余弦定理二
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课题 余弦定理1.余弦定理在三角形中任何一边的平方等于其他两边的平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍,即a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,b 2=c 2+a 2-2ac cos B ,c 2=a 2+b 2-2ab cos C .2.余弦定理的推论根据余弦定理,可以得到以下推论:cos A =b 2+c 2-a 22bc ,cos B =a 2+c 2-b 22ac ,cos C =a 2+b 2-c 22ab. 3.余弦定理与勾股定理的关系在△ABC 中,由余弦定理,得c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,若角C =90°,则cos C =0,于是c 2=a 2+b 2-2a ·b ·0=a 2+b 2,这说明勾股定理是余弦定理的特例,余弦定理是勾股定理的推广.规律:设c 是△ABC 中最大的边(或C 是△ABC 中最大的角),则a 2+b 2<c 2⇔△ABC 是钝角三角形,且角C 为钝角;a 2+b 2=c 2⇔△ABC 是直角三角形,且角C 为直角;a 2+b 2>c 2⇔△ABC 是锐角三角形,且角C 为锐角.在△ABC 中,AB =4,BC =3,B =60°,则AC 等于________. 13.边长为5、7、8的三角形中,最大角与最小角的和是________.1200在△ABC 中,sin A :sin B :sin C =3:5:7,则△ABC 是( )cA .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .无法确定题型1 已知两边及其一角解三角形例1 △ABC 中,已知b =3,c =33,B =30°,解此三角形.解析:方法一 由余弦定理b 2=a 2+c 2-2ac cos B.得32=a 2+(33)2-2a ×33×cos 30°,∴a 2-9a +18=0,得a =3或6.当a =3时,A =30°,∴C =120°.当a =6时,由正弦定理sin A =a sin B b =6×123=1.∴A =90°,∴C =60°. 变式1:已知△ABC 中,a =1,b =1,C =120°,则边c =________. 3题型2 已知三边解三角形例2 已知△ABC 中,a ∶b ∶c =2∶6∶(3+1),求△ABC 的各内角度数.分析:由比例的性质可以引入一个字母k ,用k 表示a 、b 、c ,再由余弦定理求解各角.解析:∵a ∶b ∶c =2∶6∶(3+1),∴令a =2k ,b =6k ,c =(3+1)k.由余弦定理,有cos A =b 2+c 2-a 22bc =6k 2+(3+1)2k 2-4k 22·6k ·(3+1)k=22,∴A =45°. cos B =a 2+c 2-b 22ac =4k 2+(3+1)2k 2-6k 22×2k (3+1)k=12,∴B =60°. ∴C =180°-A -B =180°-45°-60°=75°.变式2:在△ABC 中,已知a -b =4,a +c =2b ,且最大角为120°,求三边的长.解析:由⎩⎪⎨⎪⎧a -b =4,a +c =2b 得⎩⎪⎨⎪⎧a =b +4.c =b -4. ∴a >b >c ,∴a 2=b 2+c 2-2bc cos 120°,即(b +4)2=b 2+(b -4)2-2b (b -4)×⎝⎛⎭⎫-12, 即b 2-10b =0. 解得b =0(舍去)或b =10,此时a =14,c =6.题型3 判断三角形的形状例3在△ABC 中,若b 2sin 2C +c 2sin 2B =2bc cos B cos C ,试判断△ABC 的形状.[解析] 解法一:∵b 2sin 2C +c 2sin 2B =2bc cos B cos C ,∴利用正弦定理可得 sin 2B sin 2C +sin 2C sin 2B =2sin B ·sin C ·cos B ·cos C ,∵sin B sin C ≠0,∴sin B ·sin C =cos B cos C ,∴cos(B +C )=0,∴cos A =0,∵0<A <π,∴A =π2,∴△ABC 为直角三角形. 解法二:已知等式可化为b 2-b 2cos 2C +c 2-c 2·cos 2B =2bc cos B cos C ,由余弦定理可得b 2+c 2-b 2·⎝⎛⎭⎫a 2+b 2-c 22ab 2-c 2(a 2+c 2-b 22ac )2=2bc ·a 2+b 2-c 22ab ·a 2+c 2-b 22ac ∴b 2+c 2=a 2,∴△ABC 为直角三角形.变式3: 在△ABC 中,已知c =a cos B ,b =a sin C ,判断三角形形状.解析:由余弦定理知cos B =a 2+c 2-b 22ac ,代入c =a cos B 得:c =a·a 2+c 2-b 22ac,∴c 2+b 2=a 2, ∴△ABC 是以A 为直角的直角三角形.又∵b =a sin C ,∴b =a·c a,∴b =c , ∴△ABC 也是等腰三角形.综上所述,△ABC 是等腰直角三角形.题型四:正弦、余弦定理的综合应用例4:(2013·广东东莞第五中学高二期中测试)在四边形ABCD 中,已知AD ⊥CD ,AD =10,AB =14,∠BDA =60°,∠BCD =135°,求BC 的长.[解析] 在△ABD 中,设BD =x ,由余弦定理:BA 2=BD 2+AD 2-2BD ·AD ·cos ∠BDA即142=x 2+102-2·10x ·cos60°,整理得:x 2-10x -96=0,解得x 1=16,x 2=-6(舍去),由正弦定理,得BC sin ∠CDB =BD sin ∠BCD, ∴BC =16sin135°·sin30°=8 2.变式4:如图,在△ABC 中,已知BC =15,AB AC =78,sin B =437,求BC 边上的高AD 的长. [解析] 在△ABC 中,由已知设AB =7x ,AC =8x ,由正弦定理,得7x sin C =8x sin B, ∴sin C =7x sin B 8x =78×437=32,∴C =60°(C =120°舍去,否则由8x >7x ,知B 也为钝角,不符合要求). 由余弦定理,得(7x )2=(8x )2+152-16x ×15cos60°,∴x 2-8x +15=0,=43AB 123,或20 3.。
§1.2 余弦定理(二)
【学习要求】
1.熟练掌握余弦定理及其变形形式.
2.会用余弦定理解三角形.
3.能利用正、余弦定理解决三角形的有关问题.
【学法指导】
1.正、余弦定理都反映了任意三角形边角之间的具体关系,它们不是孤立的,而是相互密切联系的,处理三角形中的问题时,要注意两个定理的综合运用.
2.已知三角形的两边和一边的对角解三角形时,一般用正弦定理求解,这时需讨论解的个数,也可用余弦定理求解,这时需转化成未知边的一元二次方程来求解.
1.余弦定理及其变形形式:
a2=⇔cos A=;
b2=⇔cos B=;
c2=⇔cos C=.
2.正弦定理的公式表达形式:
===2R(其中R是△ABC外接圆的半径).
3.已知锐角三角形的三边长分别为2,3,x,则x的取值范围是__________.
4.在△ABC中,A=60°,AB=5,BC=7,则△ABC的面积
为________.
探究点一 已知两边及其中一边的对角,利用余弦定理解三
角形
问题 在△ABC 中,已知两边及其中一边的对角,解三角形.一般情况下,先利用正弦定理求出另一边所对的角,再求其他的边或角,要注意进行讨论三角形解的个数.对于这一类问题能否利用余弦定理来解三角形?
探究 在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,
若A =π
3
,a =3,b =1,则c =________.
探究点二 利用正、余弦定理证明三角形中的恒等式
问题 如何利用正、余弦定理证明三角形中的恒等式?证明时可以考虑两种途径:一是把角的关系通过正、余弦定理转化为边的关系,正弦借助正弦定理转化,余弦借助余弦定理转化;二是把边的关系转化为角的关系,一般是通过正弦定理. 探究 在△ABC 中,有(1)a =b cos C +c cos B ; (2)b =c cos A +a cos C ; (3)c =a cos B +b cos A ;
这三个关系式也称为射影定理,请给出证明.
探究点三利用正、余弦定理解决三角形的有关问题
问题利用正、余弦定理可以解决一些三角形问题:如面积、角、边等,你能根据已知条件选择合适的解决方法吗?
探究在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知
sin A+sin C=p sin B (p∈R),且ac=1
4b 2.
(1)当p=5
4,b=1时,求a,c的值;
(2)若角B为锐角,求p的取值范围.
【典型例题】
例1在△ABC中,a,b,c分别为A,B,C所对的三边,已知(a+b-c)(a-b+c)=bc,求A.
跟踪训练1已知△ABC的三边a、b、c,且△ABC的面积S=c2-a2-b2
43
,求C.
例2 在△ABC 中,若B =30°,AB =23,AC =2,求△ABC 的面积.
跟踪训练2 已知a ,b ,c 是△ABC 中A ,B ,C 的对边,S 是△ABC 的面积.若a =4,b =5,S =53,求c 的长度.
例3 在△ABC 中,a 、b 、c 分别为角A 、B 、C 的对边,
4sin 2 B +C 2-cos 2A =72.
(1)求A 的度数.
(2)若a =3,b +c =3,求b 和c 的值.
跟踪训练3 在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、
c ,且a =2,cos B =3
5.
(1)若b =4,求sin A 的值;
(2)若△ABC 的面积为4,求b 、c 的值.
1.在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别是a 、b 、c ,若
c =2,b =2a ,且cos C =1
4
,则a =________.
2.在△ABC 中,已知面积S =1
4
(a 2+b 2-c 2),则角C 的度数
为________.
3.在△ABC 中,cos B =12,b 2
-ac =0,则△ABC 为________
三角形.
4.在△ABC 中,∠B =120°,AC =7,AB =5,则△ABC 的面积为________.
1.在余弦定理中,每一个等式均含有四个量,利用方程的
观点,可以知三求一.
2.余弦定理为求三角形中的有关量(如面积、中线、外接圆
等)提供了有力的工具,在一定意义上,比正弦定理应用更加广泛.
3.利用余弦定理求三角形的边长时容易出现增解,原因是
余弦定理中涉及的是边长的平方,通常转化为一元二次方程求正实数.因此解题时需特别注意三角形三边长度所应满足的基本条件.
夯实基础
一、基础过关
1.在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,若a 2+c 2-b 2=3ac ,则角B 的值为________.
2.在△ABC 中,sin A ∶sin B ∶sin C =3∶2∶3,则cos C 的值为________.
3.在△ABC 中,已知b =3,c =33,A =30°,则角C =________.
4.在△ABC 中,a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 所对的边,若a =2b cos C ,则此三角形是________三角形.
5.在△ABC 中,AB =3,AC =2,BC =10,则AB →·CA →=________.
6.已知△ABC 的内角B =60°,且AB =1,BC =4,则边BC 上的中线AD 的长为________.
7.△ABC 的内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,a sin A +c sin C -2a sin C =b sin B . (1)求B ; (2)若A =75°,b =2,求a ,c .
8.在△ABC 中,B =45°,AC =10,cos C =25
5. (1)求边BC 的长;
(2)记AB 的中点为D ,求中线CD 的长.
二、能力提升 9.在钝角△ABC 中,a =1,b =2,则最大边c 的取值范围是________.
10.在△ABC 中,sin 2
A 2=c -b 2c (a 、b 、c 分别为角A 、
B 、
C 的对应边),
则△ABC 为________三角形.
11.在△ABC 中,BC =1,∠B =π
3,当△ABC 的面积等于3时,tan C =________.
12.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知cos 2C
=-14.
(1)求sin C 的值;
(2)当a =2,2sin A =sin C 时,求b 及c 的长.
三、探究与拓展
13.某人要制作一个三角形,要求它的三条高的长度分别为113,111,1
5,
则此人能否做出这样的三角形?若能,是什么形状;若不能,请说明理由.。