高考数学一轮复习题型归纳讲义 专题08 解三角形 题型归纳讲义 (原卷版+解析版)
展开中考数学复习策略(仅供参考)
中考复习中,数学占据了一定的位置,那么初三数学生要从哪几方面着手复习呢?
1、学生在第一轮复习阶段不要只钻难题、偏题,也不要搞题海战术,要注重学习方法,回归课本,抓住典型题目进行练习。
课本上的例题最具有典型性,可以有选择地做。在做例题时,要把其中包含的知识点抽出来进行总结、归纳,不要就题论题。另外,对于一些易错题,要在复习阶段作为重点复习,反复审题,加强理解。
2、要注重知识点的梳理,将知识点形成网络。学生经过一学期的学习,要将知识点进行总结归纳,找出区别与联系。
把各章的知识点绘制成知识网络图,将知识系统化、网络化,把知识点串成线,连成面。
3、要注重总结规律,加强解题后的反思。
期末考试前,学校一般都会组织模拟练习,学生要认真对待,注意记录、总结老师对模拟练习的讲评分析。通过模拟练习题,找出复习重点和自身的薄弱点,认真总结解题的规律方法,切忌不要闷头做题。
专题八 《解三角形》讲义
知识梳理.解三角形
1.正弦定理
===2R(R为△ABC外接圆的半径).
2.余弦定理
a2=b2+c2-2bccos A;
b2=c2+a2-2cacos B;
c2=a2+b2-2abcos C.
3.三角形的面积公式
(1)S△ABC=aha(ha为边a上的高);
(2)S△ABC=absin C=bcsin A=acsin B;
(3)S=r(a+b+c)(r为三角形的内切圆半径).
题型一. 正弦定理
考点1.基本量运算
1.在△ABC中,角A、B、C所对的边分别为a、b、c,若a=1,c=3,C=π3,则A= π6 .
【解答】解:由正弦定理得asinA=csinC∴sinA=asinCc=323=12
∴A=π6或5π6
∵a<c
故答案为:π6
2.在△ABC中,cosA=513,sinB=35,a=20,则b的值为 13 .
【解答】解:∵在△ABC中,cosA=513,∴sinA=1−cos2B=1213.
由正弦定理可得:asinA=bsinB,
∴b=asinBsinA=20×351213=13.
故答案为:13.
3.在△ABC中,b=32,cosA=63,B=A+π2.
(1)求a的值;
(2)求cos2C的值.
【解答】解:(1)∵cosA=63,0<A<π,∴sinA=33,
∴sinB=sin(A+π2)=cosA=63,
由正弦定理得:asinA=bsinB=3263=33,∴a=3;
(2)∵B=A+π2,∴π2<B<π,
又∵sinB=63,∴cosB=−33,
∴cosC=﹣cos(A+B)=﹣(cosAcosB﹣sinAsinB)=sinAsinB﹣cosAcosB=223,
∴cos2C=2cos2C﹣1=79.
考点2.边角互化
1.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知3(acosC−ccosA)=b,B=60°,则A的大小为 75° .
【解答】解:∵3(acosC−ccosA)=b,B=60°,
∴由正弦定理可得:3(sinAcosC﹣sinCcosA)=sinB,可得:3sin(A﹣C)=sinB=32,
∴sin(A﹣C)=12,
∵A+C=120°,
又∵0°<A<120°,0°<C<120°,可得:﹣120°<A﹣C<120°,
∴A﹣C=30°,
∴解得:A=75°.
故答案为:75°.
2.已知△ABC的三个内角A,B,C的对边边长分别为a,b,c,若2a=3b,A=2B,则cosB=( )
A.23 B.34 C.45 D.0
【解答】解:∵2a=3b,
∴根据正弦定理得2sinA=3sinB,且A=2B,
∴2sin2B=4sinBcosB=3sinB,且sinB≠0,
∴cosB=34.
故选:B.
3.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知bsinA−3acosB=2b−3c,则A=( )
A.π3 B.π4 C.π6 D.2π3
【解答】解:∵bsinA−3acosB=2b−3c,
∴由正弦定理可得:sinBsinA−3sinAcosB=2sinB−3sinC,
∴sinBsinA−3sinAcosB=2sinB−3sinC=2sinB−3(sinAcosB+cosAsinB),
∴sinBsinA=2sinB−3cosAsinB,
又∵sinB≠0,
∴sinA+3cosA=2,
∴2sin(A+π3)=2,可得A+π3=π2+2kπ,k∈Z,
又A∈(0,π),
∴A=π6.
故选:C.
考点3.内角和应用
1.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sinB+sinA(sinC﹣cosC)=0,a=2,c=2,则C=( )
A.π12 B.π6 C.π4 D.π3
【解答】解:sinB=sin(A+C)=sinAcosC+cosAsinC,
∵sinB+sinA(sinC﹣cosC)=0,
∴sinAcosC+cosAsinC+sinAsinC﹣sinAcosC=0,
∴cosAsinC+sinAsinC=0,
∵sinC≠0,
∴cosA=﹣sinA,
∴tanA=﹣1,
∵π2<A<π,
∴A=3π4,
由正弦定理可得csinC=asinA,
∴sinC=csinAa,
∵a=2,c=2,
∴sinC=csinAa=2×222=12,
∵a>c,
∴C=π6,
故选:B.
2.已知a、b、c分别为△ABC的三内角A、B、C的对边,acosc+3asinC−b−c=0,则A=( )
A.π2 B.π3 C.π4 D.π6
【解答】解:已知等式利用正弦定理化简得:sinAcosC+3sinAsinC﹣sinB﹣sinC=0,
∴sinAcosC+3sinAsinC﹣sin(A+C)﹣sinC=0,即sinAcosC+3sinAsinC﹣sinAcosC﹣cosAsinC﹣sinC=0,
∴3sinAsinC﹣cosAsinC﹣sinC=0,
∵sinC≠0,
∴3sinA=cosA+1,即sinA1+cosA=33,
∴tanA2=sinA1+cosA=33,
∴A2=π6,即A=π3.
故选:B.
3.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b.c,已知cos(A﹣C)+cosB=1,(2cosB﹣1)a+2bcosA=0,则C= π6 .
【解答】解:由B=π﹣(A+C),可得cosB=﹣cos(A+C),
∴cos(A﹣C)+cosB=cos(A﹣C)﹣cos(A+C)=2sinAsinC=1,
∴sinAsinC=12,…①
又∵(2cosB﹣1)a+2bcosA=0,可得:2acosB+2bcosA=a,
∴由正弦定理可得:2sinAcosB+2sinBcosA=sinA,可得:sinA=2sinC,…②
∴①②联解可得,sin2C=14,
∵0<C<π,
∴sinC=12,
∵a=2c,即a>c,得C为锐角,
∴C=π6.
故答案为:π6.
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题型二. 余弦定理
1.△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知b=c,a2=2b2(1﹣sinA),则A=( )
A.3π4 B.π3 C.π4 D.π6
【解答】解:∵b=c,
∴a2=b2+c2﹣2bccosA=2b2﹣2b2cosA=2b2(1﹣cosA),
∵a2=2b2(1﹣sinA),
∴1﹣cosA=1﹣sinA,
则sinA=cosA,即tanA=1,
即A=π4,
故选:C.
2.在△ABC中,内角A、B、C的对边长分别为a、b、c,已知3cosAcosC=ac,且a2﹣c2=2b,则b=( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【解答】解:3cosAcosC=ac,即为
3ccosA=acosC,
即有3c•b2+c2−a22bc=a•a2+b2−c22ab,
即有a2﹣c2=12b2,
又a2﹣c2=2b,则2b=12b2,
解得b=4.
故选:A.
3.在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别为a,b,c,若C=120°,sinC=2sinA,则( )
A.a=b
B.a<b
C.a>b
D.a与b的大小关系不能确定
【解答】解:因为C=120°,sinC=2sinA,
所以由正弦定理可得:c=2a,
由余弦定理cosC=a2+b2−c22ab,可得:−12=a2+b2−2a22ab,整理可得:a2﹣b2=ab>0,
可得a2>b2,
可得a>b.
故选:C.
4.在△ABC中,内角A、B、C的对边长分别为a、b、c,已知sinAcosC=3cosAsinC且a2﹣c2=2b,则b= 4
【解答】解:∵sinAcosC=3cosAsinC,
∴a×a2+b2−c22ab=3c×b2+c2−a22bc,
∴2c2=2a2﹣b2,
∵a2﹣c2=2b,
∴b2=4b,
∵b≠0,
∴b=4.
故答案为:4.
5.在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,且cos2A2=b+c2c,则△ABC是( )
A.直角三角形
B.等腰三角形或直角三角形
C.正三角形
D.等腰直角三角形
【解答】解:∵cos2A2=b+c2c,2cos2A2−1=cosA,
∴cosA=bc,
∴△ABC是直角三角形.
故选:A.
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日期:2021/7/4 16:40:05;用户:15942715433;邮箱:15942715433;学号:32355067
题型三.高、中点、角平分线问题
1.在△ABC中,B=π4,BC边上的高等于13BC,则cosA等于( )
A.31010 B.1010 C.−1010 D.−31010
【解答】解:设△ABC中角A、B、C、对应的边分别为a、b、c,AD⊥BC于D,令∠DAC=θ,
∵在△ABC中,B=π4,BC边上的高AD=h=13BC=13a,
∴BD=AD=13a,CD=23a,
在Rt△ADC中,cosθ=ADAC=a3(13a)2+(2a3)2=55,故sinθ=255,
∴cosA=cos(π4+θ)=cosπ4cosθ﹣sinπ4sinθ=22×55−22×255=−1010.
故选:C.
2.已知在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若∠ABC=π3,b=7,c=2,D为BC的中点.
(Ⅰ)求cos∠BAC的值;
(Ⅱ)求AD的值.
【解答】(本题满分为12分)
解:(I)法1:由正弦定理得sinC=cbsinB=27×32=37⋯(1分)
又∵在△ABC中,b>c,∴C<B,∴0<C<π2⋯(2分)
∴cosC=1−sin2C=1−37=27⋯(3分)
∴cos∠BAC=cos(π﹣B﹣C)=﹣cos(B+C)…(4分)
=﹣(cosBcosC﹣sinBsinC)…(5分)
=32×37−12×27=714⋯(6分)
法2:在△ABC中,由余弦定理得AC2=AB2+BC2﹣2AB•BCcos∠ABC…(1分)
∴7=4+a2−2×2×a×12,…(2分)
∴(a﹣3)(a+1)=0解得a=3(a=﹣1已舍去),…(4分)
∴cos∠BAC=AB2+AC2−BC22AB⋅AC⋯(5分)
=4+7−92×2×7=714.…(6分)
(II)法1:∵AD→=12(AB→+AC→)⋯(8分)
∴AD→2=14(AB→+AC→)2=14(AB→2+AC→2+2AB→⋅AC→)⋯(10分)
=14(4+7+2×2×7×714)=134⋯(11分)
∴AD=132.…(12分)
法2:在△ABC中,由余弦定理得BC2=AB2+AC2﹣2AB•ACcos∠BAC…(7分)
=4+7−2×2×7×714=9,…(8分)
∴BC=3,
∴BD=32⋯(9分)
在△ABD中,由余弦定理得 AD2=AB2+BD2﹣2AB•BD•cos∠ABD,…(10分)
=4+94−2×2×32×12=134,…(11分)
∴AD=132,…(12分)
法3:设E为AC的中点,连结DE,则 DE=12AB=1,…(7分)
AE=12AC=127⋯(8分)
在△ADE中,由余弦定理得AD2=AE2+DE2﹣2AE•DE•cos∠AED,…(9分)
=74+1+2×72×1×714=134,…(11分)
∴AD=132.…(12分)
3.已知AD是△ABC的内角A的平分线,AB=3,AC=5,∠BAC=120°,则AD长为 158 .
【解答】解:∵AD是△ABC的内角A的平分线,且∠BAC=120°,
∴∠BAD=∠CAD=60°,
∵S△ABD+S△CAD=S△ABC,
∴12AB•ADsin∠ABD+12AC•ADsin∠CAD=12AB•ACsin∠BAC,
即12×3AD×32+12×5AD×32=12×3×5×32,
解得:AD=158,
故答案为:158
题型四. 周长、面积问题
1.△ABC内角A、B、C的对边分别为a、b、c,若△ABC面积为334,b=3,B=2π3.则△ABC是( )
A.等边三角形
B.直角三角形
C.等腰三角形
D.等腰三角形或直角三角形
【解答】解:∵△ABC面积为334,b=3,B=2π3,
∴12acsinB=334,即12ac×32=334,
整理得:ac=3,①
由余弦定理得:b2=a2+c2﹣2accosB,即9=a2+c2+ac=(a+c)2﹣ac=(a+c)2﹣3,
整理得:a+c=23,②
联立①②,解得:a=c=3,
则△ABC为等腰三角形,
故选:C.
2.(2014•新课标Ⅱ)钝角三角形ABC的面积是12,AB=1,BC=2,则AC=( )
A.5 B.5 C.2 D.1
【解答】解:∵钝角三角形ABC的面积是12,AB=c=1,BC=a=2,
∴S=12acsinB=12,即sinB=22,
当B为钝角时,cosB=−1−sin2B=−22,
利用余弦定理得:AC2=AB2+BC2﹣2AB•BC•cosB=1+2+2=5,即AC=5,
当B为锐角时,cosB=1−sin2B=22,
利用余弦定理得:AC2=AB2+BC2﹣2AB•BC•cosB=1+2﹣2=1,即AC=1,
此时AB2+AC2=BC2,即△ABC为直角三角形,不合题意,舍去,
则AC=5.
故选:B.
3.(2018•新课标Ⅰ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知bsinC+csinB=4asinBsinC,b2+c2﹣a2=8,则△ABC的面积为 233 .
【解答】解:△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.
bsinC+csinB=4asinBsinC,
利用正弦定理可得sinBsinC+sinCsinB=4sinAsinBsinC,
由于0<B<π,0<C<π,
所以sinBsinC≠0,
所以sinA=12,
则A=π6或5π6
由于b2+c2﹣a2=8,
则:cosA=b2+c2−a22bc,
①当A=π6时,32=82bc,
解得bc=833,
所以S△ABC=12bcsinA=233.
②当A=5π6时,−32=82bc,
解得bc=−833(不合题意),舍去.
故:S△ABC=233.
故答案为:233.
4.(2016•新课标Ⅰ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知2cosC(acosB+bcosA)=c.
(Ⅰ)求C;
(Ⅱ)若c=7,△ABC的面积为332,求△ABC的周长.
【解答】解:(Ⅰ)∵在△ABC中,0<C<π,∴sinC≠0
已知等式利用正弦定理化简得:2cosC(sinAcosB+sinBcosA)=sinC,
整理得:2cosCsin(A+B)=sinC,
即2cosCsin(π﹣(A+B))=sinC
2cosCsinC=sinC
∴cosC=12,
∴C=π3;
(Ⅱ)由余弦定理得7=a2+b2﹣2ab•12,
∴(a+b)2﹣3ab=7,
∵S=12absinC=34ab=332,
∴ab=6,
∴(a+b)2﹣18=7,
∴a+b=5,
∴△ABC的周长为5+7.
5.(2017•新课标Ⅱ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin(A+C)=8sin2B2.
(1)求cosB;
(2)若a+c=6,△ABC的面积为2,求b.
【解答】解:(1)sin(A+C)=8sin2B2,
∴sinB=4(1﹣cosB),
∵sin2B+cos2B=1,
∴16(1﹣cosB)2+cos2B=1,
∴16(1﹣cosB)2+cos2B﹣1=0,
∴16(cosB﹣1)2+(cosB﹣1)(cosB+1)=0,
∴(17cosB﹣15)(cosB﹣1)=0,
∴cosB=1517;
(2)由(1)可知sinB=817,
∵S△ABC=12ac•sinB=2,
∴ac=172,
∴b2=a2+c2﹣2accosB=a2+c2﹣2×172×1517
=a2+c2﹣15=(a+c)2﹣2ac﹣15=36﹣17﹣15=4,
∴b=2.
题型五. 最值、取值范围问题
考点1.最值问题
1.(2014•新课标Ⅰ)已知a,b,c分别为△ABC的三个内角A,B,C的对边,a=2且(2+b)(sinA﹣sinB)=(c﹣b)sinC,则△ABC面积的最大值为 3 .
【解答】解:因为:(2+b)(sinA﹣sinB)=(c﹣b)sinC
⇒(2+b)(a﹣b)=(c﹣b)c
⇒2a﹣2b+ab﹣b2=c2﹣bc,
又因为:a=2,
所以:a2−b2=c2−bc⇒b2+c2−a2=bc⇒cosA=b2+c2−a22bc=12⇒A=π3,
△ABC面积S=12bcsinA=34bc,
而b2+c2﹣a2=bc
⇒b2+c2﹣bc=a2
⇒b2+c2﹣bc=4
⇒bc≤4
所以:S=12bcsinA=34bc≤3,即△ABC面积的最大值为3.
故答案为:3.
2.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且2ccosB=2a+b,若△ABC的面积为S=3c,则ab的最小值为( )
A.56 B.48 C.36 D.28
【解答】解:由正弦定理,有asinA=bsinB=csinC=2R,又2c•cosB=2a+b,
可得:2sinC•cosB=2sinA+sinB,
由A+B+C=π,得sin A=sin(B+C),
则2sinC•cosB=2sin(B+C)+sinB,即2sinB•cosC+sinB=0,
又0<B<π,sinB>0,得cosC=−12,
因为0<C<π,得C=2π3,
则△ABC的面积为S△=12absinC=34ab=3c,即c=14ab,
由余弦定理,得c2=a2+b2﹣2ab cosC,化简,得a2+b2+ab=116a2b2,
由于:a2+b2≥2ab,当仅当a=b时取等号,
可得:2ab+ab≤116a2b2,即ab≥48,故ab的最小值是48.
故选:B.
3.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a+2b=2c,则cosC的最小值为 6−24 .
【解答】解:∵在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,a+2b=2c,
∴c2=a2+2b2+22ab4,
∴cosC=a2+b2−c22ab=a2+b2−a2+2b2+22ab42ab
=34a2+b222ab−24
≥234a2⋅12b22ab−24=6−24.
当且仅当34a2=12b2时,取等号,
∴cosC的最小值为6−24.
故答案为:6−24.
4.(2011•新课标)在△ABC中,B=60°,AC=3,则AB+2BC的最大值为 27 .
【解答】解:设AB=cAC=bBC=a
由余弦定理
cosB=a2+c2−b22ac
所以a2+c2﹣ac=b2=3
设c+2a=m
代入上式得
7a2﹣5am+m2﹣3=0
△=84﹣3m2≥0 故m≤27
当m=27时,此时a=577,c=477符合题意
因此最大值为27
另解:因为B=60°,A+B+C=180°,所以A+C=120°,
由正弦定理,有
ABsinC=BCsinA=ACsinB=3sin60°=2,
所以AB=2sinC,BC=2sinA.
所以AB+2BC=2sinC+4sinA=2sin(120°﹣A)+4sinA
=2(sin120°cosA﹣cos120°sinA)+4sinA
=3cosA+5sinA
=27sin(A+φ),(其中sinφ=327,cosφ=527)
所以AB+2BC的最大值为27.
故答案为:27
5.设△ABC的内角A,B,C所对的边长分别为a,b,c,且acosB﹣bcosA=35c,则tan(A﹣B)的最大值为( )
A.35 B.13 C.38 D.34
【解答】解:∵acosB﹣bcosA=35c,
∴结合正弦定理,得sinAcosB﹣sinBcosA=35sinC,
∵C=π﹣(A+B),得sinC=sin(A+B),
∴sinAcosB﹣sinBcosA=35(sinAcosB+cosAsinB),
整理,得sinAcosB=4sinBcosA,同除以cosAcosB,得tanA=4tanB,
由此可得tan(A﹣B)=tanA−tanB1+tanAtanB=3tanB1+4tan2B=31tanB+4tanB,
∵A、B是三角形内角,且tanA与tanB同号,
∴A、B都是锐角,即tanA>0,tanB>0,
∵1tanB+4tanB≥2 1tanB⋅4tanB=4,
∴tan(A﹣B)=31tanB+4tanB≤34,当且仅当1tanB=4tanB,即tanB=12时,tan(A﹣B)的最大值为34.
故选:D.
考点2.取值范围问题
1.已知a,b,c是△ABC中角A,B,C的对边,a=4,b∈(4,6),sin2A=sinC,则c的取值范围为 (42,210). .
【解答】解:由正弦定理得,4sinA=csinC=csin2A,
故c=8cosA,
因为16=b2+c2﹣2bccosA,
所以16﹣b2=64cos2A﹣16bcos2A,
因为b≠4,
所以cos2A=16−b216(4−b)=4+b16,
所以c2=64cos2A=64×4+b16=4(4+b)∈(32,40),
故42<c<210.
故答案为:(42,210).
2.在锐角三角形ABC中,角A,B,C分别对应边a,b,c,若A=2B,则ab的取值范围是 (2,3) .
【解答】解:锐角三角形ABC中,A=2B,C=π﹣3B,
所以0<B<π20<2B<π20<π−3B<π2,解得π6<B<π4,
由正弦定理得ab=sinAsinB=2cosB∈(2,3).
故答案为:(2,3).
3.已知a,b,c分别为锐角△ABC的三个内角A,B,C的对边,若a=2,且sin2B=sinA(sinA+sinC),则△ABC的周长的取值范围为 (4+22,6+23) .
【解答】解:因为a=2,且sin2B=sinA(sinA+sinC),
所以由正弦定理可得b2=a2+ac,
由余弦定理可得cosA=c2+b2−a22bc=c2+ac2bc=c+a2b,
同理可得:cosB=c−a2b,即c+a=2bcosAc−a=2acosB,
消去c,可得2a=2bcosA﹣2acosB,
由正弦定理可得2sinA=2sinBcosA﹣2sinAcosB,即2sinA=2sin(B﹣A),可得B=2A,
由正弦定理asinA=bsinB,可得2sinA=bsin2A,可得b=4cosA,
因为△ABC为锐角三角形,且A+B+C=π,
所以0<2A<π2,即π6<A<π4,
所以22<cosA<32,即22<b<23.
又因为a=2,即b2=4+2c,
所以△ABC的周长为a+b+c=2+b+b2−42=12b2+b,
由二次函数性质可得,△ABC的周长的取值范围为:(4+22,6+23).
故答案为:(4+22,6+23).
4.在锐角三角形ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足b2﹣a2=ac,则1tanA−1tanB的取值范围为 (1,233) .
【解答】解:∵b2﹣a2=ac,
∴b2=a2+c2﹣2accosB=a2+ac,
∴c=2acosB+a,
∴sinC=2sinAcosB+sinA,
∵sinC=sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB,
∴sinA=cosAsinB﹣sinAcosB=sin(B﹣A),
∵三角形ABC为锐角三角形,
∴A=B﹣A,
∴B=2A,
∴C=π﹣3A,
∴0<2A<π20<π−3A<π2
∴A∈(π6,π4),B∈(π3,π2)
∴1tanA−1tanB=sin(B−A)sinBsinA=1sinB,
∵B∈(π3,π2)
∴sinB∈(32,1),
∴1sinB∈,233),
∴1tanA−1tanB的范围为(1,233),
故答案为:(1,233)
5.已知△ABC的周长为6,且cos2B+2sinAsinC=1,则BA→⋅BC→的取值范围是 [2,27−952) .
【解答】解:由cos2B+2sinAsinC=1,得2sinAsinC=1﹣cos2B=2sin2B,
利用正弦定理可得b2=ac,
又a+b+c=6,
∴b=ac≤a+c2=6−b2,从而0<b≤2.
再由|a﹣c|<b,得(a﹣c)2<b2,(a+c)2﹣4ac<b2,
∴(6﹣b)2﹣4b2<b2,得b2+3b﹣9>0,
又b>0,解得b>35−32,
∴35−32<b≤2,
∵cosB=a2+c2−b22ac,
∴BA→⋅BC→=ac•cosB=a2+c2−b22=(a+c)2−2ac−b22=(6−b)2−3b22=−(b+3)2+27.
则2≤BA→⋅BC→<27−952.
∴BA→⋅BC→的取值范围是[2,27−952).
故答案为:[2,27−952).
题型六. 解三角形解答题
1.已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,A=π3,___且b=2,
请从①b2+2ac=a2+c2,②acosB=bsinA,③sinB+cosB=2这三个条件中任选一个补充在横线上,求出此时△ABC的面积.
【解答】解:情形一:若选择①b2+2ac=a2+c2,
由余弦定理cosB=a2+c2−b22ac=2ac2ac=22,
因为B∈(0,π),所以B=π4;
情形二:若选择②acosB=bsinA,则sinAcosB=sinBsinA,
因为sinA≠0,所以sinB=cosB,
因为B∈(0,π),所以B=π4;
情形三:若选择③sinB+cosB=2,则2sin(B+π4)=2,
所以sin(B+π4)=1,
因为B∈(0,π),所以B+π4∈(π4,5π4),所以B+π4=π2,所以B=π4;
由正弦定理asinA=bsinB,得a=bsinAsinB=2⋅sinπ322=3,
因为A=π3,B=π4,所以C=π−π3−π4=5π12,
所以sinC=sin5π12=sin(π4+π6)=sinπ4cosπ6+cosπ4sinπ6=6+24,
所以S△ABC=12absinC=12×3×2×6+24=3+34.
故答案为:S=3+34.
2.已知△ABC的外接圆半径为R,a,b,c分别是角A,B,C的对边,b=2且bsinB﹣asinA=2R(sinB﹣sinC)sinC.
(1)求角A;
(2)若AD是BC边上的中线AD=72,求△ABC的面积.
【解答】解:(1)∵由正弦定理bsinB=csinC=2R,可得b=2RsinB,c=2RsinC,
∴由已知可得:bsinB﹣asinA=(b﹣c)sinC,
∴b2﹣a2=c(b﹣c)=bc﹣c2,即b2+c2﹣a2=bc,
∴由余弦定理可得cosA=b2+c2−a22bc=bc2bc=12,
∵A∈(0,π),
∴A=π3.
(2)∵BC边上的中线AD=72,b=2,
又AD→=12(AB→+AC→),两边平方,可得:AD→2=14(AB→2+AC→2+2AB→⋅AC→),
∴74=14(c2+22+2×c×2×cosπ3),整理可得:c2+2c﹣3=0,解得c=1,或﹣3(舍去),
∴S△ABC=12bcsinA=12×2×1×32=32.
3.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,(3b﹣c)cosA=acosC.
(1)求cosA;
(2)若a=3,求△ABC的面积S的最大值.
【解答】解:(1)由余弦定理可得(3b﹣c)•b2+c2−a22bc=a•a2+b2−c22ab,
整理得b2+c2﹣a2=23bc,
则cosA=b2+c2−a22bc=23bc2bc=13;
(2)由余弦定理cosA=b2+c2−a22bc=b2+c2−32bc=13,即b2+c2=3+23bc,
因为3+23bc=b2+c2≥2bc,所以bc≤94,当且仅当b=c时取“=”
因为cosA=13,则sinA=223
则S=12bcsinA≤12×94×223=342.
4.已知△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,满足sin2A+sin2B﹣sin2C=−3sinAsinB.
(1)求角C的大小;
(2)若c=2,求3a+b的取值范围.
【解答】解:(1)由题可得a2+b2−c2=−3ab,
所以cosC=a2+b2−c22ab=−3ab2ab=−32,
∵C∈(0,π),∴C=5π6,
(2)由正弦定理得2R=csinC=4,
∴a+b=2R(3sinA+sinB),
=2R[3sinA+sin(π6−A)]=4sin(A+π6),
∵A∈(0,π6),∴A+π6∈(π6,π3),
∴sin(A+π6)∈(12,32),
∴a+b∈(2,23).
课后作业. 解三角形
1.下列命题中,正确的是( )
A.在△ABC中,A>B,则sinA>sinB
B.在锐角△ABC中,不等式sinA>cosB恒成立
C.在△ABC中,若acosA=bcosB,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
【解答】解:对于A,由A>B,可得:a>b,利用正弦定理可得:sinA>sinB,正确;
对于B,在锐角△ABC中,A,B∈(0,π2),∵A+B>π2,∴π2>A>π2−B>0,∴sinA>sin(π2−B)=cosB,因此不等式sinA>cosB恒成立,正确
对于C,在△ABC中,由acosA=bcosB,利用正弦定理可得:sinAcosA=sinBcosB,
∴sin2A=sin2B,
∵A,B∈(0,π),
∴2A=2B或2A=2π﹣2B,
∴A=B或A+B=π2,
∴△ABC是等腰三角形或直角三角形,因此是假命题,C错误.
对于D,由于B=600,b2=ac,由余弦定理可得:b2=ac=a2+c2﹣ac,可得(a﹣c)2=0,解得a=c,可得A=C=B=60°,故正确.
故选:ABD.
2.△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,2asinA=(2b+c)sinB+(2c+b)sin C.且sinB+sinC=1,则△ABC是( )
A.等腰钝角三角形 B.等腰直角三角形
C.钝角三角形 D.直角三角形
【解答】解:由已知,根据正弦定理得2a2=(2b+c)b+(2c+b)c,
即a2=b2+c2+bc.
由余弦定理得a2=b2+c2﹣2bccos A,
故cos A=−12,
∵0<A<π,
∴A=120°.
方法一 由(1)得sin2A=sin2B+sin2C+sin Bsin C,
又A=120°,
∴sin2B+sin2C+sin Bsin C=34,
∵sin B+sin C=1,
∴sin C=1﹣sin B.
∴sin2B+(1﹣sin B)2+sin B(1﹣sin B)=34,
即sin2B﹣sin B+14=0.解得sin B=12.故sin C=12.
∴B=C=30°.
所以,△ABC是等腰的钝角三角形.
方法二∵A=120°,
∴B+C=60°,则C=60°﹣B,
∴sin B+sin C=sin B+sin(60°﹣B)
=sin B+32cos B−12sin B
=12sin B+32cos B=sin(B+60°)=1,
∴B=30°,C=30°.
∴△ABC是等腰的钝角三角形.
故选:A.
3.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知asinA﹣bsinB=4csinC,cosA=−14,则bc=( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【解答】解:∵△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,
asinA﹣bsinB=4csinC,cosA=−14,
∴由正弦定理得:
a2−b2=4c2cosA=b2+c2−a22bc=−14,
解得3c2=12bc,
∴bc=6.
故选:A.
4.△ABC的三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,M在边AB上,且AM=13AB,b=2,CM=273,2sinA−sinBsin2B=cb,则S△ABC=( )
A.334 B.3 C.23 D.833
【解答】解:△ABC中,2sinA−sinBsin2B=cb,
∴2sinA−sinBsin2B=sinCsinB,
∴2sinCcosB=2sinA﹣sinB,
∴2sinCcosB=2(sinBcosC+cosBsinC)﹣sinB,
∴cosC=12,
又C∈(0°,180°),
∴C=60°;
又 AM→=13AB→,
∴CM→=CA→+AM→=CA→+13AB→=CA→+13(CB→−CA→)=23CA→+13CB→,
∴3CM→=2CA→+CB→,
∴9CM→2=4CA→2+CB→2+4CA→•CB→;
∴28=16+a2+4a,
解得a=2或a=﹣6(不合题意,舍去),
∴△ABC的面积为S△ABC=12×2×2sin60°=3.
故选:B.
5.在△ABC中,B=120°,AB=2,A的角平分线AD=3,则AC=( )
A.2 B.5 C.6 D.7
【解答】解:由题意以及正弦定理可知:ABsin∠ADB=ADsin∠B,∠ADB=45°,
12A=180°﹣120°﹣45°,可得A=30°,则C=30°,三角形ABC是等腰三角形,
AC=22sin60°=6.
故选:C.
6.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且acosC,bcosB,ccosA成等差数列,若a+c=4,则AC边上中线长的最小值 3 .
【解答】解:∵acosC,bcosB,ccosA成等差数列,
∴2bcosB=ccosA+acosC,利用正弦定理得:2sinBcosB﹣sinCcosA=sinAcosC,
整理得:2sinBcosB=sin(A+C),即2sinBcosB=sinB,
∵sinB≠0,∴cosB=12,
则B=π3.如图:设AC边上的中点为E
在△BAE中,由余弦定理得:BE2=c2+(b2)2﹣2c(b2)cosA,
又cosA=b2+c2−a22bc,a2+c2﹣b2=ac代入上式,并整理得:
BE2=a2+c2+ac4=(a+c)2−ac4=16−ac4≥16−(a+c2)24=3,当a=c=2时取到”=”,
所以AC边上中线长的最小值为3.
故答案为:3.
7.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且asinC1−cosA=3c.
(1)若a=2,求△ABC外接圆的半径;
(2)若b+c=10,S△ABC=43,求a的值.
【解答】解:(1)由正弦定理可得:sinAsinC1−cosA=3sinC,
∵sinC≠0,
∴sinA=3(1﹣cosA),
∴sinA+3cosA=2sin(A+π3)=3,可得:sin(A+π3)=32,
∵A+π3∈(π3,4π3),
∴A+π3=2π3,可得:A=π3,
∵2R=asinA=232=433,
∴△ABC的外接圆的半径为233.
(2)∵S△ABC=43=12bcsinA=34bc,
∴bc=16,
∴a=b2+c2−2bccosπ3=(b+c)2−2bc−bc=213.
8.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,(a﹣2b)cosC+ccosA=0.
(1)求角C;
(2)若c=23,求△ABC的周长的最大值.
【解答】解:(1)根据正弦定理,由已知得:(sinA﹣2sinB)cosC+sinCcosA=0,
即sinAcosC+sinCcosA=2sinBcosC,
∴sin(A+C)=2sinBcosC,
∵A+C=π﹣B,∴sin(A+C)=sin(π﹣B)=sinB>0,
∴sinB=2sinBcosC,从而cosC=12.
∵C∈(0,π),∴C=π3.
(2)由(1)和余弦定理得cosC=a2+b2−c22ab=12,即a2+b2﹣12=ab,
∴(a+b)2−12=3ab≤3(a+b2)2,
即(a+b)2≤48(当且仅当a=b=23时等号成立).
所以,△ABC周长的最大值为43+c=63.
9.△ABC中,角A、B、C所对的边分别为a,b,c且2sin2A+B2=1+cos2C
(Ⅰ)求角C的大小;
(Ⅱ)若c=3,求△ABC的面积S的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)由题意得,2sin2A+B2=1+cos2C,
∴1﹣cos(A+B)=2cos2C,
又cos(A+B)=cos(π﹣C)=﹣cosC,
∴2cos2C﹣cosC﹣1=0,解得cosC=−12或1,
∵0<C<π,∴cosC=−12,则C=2π3;
(Ⅱ)∵C=2π3,c=3,
∴由余弦定理得,c2=a2+b2﹣2abcosC,
3=a2+b2﹣2ab(−12),解得3=a2+b2+ab,
∴3﹣ab=a2+b2≥2ab,解得ab≤1,当且仅当a=b时取等号,
∴△ABC的面积S=12absinC=34ab≤34,
∴△ABC的面积S的取值范围是(0,34].
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