7、常見題型,此類題目要求準確地把握三角形的分類,三角形按邊的關系分為等腰三角形和不等邊三角形;三角形按角的關系分為銳角三角形、直角三角形和鈍角三角形.
判斷三角形的形狀,一般有以下兩種途徑:將已知條件統(tǒng)一化成邊的關系,用代數(shù)方法求解;將已知條件統(tǒng)一化成角的關系,用三角知識求解.
[跟蹤訓練]
2.在△ABC中,若=,試判斷△ABC的形狀.
【導學號:91432091】
[解] 由已知===,
得=.
可有以下兩種解法.
法一:(利用正弦定理,將邊化角)
由正弦定理得=,∴=,
即sin Ccos C=sin Bcos B,
即sin 2C=sin 2B.
∵B,C均為△
8、ABC的內角,
∴2C=2B或2C+2B=180.
即B=C或B+C=90.
∴△ABC為等腰三角形或直角三角形.
法二:(利用余弦定理,將角化邊)
∵=,
∴由余弦定理得=,
即(a2+b2-c2)c2=b2(a2+c2-b2).
∴a2c2-c4=a2b2-b4,
即a2b2-a2c2+c4-b4=0.
∴a2(b2-c2)+(c2-b2)(c2+b2)=0,
即(b2-c2)(a2-b2-c2)=0.
∴b2=c2或a2-b2-c2=0,
即b=c或a2=b2+c2.
∴△ABC為等腰三角形或直角三角形.
正、余弦定理的實際應用
如圖12所示,某市郊
9、外景區(qū)內有一條筆直的公路a經過三個景點A、B、C.景區(qū)管委會開發(fā)了風景優(yōu)美的景點D.經測量景點D位于景點A的北偏東30方向上8 km處,位于景點B的正北方向,還位于景點C的北偏西75方向上.已知AB=5 km.
圖12
(1)景區(qū)管委會準備由景點D向景點B修建一條筆直的公路,不考慮其他因素,求出這條公路的長;
(2)求景點C與景點D之間的距離.(結果精確到0.1 km)
(參考數(shù)據(jù):=1.73,sin 75=0.97,cos 75=0.26,tan 75=3.73,sin 53=0.80,cos 53=0.60,tan 53=1.33,sin 38=0.62,cos 38=0.79
10、,tan 38=0.78)
思路探究:(1)以BD為邊的三角形為△ABD和△BCD,在△ABD中,一角和另外兩邊易得,所以可在△ABD中利用余弦定理求解DB.
(2)以CD為邊的兩個三角形中的其他邊不易全部求得,而角的關系易得,考慮應用正弦定理求解.
[解] (1)設BD=x km,則在△ABD中,由余弦定理得52=82+x2-28xcos 30,即x2-8x+39=0,解得x=43.因為4+3>8,應舍去,所以x=4-3≈3.9,即這條公路的長約為3.9 km.
(2)在△ABD中,由正弦定理得=,所以sin∠ABD=sin∠CBD=sin∠ADB==0.8,所以cos∠CBD=0.
11、6.在△CBD中,sin∠DCB=sin(∠CBD+∠BDC)=sin(∠CBD+75)=0.80.26+0.60.97=0.79,由正弦定理得CD=sin∠DBC≈3.9.故景點C與景點D之間的距離約為3.9 km.
[規(guī)律方法] 正弦定理、余弦定理在實際生活中有著非常廣泛的應用.常用的有測量距離問題,測量高度問題,測量角度問題等.解決的基本思路是畫出正確的示意圖,把已知量和未知量標在示意圖中(目的是發(fā)現(xiàn)已知量與未知量之間的關系),最后確定用哪個定理轉化,用哪個定理求解,并進行作答,解題時還要注意近似計算的要求.
[跟蹤訓練]
3.如圖13,a是海面上一條南北方向的海防警戒線,在a上點
12、A處有一個水聲監(jiān)測點,另兩個監(jiān)測點B,C分別在A的正東方20 km和54 km處.某時刻,監(jiān)測點B收到發(fā)自靜止目標P的一個聲波信號,8 s后監(jiān)測點A,20 s后監(jiān)測點C相繼收到這一信號,在當時氣象條件下,聲波在水中的傳播速度是1.5 km/s.
圖13
(1)設A到P的距離為x km,用x表示B,C到P的距離,并求x的值;
(2)求靜止目標P到海防警戒線a的距離(精確到0.01 km).
【導學號:91432092】
[解] (1)由題意得PA-PB=1.58=12(km),
PC-PB=1.520=30(km).
∴PB=x-12,PC=18+x.
在△PAB中,AB=
13、20 km,
cos∠PAB===.
同理cos∠PAC=.
∵cos∠PAB=cos∠PAC,
∴=,解得x=.
(2)作PD⊥a于D,在Rt△PDA中,PD=PAcos∠APD=PAcos∠PAB=x=≈17.71(km).
所以靜止目標P到海防警戒線a的距離為17.71 km.
與三角形有關的綜合問題
[探究問題]
1.如圖14所示,向量與的夾角是∠B嗎?在△ABC中,兩向量的數(shù)量積與余弦定理有怎樣的聯(lián)系?
圖14
提示:向量與的夾角是∠B的補角,大小為180-∠B,
由于=||||cos A=bccos A.
所以=bccos A=(b2+c2-a
14、2),有時直接利用此結論解決與向量數(shù)量積有關的解三角形問題.
2.在解三角形的過程中,求某一個角有時既可以用余弦定理,也可以用正弦定理,兩種方法有什么利弊呢?
提示:用余弦定理可以根據(jù)角的余弦值的符號直接判斷是銳角還是鈍角,但計算比較復雜.用正弦定理計算相對比較簡單,但仍要結合已知條件中邊的大小來確定角的大小,所以一般選擇用正弦定理去計算比較小的邊所對的角,避免討論.
在△ABC中,內角A,B,C的對邊分別為a,b,c,且a>c,已知=2,cos B=,b=3.求:
(1)a和c的值;
(2)cos(B-C)的值.
【導學號:91432093】
思路探究:(1)由平面向量的數(shù)
15、量積定義及余弦定理,列出關于a,c的方程組即可求解.
(2)由(1)結合正弦定理分別求出B,C的正、余弦值,利用差角余弦公式求解.
[解] (1)由=2得cacos B=2.
又cos B=,所以ac=6.
由余弦定理,得a2+c2=b2+2accos B.
又b=3,所以a2+c2=9+26=13.
解得或
因為a>c,所以a=3,c=2.
(2)在△ABC中,
sin B===,
由正弦定理,得sin C=sin B==.
因為a=b>c,所以C為銳角,
因此cos C===.
于是cos(B-C)=cos Bcos C+sin Bsin C
=+=.
母題探
16、究:1.(變條件,變結論)將本例中的條件“a>c,=2,cos B=,b=3”變?yōu)椤耙阎猄△ABC=30且cos A=”求的值.
[解] 在△ABC中,cos A=,
∴A為銳角且sin A=,
∴S△ABC=bcsin A=bc=30.
∴bc=156.
∴=||||cos A
=bccos A=156=144.
2.(變條件,變結論)在“母題探究1”中再加上條件“c-b=1”能否求a的值?
[解] 由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A=(b-c)2+2bc(1-cos A)=1+2156=25,∴a==5.
[規(guī)律方法] 正、余弦定理將三角形中的邊和角關系進行了
17、量化,為我們解三角形或求三角形的面積提供了依據(jù),而三角形中的問題常與向量、函數(shù)、方程及平面幾何相結合,通??梢岳谜?、余弦定理完成證明、求值等問題.
(1)解三角形與向量的交匯問題,可以結合向量的平行、垂直、夾角、模等知識轉化求解.
(2)解三角形與其他知識的交匯問題,可以運用三角形的基礎知識、正余弦定理、三角形面積公式與三角恒等變換,通過等價轉化或構造方程及函數(shù)求解.
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