• 506.73 KB
  • 2021-06-16 发布

【数学】2018届一轮复习苏教版(理)第四章三角函数、解三角形4-6.正弦定理、余弦定理学案

  • 16页
  • 当前文档由用户上传发布,收益归属用户
  1. 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
  2. 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
  3. 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
  4. 网站客服QQ:403074932
1.正弦定理、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 a sin A= b sin B= c sin C=2R a2=b2+c2-2bccos A; b2=c2+a2-2cacos B; c2=a2+b2-2abcos C 变形 (1)a=2Rsin A, b=2Rsin B, c=2Rsin 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)asin B=bsin A, bsin C=csin B, asin C=csin A cos A=b2+c2-a2 2bc ; cos B=c2+a2-b2 2ca ; cos C=a2+b2-c2 2ab 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=bsin A bsin Ab 解的个数 一解 两解 一解 一解 3.三角形常用面积公式 (1)S=1 2a·ha(ha 表示边 a 上的高); (2)S=1 2absin C=1 2acsin B=1 2bcsin A; (3)S=1 2r(a+b+c)(r 为三角形内切圆半径). 【知识拓展】 1.三角形内角和定理 在△ABC 中,A+B+C=π; 变形:A+B 2 =π 2-C 2. 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 C 2. 3.三角形中的射影定理 在△ABC 中,a=bcos C+ccos B; b=acos C+ccos A; c=bcos A+acos B. 【思考辨析】 判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)三角形中三边之比等于相应的三个内角之比.( × ) (2)在△ABC 中,若 sin A>sin B,则 A>B.( √ ) (3)在△ABC 的六个元素中,已知任意三个元素可求其他元素.( × ) (4)当 b2+c2-a2>0 时,三角形 ABC 为锐角三角形.( × ) (5)在△ABC 中, a sin A= a+b-c sin A+sin B-sin C.( √ ) (6)在三角形中,已知两边和一角就能求三角形的面积.( √ ) 1.(教材改编)在△ABC 中,a=2,A=30°,C=45°,则△ABC 的面积 S△ABC= . 答案  3+1 解析 ∵b=asin B sin A =2 × sin 105° sin 30° = 6+ 2, ∴S△ABC=1 2absin C=( 6+ 2)× 2 2 = 3+1. 2.(教材改编)在△ABC 中,A=60°,B=75°,a=10,则 c= . 答案 10 6 3 解析 由 A+B+C=180°,知 C=45°, 由正弦定理得 a sin A= c sin C,即10 3 2 = c 2 2 , ∴c=10 6 3 . 3.(教材改编)在△ABC 中,A=60°,AC=2,BC= 3,则 AB= . 答案 1 解析 方法一 在△ABC 中,根据余弦定理,即 BC2=AB2+AC2-2·AB·AC·cos 60°,得( 3)2 =AB2+22-2AB×2×cos 60°,整理得 AB2-2AB+1=0,解得 AB=1. 方法二 在△ABC 中,根据正弦定理, 得 AC sin B= BC sin A,即 2 sin B= 3 sin 60°,解得 sin B=1, 因为 B∈(0°,180°),所以 B=90°, 所以 AB= 22-( 3)2=1. 4.在△ABC 中,角 A,B,C 对应的边分别为 a,b,c,若 A=120°,a=2,b=2 3 3 ,则 B= . 答案 π 6 解析 ∵A=120°,a=2,b=2 3 3 , ∴由正弦定理 a sin A= b sin B可得, sin B=b asin A= 2 3 3 2 × 3 2 =1 2. ∵A=120°,∴B=30°,即 B=π 6. 5.(教材改编)在△ABC 中,已知 CB=7,AC=8,AB=9,则 AC 边上的中线长为 . 答案 7 解析 由条件知 cos A=AB2+AC2-BC2 2AB·AC = 92+82-72 2 × 9 × 8=2 3, 设 AC 边上的中线长为 x,由余弦定理知 x2=(AC 2 )2+AB2-2×AC 2 ×ABcos A =42+92-2×4×9×2 3=49, ∴x=7,故所求中线长为 7. 题型一 利用正弦定理、余弦定理解三角形 例 1 (1)(2016·南京、盐城调研)在△ABC 中,设 a,b,c 分别为角 A,B,C 的对边,若 a= 5,A=π 4,cos B=3 5,则 c= . 答案 7 解析 因为 cos B=3 5,所以 B∈(0,π 2), 从而 sin B=4 5,所以 sin C=sin(A+B)=sin Acos B+cos Asin B= 2 2 ×3 5+ 2 2 ×4 5=7 2 10 , 又由正弦定理得 a sin A= c sin C,即 5 2 2 = c 7 2 10 ,解得 c=7. (2)(2016·四川)在△ABC 中,角 A,B,C 所对的边分别是 a,b,c,且cos A a +cos B b =sin C c . ①证明:sin Asin B=sin C; ②若 b2+c2-a2=6 5bc,求 tan B. ①证明 根据正弦定理,可设 a sin A= b sin B= c sin C=k(k>0), 则 a=ksin A,b=ksin B,c=ksin C, 代入cos A a +cos B b =sin C c 中,有 cos A ksin A+cos B ksin B= sin C ksin C,变形可得 sin Asin B=sin Acos B+cos Asin B=sin(A+B). 在△ABC 中,由 A+B+C=π,有 sin(A+B)=sin(π-C)=sin C.所以 sin Asin B=sin C. ②解 由已知,b2+c2-a2=6 5bc,根据余弦定理,有 cos A=b2+c2-a2 2bc =3 5. 所以 sin A= 1-cos2A=4 5. 由①知,sin Asin B=sin Acos B+cos Asin B, 所以 4 5sin B=4 5cos B+3 5sin B. 故 tan B=sin B cos B=4. 思维升华 应用正弦、余弦定理的解题技巧 (1)求边:利用公式 a=bsin A sin B ,b=asin B sin A ,c=asin C sin A 或其他相应变形公式求解. (2)求角:先求出正弦值,再求角,即利用公式 sin A=asin B b ,sin B=bsin A a ,sin C=csin A a 或 其他相应变形公式求解. (3)已知两边和夹角或已知三边可利用余弦定理求解. (4)灵活利用式子的特点转化:如出现 a2+b2-c2=λab 形式用余弦定理,等式两边是关于边 或角的正弦的齐次式用正弦定理.  (1)△ABC 的三个内角 A,B,C 所对边的长分别为 a,b,c,asin Asin B+bcos2A = 2a,则b a= . (2)在△ABC 中,内角 A,B,C 的对边长分别为 a,b,c,已知 a2-c2=b,且 sin(A-C)=2cos Asin C,则 b= . 答案 (1) 2 (2)2 解析 (1)(边化角) 由 asin Asin B+bcos2A= 2a 及正弦定理,得 sin Asin Asin B+sin Bcos2A= 2sin A, 即 sin B= 2sin A,所以b a=sin B sin A= 2. (2)(角化边) 由题意,得 sin Acos C-cos Asin C=2cos Asin C, 即 sin Acos C=3cos Asin C, 由正弦、余弦定理,得 a·a2+b2-c2 2ab =3c·b2+c2-a2 2bc , 整理得 2(a2-c2)=b2, ① 又 a2-c2=b, ② 联立①②得 b=2. 题型二 和三角形面积有关的问题 例 2 (2016·南通模拟)在△ABC 中,角 A,B,C 所对的边分别为 a,b,c,(a+b-c)(a+b+c) =ab. (1)求角 C 的大小; (2)若 c=2acos B,b=2,求△ABC 的面积. 解 (1)在△ABC 中,由(a+b-c)(a+b+c)=ab, 得a2+b2-c2 2ab =-1 2,即 cos C=-1 2. 因为 00,所以 cos B<0, 即 B 为钝角,所以△ABC 为钝角三角形. (2)由 3sin A=5sin B 及正弦定理得 3a=5b, 故 a=5 3b,c=7 3b. 所以 cos C=a2+b2-c2 2ab =-1 2,即 C=2 3π. 从而△ABC 为钝角三角形. 引申探究 1.例 3(2)中,若将条件变为 2sin Acos B=sin C,判断△ABC 的形状. 解 ∵2sin Acos B=sin C=sin(A+B), ∴2sin Acos B=sin Acos B+cos Bsin A, ∴sin(A-B)=0, 又 A,B 为△ABC 的内角. ∴A=B,∴△ABC 为等腰三角形. 2.例 3(2)中,若将条件变为 a2+b2-c2=ab,且 2cos Asin B=sin C,判断△ABC 的形状. 解 ∵a2+b2-c2=ab,∴cos C=a2+b2-c2 2ab =1 2, 又 01. ∴角 B 不存在,即满足条件的三角形不存在. 5.在△ABC 中,角 A,B,C 的对边分别为 a,b,c,且 cos 2A 2=b+c 2c ,则△ABC 的形状是 三角形. 答案 直角 解析 在△ABC 中,∵cos2A 2=b+c 2c , ∴1+cos A 2 = b 2c+1 2,∴cos A=b c, ∴由余弦定理知 cos A=b2+c2-a2 2bc , ∴b2+c2-a2 2bc =b c,∴b2+c2-a2=2b2. 即 a2+b2=c2.故△ABC 是直角三角形. 6.(2016·连云港模拟)△ABC 的内角 A,B,C 的对边分别为 a,b,c,已知 b=2,B=π 6,C= π 4,则△ABC 的面积为 . 答案  3+1 解析 ∵b=2,B=π 6,C=π 4. 由正弦定理 b sin B= c sin C, 得 c=bsin C sin B = 2 × 2 2 1 2 =2 2, A=π-(π 6+π 4)= 7 12π, ∴sin A=sin(π 4+π 3)=sin π 4cos π 3+cos π 4sin π 3 = 2+ 6 4 . 则 S△ABC=1 2bc·sin A=1 2×2×2 2× 6+ 2 4 = 3+1. 7.(2016·全国甲卷)△ABC 的内角 A,B,C 的对边分别为 a,b,c,若 cos A=4 5,cos C= 5 13, a=1,则 b= . 答案 21 13 解析 在△ABC 中,由 cos A=4 5,cos C= 5 13,可得 sin A=3 5,sin C=12 13,sin B=sin(A+C)= sin Acos C+cos A·sin C=63 65,由正弦定理得 b=asin B sin A =21 13. 8.如图,正方形 ABCD 的边长为 1,延长 BA 至 E,使 AE=1,连结 EC,ED,则 sin∠CED = . 答案  10 10 解析 由题意得 EB=EA+AB=2,则在 Rt△EBC 中,EC= EB2+BC2= 4+1= 5. 在△EDC 中,∠EDC=∠EDA+∠ADC=π 4+π 2=3π 4 , 由正弦定理得sin∠CED sin∠EDC=DC EC= 1 5 = 5 5 , 所以 sin∠CED= 5 5 ·sin∠EDC= 5 5 ·sin3π 4 = 10 10 . 9.在△ABC 中,内角 A,B,C 所对的边分别为 a,b,c,已知△ABC 的面积为 3 15,b-c= 2,cos A=-1 4,则 a 的值为 . 答案 8 解析 ∵cos A=-1 4,0<A<π,∴sin A= 15 4 , S△ABC=1 2bcsin A=1 2bc× 15 4 =3 15,∴bc=24, 又 b-c=2,∴b2-2bc+c2=4,b2+c2=52, 由余弦定理得 a2=b2+c2-2bccos A =52-2×24×(-1 4 )=64, ∴a=8. *10.在△ABC 中,角 A,B,C 所对的边分别为 a,b,c,且满足 asin B= 3bcos A.若 a=4, 则△ABC 周长的最大值为 . 答案 12 解析 由正弦定理 a sin A= b sin B, 可将 asin B= 3bcos A 转化为 sin Asin B= 3sin Bcos A. 又在△ABC 中,sin B>0,∴sin A= 3cos A, 即 tan A= 3. ∵0 3 2 × 3+1 2=2. 12.在△ABC 中,角 A,B,C 所对的边分别为 a,b,c,若∠B=∠C 且 7a2+b2+c2=4 3, 则△ABC 的面积的最大值为 . 答案  5 5 解析 由∠B=∠C,得 b=c,代入 7a2+b2+c2=4 3, 得 7a2+2b2=4 3,即 2b2=4 3-7a2, 由余弦定理,得 cos C=a2+b2-c2 2ab = a 2b, 所以 sin C= 1-cos2C= 4b2-a2 2b = 8 3-15a2 2b , 则△ABC 的面积 S=1 2absin C=1 2ab× 8 3-15a2 2b =1 4a 8 3-15a2=1 4 a2(8 3-15a2) =1 4× 1 15 15a2(8 3-15a2) ≤1 4× 1 15 ×15a2+8 3-15a2 2 =1 4× 1 15 ×4 3= 5 5 , 当且仅当 15a2=8 3-15a2 时取等号,此时 a2=4 3 15 . 所以△ABC 的面积的最大值为 5 5 . 13.四边形 ABCD 的内角 A 与 C 互补,AB=1,BC=3,CD=DA=2. (1)求 C 和 BD; (2)求四边形 ABCD 的面积. 解 (1)由题设 A 与 C 互补及余弦定理得 BD2=BC2+CD2-2BC·CDcos C=13-12cos C, ① BD2=AB2+DA2-2AB·DAcos A=5+4cos C. ② 由①②得 cos C=1 2,BD= 7, 因为 C 是三角形内角,故 C=60°. (2)四边形 ABCD 的面积 S=1 2AB·DAsin A+1 2BC·CDsin C =(1 2 × 1 × 2+1 2 × 3 × 2)sin 60° =2 3. 14.(2015·湖南)设△ABC 的内角 A,B,C 的对边分别为 a,b,c,a=btan A. (1)证明:sin B=cos A; (2)若 sin C-sin Acos B=3 4,且 B 为钝角,求 A,B,C. (1)证明 由正弦定理知 a sin A= b sin B= c sin C=2R, ∴a=2Rsin A,b=2Rsin B,代入 a=btan A 得 sin A=sin B· sin A cos A,又∵A∈(0,π),∴sin A>0, ∴1=sin B cos A,即 sin B=cos A. (2)解 由 sin C-sin Acos B=3 4知, sin(A+B)-sin Acos B=3 4,∴cos Asin B=3 4. 由(1)知,sin B=cos A,∴cos2A=3 4,由于 B 是钝角, 故 A∈(0,π 2 ),∴cos A= 3 2 ,A=π 6. sin B= 3 2 ,B=2π 3 ,∴C=π-(A+B)=π 6. 15.(2015·陕西)△ABC 的内角 A,B,C 所对的边分别为 a,b,c.向量 m=(a, 3b)与 n=(cos A,sin B)平行. (1)求 A; (2)若 a= 7,b=2,求△ABC 的面积. 解 (1)因为 m∥n,所以 asin B- 3bcos A=0, 由正弦定理,得 sin Asin B- 3sin Bcos A=0, 又 sin B≠0,从而 tan A= 3, 由于 0<A<π,所以 A=π 3. (2)方法一 由余弦定理,得 a2=b2+c2-2bccos A, 而由 a= 7,b=2,A=π 3, 得 7=4+c2-2c,即 c2-2c-3=0, 因为 c>0,所以 c=3, 故△ABC 的面积为 S=1 2bcsin A=3 3 2 . 方法二 由正弦定理,得 7 sin π 3 = 2 sin B, 从而 sin B= 21 7 , 又由 a>b,知 A>B,所以 cos B=2 7 7 , 故 sin C=sin(A+B)=sin(B+π 3 ) =sin Bcos π 3+cos Bsin π 3=3 21 14 . 所以△ABC 的面积为 S=1 2absin C=3 3 2 .