内容正文:
金版新学案 · 大二轮专题复习与测试
数 学
1
专题一
三角函数与解三角形
2
答题模板 解三角形
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——正禾大讲堂
分丨享丨知丨识 助丨力丨高丨考
12
答题模板
解三角形
解三角形是高考解答题中的中低档题目,本题考查正弦定理、余弦定理的应用,以及数学运算、逻辑推理的核心素养.
(12分)(2021·新高考Ⅰ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知b2=ac,点D在边AC上,BDsin∠ABC=asin C.
(1)证明:BD=b;
(2)若AD=2DC,求cos∠ABC.
[步骤要点] (1)灵活选择:解三角形时,如果式子中含有角的余弦或边的二次式要考虑用余弦定理;如果式子中含有角的正弦或边的一次式时,则考虑用正弦定理,以上特征都不明显时,则要考虑两个定理都有可能用到.
(2)找关系:利用∠BED与∠ABC互补;cos∠BED与cos∠ABC相反,找a,b,c之间的关系.
(3)计算:将找到的a,b,c之间的关系代入余弦定理即可.
[阅卷细则] (1)写出正弦定理即得2分;
(2)没写正弦定理,直接把sin C,sin∠ABC化成边也得2分;
(3)利用了互补角的余弦值相反即可得3分;
(4)未舍掉一种情况的扣1分.
[规范解答] (1)证明: 由题意知,BD=eq \f(asin C,sin∠ABC),
由正弦定理得,eq \f(c,sin C)=eq \f(b,sin∠ABC),即eq \f(sin C,sin∠ABC)=eq \f(c,b),…………2分
所以BD=eq \f(ac,b),又b2=ac,…………3分
所以BD=b,得证.…………4分
(2)如图所示,过点D作DE∥BC交AB于E,
因为AD=2DC,所以eq \f(AE,EB)=eq \f(AD,DC)=2,eq \f(DE,BC)=eq \f(2,3),
所以BE=eq \f(c,3),DE=eq \f(2,3)a.…………6分
在△BED中,cos∠BED=eq \f(BE2+DE2-BD2,2BE·DE)
=eq \f(\f(c2,9)+\f(4a2,9)-b2,2×\f(c,3)×\f(2a,3))=eq \f(c2+4a2-9b2,4ac)=eq \f(c2+4a2-9ac,4ac),…………7分
在△ABC中,cos∠ABC=eq \f(AB2+BC2-AC2,2AB·BC)=eq \f(c2+a2-b2,2ac)=eq \f(c2+a2-ac,2ac).…………8分
因为∠BED=π-∠ABC,所以cos∠BED=-cos∠ABC,
所以eq \f(c2+4a2-9ac,4ac)=-eq \f(c2+a2-ac,2ac),化简得3c2+6a2-11ac=0,
方程两边同时除以a2,得3eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(c,a)))
eq \s\up12(2)-11·eq \f(c,a)+6=0,
解得eq \f(c,a)=eq \f(2,3)或eq \f(c,a)=3,…………10分
当eq \f(c,a)=eq \f(2,3)时,cos∠ABC=eq \f(c2+a2-ac,2ac)=eq \f(\f(4,9)a2+a2-\f(2,3)a2,\f(4,3)a2)=eq \f(7,12);
当eq \f(c,a)=3,即c=3a时,cos∠ABC=eq \f(c2+a2-ac,2ac)=eq \f(9a2+a2-3a2,6a2)=eq \f(7,6)>1(舍).
综上,cos∠ABC=eq \f(7,12).…………12分
$