人教版高中数学必修五 第一章 1.1.1
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§1.1 正弦定理和余弦定理
1.1.1 正弦定理
学习目标 1.掌握正弦定理的内容及其证明方法.2.能运用正弦定理与三角形内角和定理解决简单的解三角形问题.
知识点一 正弦定理
思考1 如图,在Rt △ABC 中,a sin A ,b sin B ,c
sin C
分别等于什么?
答案
a sin A =
b sin B =
c sin C
=c . 思考2 在一般的△ABC 中,a sin A =b sin B =c
sin C 还成立吗?
答案 在一般的△ABC 中,
a sin A =
b sin B =
c sin C
仍然成立. 梳理 在任意△ABC 中,都有a sin A =b sin B =c sin C
,这就是正弦定理. 特别提醒: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.
知识点二 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.
1.对任意△ABC ,都有a sin A =b sin B =c
sin C
.(√)
2.任意给出三角形的三个元素,都能求出其余元素.(×) 3.在△ABC 中,已知a ,b ,A ,则三角形有唯一解.(×)
类型一 正弦定理的证明
例1 在钝角△ABC 中,证明正弦定理. 考点 正弦定理及其变形应用 题点 正弦定理的理解
证明 如图,过C 作CD ⊥AB ,垂足为D ,D 是BA 延长线上一点,
根据正弦函数的定义知,
CD b =sin ∠CAD =sin(180°-A )=sin A ,CD a =sin B . ∴CD =b sin A =a sin B . ∴
a sin A =b
sin B
. 同理,b sin B =c sin C
. 故
a sin A =
b sin B =
c sin C
. 反思与感悟 (1)用正弦函数定义沟通边与角内在联系,充分挖掘这些联系可以使你理解更深刻,记忆更牢固.
(2)要证a sin A =b
sin B ,只需证a sin B =b sin A ,而a sin B ,b sin A 都对应CD .初看是神来之笔,仔细体会还是
有迹可循的,通过体会思维的轨迹,可以提高我们的分析解题能力.
跟踪训练1 如图,锐角△ABC 的外接圆O 半径为R ,角A ,B ,C 对应的边分别为a ,b ,c ,证明:
a
sin A =2R .
考点 正弦定理及其变形应用 题点 正弦定理的理解
证明 连接BO 并延长,交外接圆于点A ′,连接A ′C , 则圆周角A ′=A .
∵A ′B 为直径,长度为2R , ∴∠A ′CB =90°, ∴sin A ′=BC A ′B =a 2R ,
∴sin A =a 2R ,即a
sin A =2R .
类型二 已知两角及一边解三角形
例2 在△ABC 中,已知A =30°,B =60°,a =10,解三角形. 考点 用正弦定理解三角形 题点 已知两角及一边解三角形 解 根据正弦定理,得b =
a sin B sin A =10sin 60°
sin 30°
=10 3. 又C =180°-(30°+60°)=90°. ∴c =a sin C sin A =10sin 90°
sin 30°
=20.
反思与感悟 (1)正弦定理实际上是三个等式:a sin A =b sin B ,b sin B =c sin C ,a sin A =c
sin C
,每个等式涉及四个元素,
所以只要知道其中的三个就可以求另外一个.
(2)因为三角形内角和为180°,所以已知两角一定可以求出第三个角. 跟踪训练2 在△ABC 中,已知a =18,B =60°,C =75°,求b 的值. 考点 用正弦定理解三角形 题点 已知两角及一边解三角形 解 根据三角形内角和定理,得
A =180°-(
B +
C )=180°-(60°+75°)=45°.
根据正弦定理,得b =a sin B sin A =18sin 60°
sin 45°=9 6.
类型三 已知两边及其中一边的对角解三角形
例3 在△ABC 中,已知c =6,A =45°,a =2,解三角形. 考点 用正弦定理解三角形
题点 已知两边及其中一边对角解三角形 解 ∵
a sin A =c sin C ,∴sin C =c sin A a =6sin 45°2=3
2
, ∵C ∈(0°,180°),∴C =60°或C =120°. 当C =60°时,B =75°,b =
c sin B sin C =6sin 75°
sin 60°=3+1; 当C =120°时,B =15°,b =
c sin B sin C =6sin 15°
sin 120°
=3-1. ∴b =3+1,B =75°,C =60°或b =3-1,B =15°,C =120°. 引申探究
若把本例中的条件“A =45°”改为“C =45°”,则角A 有几个值? 解 ∵a sin A =c sin C ,∴sin A =a sin C c =2·2
26=3
3.
∵c =6>2=a ,∴C >A .
∴A 为小于45°的锐角,且正弦值为
3
3
,这样的角A 只有一个. 反思与感悟 已知三角形两边和其中一边的对角解三角形的方法:首先用正弦定理求出另一边所对的角的正弦值,若这个角不是直角,当已知的角为大边所对的角时,则能判断另一边所对的角为锐角,当已知的角为小边所对的角时,则不能判断,此时就有两组解,再分别求解即可;然后由三角形内角和定理求出第三个角;最后根据正弦定理求出第三条边.
跟踪训练3 在△ABC 中,若a =2,b =2,A =30°,则C =________. 考点 用正弦定理解三角形
题点 已知两边及其中一边对角解三角形 答案 105°或15°
解析 由正弦定理a sin A =b sin B ,
得sin B =b sin A a =2sin 30°2=2
2.
∵B ∈(0°,180°),∴B =45°或135°,
∴C =180°-45°-30°=105°或C =180°-135°-30°=15°.