(全國版)2019版高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第3章 三角函數(shù)、解三角形 第6講 正弦定理和余弦定理學(xué)案
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1、 第6講 正弦定理和余弦定理 板塊一 知識梳理·自主學(xué)習(xí) [必備知識] 考點1 正弦定理 ===2R, 其中2R為△ABC外接圓的直徑. 變式:a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC. a∶b∶c=sinA∶sinB∶sinC. 考點2 余弦定理 a2=b2+c2-2bccosA;b2=a2+c2-2accosB; c2=a2+b2-2abcosC. 變式:cosA=;cosB=; cosC=. sin2A=sin2B+sin2C-2sinBsinCcosA. 考點3 在△ABC中,已知a,b和A時,三角形解的情況 A為銳角 A為
2、鈍角或直角 圖形 關(guān)系式 a=bsinA bsinAb a≤b 解的個數(shù) 一解 兩解 一解 一解 無解 考點4 三角形中常用的面積公式 1.S=ah(h表示邊a上的高). 2.S=bcsinA=acsinB=absinC. 3.S=r(a+b+c)(r為三角形的內(nèi)切圓半徑). [必會結(jié)論] 在△ABC中,常有以下結(jié)論 (1)∠A+∠B+∠C=π. (2)在三角形中大邊對大角,大角對大邊. (3)任意兩邊之和大于第三邊,任意兩邊之差小于第三邊. (4)sin(A+B)=sinC;cos(A+B)=-cosC;
3、tan(A+B)=-tanC;sin=cos;cos=sin.
(5)tanA+tanB+tanC=tanA·tanB·tanC.
(6)∠A>∠B?a>b?sinA>sinB?cosA 4、編]在△ABC中,若=,則B的值為( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
答案 B
解析 由正弦定理知:=,∴sinB=cosB,
∴B=45°.
3.[2018·長春質(zhì)檢]已知△ABC中,內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,b,c,若a2=b2+c2-bc,bc=4,則△ABC的面積為( )
A. B.1 C. D.2
答案 C
解析 ∵a2=b2+c2-bc,∴cosA=,∴A=,又bc=4,∴△ABC的面積為bcsinA=.
4.[課本改編]已知在△ABC中,sinA∶sinB∶sinC=3∶5∶7,那么這個三角形的最大內(nèi)角的大小為______ 5、__.
答案 120°
解析 由sinA∶sinB∶sinC=3∶5∶7知,三角形的三邊之比a∶b∶c=3∶5∶7,最大的角為C.由余弦定理得cosC=-,∴C=120°.
5.[2017·全國卷Ⅲ]△ABC的內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,b,c.已知C=60°,b=,c=3,則A=________.
答案 75°
解析 如圖,由正弦定理,得
=,
∴sinB=.
又c>b,∴B=45°,
∴A=180°-60°-45°=75°.
6.[2015·重慶高考]設(shè)△ABC的內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,b,c,且a=2,cosC=-,3sinA=2sinB,則c=_____ 6、___.
答案 4
解析 由3sinA=2sinB及正弦定理,得3a=2b,所以b=a=3.由余弦定理的推論得cosC=,得-=,解得c=4.
板塊二 典例探究·考向突破
考向 利用正、余弦定理解三角形
例 1 (1)[2018·浙江模擬]設(shè)△ABC的內(nèi)角A,B,C所對邊的長分別為a,b,c.若b+c=2a,3sinA=5sinB,則角C=________.
答案
解析 由3sinA=5sinB,得3a=5b,a=b,
又b+c=2a,所以c=b.
根據(jù)余弦定理的推論cosC=,
把a=b,c=b代入,化簡得cosC=-,所以C=.
(2)[2017·全國卷Ⅱ]△ABC 7、的內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,b,c,若2bcosB=acosC+ccosA,則B=________.
答案
解析 由2bcosB=acosC+ccosA及正弦定理,
得2sinBcosB=sinAcosC+sinCcosA.
∴2sinBcosB=sin(A+C).
又A+B+C=π,∴A+C=π-B.
∴2sinBcosB=sin(π-B)=sinB.
又sinB≠0,∴cosB=.∴B=.
∵在△ABC中,acosC+ccosA=b,
∴條件等式變?yōu)?bcosB=b,∴cosB=.
又0
8、式子中含有角的余弦或邊的二次式,要考慮用余弦定理;如果式子中含有角的正弦或邊的一次式時,則考慮用正弦定理;以上特征都不明顯時,則要考慮兩個定理都有可能用到.
(2)三角形解的個數(shù)的判斷:已知兩角和一邊,該三角形是確定的,其解是唯一的;已知兩邊和一邊的對角,該三角形具有不唯一性,通常根據(jù)三角函數(shù)值的有界性和大邊對大角定理進行判斷.
【變式訓(xùn)練1】 (1)[2018·河西五市聯(lián)考]在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,且滿足(b-a)sinA=(b-c)·(sinB+sinC),則角C等于( )
A. B. C. D.
答案 A
解析 由題意,得(b-a)a= 9、(b-c)(b+c),∴ab=a2+b2-c2,∴cosC==,∴C=.故選A.
(2)[2016·全國卷Ⅱ]△ABC的內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,b,c,若cosA=,cosC=,a=1,則b=________.
答案
解析 由條件可得sinA=,sinC=,從而有sinB=sin[π-(A+C)]=sin(A+C)=sinAcosC+cosAsinC=.由正弦定理=,可知b==.
考向 利用正、余弦定理判斷三角形形狀
例 2 [2018·陜西模擬]設(shè)△ABC的內(nèi)角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,若bcosC+ccosB=asinA,則△ABC的形狀為( )
A.銳 10、角三角形 B.直角三角形
C.鈍角三角形 D.不確定
答案 B
解析 ∵bcosC+ccosB=asinA,由正弦定理得sinBcosC+sinCcosB=sin2A,∴sin(B+C)=sin2A,即sinA=sin2A.又sinA>0,∴sinA=1,∴A=,故△ABC為直角三角形.
本例條件變?yōu)槿簦?,判斷△ABC的形狀.
解 由=,得=,
∴sinAcosA=cosBsinB,∴sin2A=sin2B.
∵A、B為△ABC的內(nèi)角,∴2A=2B或2A=π-2B,
∴A=B或A+B=,
∴△ABC為等腰三角形或直角三角形.
本例條件變?yōu)槿鬭=2bcosC,判斷 11、△ABC的形狀.
解 解法一:因為a=2bcosC,所以由余弦定理得,a=2b·,整理得b2=c2,則此三角形一定是等腰三角形.
解法二:∵sinA=2sinBcosC,∴sin(B+C)=2sinBcosC,∴sin(B-C)=0,∵-π0,于是有cosB<0,B為鈍角,所 12、以△ABC是鈍角三角形.
觸類旁通
判定三角形形狀的兩種常用途徑
(1)通過正弦定理和余弦定理,化邊為角,利用三角變換得出三角形內(nèi)角之間的關(guān)系進行判斷.
(2)利用正弦定理、余弦定理化角為邊,通過代數(shù)恒等變換,求出邊與邊之間的關(guān)系進行判斷.
提醒 在判斷三角形形狀時一定要注意解是否唯一,并注重挖掘隱含條件.另外,在變形過程中要注意角A,B,C的范圍對三角函數(shù)值的影響.
【變式訓(xùn)練2】 在△ABC中,角A,B,C所對的邊的長分別為a,b,c,若asinA+bsinB<csinC,則△ABC的形狀是( )
A.銳角三角形 B.直角三角形
C.鈍角三角形 D.不確定 13、
答案 C
解析 根據(jù)正弦定理可得a2+b2<c2.由余弦定理的推論得cosC=<0,故C是鈍角.
考向 與三角形面積有關(guān)的問題
例 3 [2017·全國卷Ⅰ]△ABC的內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,b,c.已知△ABC的面積為.
(1)求sinBsinC;
(2)若6cosBcosC=1,a=3,求△ABC的周長.
解 (1)由題設(shè)得acsinB=,即csinB=.
由正弦定理得sinCsinB= .
故sinBsinC=.
(2)由題設(shè)及(1)得cosBcosC-sinBsinC=-,
即cos(B+C)=-.所以B+C=,故A=.
由題意得bcsinA=,a=3, 14、所以bc=8.
由余弦定理得b2+c2-bc=9,
即(b+c)2-3bc=9.由bc=8,得b+c=.
故△ABC的周長為3+.
觸類旁通
三角形面積公式的應(yīng)用原則
(1)對于面積公式S=absinC=acsinB=bcsinA,一般是已知哪一個角就使用哪一個公式.
(2)與面積有關(guān)的問題,一般要用到正弦定理或余弦定理進行邊和角的轉(zhuǎn)化.
【變式訓(xùn)練3】 [2017·全國卷Ⅲ]△ABC的內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,b,c.已知sinA+cosA=0,a=2,b=2.
(1)求c;
(2)設(shè)D為BC邊上一點,且AD⊥AC,求△ABD的面積.
解 (1)由已知可得t 15、anA=-,所以A=.
在△ABC中,由余弦定理得28=4+c2-4ccos,
即c2+2c-24=0,
解得c=-6(舍去)或c=4.
(2)由題設(shè)可得∠CAD=,
所以∠BAD=∠BAC-∠CAD=.
故△ABD面積與△ACD面積的比值為
=1.
又△ABC的面積為×4×2sin∠BAC=2,
所以△ABD的面積為.
核心規(guī)律
1.在已知關(guān)系式中,若既含有邊又含有角,通常的思路是:將角都化成邊或?qū)⑦叾蓟山?,再結(jié)合正弦定理、余弦定理即可求解.
2.在△ABC中,已知a,b和A,利用正弦定理時,會出現(xiàn)解的不確定性,一般可根據(jù)“大邊對大角”來取舍.
滿分策略
16、
1.在解三角形中,三角形內(nèi)角和定理起著重要作用,在解題中要注意根據(jù)這個定理確定角的范圍,確定三角函數(shù)值的符號,防止出現(xiàn)增解等擴大范圍的現(xiàn)象.
2.在判斷三角形的形狀時,等式兩邊一般不要約去公因式,應(yīng)移項提取公因式,以免漏解.
板塊三 啟智培優(yōu)·破譯高考
題型技法系列6——利用均值不等式破解三角函數(shù)最值問題
[2016·山東高考]在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c.已知2(tanA+tanB)=+.
(1)證明:a+b=2c;
(2)求cosC的最小值.
解題視點 (1)首先把切函數(shù)轉(zhuǎn)化為弦函數(shù),將分式化為整式,然后根據(jù)和角公式及三角形內(nèi)角和定理化簡,最后根據(jù)正 17、弦定理即可證明;(2)首先根據(jù)(1)中的結(jié)論和余弦定理表示出cosC,然后利用基本不等式求解最值.
解 (1)證明:由題意知2=+,化簡得2(sinAcosB+sinBcosA)=sinA+sinB,
即2sin(A+B)=sinA+sinB.
因為A+B+C=π,所以sin(A+B)=sin(π-C)=sinC,從而sinA+sinB=2sinC.由正弦定理得a+b=2c.
(2)由(1)知c=,
所以cosC==
=-≥-=,
當(dāng)且僅當(dāng)a=b時,等號成立.
故cosC的最小值為.
答題啟示 對于含有a+b,ab及a2+b2的等式,求其中一個的范圍時,可利用基本不等式轉(zhuǎn)化為 18、以該量為變量的不等式求解.
跟蹤訓(xùn)練
已知△ABC的內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,b,c,且ctanC=(acosB+bcosA).
(1)求角C;
(2)若c=2,求△ABC面積的最大值.
解 (1)∵ctanC=(acosB+bcosA),
∴sinCtanC=(sinAcosB+sinBcosA),
∴sinCtanC=sin(A+B)=sinC,
∵0<C<π,∴sinC≠0,
∴tanC=,∴C=.
(2)∵c=2,C=,
由余弦定理c2=a2+b2-2abcosC,得
12=a2+b2-ab≥2ab-a 19、b,
∴ab≤12,∴S△ABC=absinC≤3,
當(dāng)且僅當(dāng)a=b=2時,△ABC的面積取得最大值3.
板塊四 模擬演練·提能增分
[A級 基礎(chǔ)達標(biāo)]
1.[2018·北京西城期末]已知△ABC中,a=1,b=,B=45°,則A等于( )
A.150° B.90° C.60° D.30°
答案 D
解析 由正弦定理,得=,得sinA=.又a
20、bsinA=3csinB?ab=3bc?a=3c?c=1,∴b2=a2+c2-2accosB=9+1-2×3×1×=6,b=.故選D.
3.[2018·甘肅張掖月考]在△ABC中,內(nèi)角A,B,C的對邊分別是a,b,c,若c=2a,bsinB-asinA=asinC,則sinB為( )
A. B. C. D.
答案 A
解析 由bsinB-asinA=asinC,且c=2a,得b=a,∵cosB===,∴sinB==.
4.設(shè)A是△ABC的一個內(nèi)角,且sinA+cosA=,則這個三角形是( )
A.銳角三角形 B.鈍角三角形
C.等邊三角形 D.等腰直角三角形
答 21、案 B
解析 將sinA+cosA=兩邊平方得sin2A+2sinA·cosA+cos2A=,又sin2A+cos2A=1,故sinAcosA=-.因為00,則cosA<0,即A是鈍角.
5.在△ABC中,a,b,c分別是內(nèi)角A,B,C所對的邊,且cos2B+3cos(A+C)+2=0,b=,則c∶sinC等于( )
A.3∶1 B.∶1 C.∶1 D.2∶1
答案 D
解析 由cos2B+3cos(A+C)+2=0,得2cos2B-3cosB+1=0,解得cosB=1(舍去)或cosB=,所以sinB=,所以c∶sinC=b∶sinB=2∶1.
6 22、.[2017·浙江高考]我國古代數(shù)學(xué)家劉徽創(chuàng)立的“割圓術(shù)”可以估算圓周率π,理論上能把π的值計算到任意精度.祖沖之繼承并發(fā)展了“割圓術(shù)”,將π的值精確到小數(shù)點后七位,其結(jié)果領(lǐng)先世界一千多年.“割圓術(shù)”的第一步是計算單位圓內(nèi)接正六邊形的面積S6,S6=________.
答案
解析 作出單位圓的內(nèi)接正六邊形,如圖,則OA=OB=AB=1.
S6=6S△OAB=6××1×=.
7.在△ABC中,已知AB=3,A=120°,且△ABC的面積為,則BC=________.
答案 7
解析 由S△ABC=得×3×AC·sin120°=,所以AC=5,因此BC2=AB2+AC2-2AB· 23、AC·cos120°=9+25+2×3×5×=49,解得BC=7.
8.[2018·渭南模擬]在△ABC中,若a2-b2=bc且=2,則A=________.
答案
解析 因為=2,故=2,即c=2b,則cosA====,所以A=.
9.在△ABC中,A,B,C的對邊分別為a,b,c,若tanA+tanC=(tanAtanC-1).
(1)求角B;
(2)如果b=2,求△ABC面積的最大值.
解 (1)∵tanA+tanC=(tanAtanC-1),
∴=,
即=-,即tan(A+C)=-.
又∵A+B+C=π,
∴tanB=-tan(A+C)=,∴B=.
(2)由余 24、弦定理的推論得cosB==,
即4=a2+c2-ac≥2ac-ac,
∴ac≤4,當(dāng)且僅當(dāng)a=c=2時,等號成立.
∴S△ABC=acsinB≤×4×=.
故△ABC的面積的最大值為.
10.[2018·長沙模擬]已知△ABC的內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,b,c,若a=1,2cosC+c=2b.
(1)求A;
(2)若b=,求sinC.
解 (1)因為a=1,2cosC+c=2b,
由余弦定理得2×+c=2b,即b2+c2-1=bc.
所以cosA===.
因為0°
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