x 由余弦定理将已知条件代入,整理:解之:B ac c a b cos 2222-+=0162=+-x x 226±=x 当时 从而A=60︒ ,C=75︒226+=c 2)13(231226223)226(22cos 22221=++=+⋅⋅-++=-+=bc a c b A 当时同理可求得:A=120︒ C=15︒.226-=c 知识点3 解决与三角形在关的证明、计算问题例题3 已知A 、B 、C 为锐角,tanA=1,tanB=2,tanC=3,求A+B+C 的值. 【分析】本题是要求角,要求角先要求出这个角的某一个三角函数值,再根据角的范围确定角.本题应先求出A+B 和C 的正切值,再一次运用两角和的正切公式求出A+B+C .【解析】 A B C 、、为锐角∴<++<0270°°A B C 又,,由公式可得tan tan A B ==12tan()tan tan tan tan A B A B A B +=+-⋅=+-=-112123[]tan()tan ()A B C A B C ++=++=++-+⋅tan()tan tan()tan A B C A B C 1 =-+--⨯33133() =0所以A+B+C=π知识点4 求三角形的面积例题4 △ABC 中,D 在边BC 上,且BD =2,DC =1,∠B =60o ,∠ADC =150o ,求AC 的长及△ABC 的面积.【解析】在△ABC 中,∠BAD =150o -60o =90o ,∴AD =2sin60o =3.A在△ACD 中,AD 2=(3)2+12-2×3×1×cos150o =7,∴AC =7. ∴AB =2cos60o =1.S △ABC =21×1×3×sin60o =343.知识点4 解决实际为题例题4 如图,海中有一小岛,周围3.8海里内有暗礁。
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正弦定理、余弦定理知识点总结及证明方法——王彦文 青铜峡一中1.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.2.能够运用正弦定理、余弦定理等知识和方法解决一些与测量和几何计算有关的实际问题.主要考查有关定理的应用、三角恒等变换的能力、运算能力及转化的数学思想.解三角形常常作为解题工具用于立体几何中的计算或证明,或与三角函数联系在一起求距离、高度以及角度等问题,且多以应用题的形式出现.1.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,即.其中R是三角形外接圆的半径.(2)正弦定理的其他形式:①a=2R sin A,b=,c=;②sin A=a2R,sin B=,sin C=;③a∶b∶c=______________________. 2.余弦定理(1)余弦定理:三角形中任何一边的平方等于其他两边的平方的和减去这两边与它们的夹角的余弦的积的两倍.即a2=,b2=,c2= .若令C=90°,则c2=,即为勾股定理.(2)余弦定理的变形:cos A=,cos B=,cos C= .若C为锐角,则cos C>0,即a2+b2______c2;若C为钝角,则cos C<0,即a2+b2______c2.故由a2+b2与c2值的大小比较,可以判断C为锐角、钝角或直角.(3)正、余弦定理的一个重要作用是实现边角____________,余弦定理亦可以写成sin2A=sin2B+sin2C-2sin B sin C cos A,类似地,sin2B=____________;sin2C=__________________.注意式中隐含条件A+B+C=π.3.解斜三角形的类型(1)已知三角形的任意两个角与一边,用____________定理.只有一解.(2)已知三角形的任意两边与其中一边的对角,用____________定理,可能有___________________.如在△ABC中,已知a,b和A时,解的情况如表:(3)已知三边,用____________定理.有解时,只有一解.(4)已知两边及夹角,用____________定理,必有一解.4.三角形中的常用公式或变式(1)三角形面积公式S△===____________=____________=____________.其中R,r分别为三角形外接圆、内切圆半径.(2)A+B+C=π,则A=__________,A2=__________,从而sin A=____________,cos A=____________,tan A=____________;sin A2=__________,cos A2=__________,tan A2=________.tan A+tan B+tan C=__________.(3)若三角形三边a,b,c成等差数列,则2b=____________⇔2sin B=____________⇔2sin B2=cosA-C2⇔2cosA+C2=cosA-C2⇔tanA2tanC2=13.【自查自纠】1.(1)asin A =bsin B=csin C=2R(2)①2R sin B2R sin C②b2Rc2R③sin A∶sin B∶sin C2.(1)b2+c2-2bc cos A c2+a2-2ca cos B a2+b2-2ab cos C a2+b2(2)b 2+c 2-a 22bc c 2+a 2-b 22ca a 2+b 2-c 22ab > <(3)互化 sin 2C +sin 2A -2sin C sin A cos B sin 2A +sin 2B -2sin A sin B cos C3.(1)正弦 (2)正弦 一解、两解或无解 ①一解 ②二解 ③一解 ④一解 (3)余弦 (4)余弦4.(1)12ab sin C 12bc sin A 12ac sin B abc 4R 12(a +b +c )r(2)π-(B +C ) π2-B +C 2sin(B +C ) -cos(B +C ) -tan(B +C ) cosB +C 2sinB +C 21tanB +C 2tan A tan B tan C (3)a +c sin A +sin C在△ABC中,A>B是sin A>sin B 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:因为在同一三角形中,角大则边大,边大则正弦大,反之也成立,故是充要条件.故选C.在△ABC中,已知b=6,c=10,B=30°,则解此三角形的结果有()A .无解B .一解C .两解D .一解或两解解:由正弦定理知sin C =c ·sin B b =56,又由c >b >c sin B 知,C 有两解.也可依已知条件,画出△ABC ,由图知有两解.故选C .(2013·陕西)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:由已知和正弦定理可得sin B cos C +sin C cos B =sin A ·sin A ,即sin(B +C )=sin A sin A ,亦即sin A =sin A sin A .因为0<A <π,所以sin A =1,所以A =π2.所以三角形为直角三角形.故选B .(2012·陕西)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若a =2,B =π6,c =23,则b =________.解:由余弦定理知b 2=a 2+c 2-2ac cos B =22+()232-2×2×23×cos π6=4,b =2.故填2.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,则角A 的大小为________.解:∵sin B +cos B =2,∴2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫B +π4=2,即sin ⎝⎛⎭⎪⎫B +π4=1.又∵B∈(0,π),∴B+π4=π2,B=π4.根据正弦定理asin A =bsin B,可得sin A=a sin Bb=12.∵a<b,∴A<B.∴A=π6.故填π6.类型一正弦定理的应用△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知A-C=90°,a+c=2b,求C.解:由a+c=2b及正弦定理可得sin A+sin C=2sin B.又由于A-C=90°,B=180°-(A+C),故cos C+sin C=sin A+sin C=2sin(A +C )=2sin(90°+2C )=2sin2(45°+C ). ∴2sin(45°+C )=22sin(45°+C )cos(45°+C ), 即cos(45°+C )=12.又∵0°<C <90°,∴45°+C =60°,C =15°.【评析】利用正弦定理将边边关系转化为角角关系,这是解此题的关键.(2012·江西)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知A =π4,b sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+C -c sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+B =a .(1)求证:B -C =π2; (2)若a =2,求△ABC 的面积.解:(1)证明:对b sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+C -c sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+B =a 应用正弦定理得sin B sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+C -sin C sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+B =sin A ,即sin B ⎝ ⎛⎭⎪⎫22sin C +22cos C -sin C ⎝ ⎛⎭⎪⎫22sin B +22cos B =22,整理得sin B cos C -sin C cos B =1,即sin ()B -C =1.由于B ,C ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,3π4,∴B -C =π2.(2)∵B +C =π-A =3π4,又由(1)知B -C =π2, ∴B =5π8,C =π8. ∵a =2,A =π4,∴由正弦定理知b =a sin B sin A =2sin 5π8,c =a sin Csin A=2sin π8.∴S △ABC =12bc sin A =12×2sin 5π8×2sin π8×22=2sin5π8sin π8=2cos π8sin π8=22sin π4=12. 类型二 余弦定理的应用在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 的对边,且cos B cos C =-b2a +c. (1)求B 的大小;(2)若b =13,a +c =4,求△ABC 的面积.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 =-b2a+c得a2+c2-b22ac·2aba2+b2-c2=-b2a+c,整理得a2+c2-b2=-ac.∴cos B=a2+c2-b22ac=-ac2ac=-12.∵B为三角形的内角,∴B=23π.(2)将b=13,a+c=4,B=23π代入b2=a2+c2-2ac cos B,得13=42-2ac-2ac cos 23π,解得ac=3.∴S△ABC=12ac sin B=334.【评析】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.若△ABC的内角A,B,C所对的边a,b,c满足(a+b)2-c2=4,且C=60°,则ab的值为()A.43B.8-4 3 C.1 D.23解:由余弦定理得c2=a2+b2-2ab cos C=a2+b2-ab,代入(a+b)2-c2=4中得(a+b)2-(a2+b2-ab)=4,即3ab=4,∴ab=43.故选A.类型三正、余弦定理的综合应用(2013·全国新课标Ⅱ)△ABC的内角A、B、C的对边分别为a,b,c,已知a=b cos C+c sin B.(1)求B;(2)若b=2,求△ABC面积的最大值.解:(1)由已知及正弦定理得sin A=sin B cos C+sin C sin B.①又A=π-(B+C),故sin A=sin(B+C)=sin B cos C+cos B sin C.②由①,②和C∈(0,π)得sin B=cos B.又B∈(0,π),所以B=π4.(2)△ABC的面积S=12ac sin B=24ac.由已知及余弦定理得4=a2+c2-2ac cosπ4.又a2+c2≥2ac,故ac≤42-2,当且仅当a=c时,等号成立.因此△ABC面积的最大值为2+1.【评析】(1)化边为角与和角或差角公式的正向或反向多次联用是常用的技巧;(2)已知边及其对角求三角形面积最值是高考中考过多次的问题,既可用三角函数求最值,也可以用余弦定理化边后用不等式求最值.(2013·山东)设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且a+c=6,b=2,cos B=7 9 .(1)求a,c的值;(2)求sin(A-B)的值.解:(1)由余弦定理b2=a2+c2-2ac cos B,得b2=(a+c)2-2ac(1+cos B),又a+c=6,b=2,cos B=79,所以ac=9,解得a=3,c=3.(2)在△ABC中,sin B=1-cos2B=42 9,由正弦定理得sin A=a sin Bb =223.因为a=c,所以A为锐角,所以cos A=1-sin2A=13.因此sin(A-B)=sin A cos B-cos A sin B=10227.类型四判断三角形的形状在三角形ABC中,若tan A∶tan B =a2∶b2,试判断三角形ABC的形状.解法一:由正弦定理,得a2b2=sin2A sin2B,所以tan Atan B =sin2A sin2B,所以sin A cos Bcos A sin B =sin2Asin2B,即sin2A=sin2B.所以2A=2B,或2A+2B=π,因此A=B或A+B=π2,从而△ABC是等腰三角形或直角三角形.解法二:由正弦定理,得a2b2=sin2Asin2B,所以tan Atan B=sin2Asin2B,所以cos Bcos A=sin Asin B,再由正、余弦定理,得a 2+c 2-b 22ac b 2+c 2-a 22bc=a b,化简得(a 2-b 2)(c 2-a 2-b 2)=0,即a 2=b 2或c 2=a 2+b 2.从而△ABC 是等腰三角形或直角三角形.【评析】由已知条件,可先将切化弦,再结合正弦定理,将该恒等式的边都化为角,然后进行三角函数式的恒等变形,找出角之间的关系;或将角都化成边,然后进行代数恒等变形,可一题多解,多角度思考问题,从而达到对知识的熟练掌握.(2012·上海)在△ABC 中,若sin 2A +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:在△ABC 中,∵sin 2A +sin 2B <sin 2C ,∴由正弦定理知a 2+b 2<c 2.∴cos C=a 2+b 2-c 22ab<0,即∠C 为钝角,△ABC 为钝角三角形.故选C .类型五 解三角形应用举例某港口O 要将一件重要物品用小艇送到一艘正在航行的轮船上.在小艇出发时,轮船位于港口O 北偏西30°且与该港口相距20 n mile 的A 处,并以30 n mile/h 的航行速度沿正东方向匀速行驶.假设该小艇沿直线方向以v n mile/h 的航行速度匀速行驶,经过t h 与轮船相遇.(1)若希望相遇时小艇的航行距离最小,则小艇航行速度的大小应为多少? (2)假设小艇的最高航行速度只能达到30 n mile/h ,试设计航行方案(即确定航行方向和航行速度的大小),使得小艇能以最短时间与轮船相遇,并说明理由.解法一:(1)设相遇时小艇航行的距离为S n mile ,则S =900t 2+400-2·30t ·20·cos (90°-30°) =900t 2-600t +400=900⎝⎛⎭⎪⎫t -132+300,故当t =13时,S min =103,此时v =10313=30 3.即小艇以30 3 n mile/h 的速度航行,相遇时小艇的航行距离最小. (2)设小艇与轮船在B 处相遇,则v2t2=400+900t2-2·20·30t·cos(90°-30°),故v2=900-600t +400t2.∵0<v≤30,∴900-600t+400t2≤900,即2t2-3t≤0,解得t≥23.又t=23时,v=30.故v=30时,t取得最小值,且最小值等于23.此时,在△OAB中,有OA=OB=AB=20,故可设计航行方案如下:航行方向为北偏东30°,航行速度为30 n mile/h,小艇能以最短时间与轮船相遇.解法二:(1)若相遇时小艇的航行距离最小,又轮船沿正东方向匀速行驶,则小艇航行方向为正北方向.设小艇与轮船在C处相遇.在Rt△OAC中,OC=20cos30°=103,AC=20sin30°=10. 又AC=30t,OC=vt,此时,轮船航行时间t=1030=13,v=10313=30 3.即小艇以30 3 n mile/h的速度航行,相遇时小艇的航行距离最小.(2)假设v=30时,小艇能以最短时间与轮船在D处相遇,此时AD=DO=30t.又∠OAD=60°,所以AD=DO=OA=20,解得t=23.据此可设计航行方案如下:航行方向为北偏东30°,航行速度的大小为30 n mile/h.这样,小艇能以最短时间与轮船相遇.证明如下:如图,由(1)得OC=103,AC=10,故OC>AC,且对于线段AC上任意点P,有OP≥OC>AC.而小艇的最高航行速度只能达到30 n mile/h,故小艇与轮船不可能在A,C之间(包含C)的任意位置相遇.设∠COD=θ(0°<θ<90°),则在Rt△COD中,CD=103tanθ,OD=103 cosθ.由于从出发到相遇,轮船与小艇所需要的时间分别为t=10+103tanθ30和t=103v cosθ,所以10+103tanθ30=103v cosθ.由此可得,v=153sin(θ+30°).又v≤30,故sin(θ+30°)≥32,从而,30°≤θ<90°.由于θ=30°时,tanθ取得最小值,且最小值为33.于是,当θ=30°时,t=10+103tan θ30取得最小值,且最小值为23.【评析】①这是一道有关解三角形的实际应用题,解题的关键是把实际问题抽象成纯数学问题,根据题目提供的信息,找出三角形中的数量关系,然后利用正、余弦定理求解.②解三角形的方法在实际问题中,有广泛的应用.在物理学中,有关向量的计算也要用到解三角形的方法.近年的高考中我们发现以解三角形为背景的应用题开始成为热点问题之一.③不管是什么类型的三角应用问题,解决的关键都是充分理解题意,将问题中的语言叙述弄明白,画出帮助分析问题的草图,再将其归结为属于哪类可解的三角形.④本题用几何方法求解也较简便.(2012·武汉5月模拟)如图,渔船甲位于岛屿A的南偏西60°方向的B处,且与岛屿A相距12海里,渔船乙以10海里/小时的速度从岛屿A出发沿正北方向航行,若渔船甲同时从B处出发沿北偏东α的方向追赶渔船乙,刚好用2小时追上.(1)求渔船甲的速度;(2)求sinα的值.解:(1)依题意,∠BAC=120°,AB=12,AC=10×2=20,在△ABC中,由余弦定理知BC2=AB2+AC2-2AB·AC·cos∠BAC=122+202-2×12×20×cos120°=784,BC=28.所以渔船甲的速度为v=282=14(海里/小时).(2)在△ABC中,AB=12,∠BAC=120°,BC=28,∠BCA=α,由正弦定理得ABsinα=BCsin∠BAC,即12sinα=28sin120°,从而sinα=12sin120°28=3314.1.已知两边及其中一边的对角解三角形时,要注意解的情况,谨防漏解.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关系(注意应用A+B+C=π这个结论)或边边关系,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,否则有可能漏掉一种形状.3.要熟记一些常见结论,如三内角成等差数列,则必有一角为60°;若三内角的正弦值成等差数列,则三边也成等差数列;内角和定理与诱导公式结合产生的结论:sin A=sin(B+C),cos A=-cos(B+C),sin A2=cosB+C2,sin2A=-sin2(B+C),cos2A=cos2(B+C)等.4.应用正、余弦定理解斜三角形应用题的一般步骤:(1)分析:理解题意,分清已知与未知,画出示意图;(2)建模:根据已知条件与求解目标,把已知量与求解量尽量集中到一个三角形中,建立一个解斜三角形的模型;(3)求解:利用正、余弦定理有序地解出三角形,求得数学模型的解;(4)检验:检验上述所求得的解是否符合实际意义,从而得出实际问题的解.5.正、余弦定理是应用极为广泛的两个定理,它将三角形的边和角有机地联系起来,从而使三角与几何产生联系,为求与三角形有关的量(如面积、外接圆、内切圆半径和面积等)提供了理论依据,也是判断三角形形状、证明三角形中有关等式的重要依据.主要方法有:化角法,化边法,面积法,运用初等几何法.注意体会其中蕴涵的函数与方程思想、等价转化思想及分类讨论思想.最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word文本 --------------------- 方便更改赠人玫瑰,手留余香。