内容正文:
第3讲 三角恒等变换与解三角形(大题)
热点一 三角形基本量的求解
求解三角形中的边和角等基本量,需要根据正弦、余弦定理,结合已知条件灵活转化边和角之间的关系,从而达到解决问题的目的.其基本步骤是:
第一步:定条件,即确定三角形中的已知和所求,在图中标出来,然后确定转化的方向;
第二步:定工具,即根据条件和所求,合理选择转化的工具,实施边角之间的互化;
第三步:求结果.
例1 (2019·湖北、山东部分重点中学联考)在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C所对的边,已知acos A=R,其中R为△ABC外接圆的半径,a2+c2-b2=S,其中S为△ABC的面积.
(1)求sin C;
(2)若a-b=-,求△ABC的周长.
解 (1)由正弦定理得acos A=,∴sin 2A=1,
又0<2A<π,∴2A=,则A=.
又a2+c2-b2=·acsin B,
由余弦定理可得2accos B=acsin B,∴tan B=,
又0<B<π,∴B=,
∴sin C=sin(A+B)=sin=.
(2)由正弦定理得==,
又a-b=-,∴
又sin C=,∴c=·=,
∴a+b+c=++.
跟踪演练1 (2019·济宁模拟)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知bsin=asin B.
(1)求角A的大小;
(2)已知b=3,S△ABC=3,求a的值.
解 (1)因为bsin=asin B,
由正弦定理得sin Bsin=sin Asin B,
因为0<B<π,所以sin B≠0,
所以sin=sin A,
所以sin A=sin Acos +cos Asin ,
所以tan A=,
因为0<A<π,所以A=.
(2)因为S△ABC=bcsin A,
所以3=×3c×sin ,所以c=4,
所以由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A=9+16-2×3×4×cos =13,
所以a=.
热点二 与三角形面积有关的问题
三角形面积的最值问题主要有两种解决方法:一是将面积表示为边的形式,利用基本不等式求得最大值或最小值;二是将面积用三角形某一个角的三角函数表示,结合角的范围确定三角形面积的最值.
例2 (2019·乌鲁木齐质检)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知(2a-b)cos C+2csin2=c.
(1)求角C的大小;
(2)若a+b=4,c=,求△ABC的面积.
解 (1)因为(2a-b)cos C+2csin2=c,
所以(2a-b)cos C+c(1-cos B)=c,
即(2a-b)cos C=ccos B,
由正弦定理得2sin Acos C-sin Bcos C=sin Ccos B,
即 2sin Acos C=sin(B+C)=sin A,
因为A∈(0,π),故sin A>0,所以cos C=,
又C∈(0,π),所以C=.
(2)由(1)得,cos C==,
所以=,整理得ab=3,
所以S△ABC=absin C=×3×=.
跟踪演练2 (2019·江淮十校联考)在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且2ccos C+bcos A+acos B=0.[来源:学|科|网Z|X|X|K]
(1)求角C的大小;
(2)若c=3,A=,求△ABC的面积.
解 (1)由正弦定理及已知条件2ccos C+bcos A+acos B=0
得,2sin Ccos C+(sin Bcos A+cos Bsin A)=0,
即2sin Ccos C+sin(B+A)=0,2sin Ccos C+sin C=0,
又sin C>0,得cos C=-,
又C∈(0,π),∴C=.
(2)由(1)知C=,在△ABC中,
由正弦定理得,=,∴a=.
又由三角形的内角和定理得,B=π-A-C=,[来源:学。科。网]
即B=A=,∴a=b=,
∴△ABC的面积S=absin C=···=.
热点三 以平面几何为背景的解三角形问题
解决以平面几何为载体的问题,主要注意以下几方面:一是充分利用平面几何图形的性质;二是出现多个三角形时,从条件较多的三角形突破求解;三是四边形问题要转化到三角形中去求解;四是通过三角形中的不等关系确定角或边的范围.
例3 (2019·深圳调研)如图,在平面四边形ABCD中,AC与BD为其对角线,已知BC=1,且cos∠BCD=-.
(1)若AC平分∠BCD,且AB=2,求AC的长;
(2)若∠CBD=45°,求CD的长.
解 (1)若对角线AC平分∠BCD,即∠BCD=2∠ACB=2∠ACD,
∴cos∠BCD=2cos2∠ACB-1=-,
∵cos∠ACB>0,∴cos∠ACB=,
∵在△ABC中,BC=1,AB=2,cos∠ACB=,
∴由余弦定理AB