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1、2022年人教A版高中數(shù)學(xué) 必修五 解三角形 小結(jié)教案
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1.三角形解的個(gè)數(shù)的確定(易錯(cuò)點(diǎn))
已知兩邊和其中一邊的對(duì)角不能唯一確定三角形,解這類三角形問題可能出現(xiàn)一解、兩解、無解的情況,這時(shí)應(yīng)結(jié)合“三角形中大邊對(duì)大角”,此時(shí)一般用正弦定理,但也可用余弦定理.
(1)利用正弦定理討論:若已知a、b、A,由正弦定理=,得sin B=.若sin B>1,無解;若sin B=1,一解;若sin B<1,兩解.
(2)利用余弦定理討論: 已知a、b、A.由余弦定理a2=c2+b2-2cbcos A,即c2-(2bcos A)c+b2-a2=0,
2、這是關(guān)于c的一元二次方程.若方程無解或無正數(shù)解,則三角形無解;若方程有唯一正數(shù)解,則三角形一解;若方程有兩不同正數(shù)解,則三角形有兩解.
2.三角形形狀的判定方法
判定三角形形狀通常有兩種途徑:一是通過正弦定理和余弦定理,化邊為角(如:a=2Rsin A,a2+b2-c2=2abcos C等),利用三角變換得出三角形內(nèi)角之間的關(guān)系
進(jìn)行判斷.此時(shí)注意一些常見的三角恒等式所體現(xiàn)的角之間的關(guān)系.如:
sin A=sin B?A=B;sin (A-B)=0?A=B;sin 2A=sin 2B?A=B或A+B=等;二是利用正弦定理、余弦定理化角為邊,如:sin A=(R為△ABC外接圓半徑),c
3、os A=等,通過代數(shù)恒等變換求出三條邊之間的關(guān)系進(jìn)行判斷.
3.解三角形應(yīng)用題的基本思路
解三角形應(yīng)用題的關(guān)鍵是將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為解三角形問題來解決.其基本解題思路是:首先分析此題屬于哪種類型的問題(如測(cè)量距離、高度、角度等),然后依題意畫出示意圖,把已知量和未知量標(biāo)在示意圖中(目的是發(fā)現(xiàn)已知量與未知量之間的關(guān)系),最后確定用哪個(gè)定理轉(zhuǎn)化,哪個(gè)定理求解,并進(jìn)行作答.解題時(shí)還要注意近似計(jì)算的要求.
(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P22)
專題一 利用正、余弦定理解三角形(自主研析)
[例1] △ABC中,內(nèi)角A,B,C對(duì)邊的邊長分別是a,b,c.已知c=2,C=.
(1)若△ABC的面積等
4、于,求a,b;
(2)若sin B=2sin A,求△ABC的面積.
[自主解答] (1)由余弦定理得a2+b2-ab=4.又因?yàn)椤鰽BC的面積等于,所以absin C=,得ab=4.
聯(lián)立方程組
解得a=2,b=2.
(2)由正弦定理已知條件可化為b=2a,
聯(lián)立方程組
解得a=,b=,
所以△ABC的面積S=absin C=.
歸納升華
正、余弦定理應(yīng)用需注意的三個(gè)方面
(1)正弦定理和余弦定理提示了三角形邊角之間的關(guān)系,解題時(shí)要根據(jù)題目條件恰當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)邊角的統(tǒng)一.
(2)統(tǒng)一為“角”后,要注意正確利用三角恒等變換及誘導(dǎo)公式進(jìn)行變形;統(tǒng)一為“邊”后,要注意正確利用配方
5、、因式分解等代數(shù)變換方法進(jìn)行變形.
(3)求值時(shí)注意方程思想的運(yùn)用.
[變式訓(xùn)練] △ABC的內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,asin A+csin C-asin C=bsin B.
(1)求角B的大??;
(2)若A=75°,b=2,求a,c.
解:(1)由正弦定理得a2+c2-ac=b2.
由余弦定理得b2=a2+c2-2accos B.
故cos B=,因此B=45°.
(2)sin A=sin(30°+45°)=sin 30°cos45°+cos 30°sin 45°=
.
故a=b×=1+.
由已知得,C=180°-45°-75°=60°,
c=b×=2×
6、=.
專題二 判斷三角形的形狀問題
[例2] 在△ABC中,如果lg a-lg c=lg sin B=-lg,且B為銳角,試判斷此三角形的形狀.
解:因?yàn)閘g sin B=-lg,所以sin B=,
又因?yàn)?°<B<90°,所以B=45°.
由lg a-lg c=-lg,得=.
由正弦定理得=
即2sin(135°-C)=sin C,
即2(sin 135°cos C-cos 135°sin C)=sin C.所以cos C=0,得C=90°,
又因?yàn)锳=45°,所以B=45°,從而△ABC是等腰直角三角形.
歸納升華
利用正、余弦定理判斷三角形形狀的方法
主要有兩種方
7、法:方法一,通過邊之間的關(guān)系判斷形狀;方法二,通過角之間的關(guān)系判斷形狀.
利用正、余弦定理可以將已知條件中的邊、角互化,把條件轉(zhuǎn)化為邊的關(guān)系或轉(zhuǎn)化為角的關(guān)系.
[變式訓(xùn)練] 在△ABC中,若∠B=60°,2b=a+c,試判斷△ABC的形狀.
解:法一:由正弦定理,得2sin B=sin A+sin C.
因?yàn)椤螧=60°,
所以∠A+∠C=120°.
所以2sin 60°=sin(120°-C)+sin C.
展開整理得sin C+cos C=1.
所以sin(C+30°)=1.因?yàn)?<C<120°,
所以∠C+30°=90°.所以∠C=60°.
故∠A=60°.
所以△
8、ABC為等邊三角形.
法二:由余弦定理,得
b2=a2+c2-2accos B.
因?yàn)椤螧=60°,b=,
所以=a2+c2-2accos 60°,化簡(jiǎn)得(a-c)2=0,
所以a=c.
又∠B=60°,所以a=b=c.
所以△ABC為等邊三角形.
專題三 正、余弦定理的實(shí)際應(yīng)用
[例3] 航空測(cè)量組的飛機(jī)航線和山頂在同一鉛直平面內(nèi),已知飛機(jī)的高度為海拔10 000 m,速度為180 km/h,飛機(jī)先看到山頂?shù)母┙菫?5°,經(jīng)過420 s后又看到山頂?shù)母┙菫?5°,求山頂?shù)暮0胃叨?取≈1.4,≈1.7).
解:如圖所示,根據(jù)題意可得∠A=15°,∠DBC=45°,
9、所以∠ACB=30°,
AB=180×=21(km)=21 000(m).
所以在△ABC中,=,
所以BC=·sin 15°=10 500(-)(m).
因?yàn)镃D⊥AD,
所以CD=BCsin∠CBD=
10 500(-)×=10 500(-1)≈
10 500×(1.7-1)=7 350(m),
所以,山頂?shù)暮0胃叨龋?0 000-7 350=2 650(m).
歸納升華
正、余弦定理與三角函數(shù)的綜合應(yīng)用
(1)以三角形為載體,以正、余弦定理為工具,以三角恒等變換為手段來考查三角形問題是近年高考的一類熱點(diǎn)題型.在具體解題時(shí),除了熟練使用正、余弦定理外,也要根據(jù)條件
10、合理選用三角函數(shù)公式,達(dá)到化簡(jiǎn)問題的目的.
(2)解三角形問題的實(shí)質(zhì)是將幾何問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題.在高考中,出題者有時(shí)會(huì)利用平面向量等知識(shí)給出問題的某些條件,這些知識(shí)一般只起到“點(diǎn)綴”作用,難度較?。?
[變式訓(xùn)練] (1)如圖所示,某住宅小區(qū)的平面圖呈扇形AOC.小區(qū)的兩個(gè)出入口設(shè)置在點(diǎn)A及點(diǎn)C處,小區(qū)里有兩條筆直的小路AD,DC,且拐彎處的轉(zhuǎn)角為120°.已知某人從C沿CD走到D用了10分鐘,從
D沿DA走到A用了6分鐘.若此人步行的速度為每分鐘50米,求該扇形的半徑OA的長(精確到1米).
(2)在△ACB中,內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,
且a>c,已知·=2,cos
11、 B=,b=3,求:
①a和c的值;
②cos(B-C)的值.
(1)解:法一:設(shè)該扇形的半徑為r米,由題意,得CD=
500 米,DA=300 米,∠CDO=60°.
在△CDO中,CD2+OD2-2·CD·OD·cos 60°=OC2,
即5002+(r-300)2-2×500×(r-300)×=r2,
解得r=≈445 (米).
法二:連接AC,作OH⊥AC,交AC于點(diǎn)H,
由題意,得CD=500米,
AD=300米,
∠CDA=120°.
在△ACD中,AC2=CD2+AD2-2·CD·AD·
cos 120°=5002+3002+2×500×300×=7
12、002,
所以AC=700(米).
cos∠CAD==.
在Rt△HAO中,AH=350(米),
cos∠HAO=,
所以O(shè)A==≈445(米).
(2)解:①由·=2,得c·acos 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=32+2×6×=13.
解得或
因?yàn)閍>c,所以a=3,c=2.
②在△ABC中,
sin B== =,
由正弦定理,得
sin C=sin B=×=.
因a=b>c,所以C為銳角,
因此cos C===.
于是cos(B-C)=cos Bcos C+sin Bsin C=
×+×=.