2020高考数学第三章三角函数、解三角形与平面向量考点测试24解三角形的应用文(含解析)

方案二：选条件②．
由 和余弦定理得 ．
由 及正弦定理得 ．
于是 ，由此可得 ， ， ．
由② ，所以 ．
因此，选条件②时问题中的三角形存在，此时 ．
方案三：选条件③．
由 和余弦定理得 ．
由 及正弦定理得 ．
于是 ，由此可得 ．
由③ ，与 矛盾．
因此，选条件③时问题中的三角形不存在．
19．解析：（1）在 中，因为 ，
由余弦定理 ，得 ，
所以 .
在 中，由正弦定理 ，
得 ，
所以
（2）在 中，因为 ,所以 为钝角，
而 ,所以 为锐角.
故 则 .
因为 ，
所以 ， .
从而
20．解析：方案一：选条件①．
由 和余弦定理得 ．
由 及正弦定理得 ．
于是 ，由此可得 ．
由① ，解得 ．
因此，选条件①时问题中的三角形存在，此时 ．
三、解答题
14．【2020年高考全国Ⅰ卷文数】 的内角A，B，C的对边分别为a，b，c.已知B=150°.
（1）若a= c，b=2 ，求 的面积；
（2）若sinA+ sinC= ，求C.
15．【2020年高考全国Ⅱ卷文数】△ABC的内角A，B，C的对边分别为a，b，c，已知 ．
（1）求A；
（2）若 ，证明：△ABC是直角三角形．
A. B.
C. D.
6．【2020年高考天津】已知函数 ．给出下列结论：
① 的最小正周期为 ；
② 是 的最大值；
③把函数 的图象上所有点向左平移 个单位长度，可得到函数 的图象．
其中所有正确结论的序号是()
A．①B．①③C．②③D．①②③
7．【2020年新高考全国Ⅰ卷】(多选)下图是函数y= sin(ωx+φ)的部分图像，则sin(ωx+φ)= ( )

3-8 正弦定理和余弦定理的应用课时规范练 A 组 基础对点练1．张晓华同学骑电动自行车以24 km/h 的速度沿着正北方向的公路行驶，在点A 处望见电视塔S 在电动车的北偏东30°方向上，15 min 后到点B 处望见电视塔在电动车的北偏东75°方向上，则电动车在点B 时与电视塔S 的距离是( B ) A ．2 2 km B.3 2 km C ．3 3 km D.2 3 km解析：如图所示：由题意可得AB ＝24×14＝6，∠ASB ＝75°－30°＝45°.在△ABS 中，由正弦定理可得AB sin 45°＝BSsin 30°，∴BS ＝6×sin 30°sin 45°＝3 2.∴点B 与电视塔S 的距离是3 2 km.故选B.2．如图，两座灯塔A 和B 与海岸观察站C 的距离相等，灯塔A 在观察站南偏西40°方向上，灯塔B 在观察站南偏东60°方向上，则灯塔A 在灯塔B 的( D )A ．北偏东10° B.北偏西10° C ．南偏东80°D.南偏西80°3．△ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，已知b ＝2，B ＝π6，C ＝π4，则△ABC 的面积为( B ) A ．23＋2 B.3＋1 C ．23－2D.3－1解析：∵b ＝2，B＝π6，C ＝π4，∴由正弦定理b sin B ＝c sin C ，得c ＝b sin Csin B ＝2×2212＝22，A ＝7π12，∴sin A ＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＋π12＝cos π12＝2＋64， 则S △ABC ＝12bc sin A ＝12×2×22×2＋64＝3＋1.综上所述，故选B.4．在直角梯形ABCD 中，AB ∥CD ，∠ABC ＝90°，AB ＝2BC ＝2CD ，则cos ∠DAC ＝( B ) A.1010 B.31010 C.55D.255解析：根据题意作出示意图，设CD ＝a .过点D 作DE ⊥AB 于E ，易得DE ＝AE ＝a ，则AD ＝2a . 由AB ＝2a ，BC ＝a ，则AC ＝5a .在△ACD 中，cos ∠DAC ＝AC 2＋AD 2－CD 22AC ·CD ＝5a 2＋2a 2－a 22·5a ·2a＝31010.故选B.5．如图，为测量山高MN ，选择A 和另一座山的山顶C 为测量观测点．从A 点测得M 点的仰角∠MAN ＝60°，C 点的仰角∠CAB ＝45°以及∠MAC ＝75°；从C 点测得∠MCA ＝60°.已知山高BC ＝100 m ，则山高MN ＝__150__m.解析：在Rt △ABC 中，∠CAB ＝45°，BC ＝100 m ， 所以AC ＝100 2 m.在△AMC 中，∠MAC ＝75°，∠MCA ＝60°， 从而∠AMC ＝45°，由正弦定理得，AC sin 45°＝AMs in 60°，因此AM ＝100 3 m.在Rt △MNA 中，AM ＝100 3 m ，∠MAN ＝60°，由MN AM＝sin 60°， 得MN ＝1003×32＝150 m. 6.如图，一辆汽车在一条水平的公路上向正西行驶，到A 处时测得公路北侧一山顶D 在西偏北30°的方向上，行驶600 m 后到达B 处，测得此山顶在西偏北75°的方向上，仰角为30°，则此山的高度CD ＝ 100 6 m.解析：由题意得AB ＝600，∠CAB ＝30°， ∠CBA ＝180°－75°＝105°，∠CBD ＝30°， ∴∠ACB ＝180°－30°－105°＝45°. 由正弦定理AB sin ∠ACB ＝CBsin ∠CAB 得，600sin 45°＝CBsin 30°，解得BC ＝300 2.在△BCD 中，∠BCD ＝90°， ∴CD ＝CB ·tan∠CBD ＝3002×33＝1006， ∴此山高度为100 6 m.7．某货轮在A 处看灯塔S 在北偏东30°方向，它向正北方向航行24海里到达B 处，看灯塔S 在北偏东75°方向．则此时货轮到灯塔S 的距离为 12 2 海里．解析：由题意画出图形如图，AB ＝24海里，∠SBD ＝75°，∠BAS ＝30°，∠ABS ＝105°，∠ASB ＝45°，在△ABS 中，利用正弦定理可得BS sin 30°＝24sin 45°，解得BS ＝122海里．8．如图，在山底测得山顶仰角∠CAB ＝45°，沿倾斜角为30°的斜坡走1 000米至S 点，又测得山顶仰角∠DSB＝75°，则山高BC为__1_000__米．解析：由题意可知∠SAC＝30°，所以∠SAB＝45°－30°＝15°，∠SBA＝∠ABC－∠SBC＝45°－(90°－75°)＝30°，所以∠ASB＝180°－∠SAB－∠SBA＝135°.由正弦定理可得1 000sin 30°＝ABsin 135°，所以AB＝1 000×2212＝1 0002，所以BC＝AB·sin 45°＝1 0002×22＝1 000(m)．9．(2018·哈尔滨模拟)“德是”号飞船返回舱顺利到达地球后，为了及时将航天员救出，地面指挥中心在返回舱预计到达的区域安排了同一条直线上的三个救援中心(记为B，C，D)．当返回舱在距地面1万米的P点时(假定以后垂直下落，并在A点着陆)，C救援中心测得飞船位于其南偏东60°方向，仰角为60°，B救援中心测得飞船位于其南偏西30°方向，仰角为30°，D救援中心测得着陆点A位于其正东方向．(1)求B，C两救援中心间的距离；(2)求D救援中心与着陆点A间的距离．解析：(1)由题意知PA⊥AC，PA⊥AB，则△PAC，△PAB均为直角三角形．在Rt△PAC中，PA＝1，∠PCA＝60°，解得AC＝33，在Rt△PAB中，PA＝1，∠PBA＝30°，解得AB＝3，又∠CAB＝90°，BC＝AC2＋BC2＝303万米．(2)sin∠ACD＝sin∠ACB＝310，cos∠ACD＝－110，又∠CAD ＝30°，所以sin ∠ADC ＝sin(30°＋∠ACD )＝33－1210，在△ADC 中，由正弦定理，得ACsin ∠ADC ＝AD sin ∠ACD ，即AD ＝AC ·sin∠ACD sin ∠ADC ＝9＋313万米．B 组 能力提升练1．如图，据气象部门预报，在距离某码头南偏东45°方向600 km 处的热带风暴中心正以20 km/h 的速度向正北方向移动，距风暴中心450 km 以内的地区都将受到影响，则该码头将受到热带风暴影响的时间为( B )A ．14 h B.15 h C ．16 hD.17 h解析：记现在热带风暴中心的位置为点A ，t 小时后热带风暴中心到达B 点位置，在△OAB 中，OA ＝600，AB ＝20t ，∠OAB ＝45°，根据余弦定理得OB 2＝6002＋400t 2－2×20t ×600×22，令OB 2≤4502，即4t 2－1202t ＋1 575≤0，解得302－152≤t ≤302＋152，所以该码头将受到热带风暴影响的时间为302＋152－302－152＝15(h)．故选B. 2．(2018·潍坊模拟)校运动会开幕式上举行升旗仪式，旗杆正好处在坡度为15°的看台的某一列的正前方，从这一列的第一排和最后一排测得旗杆顶部的仰角分别为60°和30°，第一排和最后一排的距离为10 6 m(如图所示)，旗杆底部与第一排在一个水平面上．若国歌时长为50 s ，升旗手应以__0.6__m/s 的速度匀速升旗．解析：依题意可知∠AEC ＝45°，∠ACE ＝180°－60°－15°＝105°，∴∠EAC ＝180°－45°－105°＝30°.由正弦定理，可知CE sin ∠EAC ＝ACsin ∠CEA ，∴AC ＝CEsin ∠EAC·sin∠CEA ＝20 3 m ，∴在Rt △ABC 中，AB ＝AC ·sin∠ACB ＝203×32＝30 m. ∵国歌时长为50 s ，∴升旗速度为3050＝0.6 m/s.3．如图，在水平地面上有两座直立的相距60 m 的铁塔AA 1和BB 1.已知从塔AA 1的底部看塔BB 1顶部的仰角是从塔BB 1的底部看塔AA 1顶部的仰角的2倍，从两塔底部连线中点C 分别看两塔顶部的仰角互为余角．则从塔BB 1的底部看塔AA 1顶部的仰角的正切值为 13，塔BB 1的高为__45__m.解析：设从塔BB 1的底部看塔AA 1顶部的仰角为α，则AA 1＝60tan α，BB 1＝60tan 2α.∵从两塔底部连线中点C 分别看两塔顶部的仰角互为余角， ∴△A 1AC ∽△CBB 1，∴AA 130＝30BB 1，∴AA 1·BB 1＝900，∴3 600tan αtan 2α＝900， ∴tan α＝13，tan 2α＝34，BB 1＝60tan 2α＝45.4．如图，在四边形ABCD 中，已知AB ⊥AD ，∠ABC ＝120°，∠ACD ＝60°，AD ＝27，设∠ACB ＝θ，点C 到AD 的距离为h . (1)用θ表示h 的解析式； (2)求AB ＋BC 的最大值．解析：(1)由已知得∠ADC ＝360°－(90°＋120°＋60°＋θ)＝90°－θ. 在△ACD 中，由正弦定理，得AD sin ∠ACD ＝ACsin ∠ADC，所以AC ＝27 cos θsin 60°＝183cos θ.又∠CAD ＝30°＋θ，且0°<θ<60°，所以h ＝AC ·sin∠CAD ＝183cos θsin(30°＋θ)(0°<θ<60°)．(2)在△ABC 中，由正弦定理，得AB ＝AC sin θsin 120°＝18sin 2θ，BC ＝AC sin 60°－θsin 120°＝36cos θsin(60°－θ)＝93＋93cos 2θ－9sin 2θ，所以AB ＋BC ＝93＋93cos 2θ＋9sin 2θ＝93＋18sin(2θ＋60°)． 因为0°<θ<60°，所以当θ＝15°时，AB ＋BC 取得最大值93＋18.5．如图，在一条海防警戒线上的点A ，B ，C 处各有一个水声检测点，B ，C 到A 的距离分别为20千米和50千米，某时刻B 收到来自静止目标P 的一个声波信号，8秒后A ，C 同时接收到该声波信号，已知声波在水中的传播速度是1.5千米/秒．(1)设A 到P 的距离为x 千米，用x 表示B ，C 到P 的距离，并求出x 的值； (2)求P 到海防警戒线AC 的距离．解析：(1)依题意，有PA ＝PC ＝x ，PB ＝x －1.5×8＝x －12.在△PAB 中，AB ＝20，cos ∠PAB ＝PA 2＋AB 2－PB 22PA ·AB ＝x 2＋202－x －1222x ·20＝3x ＋325x，在△PAC 中，AC ＝50，cos ∠PAC ＝PA 2＋AC 2－PC 22PA ·AC ＝x 2＋502－x 22x ·50＝25x.∵cos ∠PAB ＝cos ∠PAC ， ∴3x ＋325x ＝25x ，解得x ＝31.(2)作PD ⊥AC 于D ，在△ADP 中， 由cos ∠PAD ＝2531，得sin ∠PAD ＝1－cos 2∠PAD ＝42131，∴PD ＝PA sin ∠PAD ＝31×42131＝421.故静止目标P 到海防警戒线AC 的距离为421千米． 6．如图，某小区准备将闲置的一直角三角形(其中B ＝π2，AB ＝a ，BC ＝3a )地块开发成公共绿地，设计时，要求绿地部分(图中阴影部分)有公共绿地走道MN ，且两边是两个关于走道MN 对称的三角形(△AMN 和△A ′MN )，现考虑方便和绿地最大化原则，要求点M 与点B 不重合，A ′落在边BC 上，设∠AMN ＝θ.(1)若θ＝π3时，绿地“最美”，求最美绿地的面积；(2)为方便小区居民的行走，设计时要求将AN ，A ′N 设计为最短，求此时绿地公共走道MN 的长度．解析：(1)设MA ＝MA ′＝xa (0<x <1)，则MB ＝a －xa ，又θ＝π3，所以在Rt △MBA ′中，cos∠BMA ′＝cos(π－2θ)＝a －xa xa ＝12，解得x ＝23. 由∠B ＝π2，AB ＝a ，BC ＝3a ，可得∠BAC ＝π3.所以△AMN 为等边三角形，所以绿地的面积S ＝2×12×23a ×23a ×sin π3＝239a 2.(2)在△AMN 中，因为∠MAN ＝π3，所以∠ANM ＝2π3－θ，由正弦定理得ANsin θ＝AMsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3－θ.设AM ＝y ，则A ′M ＝y ，在Rt △MBA ′中，cos ∠BMA ′＝cos (π－2θ)＝a －yy， 可得AM ＝y ＝a2sin 2θ， 所以AN ＝a2sin θsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3－θ.令t ＝2sin θsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3－θ＝sin 2θ＋3sin θcos θ＝12＋32sin 2θ－12cos 2θ＝12＋sin ⎝⎛⎭⎪⎫2θ－π6，因为π4<θ<π2，所以π3<2θ－π6<5π6，所以当且仅当2θ－π6＝π2，即θ＝π3时，AN 取得最小值，最小值为23a .此时绿地公共走道的长度为MN ＝23a .。

第3讲 三角变换与解三角形考点1 三角恒等变换1．三角求值“三大类型”“给角求值”、“给值求值”、“给值求角”． 2．三角函数恒等变换“四大策略”(1)常值代换：特别是“1”的代换，1＝sin 2θ＋cos 2θ＝tan45°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．[例1] (1)[2019·全国卷Ⅱ]已知α∈⎝⎛⎭⎪⎫0，π2，2sin 2α＝cos 2α＋1，则sin α＝( )A.15B.55 C.33 D.255(2)[2019·天津南开大学附属中学月考]已知sin α＝55，sin β＝1010，且α，β为锐角，则α＋β为( )A.π4B.π4或3π4 C.3π4 D.π3【解析】 (1)本题主要考查同角三角函数的基本关系、二倍角公式，意在考查考生的逻辑思维能力、运算求解能力，考查的核心素养是逻辑推理、数学运算．由2sin 2α＝cos 2α＋1，得4sin αcos α＝1－2sin 2α＋1，即2sin αcos α＝1－sin 2α.因为α∈⎝⎛⎭⎪⎫0，π2，所以cos α＝1－sin 2α，所以2sin α1－sin 2α＝1－sin 2α，解得sin α＝55，故选B. (2)∵sin α＝55，sin β＝1010，且α，β为锐角，∴cos α＝255，cos β＝31010，∴cos(α＋β)＝255×31010－55×1010＝22，又0＜α＋β＜π，∴α＋β＝π4.故选A.【答案】 (1)B (2)A化简三角函数式的规律规律 解读一角一看“角”，这是最重要的一环，通过角之间的差别与联系，把角进行合理地拆分，从而正确使用公式二名二看“函数名称”，看函数名称之间的差异，从而确定使用的公式，常见的有“弦切互化”三结构三看“结构特征”，分析结构特征，找到变形的方向，常见的有“遇到分式要通分”，“遇根式化被开方式为完全平方式”等温馨 提醒(1)常用技巧：弦切互化，异名化同名，异角化同角，降幂或升幂，“1”的代换等．(2)根式的化简常常需要升幂去根号，在化简过程中注意角的范围，以确定三角函数值的正负『对接训练』1．[2019·山东济南长清月考]若2cos 2θcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋θ＝3sin 2θ，则sin2θ＝( )A.13B.23 C ．－23 D ．－13解析：通解 ∵2cos 2θcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋θ＝3sin 2θ，∴2sin ⎝⎛⎭⎪⎫π2＋2θcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋θ＝22sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋θ＝3sin 2θ，∴22sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋θ＝－3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2θ＋π2，∴23sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫θ＋π4－22sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ＋π4－3＝0，得sin ⎝⎛⎭⎪⎫θ＋π4＝－66，∴sin 2θ＝－cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＋2θ＝2sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋θ－1＝－23.故选C.优解 ∵2cos 2θcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋θ＝3sin 2θ，∴2(cos 2θ－sin 2θ)22(cos θ－sin θ)＝3sin 2θ，∴2(cos θ＋sin θ)＝3sin 2θ，∴3sin 22θ－4sin 2θ－4＝0，得sin 2θ＝－23.故选C.答案：C2．[2019·全国高考信息卷]若α为第二象限角，且sin 2α＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π2cos(π－α)，则2cos ⎝⎛⎭⎪⎫2α－π4的值为( )A ．－15 B.15C.43 D ．－43解析：∵sin 2α＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π2cos(π－α)，∴2sin αcos α＝－cos 2α，∵α是第二象限角，∴cos α≠0,2sin α＝－cos α，∴4sin 2α＝cos 2α＝1－sin 2α，∴sin 2α＝15，∴2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α－π4＝cos 2α＋sin 2α＝cos 2α－sin 2α＋2sin αcos α＝－sin 2α＝－15.故选A. 答案：A考点2 利用正、余弦定理解三角形1．正弦定理及其变形在△ABC 中，a sin A ＝b sin B ＝csin C ＝2R (R 为△ABC 的外接圆半径)．变形：a ＝2R sin A ，sin A＝a2R，a ：b ：c ＝sin A ：sin B ：sin C 等． 2．余弦定理及其变形在△ABC 中，a 2＝b 2＋c 2－2bc cos A ；变形：b 2＋c 2－a 2＝2bc cos A ，cos A ＝b 2＋c 2－a 22bc.3．三角形面积公式S △ABC ＝12ab sin C ＝12bc sin A ＝12ac sin B .[例2] (1)[2019·全国卷Ⅱ]△ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c .若b ＝6，a ＝2c ，B ＝π3，则△ABC 的面积为________；(2)[2019·江西南昌段考]在△ABC 中，内角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，若a sin B cosC ＋c sin B cos A ＝12b ，且a ＞b ，则B 等于( )A.5π6B.π3C.2π3 D.π6【解析】 (1)本题主要考查余弦定理、三角形的面积公式，意在考查考生的逻辑思维能力、运算求解能力，考查方程思想，考查的核心素养是逻辑推理、数学运算．解法一 因为a ＝2c ，b ＝6，B ＝π3，所以由余弦定理b 2＝a 2＋c 2－2ac cos B ，得62＝(2c )2＋c 2－2×2c ×c cos π3，得c ＝23，所以a ＝43，所以△ABC 的面积S ＝12ac sin B ＝12×43×23×sin π3＝6 3.解法二 因为a ＝2c ，b ＝6，B ＝π3，所以由余弦定理b 2＝a 2＋c 2－2ac cos B ，得62＝(2c )2＋c 2－2×2c ×c cos π3，得c ＝23，所以a ＝43，所以a 2＝b 2＋c 2，所以A ＝π2，所以△ABC的面积S ＝12×23×6＝6 3.(2)因为a sin B cos C ＋c sin B cos A ＝12b ，所以由正弦定理得sin A sin B cos C ＋sin C sinB cos A ＝12sin B ，又sin B ≠0，所以sin A cosC ＋cos A sin C ＝12，即sin(A ＋C )＝12，因为A ＋C ＝π－B ，所以sin(π－B )＝12，即sin B ＝12.又a >b ，所以A >B ，所以B 为锐角，所以B＝π6.故选D. 【答案】 (1)6 3 (2)D(1)正、余弦定理的适用条件①“已知两角和一边”或“已知两边和其中一边的对角”应采用正弦定理． ②“已知两边和这两边的夹角”或“已知三角形的三边”应采用余弦定理．(2)三角形面积公式的应用原则①对于面积公式S ＝12ab sin C ＝12ac sin B ＝12bc sin A ，一般是已知哪一个角就使用含哪个角的公式．②与面积有关的问题，一般要利用正弦定理或余弦定理进行边和角的互化.『对接训练』3．[2019·广西南宁摸底联考]在△ABC 中，角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，已知c ＝3，C ＝π3，sin B ＝2sin A ，则△ABC 的周长是( )A ．3 3B ．2＋ 3C ．3＋ 3D ．4＋ 3解析：因为sin B ＝2sin A ，所以由正弦定理得b ＝2a ，由余弦定理得c 2＝a 2＋b 2－2ab cosC ＝a 2＋4a 2－2a 2＝3a 2，又c ＝3，所以a ＝1，b ＝2.故△ABC 的周长是3＋ 3.故选C.答案：C4．[2019·福建泉州阶段检测]已知△ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，若cosC ＝223，b cos A ＋a cos B ＝2，则△ABC 的外接圆面积为( ) A ．4π B．8π C ．9π D．36π解析：由余弦定理得b ·b 2＋c 2－a 22bc ＋a ·a 2＋c 2－b 22ac ＝2，即b 2＋c 2－a 2＋a 2＋c 2－b 22c ＝2，得c ＝2，由cos C ＝223得sin C ＝13.设△ABC 外接圆的半径为R ，由正弦定理可得2R ＝csin C＝6，得R ＝3，所以△ABC 的外接圆面积为πR 2＝9π.故选C.答案：C考点3 正、余弦定理的综合应用[例3] [2019·全国卷Ⅲ]△ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c .已知a sinA ＋C2＝b sin A .(1)求B ；(2)若△ABC 为锐角三角形，且c ＝1，求△ABC 面积的取值范围．【解析】 本题主要考查正弦定理、余弦定理、三角形的面积公式等知识，考查考生的化归与转化能力、运算求解能力，考查的核心素养是数学运算．(1)由题设与正弦定理得sin A sin A ＋C2＝sin B sin A .因为sin A ≠0，所以sinA ＋C2＝sin B .由A ＋B ＋C ＝180°，可得sinA ＋C 2＝cosB 2，故cos B 2＝2sin B 2cos B2. 因为cos B 2≠0，故sin B 2＝12.又B 是三角形内角，因此B ＝60°.(2)由题设及(1)知△ABC 的面积S △ABC ＝34a . 由正弦定理得a ＝c sin A sin C ＝sin (120°－C )sin C ＝32tan C ＋12. 由于△ABC 为锐角三角形，故0°<A <90°，0°<C <90°.由(1)知A ＋C ＝120°，所以30°<C <90°，故12<a <2，从而38<S △ABC <32.因此，△ABC 面积的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫38，32.1．注意利用第(1)问中的结果：在题设条件下，如果第(1)问中的结果第(2)问能用得上，可以直接用，有些题目不用第(1)问中的结果甚至无法解决，如本题即是在第(1)问中的基础上求解．2．写全得分关键：在三角函数及解三角形类解答题中，应注意解题中的关键点，有则给分，无则不得分，所以在解答题时一定要写清得分关键点，如第(1)问中，没有将正弦定理表示出来的过程，则不得分；第(2)问中没有将面积表示出来则不得分.『对接训练』5．[2019·湖南长沙调研]在△ABC 中，角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，且c ＝2. (1)若A ＝π3，b ＝3，求sin C 的值；(2)若sin A cos 2B 2＋sin B cos 2A 2＝3sin C ，且△ABC 的面积S ＝252sin C ，求a 和b 的值．解析：(1)由余弦定理得a 2＝b 2＋c 2－2bc cos A ＝9＋4－2×3×2×12＝7，解得a ＝7.由正弦定理a sin A ＝c sin C ，得sin C ＝217.(2)由已知得sin A ×1＋cos B 2＋sin B ×1＋cos A 2＝3sin C ，sin A ＋sin A cos B ＋sin B ＋sin B cos A ＝6sin C ， sin A ＋sin B ＋sin(A ＋B )＝6sin C ， sin A ＋sin B ＝5sin C ，所以由正弦定理得a ＋b ＝5c ＝10， ① 又S ＝12ab sin C ＝252sin C ，所以ab ＝25 ②由①②得a ＝b ＝5.考点4 与解三角形有关的交汇问题[交汇创新]解三角形问题一直是近几年高考的重点，主要考查以斜三角形为背景求三角形的基本量、面积或判断三角形的形状，解三角形与平面向量、不等式、三角函数性质、三角恒等变换交汇命题成为高考的热点．[例4] [2019·石家庄质量检测]在△ABC 中，a ，b ，c 分别是角A ，B ，C 的对边，若c cos B ＋b cos C ＝2a cos A ，AM →＝23AB →＋13AC →，且AM ＝1，则b ＋2c 的最大值是________．【解析】 通解 ∵c cos B ＋b cos C ＝2a cos A ，∴sin C cos B ＋sin B cos C ＝2sin A cosA ，∴sin(C ＋B )＝2sin A cos A ，∴sin A ＝2sin A cos A ．∵0＜A ＜π，∴sin A ≠0，∴cos A＝12，∴A ＝π3.∵AM →＝23AB →＋13AC →，且AM ＝1，∴⎝ ⎛⎭⎪⎫23AB →＋13AC →2＝1，∴49c 2＋29bc ＋19b 2＝1，即4c 2＋2bc ＋b 2＝9.∵2bc ≤(b ＋2c )24，∴9＝4c 2＋2bc ＋b 2＝(b ＋2c )2－2bc ≥34(b ＋2c )2，∴b ＋2c ≤23，当且仅当b ＝2c ，即⎩⎪⎨⎪⎧b ＝3c ＝32时等号成立，∴b ＋2c 的最大值为2 3.优解 ∵c cos B ＋b cos C ＝2a cos A ，∴a 2＋c 2－b 22a ＋a 2＋b 2－c 22a＝2a cos A ，a ＝2a cos A ，∴cos A ＝12.∵0＜A ＜π，∴A ＝π3.∵AM →＝23AB →＋13AC →，且AM ＝1，∴⎝ ⎛⎭⎪⎫23AB →＋13AC →2＝1，∴49c 2＋29bc ＋19b 2＝1，即4c 2＋2bc ＋b 2＝9.∵2bc ≤(b ＋2c )24，∴9＝4c 2＋2bc ＋b 2＝(b ＋2c )2－2bc ≥34(b＋2c )2，∴b ＋2c ≤23，当且仅当b ＝2c ，即⎩⎪⎨⎪⎧b ＝3c ＝32时等号成立，∴b ＋2c 的最大值为2 3.利用解三角形的知识解决平面向量问题是高考在知识的交汇处命制试题的一个热点．解决这类试题的基本方法是根据正、余弦定理求出平面向量的模和夹角，从而达到利用解三角形求解平面向量数量积的目的.『对接训练』6．在△ABC 中，角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，a cos B ＋b cos A ＝c sin C ，数列{a n }满足a n ＝(n 2＋2n )sin(2n －1)C ，则数列{a n }的前100项和S 100＝________.解析：由a cos B ＋b cos A ＝c sin C 得 sin A cos B ＋sin B cos A ＝sin 2C ∴sin(A ＋B )＝sin 2C ∴sin C ＝sin 2C ，又∵0＜C ＜π，sin C ≠0，∴sin C ＝1，∴C ＝π2，∴a n ＝(n 2＋2n )sin (2n －1)π2，即a n ＝[(n ＋1)2－1]sin (2n －1)π2，从而S 100＝(22－1)－(32－1)＋(42－1)－(52－1)＋…＋(1002－1)－(1012－1)＝22－32＋42－52＋…＋1002－1012＝－(2＋3＋4＋5＋…＋100＋101)＝－5 150.答案：－5 150课时作业8 三角变换与解三角形1．[2019·河南开封定位考试]已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＋α＝－13，则cos 2α的值为( ) A ．－79 B.79C ．－223 D.13解析：因为cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＋α＝－13，所以sin α＝13，则cos 2α＝1－2sin2α＝1－2×⎝ ⎛⎭⎪⎫132＝79.故选B. 答案：B2．[2019·河北省级示范性高中联合体联考]已知tan α＝2，且sin ⎝⎛⎭⎪⎫α＋π4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α－π4＝m tan 2α，则m ＝( )A ．－49B ．－94C.49D.94解析：依题意，得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4sin ⎝⎛⎭⎪⎫α－π4＝22(sin α＋cos α)22(sin α－cos α)＝sin α＋cos αsin α－cos α＝tan α＋1tan α－1＝3，tan 2α＝2tan α1－tan 2α＝－43，所以3＝－43m ，解得m ＝－94.故选B. 答案：B3．[2019·山东青岛一中月考]在△ABC 中，若sin 2A ＋sin 2B ＜sin 2C ，则△ABC 的形状是( )A ．锐角三角形B ．直角三角形C ．钝角三角形D ．不能确定解析：∵sin 2A ＋sin 2B ＜sin 2C ，∴a 2＋b 2＜c 2，∴cos C ＝a 2＋b 2－c 22ab＜0，又0°＜C ＜180°，∴C 为钝角，∴△ABC 是钝角三角形，故选C.答案：C4．[2019·黑龙江牡丹江一中月考]满足条件a ＝4，b ＝32，A ＝45°的三角形的个数是( )A ．1B ．2C ．无数个D ．不存在 解析：由正弦定理得sin B ＝b sin A a ＝34，∵22＜34＜32，∴45°＜B ＜60°或120°＜B ＜135°，均满足A ＋B ＜180°，∴B 有两解，满足条件的三角形的个数是2，故选B.答案：B5．[2019·宁夏银川月考]已知锐角α，β满足cos α＝255，sin(α－β)＝－35，则sin β的值为( )A.255B.55 C.2525 D.525解析：∵α是锐角，β是锐角，cos α＝255，sin(α－β)＝－35，∴sin α＝55，cos(α－β)＝45，∴sin β＝sin[α－(α－β)]＝55×45－255×⎝ ⎛⎭⎪⎫－35＝255.故选A.答案：A6．[2019·广西两校第一次联考]已知sin(α＋β)＝12，sin(α－β)＝13，则log5⎝ ⎛⎭⎪⎫tan βtan α12＝( )A ．－1B ．－2 C.12D ．2 解析：因为sin(α＋β)＝12，sin(α－β)＝13，所以sin αcos β＋cos αsin β＝12，sin αcos β－cos αsin β＝13，则sin αcos β＝512，cos αsin β＝112，所以tan βtan α＝15，于是log 5⎝ ⎛⎭⎪⎫tan βtan α12＝ ⎛⎭⎪⎫1512＝log 55－1＝－1.故选A. 答案：A7．[2019·云南曲靖月考]一艘海轮从A 处出发，以每小时40海里的速度沿南偏东40°的方向直线航行，30分钟后到达B 处．在C 处有一座灯塔，海轮在A 处观察灯塔，其方向是南偏东70°，在B 处观察灯塔，其方向是北偏东65°，那么B ，C 两点间的距离是( )A ．102海里B ．103海里C ．203海里D ．202海里解析：画出示意图如图所示，易知，在△ABC 中，AB ＝20海里，∠CAB ＝30°，∠ACB ＝45°，根据正弦定理得BC sin 30°＝ABsin 45°，解得BC ＝102(海里)．故选A.答案：A8．[2019·河北省级示范性高中联合体联考]△ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，若3sin A ＝2sin C ，b ＝5，cos C ＝－13，则a ＝( )A ．3B ．4C ．6D ．8解析：因为3sin A ＝2sin C ，由正弦定理得3a ＝2c ，设a ＝2k (k ＞0)，则c ＝3k .由余弦定理得cos C ＝a 2＋b 2－c 22ab ＝25－5k 220k ＝－13，解得k ＝3或k ＝－53(舍去)，从而a ＝6.故选C.答案：C9．[2019·广东仲元中学期中]在△ABC 中，内角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，若a 2＋b 2＝2c 2，则cos C 的最小值为( )A.32 B.22C.12 D ．－12解析：∵cos C ＝a 2＋b 2－c 22ab ，a 2＋b 2＝2c 2，∴cos C ＝a 2＋b 24ab ≥2ab 4ab ＝12，当且仅当a ＝b 时取等号，∴cos C 的最小值为12，故选C.答案：C10．[2019·河北五校第二次联考]已知tan 2α＝34，α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫－π2，π2，函数f (x )＝sin(x ＋α)－sin(x －α)－2sin α，且对任意的实数x ，不等式f (x )≥0恒成立，则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α－π4的值为( )A ．－255B ．－55C ．－235D ．－35解析：由tan 2α＝34，即2tan α1－tan 2α＝34，求得tan α＝13或tan α＝－3.又对任意的实数x ，f (x )＝sin(x ＋α)－sin(x －α)－2sin α＝2sin α·(cos x －1)≥0恒成立，所以sinα≤0，则α∈⎝ ⎛⎦⎥⎤－π2，0，所以tanα＝－3，sin α＝－310，cos α＝110.于是sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α－π4＝sin αcos π4－cos α sin π4＝－310×22－110×22＝－255.故选A.答案：A11．[2019·安徽五校联盟第二次质检]若α是锐角，且cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π6＝35，则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋3π2＝________.解析：因为0＜α＜π2，所以π6＜α＋π6＜2π3，又cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π6＝35，所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π6＝45，则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋3π2＝sin α＝sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π6－π6＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π6cos π6－cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π6sin π6＝45×32－35×12＝43－310. 答案：43－31012．[2019·陕西咸阳一中月考]在△ABC 中，内角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，且a ＝7，b ＝2，A ＝π3，则△ABC 的面积为________．解析：由正弦定理得sin B ＝b sin A a ＝2sinπ37＝217，∵b ＜a ，∴B ＜A ，∴cos B ＝277，∴sin C ＝sin(A ＋B )＝32114，∴△ABC 的面积为12ab sin C ＝332.答案：33213．[2019·陕西西安五中综合卷]已知tan(α＋β)＝13，tan β＝12，则tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4＝________.解析：∵tan α＝tan[(α＋β)－β]＝tan (α＋β)－tan β1＋tan (α＋β)tan β＝－17，∴tan ⎝⎛⎭⎪⎫α＋π4＝tan α＋11－tan α＝34.答案：3414．[2019·湖南重点高中大联考]已知a ，b ，c 分别为锐角三角形ABC 内角A ，B ，C 的对边，ab sin C ＝c 2－(a －b )2，若锐角三角形ABC 的面积为4，则c 的最小值为________．解析：由已知条件及余弦定理，可得ab sin C ＝a 2＋b 2－2ab cos C －(a 2－2ab ＋b 2)＝2ab －2ab cos C ，即2cos C ＝2－sin C ，两边平方，得4(1－sin 2C )＝4－4sin C ＋sin 2C ，因为0°＜C ＜90°，所以可得sin C ＝45，则cos C ＝35.所以12ab ×45＝4，得ab ＝10，所以c 2＝a 2＋b 2－2ab cos C ＝a 2＋b 2－2ab ×35≥2ab －65ab ＝45ab ＝8，当且仅当a ＝b 时取等号，所以c ≥22，即c 的最小值为2 2.答案：2 215．[2019·江苏宜兴月考]已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4＝7210，α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4，π2.(1)求cos α；(2)求f (x )＝cos 2x ＋52sin αsin x 的最值．解析：(1)∵sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4＝7210，α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4，π2. ∴cos ⎝⎛⎭⎪⎫α＋π4＝－210，∴cos α＝cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4－π4＝－210×22＋7210×22＝35.(2)由(1)得cos α＝35，∵α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4，π2，∴sin α＝45， ∴f (x )＝cos 2x ＋2sin x ＝－2sin2x ＋2sin x ＋1＝－2⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x －122＋32，∴当sin x ＝12时，f (x )取得最大值32，当sin x ＝－1时，f (x )取得最小值－3.16．[2019·辽宁六校协作体期中]设△ABC 的内角A ，B ，C 所对的边分别是a ，b ，c ，且c ·cos C 是a ·cos B 与b ·cos A 的等差中项．(1)求角C 的大小；(2)若c ＝2，求△ABC 的周长的最大值．解析：(1)由题意得a cos B ＋b cos A ＝2c cos C ，由正弦定理得sin A cos B ＋sin B cos A ＝2sin C cos C ，即sin(A ＋B )＝sin C ＝2sin C cos C ，解得cos C ＝12，C 是三角形内角，所以C ＝60°.(2)方法一 由余弦定理得c 2＝4＝a 2＋b 2－2ab cos C ＝a 2＋b 2－ab ＝(a ＋b )2－3ab ≥(a ＋b )2－3⎝ ⎛⎭⎪⎫a ＋b 22＝(a ＋b )24，得a ＋b ≤4，当且仅当a ＝b 时等号成立，故△ABC 周长的最大值为6.方法二 由正弦定理得asin A＝bsin B＝csin C ＝433，故△ABC 的周长为a ＋b ＋c ＝433(sin A ＋sin B )＋2＝433[sin A ＋sin(A ＋60°)]＋2＝433⎝ ⎛⎭⎪⎫32sin A ＋32cos A ＋2＝4sin(A ＋30°)＋2.∵A ∈(0,120°)，∴当A ＝60°时，△ABC 周长的最大值为6.17．[2019·湖北武汉部分重点中学第二次联考]已知函数f (x )＝cos 2x ＋23sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＋x cos ⎝⎛⎭⎪⎫3π2＋x －sin 2x .(1)当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π2时，求f (x )的最大值和最小值；(2)若f (θ)＝65，求tan 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π6－θ的值．解析：(1)依题意，知f (x )＝cos 2x ＋3sin 2x ＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6.因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π2，所以π6≤2x ＋π6≤7π6，所以－12≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6≤1，则－1≤2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x ＋π6≤2， 于是当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π2时，f (x )min ＝－1，f (x )max ＝2. (2)因为f (θ)＝65，所以sin ⎝⎛⎭⎪⎫2θ＋π6＝35，所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3－2θ＝sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2－⎝ ⎛⎭⎪⎫π3－2θ ＝sin ⎝⎛⎭⎪⎫2θ＋π6＝35，于是tan 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π6－θ＝sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π6－θcos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π6－θ＝1－cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3－2θ1＋cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3－2θ＝1－351＋35＝14.18．[2019·福州市质量检测]在Rt△ABC 中，∠C ＝90°，点D ，E 分别在边AB ，BC 上，CD ＝5，CE ＝3，且△EDC 的面积为3 6.(1)求边DE 的长；(2)若AD ＝3，求sin A 的值．解析：(1)如图所示，在△ECD 中，S △ECD ＝12CE ·CD sin∠DCE ＝12×3×5×sin∠DCE ＝36，所以sin∠DCE ＝265，因为0°＜∠DCE ＜90°， 所以cos∠DCE ＝1－⎝⎛⎭⎪⎫2652＝15， 所以DE 2＝CE 2＋CD 2－2·CE ·CD ·cos∠DCE ＝9＋25－2×3×5×15＝28，所以DE ＝27.(2)因为∠ACB ＝90°，所以sin∠ACD ＝sin(90°－∠DCE )＝cos∠DCE ＝15，在△ADC 中，AD sin∠ACD ＝CDsin A ，即315＝5sin A ， 所以sin A ＝13.。

第一节 任意角、弧度制及任意角的三角函数2019考纲考题考情1．角的有关概念(1)从运动的角度看，角可分为正角、负角和零角。

(2)从终边位置来看，角可分为象限角与轴线角。

(3)若β与α是终边相同的角，则β用α表示为β＝2k π＋α，k ∈Z 。

2．弧度与角度的互化 (1)1弧度的角长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角。

(2)角α的弧度数如果半径为r 的圆的圆心角α所对弧的长为l ，那么角α的弧度数的绝对值是|α|＝l r。

(3)角度与弧度的换算①1°＝π180rad ；②1 rad ＝ ⎛⎪⎫180π°。

(4)弧长、扇形面积的公式设扇形的弧长为l ，圆心角大小为α(rad)，半径为r ，则l ＝|α|r ，扇形的面积为S ＝12lr ＝12|α|·r 2。

3．任意角的三角函数(1)定义：设α是一个任意角，它的终边与单位圆交于点P (x ，y )，那么sin α＝y ，cos α＝x ，tan α＝yx(x ≠0)。

(2)几何表示：三角函数线可以看作是三角函数的几何表示。

正弦线的起点都在x 轴上，余弦线的起点都是原点，正切线的起点都是点(1,0)。

如图中有向线段MP ，OM ，AT 分别叫做角α的正弦线，余弦线和正切线。

1．区分两个概念(1)第一象限角未必是锐角，但锐角一定是第一象限角。

(2)不相等的角未必终边不相同，终边相同的角也未必相等。

2．一个口诀三角函数值在各象限的符号：一全正、二正弦、三正切、四余弦。

3．三角函数定义的推广设点P (x ，y )是角α终边上任意一点且不与原点重合，r ＝|OP |，则sin α＝y r，cos α＝x r ，tan α＝y x。

一、走进教材1．(必修4P 10A 组T 7改编)角－225°＝________弧度，这个角在第________象限。

答案 －5π4二2．(必修4P 15练习T 2改编)设角θ的终边经过点P (4，－3)，那么2cos θ－sin θ＝________。