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第九章 解三角形
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[对应学生用书第16页]
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考点一 利用正、余弦定理解三角形
[例1] 在①acos B-b=c;②a2-b2=c(b+c)这两个条件中任选一个作为已知条件,补充到下面的横线上并作答.
问题:在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知 .
(1)求角A;
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[解] (1)选择①:
由正弦定理,得sin Acos B-sin B=sin C,
∴sin Acos B-sin B=sin Acos B+cos Asin B.
又sin B≠0,∴cos A=-.又A∈(0,π),∴A=.
选择②:
由余弦定理,得
cos A===-.
又A∈(0,π),∴A=.
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(2)若sin B=3sin C,a=,求△ABC的周长.
[解] (2)由正弦定理,得b=3c,由余弦定理,得
a2=b2+c2-2bccos A,
即13=9c2+c2+3c2,
∴c=1,∴b=3,
故周长为4+.
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正弦、余弦定理应用需注意的三个方面
(1)正弦定理和余弦定理揭示了三角形边角之间的关系,解题时要根据题目条件恰当地实现边角的统一.
(2)统一为“角”后,要注意正确利用三角恒等变换及诱导公式进行变形;统一为“边”后,要注意正确利用配方、因式分解等代数变换方法进行变形.
(3)求值时注意方程思想的运用.
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1.在△ABC内,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且bcos A-ccos B=(c-a)cos B.
(1)求角B的值;
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解 (1)∵bcos A-ccos B=(c-a)cos B,
∴由正弦定理,得sin Bcos A-sin Ccos B=(sin C-sin A)cos B,
∴sin Acos B+cos Asin B=2sin Ccos B,
∴sin(A+B)=2sin Ccos B.又A+B+C=π,
∴sin(A+B)=sin C.
又0<C<π,∴sin C≠0,∴cos B=.又B∈(0,π),∴B=.
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(2)若△ABC的面积为3,b=,求a+c的值.
解 (2)据(1)求解知B=,∴b2=a2+c2-2accos B=a2+c2-ac. ①
又S△ABC=acsin B=3,∴ac=12. ②
又b=,∴据①②解得a+c=7.
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考点二 判断三角形的形状
[例2] 在△ABC中,a,b,c分别是A,B,C的对边.
(1)已知a=1,A=60°,c=,求C;
[解] (1)在△ABC中,由正弦定理=,得
=,即sin C=.
因为a>c,所以A>C,所以0<C<,C=.
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(2)已知c=2acos B,试判断△ABC的形状.
[解] (2)由余弦定理cos B=,得
c=2a·=,
所以a2=b2,即a=b.
所以△ABC是等腰三角形.
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利用正弦、余弦定理判断三角形形状的方法
(1)通过边之间的关系判断形状.
(2)通过角之间的关系判断形状.
合理利用正弦、余弦定理将已知条件中的边、角互化,把条件统一为边的关系或角的关系.
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2.已知a,b,c分别是△ABC的三个内角A,B,C所对的边.
(1)若△ABC面积S△ABC=,c=2,A=60°,求a,b的值;
解 (1)在△ABC中,因为S△ABC=bcsin A=,
所以b·2sin 60°=,得b=1.
由余弦定理,得a2=b2+c2-2bccos A=12+22-2×1×2cos 60°=3,所以a=.
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(2)若a=ccos B,且b=csin A,试判断△ABC的形状.
解 (2)因为a=ccos B,由余弦定理,得
a=c·⇒a2+b2=c2, 所以C=90°.
在Rt△ABC中,sin A=,因为b=csin A,
所以b=c·=a.
所以△ABC是等腰直角三角形.
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考点三 正、余弦定理在实际问题中的应用
[例3] 如图,线段CD是某铁路线上的一条穿山隧道,开凿前,在CD所在水平面上的山体外取点A,B,在四边形ABCD中,测得AB=50米,∠BAC=45°,∠DAC=75°,∠ABD=30°,∠DBC=75°.
(1)试求B,D之间的距离及B,C之间的距离;
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[解] (1)在△DAB中,∠DAB=75°+45°=120°,
∠ADB=180°-(120°+30°)=30°,AB=50,
由正弦定理,得=,
∴BD===50 米.
在△ABC中,∠ABC=30°+75°=105°,
∠BCA=180°-(45°+105°)=30°,AB=50,
由正弦定理,得BC