数学高中必修五解三角形经典题目
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解三角形 1.1正弦定理和余弦定理 1.1.1正弦定理 【典型题剖析】 考察点1:利用正弦定理解三角形 例1 在ABC中,已知A:B:C=1:2:3,求a :b :c. 【点拨】 本题考查利用正弦定理实现三角形中边与角的互化,利用三角形内角和定理及正弦定理的变形形式 a :b :c=sinA: sinB: sinC 求解。 解:::1,,6313::sin:sin:sinsin:sin:sin::11:3:2.63222ABCBCABCabABC而 【解题策略】要牢记正弦定理极其变形形式,要做到灵活应用。 例2在ABC中,已知c=2+6,C=30°,求a+b的取值范围。 【点拨】 此题可先运用正弦定理将a+b表示为某个角的三角函数,然后再求解。 解:∵C=30°,c=2+6,∴由正弦定理得:26,sinsinsinsin30abcABC ∴ a=2(2+6)sinA,b=2(2+6)sinB=2(2+6)sin(150°-A). ∴a+b=2(2+6)[sinA+sin(150°-A)]= 2(2+6)·2sin75°·cos(75°-A)= 226 cos(75°-A) ① 当75°-A=0°,即A=75°时,a+b取得最大值226=8+43; ② ∵A=180°-(C+B)=150°-B,∴A<150°,∴0°<A<150°, ∴-75°<75°-A<75°,∴cos75°<cos(75°-A)≤1, ∴>226 cos75°=226×624=2+6. 综合①②可得a+b的取值范围为(2+6,8+43> 考察点2:利用正弦定理判断三角形形状 例3
在△ABC中,2a·tanB=2b·tanA,判断三角形ABC的形状。 【点拨】通过正弦定理把边的关系转化为角的关系,利用角的关系判断△ABC的形状。 解:由正弦定理变式a=2RsinA,b=2RsinB得:
22sinsin2Rsin2RsincoscosBAABBA,
sincossincos,AABB 即sin2sin2AB,2222ABAB或, 2ABAB或.
∴ABC为等腰三角形或直角三角形。 【解题策略】“在△ABC中,由sin2sin2AB得∠A=∠B”是常犯的错误,应认真体会上述解答过程中“∠A=∠B或
∠A+∠B=2”的导出过程。 例4 在△ABC中,如果lglglgsinlg2acB,并且B为锐角,试判断此三角形的形状。 【点拨】通过正弦定理把边的形式转化为角的形式,利用两角差的正弦公式来判断△ABC的形状。
解:2lgsinlg2,sin2BB. 又∵B为锐角,∴B=45°. 由2lglglg2,.2caca得
由正弦定理,得sin2sin2AC, ∵18045,AC代入上式得: 2sin2sin135CC
2sin135coscos135sinCC 2cos2sin,CC cos0,90,45.CCA ABC为等腰直角三角形。 考察点3:利用正弦定理证明三角恒等式 例5 在△ABC中,求证2222220coscoscoscoscoscosabbccaABBCCA. 【点拨】观察等式的特点,有边有角要把边角统一,为此利用正弦定理将222abc,,转化为222sin,sin,sinABC. 证明:由正弦定理的变式a2sin,2sinRAbRB得: 2222224sin4sin=coscoscoscosabRARBABAB 2224[coscos]coscosRAB(1-A)-(1-B) 222(coscos)4(coscos)coscosBARBAAB 同理2222224(coscos),coscos4(coscos).coscosbcRCBBCcaRACCA 2=4(coscoscoscoscoscos)0RBACBAC左边右边等式成立。 【解题策略】在三角形中,解决含边角关系的问题时,常运用正弦定理进行边角互化,然后利用三角知识去解决,要注意体会其中的转化与化归思想的应用。 例6 在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,C=2B,求证22cbab. 【点拨】本题考查正弦定理与倍角公式的综合应用. 证明:180,180.ABCBCA 2,.CBCBB又 sin()sin(180)sin,BCAA 222222
222
4(sinsin)4(sinsin)(sinsin)42sincos2cossin22224sin()sin()4sinsin.cbRCBRCBCBBCCBBCCBRRCBCBRABab
右边等式成立.
【解题策略】有关三角形的证明题中,要充分利用三角形本身所具有的性质。
,,,2222222.ABCABCABCABC(1)
(2)sin()sin,cos()cos,tan()tan.ABCABCABC
(3)sincos,cossin,tan22222cot.2ABCABCABC
(4)sin(22)sin2,cos(22)cos2,tan(22)tan2.ABCABCABC
考察点4:求三角形的面积 例7 在△ABC中,a,b,c分别是三个内角A,B,C的对边,若
252,,cos425BaC,求△ABC的面积S.
【点拨】先利用三角公式求出sinB,sinA 及边c,再求面积。
解:由题意25cos25B,得23cos2cos1,25BB ∴B为锐角,4372sin,sinsin()sin(),5410BABCB
由正弦定理得10,7c 111048sin2.22757SacB
【解题策略】在△ABC中,以下三角关系式在解答三角形问题时经常用到,要记准、记熟,并能灵活应用,
,sin()sin,cos()cos;sin2ABABCABCABC
cos,cossin.222CABC 例8 已知△ABC中a,b,c分别是三个内角A,B,C的对边,△ABC
的外接圆半径为12,且3C, 求△ABC的面积S的最大值。 【点拨】本题主要考察正弦定理与三角形面积公示的综合应用。
解:11sin2sin2sinsin22ABCSabCRARBC
2233sinsin[cos()cos()]2RABRABAB
231[cos()].22RAB
cos()1,ABAB当即时, 2max3333()1441083.44ABCSR
【解题策略】把三角形的面积公式和正弦定理相结合,通过讨论三角函数值的取值,求得面积的最大值。 考察点5:与正弦定理有关的综合问题 例9 已知△ABC的内角A,B极其对边a,b满足cotcotabaAbB求内角C 【点拨】本题主要考察解三角形中的正弦定理、和差化积公式等基础知识,考察运算能力、分析能力和转化能力。 解法1: cotcot,2sinsinababaAbBRAB且(R为△ABC的外接圆半径), sincoscossin,1sin21cos2.AABBAB cos2cos20AB sin2sin22cos()sin().cos()sin()0,cos()0sin()0.ABABABABABABAB又或 又∵A,B为三角形的内角,,2ABAB或 22ABC当时,; 当AB时,由已知得cot1,,.42AABC 综上可知,内角2C. 解法2: 由cotcotabaAbB及正弦定理得, sinsin=coscosABAB, sincoscossinAABB, 从而si4A 即sin()sin().44AB 又∵0<A+B<π,,44AB ,.22ABC 【解题策略】切化弦、边化角是三角关系化简的常用方法,熟练运用三角恒等变换公式是解题的关键。 例10 在△ABC中,A,B,C所对的边分别为a,b,c,且c=10,cos4cos3AbBa,求a,b及△ABC的内切圆半径。 【点拨】欲求边,应将已知条件中的边角统一,先求角再求边。
解:coscossin,=,coscossinAbABBaBA由可得
变形为sincossincos,sin2sin2AABBAB 又,22,,2abABAB ∴△ABC是直角三角形。
由2221043,abba解得6,8.ab 6810222abcABC的内切圆半径为r=
【解题策略】解此类问题应注意定理与条件的综合应用。 ------------------------------------------ 『易错疑难辨析』 易错点 利用正弦定理解题时,出现漏解或增解 【易错点辨析】本节知识在理解与运用中常出现的错误有:(1)已知两边和其中一边的对角,利用正弦定理求另一边的对角时,出现漏解或增解;(2)在判断三角形的形状时,出现漏解的情况。 例1
(1) 在△ABC中,23,6,30,;abAB求
(2) 在△ABC中,23,2,60,;abAB求 【错解】 (1) 由正弦定理得
sinsin303sin6,60223ABbBa
(2) 由正弦定理得sinsin601sin2,30150223ABbBa或 【点拨】(1)漏解,由3sin2B(0°<B<180°)可得60120B或因为b>a,所以两解都存在。(2)增解。由1sin2B(0°<B<180°)可得30150B或,因为b<a,根据三角形中大边对大角可知B<A,所以150B不符合条件,应舍去。 【正解】 (1)由正弦定理得sinsin303sin6.223ABba 又∵0°<B<180° 60120B或(经检验都符合题意) (2)由正弦定理得sinsin601sin2.223ABba 又∵0°<B<180°30150B或 ∵b<a,根据三角形中大边对大角可知B<A, 150B不符合条件,应舍去,30B。 易错点 忽略三角形本身的隐含条件致错 【易错点解析】解题过程中,忽略三角形本身的隐含条件,如内角和为180°等造成的错误。 例2 在△ABC中,若3,CB求cb的取值范围。 【错解】 由正弦定理得 sinsin3sin(2)=sinsinsincCBBBbBBB sincos2cossin2sinBBBBB 22cos22cos4cos1.BBB 220cos114cos13,03cBBb 【点拨】在上述解题过程中,得到了2=4cos1cBb后,忽略了三角形的内角和定理及隐含的,,ABC均为正角这一条件。 【正解】 由正弦定理可知 sinsin3sin(2)=sinsinsincCBBBbBBB