内容正文:
大题专攻(一) “解三角形”大题的考法研究
利用正、余弦定理求边或角
[典例] (2022·全国乙卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin Csin(A-B)=sin Bsin(C-A).
(1)证明:2a2=b2+c2;
(2)若a=5,cos A=,求△ABC的周长.
[解] (1)证明:因为A+B+C=π,
所以sin Csin(A-B)=sin(A+B)sin(A-B)=sin2Acos2B-cos2Asin2B=sin2A(1-sin2B)-(1-sin2A)sin2B=sin2A-sin2B,
同理有sin Bsin(C-A)=sin(C+A)sin(C-A)=sin2C-sin2A,
所以sin2A-sin2B=sin2C-sin2A,
由正弦定理可得2a2=b2+c2.
(2)由(1)及a2=b2+c2-2bccos A,得a2=2bccos A,所以2bc=31.
因为b2+c2=2a2=50,所以(b+c)2=b2+c2+2bc=81,得b+c=9,
所以△ABC的周长l=a+b+c=14.
[提分技巧]
应用正、余弦定理解题的技巧
(1)求边:利用公式a=,b=,c=或其他相应变形公式求解.
(2)求角:先求出正弦值,再求角,即利用公式sin A=,sin B=,sin C=或其他相应变形公式求解.
(3)已知两边和夹角或已知三边可利用余弦定理求解.
(4)灵活利用式子的特点转化:如出现a2+b2-c2=λab形式用余弦定理,等式两边是关于边或角的正弦的齐次式用正弦定理.
[对点训练]
1.(2022·浙江高考)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.
已知4a=c,cos C=.
(1)求sin A的值;
(2)若b=11,求△ABC的面积.
解:(1)由正弦定理=,
得sin A=.
因为cos C=,所以sin C=,
又=,所以sin A==.
(2)由(1)知sin A=,
因为a=<c,所以0<A<,
所以cos A=,
所以sin B=sin(π-B)=sin(A+C)=sin Acos C+sin Ccos A=×+×=.
因为=,即=,
所以c=4,
所以S△ABC=bcsin A=×11×4×=22.
2.(2022·柳州模拟)在△ABC中,a,b,c分别为角A,B,C的对边,已知bsin=asin B.
(1)求角A的大小;
(2)若b,a,c成等比数列,判断△ABC的形状.
解:(1)∵bsin=asin B,由诱导公式得bcos A=asin B,
由正弦定理得sin Bcos A=sin Asin B,
∵sin B≠0,∴cos A=sin A,∴tan A=.
∵A∈(0,π),∴A=.
(2)∵b,a,c成等比数列,∴a2=bc.
又cos A===,
即b2+c2-bc=bc,所以(b-c)2=0,∴b=c.
又∵A=,∴△ABC为等边三角形.
与解三角形有关的最值、范围问题
[典例] 已知△ABC的内角A,B,C所对边分别为a,b,c,a=ccos B+bsin C.
(1)求C的大小;
(2)若△ABC为锐角三角形且c=,求a2+b2的取值范围.
[解] (1)由a=ccos B+bsin C及正弦定理可得sin Bsin C+cos Bsin C=sin A=sin Bcos C+cos Bsin C,
所以sin Bsin C=sin Bcos C,
因为B,C∈(0,π),则sin B>0,cos C=sin C>0,则tan C=,故C=.
(2)在△ABC中,由正弦定理得===2,
所以a=2sin A,b=2sin B=2sin(A+C)=2sin,
所以a2+b2=4sin2A+4sin2=4×+4×
=2-2cos 2A+2-2cos=4-2cos 2A-2=4-2cos 2A+cos 2A+sin 2A=sin 2A-cos 2A+4=2sin+4,
由于A+B=,所以
解得<A<,
所以<2A<π,<2A-<,
所以sin>,
所以2sin∈(1,2],
所以2sin+4∈(5,6].
所以a2+b2的取值范围是(5,6].
[提分技巧]
运用正、余弦定理求与三角形有关量的最值、取值范围问题,一般用正弦定理将所求的量转化为关于某一个角的三角函数,求该三角函数的最值与取值范围,或转化为关于边的等式、函数、不等式,再用基本不等式或函数的单调性等来处理.破解此类题通常有以下方法:
构建目标
不等式
根据题干中得出的等量关系,如相等角、互补角,巧妙运用余弦定理构建等式或用正弦定理转化为边的关系,然后借助不等式知识求最值或范围;或用余弦定理搭桥,实现两个基本量的和与积,平方和与积等的转化
构建目标
函数