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第二讲 三角变换与解三角形研热点（聚焦突破）类型一 三角变换及求值1．常值代换：特别是“1”的代换，1＝sin 2θ＋cos 2θ＝tan 45°等．2．项的分拆与角的配凑：如sin 2α＋2cos 2α＝(sin 2α＋cos 2α)＋cos 2α；α＝(α－β)＋β，β＝α＋β2－α－β2；α可视为α2的倍角；π4±α可视为(π2±2α)的半角等．3．降次与升次：正用二倍角公式升次，逆用二倍角公式降次．4．弦、切互化：一般是切化弦．5．公式的变形应用：如sin α＝cos αtan α，sin 2α＝1－cos 2α2，cos 2α＝1＋cos 2α2，tan α＋tan β＝tan(α＋β)·(1－tan αtan β)，1±sin α＝(sin α2±cos α2)2等． 6．角的合成及三角函数名的统一a sin α＋b cos α＝a 2＋b 2sin (α＋φ)，(tan φ＝ba)．[例1] (2012年高考广东卷)已知函数f (x )＝2cos (ωx ＋π6)(其中ω>0，x ∈R)的最小正周期为10π.(1)求ω的值；(2)设α，β∈[0，π2]，f (5α＋53π)＝－65，f (5β－56π)＝1617，求cos (α＋β)的值．[解析] (1)由T ＝2πω＝10π得ω＝15.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧f （5α＋53π）＝－65，f （5β－56π）＝1617，得⎩⎪⎨⎪⎧2cos [15（5α＋53π）＋π6]＝－65，2cos [15（5β－56π）＋π6]＝1617，整理得⎩⎪⎨⎪⎧sin α＝35，cos β＝817.∵α，β∈[0，π2]，∴cos α＝ 1－sin 2α＝45，sin β＝ 1－cos 2β＝1517.∴cos (α＋β)＝cos αcos β－sin αsin β＝45×817－35×1517＝－1385.跟踪训练(2012年高考江苏卷)设α为锐角，若cos (α＋π6)＝45，则sin (2α＋π12)的值为________．解析：化2α＋π12为2(α＋π6)－π4是关键．∵α为锐角且cos (α＋π6)＝45，∴sin (α＋π6)＝35.∴sin (2α＋π12)＝sin [2(α＋π6)－π4]＝sin 2(α＋π6)cos π4－cos 2(α＋π6)sin π4＝2sin (α＋π6)cos (α＋π6)－22[2cos 2(α＋π6)－1]＝2×35×45－22[2×(45)2－1]＝12225－7250＝17250. 答案：17250类型二 正、余弦定理的应用 1．正弦定理的变式(1)a ＝2R sin A ，b ＝2R sin B ，c ＝2R sin C ； (2)a ∶b ∶c ＝sin A ∶sin B ∶sin C . 2．余弦定理的变式a 2＋c 2－b 2＝2ac cos B (注意整体变形)．3．面积公式S Δ＝12ab sin C ，S Δ＝abc4R(R 为外接圆半径)；S Δ＝12r (a ＋b ＋c )(r 为内切圆半径)．[例2] (2012年高考浙江卷)在△ABC 中，内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，且b sin A ＝a cos B . (1)求角B 的大小；(2)若b ＝3，sin C ＝2sin A ，求a ，c 的值．[解析] (1)由b sin A ＝3a cos B 及正弦定理a sin A ＝bsin B ，得sin B ＝3cos B .所以tan B ＝3，得B ＝π3.(2)由sin C ＝2sin A 及a sin A ＝csin C ，得c ＝2a .由b ＝3及余弦定理b 2＝a 2＋c 2－2ac cos B ，得 9＝a 2＋c 2－ac ， 所以a ＝3，c ＝2 3.跟踪训练1．(2012年西安模拟)已知△ABC 中，a ＝1，b ＝2，B ＝45°，则角A 的大小为( ) A ．150° B ．90° C ．60° D ．30°解析：根据正弦定理得1sin A ＝2sin 45°，∴sin A ＝12.∵a <b ，∴A <B ，∴A ＝30°，故选D. 答案：D2．(2012年济南模拟)在△ABC 中，AC u u u r ·AB u u u r ＝|AC u u u r －AB u u u r|＝3，则△ABC 面积的最大值为( )A.21B.3214C.212D ．321解析：设角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ，∵AC u u u r ·AB u u u r ＝|AC u u u r －AB u u u r|＝3，∴b cos A ＝a ＝3.又cos A ＝b 2＋c 2－a 22bc ≥1－92bc ＝1－3cos A2，∴cos A ≥25，∴0<sin A ≤215，∴△ABC 的面积S ＝12bc sin A ＝32tan A ≤32×212＝3214，故△ABC 面积的最大值为3214.答案：B类型三 解三角形的实际应用1．注意理解有关术语：视角、仰角、俯角、方位角、坡度等． 2．常见的类型：距离、高度、航海问题．[例3] (2012年石家庄模拟)已知岛A 南偏西38°方向，距岛A 3海里的B 处有一艘缉私艇．岛A 处的一艘走私船正以10海里/小时的速度向岛北偏西22°方向行驶，问缉私艇朝何方向以多大速度行驶，恰好用0.5小时能截住该走私船？(参考数据：sin 38°＝5314，sin 22°＝3314.)[解析] 如图，设缉私艇在C 处截住走私船，D 为岛A 正南方向上一点，缉私艇的速度为每小时x 海里，则BC ＝0.5x ，AC ＝5，依题意，∠BAC ＝180°－38°－22°＝120°， 由余弦定理可得BC 2＝AB 2＋AC 2－2AB ·AC cos 120°，所以BC 2＝49，BC ＝0.5x ＝7，解得x ＝14.又由正弦定理得sin ∠ABC ＝AC ·sin ∠BAC BC＝5×327＝5314， 所以∠ABC ＝38°，又∠BAD ＝38°，所以BC ∥AD ，故缉私艇以每小时14海里的速度向正北方向行驶，恰好用0.5小时截住该走私船．跟踪训练如图，在某平原地区一条河的彼岸有一建筑物，现在需要测量其高度AB .由于雨季河宽水急不能涉水，只能在此岸测量．现有的测量器材只有测角仪和皮尺．现在选定了一条水平基线HG ，使得H 、G 、B 三点在同一条直线上．请你设计一种测量方法测出建筑物的高度，并说明理由．(测角仪的高为h )解析：如图，测出∠ACE 的度数，测出∠ADE 的度数，测量出HG 的长度，即可计算出建筑物的高度AB .理由如下：设∠ACE ＝α，∠ADE ＝β，HG ＝s .在△ADC 中，由正弦定理得 AC sin β＝DCsin （α－β）， 所以AC ＝DC sin βsin （α－β）.在直角三角形AEC 中，AE ＝AC sin α＝DC sin β sin αsin （α－β）.所以，建筑物的高AB ＝EB ＋AE ＝h ＋s ·sin β sin αsin （α－β）.析典题（预测高考）高考真题【真题】 (2012年高考江苏卷)在△ABC 中，已知AB u u u r ·AC u u u r ＝3BA u u u r ·BC uuur .(1)求证：tan B ＝3tan A ； (2)若cos C ＝55，求A 的值．【解析】 (1)证明：因为AB u u u r ·AC u u u r ＝3BA u u u r ·BC uuur ，所以AB ·AC ·cos A ＝3BA ·BC ·cos B ， 即AC ·cos A ＝3BC ·cos B ．由正弦定理知 AC sin B ＝BCsin A， 从而sin B cos A ＝3sin A cos B .又因为0<A ＋B <π，所以cos A >0，cos B >0， 所以tan B ＝3tan A . (2)因为cos C ＝55，0<C <π， 所以sin C ＝1－cos 2C ＝255， 从而tan C ＝2，于是tan[π－(A ＋B )]＝2， 即tan(A ＋B )＝－2， 亦即tan A ＋tan B 1－tan A tan B ＝－2.由(1)得4tan A1－3tan 2A ＝－2，解得tan A ＝1或tan A ＝－13.因为cos A >0，所以tan A ＝1，A ＝π4.【名师点睛】 本题主要考查平面向量的数量积、三角函数的基本关系式、两角和的正切公式、解三角形等知识，本题(1)解决的关键是利用正弦定理，化AC cos A ＝3BC cos B 为角的关系．(2)中注意判断A 为锐角，否则会增解．考情展望高考对三角交换与解三角形的考查，各种题型都有，难度中档偏下，主要考查一是将三角函数图象性质与三角变换相结合．二是将三角变换与解三角形相结合，三是解三角形的实际应用问题，有时涉及平面向量．名师押题【押题】已知向量m ＝(cos B 2，12)与向量n ＝(12，cos B2)共线，其中A ，B ，C 是△ABC 的三个内角．(1)求角B 的大小；(2)求2sin 2A ＋cos (C －A )的取值范围．【解析】 (1)因为向量m ＝(cos B 2，12)与向量n ＝(12，cos B 2)共线，所以cos B 2cos B 2＝14，即cos B2＝±12，又0<B <π，所以cos B 2＝12，所以B 2＝π3，即B ＝2π3.(2)由(1)知A ＋C ＝π3，所以C ＝π3－A ，所以2sin 2A ＋cos (C －A ) ＝2sin 2A ＋cos (π3－2A )＝1－cos 2A ＋12cos 2A ＋32sin 2A＝1＋sin (2A －π6)，因为0<A <π3，所以－π6<2A －π6<π2，所以sin (2A －π6)∈(－12，1)，所以1＋sin (2A －π6)∈(12，2)，故2sin 2A ＋cos (C －A )的取值范围是(12，2)．。
