1.1.1 正弦定理
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正弦定理和余弦定理1.1.1 正弦定理(1)直角三角形中的边角之间有什么关系?(2)正弦定理的内容是什么?利用它可以解哪两类三角形?(3)解三角形的含义是什么?预习课本P 2~3,思考并完成以下问题[新知初探]1.正弦定理在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等,即a sin A =b sin B =c sin C. [点睛] 正弦定理的特点(1)适用范围:正弦定理对任意的三角形都成立.(2)结构形式:分子为三角形的边长,分母为相应边所对角的正弦的连等式. (3)刻画规律:正弦定理刻画了三角形中边与角的一种数量关系,可以实现三角形中边角关系的互化.2.解三角形一般地,把三角形的三个角A ,B ,C 和它们的对边a ,b ,c 叫做三角形的元素,已知三角形的几个元素求其他元素的过程叫做解三角形.[小试身手]1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)正弦定理适用于任意三角形( )(2)在△ABC 中,等式b sin A =a sin B 总能成立( ) (3)在△ABC 中,已知a ,b ,A ,则此三角形有唯一解( )解析:(1)正确.正弦定理适用于任意三角形.(2)正确.由正弦定理知a sin A =bsin B,即b sin A =a sin B .(3)错误.在△ABC 中,已知a ,b ,A ,此三角形的解有可能是无解、一解、两解的情况,具体情况由a ,b ,A 的值来定.答案:(1)√ (2)√ (3)×2.在△ABC 中,下列式子与sin Aa 的值相等的是( )A.bc B.sin B sin A C.sin C cD.c sin C 解析:选C 由正弦定理得,a sin A =c sin C, 所以sin A a =sin C c .3.在△ABC 中,已知A =30°,B =60°,a =10,则b 等于( ) A .5 2B .10 3C.1033D .5 6解析:选B 由正弦定理得,b =a sin Bsin A=10×3212=10 3.4.在△ABC 中,A =30°,a =3,b =2,则这个三角形有 ( )A .一解B .两解C .无解D .无法确定解析:选A ∵b <a ,A =30°,∴B <30°,故三角形有一解.已知两角及一边解三角形[典例] 在△ABC 中,已知a =8,B =60°,C =75°,求A ,b ,c . [解] A =180°-(B +C )=180°-(60°+75°)=45°, 由正弦定理b sin B =a sin A ,得b =a sin B sin A =8×sin 60°sin 45°=46,由a sin A =c sin C ,得c =a sin C sin A =8×sin 75°sin 45°=8×2+6422=4(3+1).已知三角形任意两角和一边解三角形的基本思路(1)由三角形的内角和定理求出第三个角. (2)由正弦定理公式的变形,求另外的两条边.[注意] 若已知角不是特殊角时,往往先求出其正弦值(这时应注意角的拆并,即将非特殊角转化为特殊角的和或差,如75°=45°+30°),再根据上述思路求解.[活学活用]在△ABC 中,若A =60°,B =45°,BC =32,则AC =( ) A .43 B .2 3 C. 3D .32解析:选B 由正弦定理得,BC sin A =AC sin B ,即32sin 60°=AC sin 45°,所以AC =3232×22=23,故选B.已知两边及其中一边的对角解三角形[典例] 在△ABC 中,a =3,b =2,B =45°,求A ,C ,c . [解] 由正弦定理及已知条件,有3sin A =2sin 45°,得sin A =32.∵a >b ,∴A >B =45°.∴A =60°或120°. 当A =60°时,C =180°-45°-60°=75°,c =b sin C sin B =2sin 75°sin 45°=6+22; 当A =120°时,C =180°-45°-120°=15°,c =b sin C sin B =2sin 15°sin 45°=6-22. 综上可知:A =60°,C =75°,c =6+22或A =120°,C =15°,c =6-22.已知三角形两边和其中一边的对角解三角形的方法(1)首先由正弦定理求出另一边对角的正弦值.(2)如果已知的角为大边所对的角时,由三角形中大边对大角、大角对大边的法则能判断另一边所对的角为锐角,由正弦值可求锐角唯一.(3)如果已知的角为小边所对的角时,则不能判断另一边所对的角为锐角,这时由正弦值可求两个角,要分类讨论.[活学活用]在△ABC 中,c =6,C =60°,a =2,求A ,B ,b . 解:∵a sin A =c sin C ,∴sin A =a sin C c =22.∴A =45°或A =135°. 又∵c >a ,∴C >A .∴A =45°. ∴B =75°,b =c sin B sin C =6·sin 75°sin 60°=3+1.三角形形状的判断[典例] 在△ABC 中,a cos ⎝⎛⎭⎫π2-A =b cos ⎝⎛⎭⎫π2-B ,判断△ABC 的形状. 解:[法一 化角为边] ∵a cos ⎝⎛⎭⎫π2-A =b cos ⎝⎛⎭⎫π2-B ,∴a sin A =b sin B .由正弦定理可得:a ·a 2R =b ·b2R ,∴a 2=b 2,∴a =b ,∴△ABC 为等腰三角形. [法二 化边为角]∵a cos ⎝⎛⎭⎫π2-A =b cos ⎝⎛⎭⎫π2-B , ∴a sin A =b sin B .由正弦定理可得:2R sin 2A =2R sin 2B ,即sin A =sin B , ∴A =B .(A +B =π不合题意舍去) 故△ABC 为等腰三角形.利用正弦定理判断三角形的形状的两条途径(1)化角为边......将题目中的所有条件,利用正弦定理化角为边,再根据多项式的有关知识(分解因式、配方等)得到边的关系,如a =b ,a 2+b 2=c 2等,进而确定三角形的形状.利用的公式为:sin A =a 2R ,sin B =b 2R ,sin C =c2R. (2)化边为角......将题目中所有的条件,利用正弦定理化边为角,再根据三角函数的有关知识得到三个内角的关系,进而确定三角形的形状.利用的公式为:a =2R sin A ,b =2R sin B ,c =2R sin C .[活学活用]在△ABC 中,sin 2A =sin 2B +sin 2C ,且sin A =2sin B ·cos C .试判断△ABC 的形状. 解:由正弦定理,得sin A =a 2R ,sin B =b 2R ,sin C =c2R .∵sin 2A =sin 2B +sin 2C , ∴⎝⎛⎭⎫a 2R 2=⎝⎛⎭⎫b 2R 2+⎝⎛⎭⎫c 2R 2, 即a 2=b 2+c 2, 故A =90°.∴C =90°-B ,cos C =sin B . ∴2sin B ·cos C =2sin 2B =sin A =1. ∴sin B =22. ∴B =45°或B =135°(A +B =225°>180°,故舍去). ∴△ABC 是等腰直角三角形.层级一 学业水平达标1.在△ABC 中,a =5,b =3,则sin A ∶sin B 的值是( )A.53B.35C.37D.57 解析:选A 根据正弦定理得sin A sin B =a b =53. 2.在△ABC 中,a =b sin A ,则△ABC 一定是( )A .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .等腰三角形解析:选B 由题意有a sin A =b =b sin B,则sin B =1, 即角B 为直角,故△ABC 是直角三角形. 3.在△ABC 中,若sin A a =cos C c,则C 的值为( )A .30°B .45°C .60°D .90°解析:选B 由正弦定理得,sin A a =sin C c =cos Cc ,则cos C =sin C ,即C =45°,故选B.4.在△ABC 中,a =3,b =5,sin A =13,则sin B =( )A.15B.59C.53D .1解析:选B 在△ABC 中,由正弦定理a sin A =bsin B ,得sin B =b sin Aa =5×133=59.5.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,且a =3b sin A ,则sin B =( ) A. 3 B.33C.63D .-63解析:选B 由正弦定理得a =2R sin A ,b =2R sin B ,所以sin A =3sin B sin A ,故sinB =33. 6.下列条件判断三角形解的情况,正确的是______(填序号). ①a =8,b =16,A =30°,有两解; ②b =18,c =20,B =60°,有一解; ③a =15,b =2,A =90°,无解; ④a =40,b =30,A =120°,有一解.解析:①中a =b sin A ,有一解;②中c sin B <b <c ,有两解;③中A =90°且a >b ,有一解;④中a >b 且A =120°,有一解.综上,④正确.答案:④7.在△ABC 中,若(sin A +sin B )(sin A -sin B )=sin 2C ,则△ABC 的形状是________. 解析:由已知得sin 2A -sin 2B =sin 2C ,根据正弦定理知sin A =a 2R ,sin B =b2R ,sin C=c2R, 所以⎝⎛⎭⎫a 2R 2-⎝⎛⎭⎫b 2R 2=⎝⎛⎭⎫c 2R 2,即a 2-b 2=c 2,故b 2+c 2=a 2.所以△ABC 是直角三角形. 答案:直角三角形8.在△ABC 中,若A =105°,C =30°,b =1,则c =________. 解析:由题意,知B =180°-105°-30°=45°.由正弦定理,得c =b sin C sin B =1×sin 30°sin 45°=22. 答案:229.已知一个三角形的两个内角分别是45°,60°,它们所夹边的长是1,求最小边长. 解:设△ABC 中,A =45°,B =60°, 则C =180°-(A +B )=75°. 因为C >B >A ,所以最小边为a . 又因为c =1,由正弦定理得, a =c sin A sin C =1×sin 45°sin 75°=3-1, 所以最小边长为3-1.10.在△ABC 中,已知a =22,A =30°,B =45°,解三角形. 解:∵a sin A =b sin B =csin C, ∴b =a sin B sin A =22sin 45°sin 30°=22×2212=4.∴C =180°-(A +B )=180°-(30°+45°)=105°,∴c =a sin C sin A =22sin 105°sin 30°=22sin 75°12=42sin(30°+45°)=2+2 3.层级二 应试能力达标1.(2017·全国卷Ⅰ)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知sin B +sin A (sin C -cos C )=0,a =2,c =2,则C =( )A.π12B.π6C.π4D.π3解析:选B 因为sin B +sin A (sin C -cos C )=0, 所以sin(A +C )+sin A sin C -sin A cos C =0,所以sin A cos C +cos A sin C +sin A sin C -sin A cos C =0,整理得sin C (sin A +cos A )=0.因为sin C ≠0,所以sin A +cos A =0,所以tan A =-1,因为A ∈(0,π),所以A =3π4,由正弦定理得sin C =c ·sin A a =2×222=12,又0<C <π4,所以C =π6.2.已知a ,b ,c 分别是△ABC 的内角A ,B ,C 的对边,若△ABC 的周长为4(2+1),且sin B +sin C =2sin A ,则a =( )A. 2 B .2 C .4D .2 2解析:选C 根据正弦定理,sin B +sin C =2sin A 可化为b +c =2a , ∵△ABC 的周长为4(2+1),∴⎩⎨⎧a +b +c =4(2+1),b +c =2a ,解得a =4.故选C. 3.(2017·山东高考)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若△ABC 为锐角三角形,且满足sin B (1+2cos C )=2sin A cos C +cos A sin C ,则下列等式成立的是( )A .a =2bB .b =2aC .A =2BD .B =2A解析:选A 由题意可知sin B +2sin B cos C =sin A cos C +sin(A +C ),即2sin B cos C =sin A cos C ,又cos C ≠0,故2sin B =sin A ,由正弦定理可知a =2b .4.如图,正方形ABCD 的边长为1,延长BA 至E ,使AE =1,连接EC ,ED ,则sin ∠CED =( )A.31010B.1010C.510D.515解析:选B 由题意得EB =EA +AB =2,则在Rt △EBC 中,EC =EB 2+BC 2=4+1= 5.在△EDC 中,∠EDC =∠EDA +∠ADC =π4+π2=3π4,由正弦定理得sin ∠CED sin ∠EDC =DC EC =15=55, 所以sin ∠CED =55·sin ∠EDC =55·sin 3π4=1010. 5.在△ABC 中,A =60°,B =45°,a +b =12,则a =________. 解析:因为a sin A =b sin B ,所以a sin 60°=bsin 45°,所以32b =22a ,① 又因为a +b =12,② 由①②可知a =12(3-6). 答案:12(3-6)6.在△ABC 中,若A =120°,AB =5,BC =7,则sin B =_______. 解析:由正弦定理,得AB sin C =BC sin A ,即sin C =AB ·sin ABC=5sin 120°7=5314. 可知C 为锐角,∴cos C =1-sin 2C =1114. ∴sin B =sin(180°-120°-C )=sin(60°-C ) =sin 60°·cos C -cos 60°·sin C =3314.答案:33147.已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知A -C =90°,a +c =2b ,求C .解:由A -C =90°,得A 为钝角且sin A =cos C ,利用正弦定理,a +c =2b 可变形为sin A +sin C =2sin B ,又∵sin A =cos C ,∴sin A +sin C =cos C +sin C =2sin(C +45°)=2sin B , 又A ,B ,C 是△ABC 的内角,故C +45°=B 或(C +45°)+B =180°(舍去), 所以A +B +C =(90°+C )+(C +45°)+C =180°. 所以C =15°.8.在△ABC 中,已知c =10,cos A cos B =b a =43,求a ,b 及△ABC 的内切圆半径. 解:由正弦定理知sin B sin A =b a ,∴cos A cos B =sin Bsin A .即sin A cos A =sin B cos B ,∴sin 2A =sin 2B . 又∵a ≠b ,∴2A =π-2B ,即A +B =π2.∴△ABC 是直角三角形,且C =90°, 由⎩⎪⎨⎪⎧a 2+b 2=102,b a =43得a =6,b =8.故内切圆的半径为r =a +b -c 2=6+8-102=2.。
第一章解三角形1.1.1正弦定理(一)一.知识归纳1.一般地,把三角形的三个角A,B,C和它们的对边a,b,c叫做三角形的________.已知三角形的几个元素求其他元素的过程叫做________________.2.在Rt△ABC中,C=90°,则有:(1)A+B=________,0°<A<90°,0°<B<90°;(2)a2+b2=________(勾股定理);(3)sin A=____________,cos A=____________,tan A=__________,sin B=________,cos B =________,tan B=________;(4)asin A=________,bsin B=________,csin C=________.3.正弦定理:在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等,即____________,这个比值是________________________.二.典例分析知识点一已知两角和一边解三角形例1在△ABC中,a=5,B=45°,C=105°,解三角形.知识点二已知两边及其中一边的对角解三角形例2在△ABC中,a=23,b=6,A=30°,解三角形.知识点三已知两边及其中一边的对角,判断三角形解的个数例3不解三角形,判断下列三角形解的个数.(1)a=5,b=4,A=120°;(2)a=9,b=10,A=60°;(3)c=50,b=72,C=135°.三.当堂检测1.在△ABC中,若b=2,B=30°,C=135°,则a=________.2.在锐角△ABC中,角A,B所对的边长分别为a,b.若2a sin B=3b,则角A等于3.在△ABC中,角A、B、C所对的边分别为a、b、c,已知A=60°,a=3,b=1,则c等于()A.1 B.2 C.3-1 D. 34.在△ABC中,a、b、c分别是△ABC的内角A、B、C的对边,b=2,c=1,B=45°,则a=( )A.6±22B.6-22C.6+24D.6+22第一章 解三角形1.1.1正弦定理(一)一、选择题1.在△ABC 中,下列等式中总能成立的是( )A .a sin A =b sinB B .b sinC =c sin A C .ab sin C =bc sin BD .a sin C =c sin A 2.在△ABC 中,已知a =18,b =16,A =150°,则这个三角形解的情况是( )A .有两个解B .有一个解C .无解D .不能确定 3.在△ABC 中,已知a =8,B =60°,C =75°,则b 等于( )A .4 2B .4 3C .4 6 D.3234.在△ABC 中,根据下列条件解三角形,其中有两解的是( )A .b =10,A =45°,C =70°B .a =30,b =25,A =150°C .a =7,b =8,A =98°D .a =14,b =16,A =45° 二、填空题 5.在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,如果c =3a ,B =30°,那么角C 等于________. 6.在△ABC 中,AC =6,BC =2,∠B =60°,则C =________. 7.在△ABC 中,已知a 、b 、c 分别为内角A 、B 、C 的对边,若b =2a ,B =A +60°,则A =__________. 8.在△ABC 中,a =x ,b =2,B =45°,若三角形有两解,则x 的取值范围是______________. 三、解答题9.在△ABC 中,若a =23,A =30°,讨论当b 为何值时(或在什么范围内),三角形有一解,有两解或无解?10.在锐角三角形ABC 中,A =2B ,a 、b 、c 所对的角分别为A 、B 、C ,求ab的取值范围.答案详解第一章 解三角形 §1.1 正弦定理和余弦定理 1.1.1 正弦定理(一)知识梳理1.元素 解三角形2.90° (2)c 2 (3)a c b c a b b c a c ba(4)c c c3.a sin A =b sin B =c sin C三角形外接圆的直径2R 例1 解 由三角形内角和定理知A +B +C =180°, 所以A =180°-(B +C )=180°-(45°+105°)=30°.由正弦定理a sin A =b sin B =csin C ,得b =a ·sin B sin A =5·sin 45°sin 30°=52;c =a ·sin C sin A =5·sin 105°sin 30°=5·sin (60°+45°)sin 30°=5·sin 60°cos 45°+cos 60°sin 45°sin 30°=52(6+2).例2 解 a =23,b =6,a <b ,A =30°<90°. 又因为b sin A =6sin 30°=3,a >b sin A , 所以本题有两解,由正弦定理得:sin B =b sin A a =6sin 30°23=32,故B =60°或120°.当B =60°时,C =90°,c =a 2+b 2=43;当B =120°时,C =30°,c =a =2 3. 所以B =60°,C =90°,c =43或B =120°, C =30°,c =2 3.例3 解 (1)sin B =b a sin 120°=45×32<32,所以三角形有一解.(2)sin B =b a sin 60°=109×32=539,而32<539<1,所以当B 为锐角时,满足sin B =539的角有60°<B <90°,故对应的钝角B 有90°<B <120°, 也满足A +B <180°,故三角形有两解.(3)sin B =b sin C c =7250sin C >sin C =22,所以B >45°,所以B +C >180°,故三角形无解. 当堂检测 1. 6-22. π33 B [由正弦定理a sin A =bsin B,可得3sin 60°=1sin B,∴sin B =12,故∠B =30°或150°.由a >b ,得∠A >∠B ,∴∠B =30°,故∠C =90°, 由勾股定理得c =2.] 4 C课时作业1.D [由正弦定理知D 正确.]2.B [因为a >b ,A 为钝角,所有只有一个解.]3.C [方法一 根据三角形内角和定理,A =180°-(B +C )=45°.根据正弦定理,b =a sin Bsin A=8sin 60°sin 45°=4 6.方法二 如图,过点C 作CD ⊥AB ,由条件可知A =45°, 而由CD =a sin 60°=b sin 45°,得b =4 6.]4.D [对于A ,由三角形的正弦定理知其只有一解;对于B ,∵a >b ,即A >B ,且A =150°,∴只有一解;对于C ,a <b ,即A <B ,且A =98°,∴无解.]5.120° [∵c =3a ,∴sin C =3sin A =3sin(180°-30°-C )=3sin(30°+C )=3⎝⎛⎭⎫32sin C +12cos C ,即sin C =-3cos C .∴tan C =- 3. 又C ∈(0,π),∴C =120°.] 6.75°解析 由正弦定理2sin A =6sin 60°,∴sin A =22.∵BC =2<AC =6,∴A 为锐角,∴A =45°.∴C =75°. 7.30°解析 b =2a ⇒sin B =2sin A , 又∵B =A +60°,∴sin(A +60°)=2sin A , 即sin A cos 60°+cos A sin 60°=2sin A ,化简得sin A =33cos A ,∴tan A =33,∴A =30°.8.2<x <2 2解析 因三角形有两解,所以a sin B <b <a ,即22x <2<x ,∴2<x <2 2.即b ≤23或b =43时,有一解;当b sin A <a <b ,即23<b <43时,有两解. 10.解 在锐角三角形ABC 中,A 、B 、C <90°, 即⎩⎪⎨⎪⎧B <90°,2B <90°,180°-3B <90°,∴30°<B <45°.由正弦定理知: a b =sin A sin B =sin 2B sin B=2cos B ∈(2,3), 故所求的范围是(2,3).。
1.1.1正弦定理正弦定理是中学数学中比较重要的一个定理,它可以用来求解任意三角形的边长和角度大小。
正弦定理是三角形学中最基本、最通用的定理之一,它的应用范围很广,并且在其他分支学科中也有很多实际应用。
在三角形ABC中,假设BC=a,AC=b,AB=c,∠A的对边为a,∠B的对边为b,∠C的对边为c。
则正弦定理的表述是:$$\frac{a}{\sin\angle A} = \frac{b}{\sin\angle B} = \frac{c}{\sin\angle C}$$其中,a、b、c分别为三角形ABC中BC、AC、AB的边长,∠A、∠B、∠C分别为三角形ABC的内角大小,sin指的是这些角的正弦值。
正弦定理解题的基本步骤有以下几步:(1)确定三角形ABC的已知数据,包括三边和三角度数中的已知数据;(2)应用正弦定理,根据已知数据求解未知数据;(3)特别注意角度的选择,有时需要用到角的补角或余角。
以下是一些正弦定理的应用实例:例1:已知三角形的两条边及夹角,求第三边的长度。
则:由正弦定理,有:即:因为$\sin\angle C\leq 1$,所以:同理,可以求得BC的另一角度∠C。
解:设三角形ABC的第一边为AB=a,角度A为∠A,角度B为∠B,已知数据为a和∠A、∠B,要求的为第二边的长度BC=b。
所以:其中,角B的大小为:其中角C可以用第二个角度公式求得,即:(注:第二个角度公式指的是正弦公式的逆变形式,即给定三角形的两条边和夹角,则可以根据正弦公式求得未知角度。
)正弦定理不仅仅在数学中有重要的应用,它也被广泛应用于实际生活中的许多领域。
例如,它在建筑学中可以用来计算建筑物的高度和角度;在航空和航海中可以用来计算航线的长度和方向;在地理和地质学中可以用来计算地球上两个点之间的距离等等。
因此,熟练掌握正弦定理的公式和应用方法是十分必要的。