(共43张PPT)
4.6 正弦定理和余弦定理
课标要求 考情分析
掌握正弦定理、余弦定 理,并能运用正弦定 理、余弦定理等知识方 法解决一些简单的三角 形度量问题. 考点考法:利用正、余弦定理解三角形是近两
年高考的重点和热点内容,主要考查利用两个
定理求三角形的边的长度、角的大小等,既有
灵活多变的小题,也有考查能力的大题,试题
多为中低档题.
核心素养:逻辑推理、直观想象、数学建模
必备知识 自主排查
核心考点 师生共研
必备知识 自主排查
01
1.正弦定理、余弦定理
定理 正弦定理 余弦定理
内容
定理 正弦定理 余弦定理
变形
(注:
2.三角形常用面积公式
(1)
(2)
(3)
(4)
【练一练】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)三角形中三边之比等于相应的三个内角之比.( )
×
(2)当
×
(3)在
√
(4)在
×
2.(人A必修第二册
A.
解析:选C.在
余弦定理得
内角,所以
√
3.已知
A.
解析:选D.由正弦定理,得
√
4.在
3
解析:由正弦定理,得
又
所以
5.在
解析:在
1.三角形中的边角关系
在
2.三角形中的三角函数关系
(1)
(2)
(3)
(4)
3.三角形中的射影定理
在
【用一用】
1.(2023·山西朔州模拟)在
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
√
解析:选A.由
即
所以
即必要性成立;又
所以
所以“
2.(2023·福建泉州模拟)设
解析:由题意,得
核心考点 师生共研
02
考点一 利用正、余弦定理解三角形(自主练透)
1.在
( )
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
所以
√
2.在
5
解析:在
所以
在
得
解得
3.(2023·甘肃省第一次诊断考试)在
且
2
解析:因为
又
因为
由余弦定理
化简得
4.(2023·江西五校高三联考)在
(1)求角
解:由
整理得
所以
又
(2)若
解: 由(1)知
由正弦定理得
所以
(2023·江西五校高三联考)在
应用正弦、余弦定理解题的技巧
(1)求边:利用正弦定理变形公式
(2)求角:利用正弦定理变形公式
(3)利用式子的特点转化:如出现
等式两边是关于边或角的正弦的齐次式用正弦定理.
考点二 判断三角形的形状(一题多变)
例1
(1)设
A.直角三角形 B.锐角三角形 C.钝角三角形 D.不确定
√
解析:因为
即
故
(2)在
___________________.
直角三角形或等腰三角形
解析:由正弦定理得
所以
故
所以
即
故
【一题多变】
1.(变条件)若将本例中(1)的条件改为“
解:方法一:由已知得
即
故
方法二:由正弦定理得
故
2.(变条件)若将本例中(1)的条件改为“
形状.
解:方法一:由余弦定理得,
所以
方法二:由
结合题意及正弦定理可得
则
所以
判断三角形形状的两种常用途径
[注意] “角化边”后要注意用因式分解、配方等方法得出边的相应关系;“边化角”后要注意用三角恒等变换公式、三角形内角和定理及诱导公式推出角的关系.
【对点训练】
(2023·江苏南通第一次调研)在
①
解:若选①,
在
因为
在
所以角
若选②,
在
解得
所以
因为
所以
考点三 与三角形面积有关的问题(师生共研)
例2 (2022·新高考卷Ⅱ)记
(1)求
【解】由
则
(2)若
【解】 由
即
三角形面积问题的常见类型
(1)求三角形面积,一般要先利用正弦定理、余弦定理以及两角和与差的三角函数公式等,求出角与边,再求面积;
(2)已知三角形面积解三角形,常选用已知邻边求出其夹角,或利用已知角求出角的两边间的关系;
(3)已知与三角形面积有关的关系式,常选用关系式中的角作为面积公式中的角,化为三角形的边角关系,再解三角形.
【对点训练】
1.(2022·高考北京卷)在
(1)求
解:因为
因为
(2)若
【解】 因为
由余弦定理可得
所以
(2022·高考北京卷)在
2.(2022·高考浙江卷)在
(1)求
解:由正弦定理
因为
又
(2)若
解: 由(1)知
因为
所以
所以
(2022·高考浙江卷)在
因为
即
所以
1.在△ABC中,AC=3,BC=2,cos C=,则tan A=( )
A. B.
C. D.
2.在△ABC中,A=,AB=,AC=4,则BC边上的高的长度为( )
A. B.
C. D.
3.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a=bcos C且c=6,A=,则△ABC的面积为( )
A.36 B.27
C.20 D.18
4.已知△ABC的面积为S=(b2+c2)(其中b,c为△ABC的边长),则△ABC的形状为( )
A.等边三角形
B.是直角三角形但不是等腰三角形
C.是等腰三角形但不是直角三角形
D.等腰直角三角形
5.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,b=3c=6,A∈.△ABC面积为4,则sin C=( )
A. B.
C. D.
6.(多选)在△ABC中,下列说法正确的是( )
A.若acos A=bcos B,则△ABC为等腰三角形
B.若a=40,b=20,B=25°,则△ABC必有两解
C.若△ABC是锐角三角形,则sin A>cos B
D.若cos 2A+cos 2B-cos 2C<1,则△ABC为锐角三角形
7.(多选)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若asin A=4bsin B,ac=(a2-b2-c2),则下列选项正确的是( )
A.a=2b B.cos A=
C.sin B= D.△ABC为钝角三角形
8.(2024·北京模拟)赵爽是我国古代数学家,大约在公元222年,他为《周髀算经》一书作序时,介绍了“赵爽弦图”——由四个全等的直角三角形与一个小正方形拼成的一个大正方形,如图①所示.类比“赵爽弦图”,可构造如图②所示的图形,它是由3个全等的三角形与中间一个小等边三角形拼成的一个大等边三角形.在△ABC中,若AF=1,FD=2,则AB=________.
9.在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知A=60°,b+c=6,且△ABC的面积为,则△ABC的内切圆的半径为________.
10.在①(a-c)(sin A+sin C)=b(sin A-sin B);②2ccos C=acos B+bcos A;③△ABC的面积为c(asin A+bsin B-csin C)这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并加以解答.
已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且________.
(1)求角C;
(2)若D为AB的中点,且c=2,CD=,求a,b的值.
11.(多选)在Rt△ABC中,C=90°,角A的平分线交BC于点D,AD=1,cos∠BAC=,以下结论正确的是( )
A.AB=8 B.=
C.AB=6 D.△ABD的面积为
12.(2024·合肥模拟)北京大兴国际机场(如图所示)位于中国北京市大兴区和河北省廊坊市交界处,为4F级国际机场、世界级航空枢纽.如图,天安门在北京大兴国际机场的正北方向46 km处,北京首都国际机场在北京大兴国际机场北偏东16.28°方向上,在天安门北偏东47.43°的方向上,则北京大兴国际机场与北京首都国际机场的距离约为(参考数据:sin 16.28°≈0.28,sin 47.43°≈0.74,sin 31.15°≈0.52)( )
A.65.46 km B.85.09 km
C.74.35 km D.121.12 km
13.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,那么当b=________时,满足条件“a=1,A=30°”的△ABC有两个.(仅写出一个b的具体数值即可)
14.已知a,b,c分别为△ABC的内角A,B,C的对边,(3b-a)cos C=ccos A,c是a,b的等比中项,且△ABC的面积为3,则ab=________,a+b=________.
15.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且=.
(1)求角B的大小;
(2)若b=2,求△ABC的面积的最大值.
16.已知锐角△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a=,b2+c2-bc=3,则△ABC面积的取值范围是( )
A. B.
C. D.
17.已知在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,满足sinsin=-.
(1)求角A的大小;
(2)若△ABC为锐角三角形,a=1,求△ABC周长的取值范围.
4.6-正弦定理和余弦定理-专项训练【解析版】
1.在△ABC中,AC=3,BC=2,cos C=,则tan A=( )
A. B.
C. D.
解析:D 由余弦定理得AB2=AC2+BC2-2BC·AC cos C=32+22-2×3×2×=4,所以AB=2,因为AB=BC,所以A=C,所以cos A=cos C=,tan A=,故选D.
2.在△ABC中,A=,AB=,AC=4,则BC边上的高的长度为( )
A. B.
C. D.
解析:A 由A=,AB=,AC=4,得S△ABC=×4××=,由余弦定理得:BC==,BC边上的高的长度为=.故选A.
3.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a=bcos C且c=6,A=,则△ABC的面积为( )
A.36 B.27
C.20 D.18
解析:D 在△ABC中,a=bcos C,所以sin A=sin Bcos C,又因为sin A=sin(B+C)=sin Bcos C+cos Bsin C,所以cos Bsin C=0,因为B,C∈,所以sin C≠0,所以cos B=0,所以B=,又因为c=6,a=6tan A=6,所以△ABC的面积为S△ABC=ac=18,故选D.
4.已知△ABC的面积为S=(b2+c2)(其中b,c为△ABC的边长),则△ABC的形状为( )
A.等边三角形
B.是直角三角形但不是等腰三角形
C.是等腰三角形但不是直角三角形
D.等腰直角三角形
解析:D 依题意△ABC的面积为S=(b2+c2),则bcsin A=(b2+c2),2bcsin A=b2+c2,由于0<A<π,0<sin A≤1,所以0<2bcsin A≤2bc,由基本不等式可知b2+c2≥2bc,当且仅当b=c时等号成立,所以sin A=1,A=,△ABC是等腰直角三角形.故选D.
5.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,b=3c=6,A∈.△ABC面积为4,则sin C=( )
A. B.
C. D.
解析:B 因为b=3c=6,△ABC的面积为4=bcsin A=6sin A,解得sin A=,因为A∈,所以cos A=,在△ABC中,由余弦定理可得a==4,因为=,所以sin C=.故选B.
6.(多选)在△ABC中,下列说法正确的是( )
A.若acos A=bcos B,则△ABC为等腰三角形
B.若a=40,b=20,B=25°,则△ABC必有两解
C.若△ABC是锐角三角形,则sin A>cos B
D.若cos 2A+cos 2B-cos 2C<1,则△ABC为锐角三角形
解析:BC 对于A,由正弦定理可得sin Acos A=sin Bcos B,∴sin 2A=sin 2B,∴A=B或A+B=90°,∴△ABC为等腰或直角三角形,故A错误;对于B,asin B=40sin 25°<40sin 30°=40×=20,即asin B<b<a,∴△ABC必有两解,故B正确;对于C,∵△ABC是锐角三角形,∴A+B>,即>A>-B>0,由正弦函数性质结合诱导公式得sin A>sin=cos B,故C正确;对于D,利用二倍角的余弦公式可得1-2sin2A+1-2sin2B-1+2sin2C<1,即sin2A+sin2B-sin2C>0,即a2+b2-c2>0,∴cos C>0,即C为锐角,不能说明△ABC为锐角三角形,故D错误.故选B、C.
7.(多选)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若asin A=4bsin B,ac=(a2-b2-c2),则下列选项正确的是( )
A.a=2b B.cos A=
C.sin B= D.△ABC为钝角三角形
解析:ACD 因为asin A=4bsin B,所以a2=4b2,所以a=2b,故A正确;因为ac=(a2-b2-c2)=·(-2bccos A),且a=2b,所以2bc=-2bccos A,所以cos A=-,故B错误;因为A∈(0,π),所以sin A>0,所以sin A==,又因为a=2b,所以sin A=2sin B,所以sin B=,故C正确;由cos A=-<0可知A∈,所以△ABC为钝角三角形,故D正确;故选A、C、D.
8.(2024·北京模拟)赵爽是我国古代数学家,大约在公元222年,他为《周髀算经》一书作序时,介绍了“赵爽弦图”——由四个全等的直角三角形与一个小正方形拼成的一个大正方形,如图①所示.类比“赵爽弦图”,可构造如图②所示的图形,它是由3个全等的三角形与中间一个小等边三角形拼成的一个大等边三角形.在△ABC中,若AF=1,FD=2,则AB=________.
解析:由题意△EFD为等边三角形,则∠EDA=,所以∠BDA=,根据条件△AFC与△BDA全等,所以AF=BD=1在△ABD中,AD=3,BD=1,AB2=AD2+BD2-2×AD×BD×cos∠BDA=32+12-2×1×3×=13,所以AB=.
答案:
9.在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知A=60°,b+c=6,且△ABC的面积为,则△ABC的内切圆的半径为________.
解析:由题意得△ABC的面积S=bcsin A=bc=,故bc=4.因为A=60°,b+c=6,由余弦定理得,a2=b2+c2-bc=(b+c)2-3bc=24,所以a=2,△ABC的周长为6+2,设△ABC的内切圆的半径为r,则(a+b+c)r=×r=,所以r=-.
答案:-
10.在①(a-c)(sin A+sin C)=b(sin A-sin B);②2ccos C=acos B+bcos A;③△ABC的面积为c(asin A+bsin B-csin C)这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并加以解答.
已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且________.
(1)求角C;
(2)若D为AB的中点,且c=2,CD=,求a,b的值.
注:如果选择多个条件分别解答,则按第一个解答计分.
解:(1)选择①,根据正弦定理得(a-c)(a+c)=b(a-b),
整理得a2-c2=ab-b2,即a2+b2-c2=ab,
所以cos C==.
因为C∈(0,π),所以C=.
选择②,根据正弦定理有sin Acos B+sin Bcos A=2sin Ccos C,
所以sin(A+B)=2sin Ccos C,即sin C=2sin Ccos C.
因为C∈,所以sin C≠0,从而有cos C=,
故C=.
选择③,因为casin B=c(asin A+bsin B-csin C),
所以asin B=asin A+bsin B-csin C,由正弦定理得ab=a2+b2-c2,
由余弦定理,得cos C===,
又因为C∈(0,π),所以C=.
(2)在△ACD中,AC2=AD2+CD2-2AD·CDcos∠ADC,
即b2=1+3-2cos∠ADC.
在△BCD中,BC2=BD2+CD2-2BD·CDcos∠BDC,
即a2=1+3-2cos∠BDC.
因为∠ADC+∠BDC=π,
所以cos∠ADC=-cos∠BDC,
所以a2+b2=8.
由C=及c=2,得a2+b2-4=ab,所以ab=4,
从而a2+b2-2ab=0,
所以a=b=2.
11.(多选)在Rt△ABC中,C=90°,角A的平分线交BC于点D,AD=1,cos∠BAC=,以下结论正确的是( )
A.AB=8 B.=
C.AB=6 D.△ABD的面积为
解析:BCD 如图所示,因为AD是角平分线,设∠CAD=∠DAB=α,则∠BAC=2α,根据二倍角公式得cos 2α=2cos2α-1=,且0<α<,所以cos α=,在Rt△ACD中,AD=1,所以AC=ADcos α=,在Rt△ACB中,AB==×8=6,故A错误,C正确;根据角平分线定理,==×=,故B正确;因为cos α=,且0<α<,所以sin α=,所以S△ABD=AD·AB·sin α=×6×=,故D正确,故选B、C、D.
12.(2024·合肥模拟)北京大兴国际机场(如图所示)位于中国北京市大兴区和河北省廊坊市交界处,为4F级国际机场、世界级航空枢纽.如图,天安门在北京大兴国际机场的正北方向46 km处,北京首都国际机场在北京大兴国际机场北偏东16.28°方向上,在天安门北偏东47.43°的方向上,则北京大兴国际机场与北京首都国际机场的距离约为(参考数据:sin 16.28°≈0.28,sin 47.43°≈0.74,sin 31.15°≈0.52)( )
A.65.46 km B.85.09 km
C.74.35 km D.121.12 km
解析:A 如图所示,由题意可得AC=46 km,∠ACB=16.28°,∠BAC=132.57°,由正弦定理可得=,即=,解得BC=·sin 132.57°≈×0.74≈65.46.故选A.
13.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,那么当b=________时,满足条件“a=1,A=30°”的△ABC有两个.(仅写出一个b的具体数值即可)
解析:由正弦定理=,得sin B==b,若满足条件的△ABC有两个,则b<1且1=a<b,所以1<b<2.
答案:((1,2)内任一数即可)
14.已知a,b,c分别为△ABC的内角A,B,C的对边,(3b-a)cos C=ccos A,c是a,b的等比中项,且△ABC的面积为3,则ab=________,a+b=________.
解析:∵(3b-a)cos C=ccos A,∴利用正弦定理可得3sin Bcos C=sin Acos C+sin Ccos A=sin(A+C)=sin B.又∵sin B≠0,∴cos C=,则C为锐角,∴sin C=.由△ABC的面积为3,可得absin C=3,∴ab=9.由c是a,b的等比中项可得c2=ab,由余弦定理可得c2=a2+b2-2abcos C,∴(a+b)2=ab=33,∴a+b=.
答案:9
15.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且=.
(1)求角B的大小;
(2)若b=2,求△ABC的面积的最大值.
解:(1)已知=,
则由正弦定理可得=,
即sin Bcos A=(2sin C-sin A)cos B,
即sin(A+B)=2sin Ccos B,即sin C=2sin Ccos B,
∵sin C≠0,∴cos B=,又0<B<π,则B=.
(2)由余弦定理可得b2=a2+c2-2accos B,
即22=a2+c2-2accos ,
即4=a2+c2-ac≥2ac-ac,
当且仅当a=c时,等号成立,ac≤=4(2+),
∴△ABC的面积为S=acsin B≤×4(2+)×=2+.
∴△ABC的面积的最大值为2+.
16.已知锐角△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a=,b2+c2-bc=3,则△ABC面积的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解析:A 由于a=,b2+c2-bc=3,cos A==,且A∈(0,π),所以A=,那么外接圆半径为R=×=1,所以S△ABC=bcsin A=·2Rsin B·2Rsin=sin B=sin Bcos B+sin2B=sin 2B+=+=sin+.由于△ABC为锐角三角形,所以0<B<,0
(1)求角A的大小;
(2)若△ABC为锐角三角形,a=1,求△ABC周长的取值范围.
解:(1)因为sinsin=-,
所以=-,即sin Acos A-sin2A-cos2A=-,
所以sin 2A-(1-cos 2A)-(1+cos 2A)=-,整理可得sin 2A+cos 2A=,
所以可得sin=,
因为A∈(0,π),可得2A+∈,
所以2A+=,可得A=.
(2)由正弦定理==,且a=1,A=,
所以b=sin B,c=sin C;
所以a+b+c=1+(sin B+sin C)=1+=1+2sin.
因为△ABC为锐角三角形,
所以得
解得<B<,所以所以1+2sin∈(1+,3],
即△ABC周长的取值范围是(1+,3].