三角形中的三角函数

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第十三讲 三角形中的三角函数
【知识梳理】
1.恒等式:在ABC ∆中:,222
A B C
A B C A B C πππ+++=⇒+=-=- 结论:(1) sin()sin ,cos()cos A B C A B C +=+=- ;
(2)sin
cos ,cos sin 2222A B C A B C
++==; (3)tan tan tan tan tan tan 1222222
A B B C C A
⋅+⋅+⋅=;
(4) tan tan tan tan tan tan A B C A B C ++=⋅⋅(非直角三角形).
2. 等价关系:在ABC ∆中:
(1) sin sin A B a b A B >⇔>⇔>,sin sin A B a b A B =⇔=⇔=;
(2)ABC ∆为锐角三角形⇔最大角的余弦值为正⇔较小两边的平方和大于最大边的平方. ⇔sin cos A B >且sin cos B C >且sin cos C A >.
(3)ABC ∆为钝角三角形⇔最大角的余弦值为负⇔较小两边的平方和小于最大边的平方. 3.正弦定理:2sin sin sin a b c R A B C
===(R 为三角形外接圆的半径).
变形:(1)sin sin sin a b c A B C ::=::;
(2)sin ,sin ,sin 222a b c A B C R R R
===; (3)2sin ,2sin ,2sin a R A b R B b R C ===;
点拨:已知两边及一边的对角,求解三角形时,可能无解、一解、两解.
4.余弦定理:2222
2
2
2cos ,cos 2b c a a b c bc A A bc
+-=+-=…
5.面积公式:12a S ah =1sin 2ab C =2sin sin 12sin B C a A =1()2
r a b c =++
(r 为内切圆半径).
6.射影定理:cos cos ,cos cos ,cos cos a b C c B b a C c A c a B b A =+=+=+
点拨:求解三角形中含有边角混合关系的问题时,常用正、余弦定理实现边角互化。

【典例精析】
例1.在ABC ∆中,已知1cos 24
C =-. (I)求sin C 的值; (Ⅱ)当2a =,2sin sin A C =时,求,b c 的长.
例2.在ABC ∆中,角C B A ,,所对的边分别为c b a ,,,且满足C a A c cos sin =.
()I 求角C 的大小;
()II 求3sin cos 4A B π⎛⎫
-+ ⎪⎝

的最大值,并求取得最大值时角B A ,的大小.
例3.在ABC ∆中,已知()tan 2A B +=。

(Ⅰ) 求sin C 的值; (Ⅱ) 当1,5a c ==时,求b 的值.
例4.已知圆内接四边形ABCD 的边长2AB =,
6BC =,4CD DA ==.求四边形ABCD 的面积.
例5. 在ABC ∆中,己知0
90A C -=,2a c b +=,求C .
例6.在ABC ∆中,内角,,A B C 的对边分别为,,a b c .已知cos 2cos 2cos A C c a
B b
--=.
(Ⅰ)求
sin sin C
A 的值;(Ⅱ)若1cos 4
B =,2b =,求AB
C ∆的面积.
【过关精练】
一、选择题
1.在OAB ∆中,O 为坐标原点,]2
,0(),1,(sin ),cos ,1(π
θθθ∈B A ,则当OAB ∆的面积达
最大值时,=θ( )
A .
6π B .4π C .3π D .2
π 2. 在ABC ∆中, 2sin sin cos 2a A B b A a +=则b
a
=( )
A .23
B . 22
C . 3
D .2
3.在△ABC 中,D 是边AC 上的点,且,23,2AB AD AB BD BC BD ===,则sin C 的
值为( )
A .
33 B .36 C .63 D .66
4.若ABC ∆的内角,,A B C 所对的边,,a b c 满足22
()4a b c +-=,且060C =,则ab 的值
为( )
A .
43 B .843- C . 1 D . 23 5.某海上缉私小分队驾驶缉私艇以40/km h 的速度由A 处出发,沿北偏东60°方向航行,
进行海面巡逻,当行驶半小时到达B 处时,发现北偏西45°方向有一艘船C ,若C 船位于
A 处北偏东30°方向上,则缉私艇
B 与船
C 的距离是( )
A .5(6+2)km
B .5(6-2)km
C .10(6+2)km
D .10(6-2)km
6.在ABC ∆中,若
()C a A c b cos cos 3=-,则=A cos ( )
A .
2
3
B .33
C . 33-
D .32
二、填空题
7. 在ABC ∆中,060,3B AC ==,则2AB BC +的最大值为 .
8.在ABC ∆中,0
30C =,则2
2
sin sin 2sin sin cos A B A B C +-的值是________.
9.在ABC ∆中,若()2
2214
ABC S a b c ∆=+-,那么角C =_______.
10.在ABC ∆中,31cos =
A .则A C
B 2cos 2
sin 2++的值是________.
三、解答题
11.在ABC ∆中,角,,A B C 所对应的边为c b a ,, (1)若,cos 2)6sin(A A =+
π
求A 的值; (2)若c b A 3,3
1
cos ==,求C sin 的值.
12.在ABC ∆中,记B A C x ∠=(角的单位是弧度制),ABC ∆的面积为S ,且
83AB AC ⋅=≤≤
,4S 4. (1)求x 的取值范围;
(2)就(1)中x 的取值范围,求函数2
2()23sin ()2cos 34
f x x x π
=++-的最大值、最
小值.。