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(新高考)高考数学一轮复习学案+巩固提升练习4.7《正弦定理、余弦定理》(2份打包,原卷版+教师版)
展开1.掌握正弦定理、余弦定理及其变形.
2.能利用正弦定理、余弦定理解决一些简单的三角形度量问题.
知识梳理
1.正弦定理与余弦定理
2.三角形中常用的面积公式
(1)S=eq \f(1,2)aha(ha表示边a上的高);
(2)S=eq \f(1,2)absin C=eq \f(1,2)acsin B=eq \f(1,2)bcsin A;
(3)S=eq \f(1,2)r(a+b+c)(r为三角形的内切圆半径).
常用结论
在△ABC中,常有以下结论:
(1)∠A+∠B+∠C=π.
(2)任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边.
(3)a>b⇔A>B⇔sin A>sin B,cs A
(5)三角形中的射影定理
在△ABC中,a=bcs C+ccs B;b=acs C+ccs A;c=bcs A+acs 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,△ABC为锐角三角形.( )
教材改编题
1.在△ABC中,AB=5,AC=3,BC=7,则∠BAC等于( )
A.eq \f(π,6) B.eq \f(π,3) C.eq \f(2π,3) D.eq \f(5π,6)
2.在△ABC中,若A=60°,a=4eq \r(3),b=4eq \r(2),则B= .
3.在△ABC中,a=2,b=3,C=60°,则c= ,△ABC的面积= .
题型一 利用正弦定理、余弦定理解三角形
例1 (12分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知b2=ac,点D在边AC上,BD·sin∠ABC=asin C.
(1)证明:BD=b;
(2)若AD=2DC,求cs∠ABC.
高考改编
在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知bsin C+asin A=bsin B+csin C.
(1)求A;
(2)设D是线段BC的中点,若c=2,AD=eq \r(13),求a.
思维升华 解三角形问题的技巧
(1)解三角形时,如果式子中含有角的余弦或边的二次式,要考虑用余弦定理;如果式子中含有角的正弦或边的一次式时,则考虑用正弦定理,以上特征都不明显时,则要考虑两个定理都有可能用到.
(2)三角形解的个数的判断:已知两角和一边,该三角形是确定的,其解是唯一的;已知两边和一边的对角,该三角形具有不唯一性,通常根据三角函数值的有界性和大边对大角定理进行判断.
跟踪训练1 已知在△ABC中,c=2bcs B,C=eq \f(2π,3).
(1)求B的大小;
(2)在下列三个条件中选择一个作为已知,使△ABC存在且唯一确定,并求出BC边上的中线的长度.
①c=eq \r(2)b;②周长为4+2eq \r(3);③面积为S△ABC=eq \f(3\r(3),4).
题型二 正弦定理、余弦定理的简单应用
命题点1 三角形形状判断
例2 在△ABC中,eq \f(c-a,2c)=sin2 eq \f(B,2)(a,b,c分别为角A,B,C的对边),则△ABC的形状为( )
A.直角三角形 B.等边三角形
C.等腰三角形或直角三角形 D.等腰直角三角形
延伸探究 将“eq \f(c-a,2c)=sin2 eq \f(B,2)”改为“eq \f(sin A,sin B)=eq \f(a,c),(b+c+a)(b+c﹣a)=3bc”,试判断△ABC的形状.
思维升华 判断三角形形状的两种思路
(1)化边:通过因式分解、配方等得出边的相应关系,从而判断三角形的形状.
(2)化角:通过三角恒等变形,得出内角的关系,从而判断三角形的形状.此时要注意应用A+B+C=π这个结论.
命题点2 三角形的面积
例3 在①sin A,sin C,sin B成等差数列;②a∶b∶c=4∶3∶2;③bcs A=1这三个条件中任选一个,补充在下面问题中.若问题中的三角形存在,求该三角形面积的值;若问题中的三角形不存在,说明理由.
问题:是否存在△ABC,它的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a(sin A﹣sin B)+bsin B =csin C,c=1, ?
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
思维升华 三角形面积公式的应用原则
(1)对于面积公式S=eq \f(1,2)absin C=eq \f(1,2)acsin B=eq \f(1,2)bcsin A,一般是已知哪一个角就使用哪一个公式.
(2)与面积有关的问题,一般要用到正弦定理或余弦定理进行边和角的转化.
命题点3 与平面几何有关的问题
例4 如图,在平面四边形ABCD中,已知A=eq \f(π,2),B=eq \f(2π,3),AB=6.在AB边上取点E,使得BE=1,连接EC,ED.若∠CED=eq \f(2π,3),EC=eq \r(7).
(1)求sin∠BCE的值;
(2)求CD的长.
教师备选
1.在△ABC中,已知a2+b2﹣c2=ab,且2cs Asin B=sin C,则该三角形的形状是( )
A.直角三角形 B.等腰三角形
C.等边三角形 D.钝角三角形
2.已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且acs C﹣ccs(B+C)=﹣eq \f(b,3csA+B).
(1)求tan C;
(2)若c=3,sin Asin B=eq \f(16,27),求△ABC的面积.
思维升华 平面几何图形中研究或求与角有关的长度、角度、面积的最值、优化设计等问题,通常是转化到三角形中,利用正、余弦定理通过运算的方法加以解决.在解决某些具体问题时,常先引入变量,如边长、角度等,然后把要解三角形的边或角用所设变量表示出来,再利用正、余弦定理列出方程,解之,若研究最值,常使用函数思想.
跟踪训练2 (1)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若c﹣acs B=
(2a﹣b)cs A,则△ABC的形状为( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等腰直角三角形 D.等腰或直角三角形
(2)如图,在△ABC中,AB=9,cs B=eq \f(2,3),点D在BC边上,AD=7,∠ADB为锐角.
①求BD;
②若∠BAD=∠DAC,求sin C的值及CD的长.
课时精练
1.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若△ABC的面积为eq \f(a2+b2-c2,4),则C等于( )
A.eq \f(π,2) B.eq \f(π,3) C.eq \f(π,4) D.eq \f(π,6)
2.在△ABC中,C=60°,a+2b=8,sin A=6sin B,则c等于( )
A.eq \r(35) B.eq \r(31) C.6 D.5
3.已知△ABC的内角A,B,C对应的边分别为a,b,c,a=4,cs 2A=﹣eq \f(7,25),则△ABC外接圆半径为( )
A.5 B.3 C.eq \f(5,2) D.eq \f(3,2)
4.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若c=2b,sin2A﹣3sin2B=eq \f(1,2)sin Asin C,则角C等于( )
A.eq \f(π,6) B.eq \f(π,3) C.eq \f(π,2) D.eq \f(2π,3)
5.(多选)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,2bsin A=eq \r(5)acs B,AB=2,AC=2eq \r(6),D为BC的中点,E为AC上的点,且BE为∠ABC的平分线,下列结论正确的是( )
A.cs∠BAC=﹣eq \f(\r(6),6) B.S△ABC=3eq \r(5) C.BE=2 D.AD=eq \r(5)
6.(多选)下列命题中,正确的是( )
A.在△ABC中,A>B,则sin A>sin B
B.在锐角△ABC中,不等式sin A>cs B恒成立
C.在△ABC中,若acs A=bcs B,则△ABC必是等腰直角三角形
D.在△ABC中,若B=60°,b2=ac,则△ABC必是等边三角形
7.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别是a,b,c,且b=3,a﹣c=2,A=eq \f(2π,3).则△ABC的面积为 .
8.记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为eq \r(3),B=60°,a2+c2=3ac,则b= .
9.在①2ccs B=2a﹣b,②△ABC的面积为eq \f(\r(3),4)(a2+b2﹣c2),③cs2A﹣cs2C=sin2B﹣sin Asin B,这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并加以解答.(如果选择多个条件作答,则按所选的第一个条件给分)
已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且 .
(1)求角C的大小;
(2)若c=2且4sin Asin B=3,求△ABC的面积.
10.如图,在△ABC中,∠B=60°,AB=8,AD=7,点D在BC上,且cs∠ADC=eq \f(1,7).
(1)求BD;
(2)若cs∠CAD=eq \f(\r(3),2),求△ABC的面积.
11.在△ABC中,三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若△ABC的面积为S,且4S=(a+b)2﹣c2,则sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+C))等于 ( )
A.1 B.﹣eq \f(\r(2),2) C.eq \f(\r(2),2) D.eq \f(\r(3),2)
12.在△ABC中,内角A,B,C的对边a,b,c依次成等差数列,△ABC的周长为15,且(sin A+sin B)2+cs2C=1+sin Asin B,则cs B等于( )
A.eq \f(13,14) B.eq \f(11,14) C.eq \f(1,2) D.﹣eq \f(1,2)
13.在平面四边形ABCD中,BC⊥CD,∠B=eq \f(3π,4),AB=3eq \r(2),AD=2eq \r(10),若AC=3eq \r(5),则CD为 .
14.托勒密(Ptlemy)是古希腊天文学家、地理学家、数学家,托勒密定理就是由其名字命名,该定理指出:圆的内接凸四边形两组对边乘积的和等于两条对角线的乘积.已知凸四边形ABCD的四个顶点在同一个圆的圆周上,AC,BD是其两条对角线,AB=AD,∠BAD=120°,AC=6,则四边形ABCD的面积为 .
15.(多选)中国南宋时期杰出数学家秦九韶在《数书九章》中提出了“三斜求积术”,即以小斜幂,并大斜幂,减中斜幂,余半之,自乘于上;以小斜幂乘大斜幂,减上,余四约之,为实;一为从隅,开平方得积.把以上文字写成公式,即S=eq \r(\f(1,4)\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(c2a2-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(c2+a2-b2,2)))2)))(S为三角形的面积,a,b,c为三角形的三边).现有△ABC满足sin A∶sin B∶sin C=2∶3∶eq \r(7),且△ABC的面积S△ABC=6eq \r(3),则下列结论正确的是( )
A.△ABC的周长为10+2eq \r(7)
B.△ABC的三个内角满足A+B=2C
C.△ABC的外接圆半径为eq \f(4\r(21),3)
D.△ABC的中线CD的长为3eq \r(2)
16.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,b=a+1,c=a+2.
(1)若2sin C=3sin A,求△ABC的面积;
(2)是否存在正整数a,使得△ABC为钝角三角形?若存在,求出a的值;若不存在,说明理由.
定理
正弦定理
余弦定理
内容
eq \f(a,sin A)=eq \f(b,sin B)=eq \f(c,sin C)=2R
a2=b2+c2﹣2bccs A;
b2=c2+a2﹣2cacs B;
c2=a2+b2﹣2abcs C
变形
(1)a=2Rsin A,
b=2Rsin B,
c=2Rsin C;
(2)asin B
=bsin A,
bsin C=csin B,
asin C=csin A
cs A=eq \f(b2+c2-a2,2bc);
cs B=eq \f(c2+a2-b2,2ac);
cs C=eq \f(a2+b2-c2,2ab)
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