正弦定理余弦定理解三角形
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1 / 7 第一篇 正弦定理和余弦定理
【知识清单】
一、三角形有关性质
(1)在△ABC中,A+B+C=;a+bc,a-bb⇔sin Asin B⇔AB;
(2)三角形面积公式:S△ABC=12ah=12absin
C=12acsin B=1sin2bcA ;
(3)在三角形中有:sin 2A=sin 2B⇔A=B或2AB⇔三角形为等腰或直角三角形;
sin(A+B)=sin C,coscosABC,sin A+B2=cos C2.
二、正弦定理和余弦定理
定理 正弦定理 余弦定理
内容 2sinsinsinabcRABC 2222sinabcbcA
2222sinbacacB
2222sincababC
变形
形式 ①2sinaRA,2sinbRB,2sincRC;
②sin2aAR,sin2bBR,sin2cCR;
③::csin:sin:sinabABC;
④sinsin+sinsinabcaABCA. 222cos2bcaAbc;
222cos2acbBac ;
222cos2abcCab
解决
的问题 ①已知两角和任一边,求另一角和其他两条边.
②已知两边和其中一边的对角,求另一边和其他两角. ①已知三边,求各角;
②已知两边和它们的夹角,求第三边和其他两个角.
三、解斜三角形的类型
(1)已知两角一边,用正弦定理,有解时,只有一解;
(2)已知两边及其一边的对角,用正弦定理,有解的情况可分为以下情况,在ABC中,已知a、b和角A时,解的情况如下:
A为锐角 A为钝角或直角
图
形
关系式 sinabA sinabA sinbAab ab ab
解个数 无解 一解 两解 一解 一解
上表中,A为锐角,sinabA时,无解;A为钝角或直角时,ab或ab均无解. 2 / 7 【典例归纳】
考点1 利用正、余弦定理解三角形
【例1】(1)在△ABC中:
(1)10c,75Ao,45Co,求b; (2)20a,28c,30Ao,求sinB;
(3)::2:6:31abc,求角A、B、C;
(4)7a,10b,6c,判断ABC的形状.
解:(1)由正弦定理得sinsinbcBC,又180180754560BACooooo
得,310sin256sin22cBbC.
(2)由正弦定理得,sinsinbaBA,故sin28sin307sin2010bABao
(3)令2ak,6bk,31ck0k,
由余弦定理的推论得2222222263142cos222631kkkbcaAbck
45Ao,同理60Bo,18075CABoo,45Ao,60Bo,75Co.
(4)bacQ, B最大
由余弦定理的推论得22222276105cos0227628acbBac
90180Boo, ABC为钝角三角形.
【变式1】ABC的内角A、B、C的对边分别为a、b、c.已知90ACo,2acb,求C.
3 / 7 【变式2】ABC中,,,abc是,,ABC所对的边,且coscos2BbCac.
(1)求B的大小;(2)若72b,ABC的面积332S,求ac的值.
【变式3】已知a、b、c分别为ABC三个内角A、B、C的对边,cos3sinaCaCb
0c.
(1)求A;(2)若2a,ABC的面积为3,求b,c.
方法总结:在解三角形时,常常将正弦定理、余弦定理结合在一起使用,要注意恰当地选取定理,简化运算过程,提高解题速度,同时要挖掘题目中的隐含条件.解题时,要综合、灵活地运用两个定理,认真分析已知条件,选择需要先解的三角形和相关定理,并结合三角形的有关性质,如大边对大角、内角和定理等.注意数形结合,正确地求解三角形,防止出现漏解或增解的情况.
4 / 7 考点2 三角形解的情况的判定
【例2】不解三角形,判断下列三角形解的个数
(1)5a,4b,120Ao; (2)5a,10b,150Ao ;
(3)9a,10b,60Ao; (4)18a,24b,44Ao.
解:(1)abQ,且A为钝角, ABC有唯一解;
(2)baQ,且A为钝角, ABC有无解;
(3)3sin10532bAQ, sinbAab, ABC有两解;
(4)sin24sin4424sin45122bAooQ,又1221824,故有两解.
【变式1】ABC中,A、B的对边分别是a、b,且60Ao,6a,4b,那么满足条件的ABC( )
A. 有一个解 B. 有两个解 C. 无解 D. 不能确定
【变式2】在ABC中,根据下列条件解三角形,其中有两个解的是( )
A. 10b,45A,70C B.60a,48c,60B
C. 7a,5b,80A D.14a,16b,45A
【变式3】不解三角形,下列判断中正确的是( )
A. 7a,14b,30Ao有两解 B. 28a,24b,150Ao有两解
C. 6a,9b,45Ao有两解 D. 9b,10c,60Bo有两解
方法总结:已知三角形的两边和其中一边的对角,由正弦定理可以求出另一边的对角的正弦值,从而解出三角形,但这个三角形不一定有解.这类问题可以通过计算来判断,也可以通过画图用几何方法来判断.讨论时应注意两点:一是其正弦值与“1”的大小关系,从而决定符合正弦值的角是否存在;二是由此确定的角0180oo:有几个,它与已知角的和是否小于180o. 5 / 7 考点3 三角形形状的判定
【例3】在ABC中,coscoscosaAbBcC,试判断三角形的形状.
解:由余弦定理代入已知条件得2222222220222bcaacbabcabcbcacab,
整理,得2222222222220abcabacbccab,
即2224abc,222abc,即222abc或222bac
根据勾股定理知ABC是直角三角形.
【变式1】在ABC中,已知2abc,2sinsinsinABC,试判断ABC的形状.
【变式2】在ABC中,已知22tantanaBbA,试判断ABC的形状.
方法总结:依据已知条件中的边角关系判断三角形的形状时,主要有如下两种方法:
(1)利用正、余弦定理把已知条件转化为边边关系,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)利用正、余弦定理把已知条件转化为内角的三角函数间的关系,通过三角函数恒等变形,得出内角的关系,从而判断出三角形的形状,此时要注意应用A+B+C=π这个结论. 6 / 7 考点4 正、余弦定理与其他知识的综合应用
【例4】ABC中,已知45Ao,4cos5B.
(1)求cosC的值;
(2)若10BC,D为AB的中点,求CD的长.
解:(1)4cos5BQ,且0,B,23sin1cos5BB
coscoscos135CABBocos135cossin135sinBBoo
24232252510
(2)由(1)得22272sin1cos11010CC,
由正弦定理得sinsinBCABAC,即10272210AB,解得14AB.
在BCD中,7BD,22247102710375CD,37CD.
【变式】在ABC中,A、B、C为其三个内角,且其对边分别为a、b、c.
若2cos23,2mAur,2cos,1nAr,且//mnurr.
(1)求角A;(2)若3a,3bc,求ABC的面积.
方法总结:正、余弦定理与三角函数、平面向量综合考查出现频率较高.解决此类问题首先要把握题目重点考查知识点是什么,它们之间有怎样的联系,怎样将他们整合在一起,然后,将问题合理转化,特别注意三角形中角范围的限制. 7 / 7 考点5 三角形的范围与最值问题
【例5】在锐角ABC中,1BC,2BA,则cosACA的值等于_________,AC的取值范围为____________.
解:由正弦定理知sin2sinACBCAA,即12sincossinACAAA, 2cosACA
ABCQ是锐角三角形,02A,022A,032A
解得,64A.由2cosACA得AC的取值范围为2,3.
【变式1】锐角ABC中,角A、B、C所对的边分别为a、b、c,若2CA,则ca的取值范围是( )
A. 1,2 B. 1,3 C. 2,2 D. 2,3
【变式2】在ABC中,222sinsinsinsinsinABCBC,则A的取值范围是( )
A. 0,6 B. ,6 C. 0,3 D. ,3
【变式3】设锐角三角形ABC的内角A、B、C的对边分别为a、b、c,且2sinabA.
(1)求B的大小;
(2)求cossinAC的取值范围.
方法总结:
(1)求式子的取值范围,可以将其转化为关于一个角的三角函数求最值问题.
(2)求正弦定理有关的三角函数最值的求法:
①利用正弦定理理清三角形中基本量间的关系或求出某些基本量;
②将要求最值或取值范围的量表示成某一变量的函数(包括三角函数),从而转化为求函数的最值问题.