三角形面积和正弦定理11
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正弦定理和余弦定理的所有公式正弦定理和余弦定理的公式有哪些?在数学学习中,正弦定理和余弦定理的应用是很频繁的,正余弦定理指定是正弦定理、余弦定理,是揭示三角形边角关系的重要定理,下面是小编为大家整理的正弦定理和余弦定理的所有公式,供参考。
数学不好的人五大特征高中数学最无耻的得分技巧高考考场上数学拿高分的技巧如何判断函数的对称性与周期性1正弦定理、三角形面积公式正弦定理:在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等,并且都等于该三角形外接圆的直径,即:a/sinA=b/sinB=c/sinC=2R.面积公式:S△=1/2bcsinA=1/2absinC=1/2acsinB.1.正弦定理的变形及应用变形:(1)a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC(2)sinA∶sinB∶sinC=a∶b∶c(3)sinA=a/2R,sinB=b/2R,sinC=c/2R.应用(1)利用正弦定理和三角形内角和定理,可以解决以下两类解斜三角形问题:a.已知两角和任一边,求其他两边和一角.b.已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角.一般地,已知两边和其中一边的对角解三角形,有两解、一解.(2)正弦定理,可以用来判断三角形的形状.其主要功能是实现三角形中边角关系转化.例如:在判断三角形形状时,经常把a、b、c分别用2RsinA、2RsinB、2RsinC来代替.2.余弦定理在△ABC中,有a2=b2+c2-2bccosA;b2=c2+a2-2accosB;c2=a2+b2-2abcosC;变形公式:cosA=b2+c2-a2/2bc,cosB=c2+a2-b2/2ac,cosC=a2+b2-c2/2ab在三角形中,我们把三条边(a、b、c)和三个内角(A、B、C)称为六个基本元素,只要已知其中的三个元素(至少一个是边),便。
5.9 正弦定理 余弦定理【基础知识精讲】1.正弦定理、三角形面积公式正弦定理:在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等,并且都等于该三角形外接圆的直径,即:A a sin =B b sin =C csin =2R. 面积公式:S △=21bcsinA=21absinC=21acsinB.2.正弦定理的变形及应用变形:(1)a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC (2)sinA ∶sinB ∶sinC=a ∶b ∶c (3)sinA=R a 2,sinB=R b 2,sinC=Rc 2. 应用(1)利用正弦定理和三角形内角和定理,可以解决以下两类解斜三角形问题:a.已知两角和任一边,求其他两边和一角.b.已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角.一般地,已知两边和其中一边的对角解三角形,有两解、一解、无解三种情况. ①A 为锐角时②A 为直角或钝角时.(2)正弦定理,可以用来判断三角形的形状.其主要功能是实现三角形中边角关系转化.例如:在判断三角形形状时,经常把a 、b 、c 分别用2RsinA 、2RsinB 、2RsinC 来代替.3.余弦定理在△ABC 中,有a 2=b 2+c 2-2bccosA; b 2=c 2+a 2-2accosB ; c 2=a 2+b 2-2abcosC ; 变形公式:cosA=bc a c b 2222-+,cosB=ac b a c 2222-+,cosC=abc b a 2222-+在三角形中,我们把三条边(a 、b 、c)和三个内角(A 、B 、C)称为六个基本元素,只要已知其中的三个元素(至少一个是边),便可以求出其余的三个未知元素(可能有两解、一解、无解),这个过程叫做解三角形,余弦定理的主要作用是解斜三角形.4.解三角形问题时,须注意的三角关系式:A+B+C=π 0<A ,B ,C <πsin2B A +=sin 2C -π=cos 2Csin(A+B)=sinC特别地,在锐角三角形中,sinA <cosB,sinB <cosC,sinC <cosA.【重点难点解析】掌握正、余弦定理,并学会用其余弦定理解三角形.例1 在△ABC 中,已知A >B >C ,且A=2C,b=4,a+c=8,求a 、c 的长.解:由正弦定理A a sin =C c sin 及A=2C 得C a 2sin =C c sin ,即C C a cos sin 2=Ccsin , ∴cosC=ca 2. 由已知a+c=8=2b 及余弦定理,得cosC=abc b a 2222-+=)()2(222c a a c c a a +-++ =)(4))(35(c a a c a c a ++-=a ca 435-.∴ca 2=a ca 435-,整理得(2a-3c)(a-c)=0∴a ≠c,∴2a=3c. ∵a+c=8,∴a=524,c=516. 例2 在△ABC 中,如果lga-lgc=lgsinB=-lg 2,且B 为锐角,试判断此三角形的形状.解:∵lga-lgc=lgsinB=-lg 2,∴sinB=22 又∵0°<B <90°,∴B=45° 由lga-lgc=-lg 2,得c a = 22.由正弦定理得c A sin sin = 22. 即2sin(135°-C)= 2sinC即2[sin135°cosC-cos135°sinC ]=2sinC.∴cosC=0,得C=90°又∵A=45°,∴B=45°从而△ABC 是等腰直角三角形.例3 如图已知:平行四边形两邻边长为a 和b(a <b),两对角线的一个交角为θ(0°<θ<90°),求该平行四边形的面积.分析:由于已知了平行四边形相邻两边长和对角线的一个交角,再考虑到平行四边形的面积是△AOB 的四倍,因此只要求OA ·OB ·sin θ即可.解:设平行四边形ABCD 的对角线AC 与BD 相交于O.AB=a,BC=b,∠AOB=θ,又设OA=x,OB=y.在△AOB 中,应用余弦定理可得: a 2=x 2+y 2-2xycos θ ① 在△BOC 中,应用余弦定理可得: b 2=x 2+y 2-2xycos(180°-θ) ② 由②-①得: b 2-a 2=4xycos θ∵0°<θ<90°,∴xy=θcos 422a b - (b >a)∴S □=4S △AOB =2xysin θ=222b a -tan θ例4 在△ABC 中,已知4sinBsinC=1,b 2+c 2-a 2=bc,且B >C ,求A 、B 、C.分析:由于题设条件b 2+c 2-a 2=bc 十分特殊,将它与余弦定理对照可得A=60°,这样B+C=120°,于是再利用条件4sinBsinC=1,可求得B 与C.解:由余弦定理cosA=bca c a 2222-+=bc bc 2=21.又∵0°<A <180°∴A=60°∴B+C=120°,又由于4sinBsinC=1 ∴4sinBsin(120°-B)=1∴4sinB(23cosB+21sinB)=1∴3sin2B+2sin 2B=1 ∴3sin2B=cos2B∴tan2B=33,∴2B=30°或2B=210°由于B+C=120°,且B >C ,60°<B <120°∴2B=210°,∴B=105°,从而C=15° ∴A=60°,B=105°,C=15°例5 已知△ABC 中,a ,b ,c 为角A ,B ,C 的对边,且a+c=2b ,A-C=3π,求sinB 的值. 解法一:由正弦定理和已知条件a+c=2b ,得sinA+sinC=2sinB ,由和差化积公式得 2sin2C A +·cos 2CA -=2sinB 由A+B+C=π,得 sin2C A +=cos 2B 又A-C=3π,得 23cos 2B =sinB∴23cos 2B =2sin 2B ·cos 2B又∵0<2B <2π,cos 2B≠0 ∴sin2B =43 从而cos2B =2sin 12B -=413 ∴sinB=23·413 =839. 解法二:由正弦定理和已知条件a+c=2b ,得sinA+sinC=2sinB ∵A-C=3π,A+B+C=π两式相减可得B=32π-2C ∴sin(3π+C)+sinC=2sinB 得sin 3πcosC+cos 3πsinC+sinC=2sinB∴23cosC+23sinC=2sinB即3cos(3π-C)=2sinB ∴3cos 2B =4sin 2B ·cos 2B∵0<B <π,∴cos 2B≠0∴sin2B =43 cos2B =2sin 12B -=413 ∴sinB=23·cosB=839【难题巧解点拔】例1 △ABC 中,若a=5,b=4,cos(A-B)=3231,求AB. 分析:很明显,只要求cosC 的值,应用余弦定理即可求出AB. 解法一:由已知条件a=5,b=4b a b a -+=B A B A sin sin sin sin -+=2sin2cos 2cos2sinB A B A BA B A -+-+=9,①由已知cos(A-B)= 3231,根据半角公式有sin2B A +=2)cos(1B A --=81,cos 2B A -=2)cos(1B A -+=863代入①式得tg2B A +=639∵tg 2B A +=ctg 2C , ∴tg2C = 963,根据万能公式cosC=81∴c 2=a 2+b 2-2abcosC=36,AB=c=6解法二:∵A >B ,如图,作∠BAD=∠B,∴AD=BD∠CAD=∠A-∠B 令AD=BD=y,CD=x,由余弦定理cos(A-B)=boyx y b 2222-+= 3231,x=a-y,∴yy 8910-= 3231,y=4,x=1 △CAD 中再由余弦定理cosC=81,∴c=6 评析:上述解法反映边向角的转化,也可由角向边转化直接求出边.例2 半圆O 的直径为2,A 为直径延长线上的一点,且OA=2,B 为半圆周上任意一点以AB 为边向形外作等边三角形ABC(如图),问B 点在什么位置时,边形OACB 的面积最大,并求出这个最大面积.解:设∠AOB=x ,则 S △AOB =21·2·1·sinx=sinx, AB 2=OA 2+OB 2-2·OA ·OB ·cosx=5-4cosx. S △ABC =43AB 2=43 (5-4cosx)= 45-3cosx ∴S OACB =S △AOB +S △ABC=sinx-3cosx+435 =2sin(x-3π)+435 ∵0<x <π,-3π<x-3π<32π ∴x-3π=2π时,∴即x=65π时,S OACB 有最大值2+435(平方单位)例3 已知△ABC 中,AB=AC=a,∠BAC=φ,等边三角形PQR 的三边分别通过A ,B ,C 三点.试求△PQR 的面积的最大值.分析:先依题意画出图形(如图).因为变动三角形PQR 为正三角形,它的面积S=43PQ 2,问题可转化为求边长PQ 的最大值.为此需要建立PQ 的函数式,这又必须选取适当的量作为自变量.观察图形可以发现,PQ 的位置是随着∠PAB 的大小变化而变化的.不妨就以∠PAB 为自变量.以下的程序就是应用三角形的边角关系,求出以∠PAB 的三角函数表示PQ 的解析式,最后求它的最大值.解:设∠PAB=x,那么∠PBA=120°-x,∠QAC=180°-x-φ,∠QCA=x+φ-60°.在△PAB 中,∵)120sin(x PA-︒=︒60sin AB ,∴PA=32a sin(120°-x),在△AQC 中,)60sin(︒-Φ+x AQ=︒60sin AC∴AQ=32a sin(x+φ-60°)∴PQ=PA+AQ=32a [sin(120°-x)+sin(x+φ-60°)=34a sin(2Φ+30°)cos(90°-2Φ-x). 因为其中a,2Φ+30°都是常量,所以当90°-2Φ-x=0即x=90°-2Φ时,取得 (PQ)max =34a sin(2Φ+30°) 同时也就取得了 (S △)max =43 (PQ)2max=334a 2sin 2(2Φ+30°)例4 在△ABC 中,已知A=2C ,求证:3b <c-a <2b.证明:在△ABC 中,由A=2C ,得C=2A ,∴B=π-3A,∴0<A <3πb ac - =B A C sin sin sin -=)sin(sin sin C A A C +-=2cos2sin 2sin2cos 2C A C A A C A C ++-+ =23sin 2sin A =2sin 2cos 2sin 42sin2A A A A -=12cos 412-A =1cos 21+A .∵0<A <3π,∴21<cosA <1,即2<2cosA+1<3∴31<b a c -<21,故3b <c-a <2b.评析:解本题的关键是利用正弦定理及三角公式将b a c -转化为1cos 21+A ,结合角A的取值范围推得结论.【课本难题解答】课本第132页,习题5.9第8题: |F |≈132N ,β≈38° 第9题两条对角线的长分别是415cm 和43cm,面积是48cm 2.【命题趋势分析】本节主要考查:1.根据已知条件,求三角形的末知元素,或判断三角形的形状. 2.运用正、余弦定理及关系式A+B+C=π解决三角形中的计算和证明问题. 3.利用所学的三角知识解决与三角形有关的三角函数问题和简单的实际问题. 根据考试的方向,可以预见,利用正、余弦定理解斜三角形问题将会与三角函数、数列、方程、向量等知识相结合,尤其是与生活、生产、科学实验实际相结合,考查综合运用数学知识的能力.【典型热点考题】例1 在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A 、B 、C 的对边,设a+c=b ,A-C=3π,求sinB 的值.解:根据正弦定理和已知可得:sinA+sinC=2sinB,A+B+C=π 则2sin2C A +·cos 2CA -=2sinB.又A-C=3π,sin 2C A -=cos 2B∴2cos 2B cos 6π=2sinB=4sin 2B cos 2B又∵0<2B <2π∴sin2B =43 cos2B =2sin 12B -= 413 ∴sinB=2·413·43=839例2 若△ABC 的三个内角A 、B 、C 成等差数列,且最大边为最小边的2倍,则三内角之比为 .解:设三角形三内角从小到大依次为B-d,B,B+d, 则B-d+B+B+d=180°∴B=60° 设最小边为x ,则最大边为2x,从而)60sin(d x -︒=)60sin(2d x +︒⇒tand=33,d=30° 所以三内角分别为A=30°,B=60°,C=90°,得三内角之比为1∶2∶3. ∴应填1∶2∶3.例3 在△ABC 中,A 、B 、C 三顶点所对边分别为a,b,c ,试证明b 2=c 2+a 2-2accosB.证明:因为=+则有:2=·=(+)·(+)=2+2+2·=AB 2+BC 2+2|AB |·|BC |cos(180°-B)=c 2+a 2-2accosB 所以b 2=c 2+a 2-2ac ·cosB例4 求sin 220°+cos 280°+3sin20cos80°的值.解:设△ABC 中的A=10°,B=20°,C=150°对应边分别为a,b,c. △ABC 的外接圆半径为2R ,则由正弦定理得: a=2Rsin10°,b=2Rsin20°,c=2Rsin150° 由余弦定理,得:(2Rsin150°)2=(2Rsin10°)2+(2Rsin20°)2-2(2Rsin10°)(2Rsin20°)cos150°即:sin 2150°=sin 210°+sin 220°+3sin10°sin20°则:cos 280°+sin 220°+3sin20°cos80°=41 说明:本题采用了构造法,题中余弦变正弦之后,注意到3=-2cos(180°-10°-20°).本周强化练习:【同步达纲练习】一、选择题1.在△ABC 中,已知a=52,c=10,A=30°,则B 等于( ) A.105°B.60°C.15°D.105°或15°2.在△ABC 中,若b=22,a=2,且三角形有解,则A 的取值范围是( ) A.0°<A <30° B.0°<A ≤45° A.0°<A <90°D.30°<A <60° 3.在△ABC 中,若2cos A a =2cos B b =2cosC c,则△ABC 的形状是( )A.等腰三角形B.等边三角形C.直角三角形D.等腰直角三角形4.在△ABC 中,若a=2,b=22,c=6+2,则∠A 的度数是( )A.30°B.45°C.60°D.75°5.设m 、m+1、m+2是钝角三角形的三边长,则实数m 的取值范围是( ) A.0<m <3 B.1<m <3 C.3<m <4 D.4<m <66.在△ABC 中,已知sinA ∶sinB ∶sinC=3∶5∶7,则此三角形的最大内角的度数等于( )A.75°B.120°C.135°D.150°7.△ABC 中,若c=ab b a ++22,则角C 的度数是( ) A.60°B.120°C.60°或120°D.45°8.在△ABC 中,若A=60°,b=16,且此三角形的面积S=2203,则a 的值是( ) A. 2400B.25C.55D.499.在△ABC 中,若acosA=bcosB,则△ABC 是( )A.等腰三角形B.直角三角形C.等腰直角三角形D.等腰三角形或直角三角10.在钝角三角形ABC 中,三边长是连续自然数,则这样的三角形( )A.不存在B.有无数多个C.仅有一个D.仅有两个二、填空题1.在△ABC 中,A=120°,B=30°,a=8,则c= .2.在△ABC 中,已知a=32,cosC=31,S △ABC =43,则b= . 3.已知锐角三角形边长分别为2、3、x ,则x 的取值范围是 .4.在△ABC 中,A=60°,b ∶c=8∶5,其内切圆关径r=23,则a= ,b= ,c= .5.在△ABC 中,A=60°,b=1,面积为3,则CB A c b a sin sin sin ++++= . 6.在△ABC 中,已知A 、B 、C 成等差数列,且边b=2,则外接圆半径R= .三、解答题1.设三角形三边长分别为15,19,23,现将三边长各缩短x 后,围成一个钝角三角形,求x 的取值范围.2.在△ABC 中,已知它的三边a ,b ,c 成等比数列,试证明:tan2A tan 2C ≥31.3.已知在△ABC 中,c=22,a >b,C=4π,tanA ·tanB=6,试求a,b 以及此三角形的面积.【素质优化训练】1.在△ABC 中,已知a-b=4,a+c=2b ,且最大角为120°,求△ABC 的三边长.2.如图,在60°的∠XAY 内部有一点P ,P 到边AX 的距离是PC=2,P 到边AY 的距离是PB=11,求点P 到顶点A 的距离.3.在△ABC 中,若C=3B ,求bc 的取值范围.4.已知△ABC 是钝角三角形,∠B >90°,a=2x-5,b=x+1,c=4,求x 的取值范围.5.在△ABC 中,已知cos 2B+cos 2C=1+cos 2A,且sinA=2sinBcosC,cosC=sinB ,求证:b=c且A=90°.6.在△ABC 中,a,b,c 分别是角A 、B 、C 的对边,若a 2+c 2=2001c 2,求B A C cot cot cot +的值.【生活实际运用】某人在塔的正东方沿南60°西的道路前进40米后,望见塔在东北方向上,若沿途测得塔的最大仰角为30°,求塔高.解:如图,由题设条件知:∠CAB=∠1=90°-60°=30°∠ABC=45°-∠1=45°-30°=15°∴∠ACB=180°-∠BAC-∠ABC=180°-30°-15°=135°又∵AB=40米.在△ABC 中,由正弦定理知:︒15sin AC =︒135sin 40 ∴AC=︒︒135sin 15sin 40=402sin(45°-30°) =402 (sin45°cos30°-cos45°sin30°) =402 (22·23-22·21) =20(3-1)在图中,过C 作AB 的垂线,设垂足为E ,则沿AB 测得塔的最大仰角就是∠CED ,∴∠CED=30°.在Rt △ACE 中,EC=AC ·sinBAC=AC ·sin30°=20·(3-1)·21=10(3-1) 在Rt △DCE 中,塔高CD=CE ·tan ∠CED=10(3-1)·tan30°=3)33(10- (米).【知识验证实验】外国船只除特许者外,不得进入离我国海岸线d 海里以内的海域.设B 和C 是我国的两个设在海边的观测站,B 与C 之间的距离为m 海里,海岸线是过B 、C 的直线.一外国船在A 点处,现测得∠ABC=α、∠ACB=β.试求α、β满足什么关系时,就应向示经特许的外国船只A 发出警告?解:如图所示,作AD ⊥BC ,垂足为D ,在△ABC 中,∠BAC=180°-(α+β)∴sin ∠BAC=sin(α+β).由正弦定理得:βsin AB =)sin(βα+BC ,αsin AC =)sin(βα+BC . ∵BC=m ,故有: AB=)sin(sin βαβ+m ,AC=)sin(sin βαα+m 由于S △ABC =21BC ·AD=21 m ·AD 且S △ABC =21AB ·AC ·sin(α+β). 所以21)sin(sin βαα+m ·)sin(sin βαβ+m ·sin(α+β)= 21mAD. 从而有:AD=)sin(sin sin βαβα+m 因此,当AD ≤d,即)sin(sin sin βαβα+m ≤d 时,就应向外国船只A 发出警发.【知识探究学习】如图,在四边形ABCD 中,BC=m,DC=2m,四个内角A 、B 、C 、D 之比为3∶7∶4∶10,试求△ABD 的面积.解:由于四个内角A 、B 、C 、D 比为3∶7∶4∶10,所以可设它们的大小依次为:3x 、7x 、4x 、10x.由四边形的内角和为360°,所以有:3x+7x+4x+10x=360°,可求得:x=15°.在△BCD 中,由余弦定理得;BD 2 =BC 2+DC 2-2BC ·DC ·cosC.=m 2+(2m)2-2·m ·(2m)cos60°=3m 2∴BD=3m.这时,在△BCD 中,BD 2+BC 2=DC 2,所以△BCD 是直角三角形,DC 是斜边.∴∠CDB=30°,∠ADB=120°.在△ABD 中,由正弦定理得:AB=A ADB BD sin sin ∠∙=︒︒45sin 120sin 3m =223m,另外∠ABD=105°-90°=15°,BD=3m.所以S △ADB =21AB ·BD ·sin15°=21·223m ·3m ·sin15° =8239-m 2.参考答案【同步达纲练习】一、1.D 2.B 3.B 4.A 5.B 6.B 7.B 8.C 9.D 10.C二、1. 338 2.213 3.(5,13) 4.14,10,16 5. 338 6. 332 三、1.3<x <112.提示可证:a+c ≥2b ,再得sinA+sinC ≥2sinB ,和差化积可得结论3.a=5106,b=558,S △=524【素质优化训练】1.a=14,b=10,c=62.143.1<b c <34. 310<x <4 5.可求出B=C=45° 6.1000。
正余弦定理及面积公式正余弦定理及面积公式一,,知识点回顾:正弦定理:R C cB bA a2sin sin sin ===余弦定理:a 2=b 2+c 2-2bc cos A ;b 2=c 2+a 2-2ca cos B ;c 2=a 2+b 2-2ab cos C 。
面积公式:B ac A bc C ab S ABC sin 21sin 21sin 21===?三角形内角和π=++C B A)tan(tan )sin(sin )cos()cos(cos C B A C B A C B C B A +-=+=+-=--=π二,基础训练:1,在?ABC 中,已知23=a ,62=+c ,45=∠B ,求b 及A ;2,在?ABC 中,已知134.6=a cm ,87.8=b cm ,161.7=c cm ,解三角形3,在?ABC 中,53cos ,135cos =-=B A ,(1)求C sin 的值;(2)设BC=5,求?ABC 的面积4,设锐角?ABC 的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且A b a sin 2= (1)求B ∠的大小(2)若b c a 求,5,33==5,在?ABC 中,已知54cos ,3,2-===A a b(1)求B sin 的值(2)求)62sin(π+B 的值6,在?ABC 中,53tan ,41tan ==B A(1)求C ∠的大小(2)若AB 的边长为17,求BC 边的长7,设?ABC 的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若3,3,1π=∠==c c a ,则A ∠ 的值8,设?ABC 的周长为12+,且C B A sin 2sin sin =+(1)求边长AB 的长(2)若?ABC 的面积为C sin 61,求角C9,在?ABC 中,A,B,C的对边分别为a,b,c,若 5522cos ,4,2==∠=BC a π,求?ABC 的面积。
10,在?ABC 中,552cos ,10,45===∠C AC B (1)求BC 边的长(2)记AB 的中点为D ,求中线CD 的长11,在?ABC 中,已知 30,4,334=∠==A b a ,则=B sin 12,在?ABC 中,A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,1,3,3===∠b a A π求c 的长度。