内容正文:
6.4 平面向量的应用
课时14 余弦定理、正弦定理——正弦定理
学习目标
课程目标 学科核心素养
通过类比直角三角形中边与角的关系,探究一般三角形的边角关系,得出正弦定理 在归纳、发现正弦定理的过程中,培养数学抽象和逻辑推理等素养
能运用不同的方法证明正弦定理,理解正弦定理及其推论的本质特征 在运用不同方法证明正弦定理的过程中,培养逻辑推理和数学运算等素养
学会根据问题的条件,灵活地运用正弦定理及其推论求解有关解三角形的问题 在运用正弦定理及其推论解三角形的过程中,培养数学运算和数学建模等素养
情境导学
关系,那么从量化的角度,三角形的边、角有什么关系呢?14世纪,数学家热尔松在其著作《正弦、弦与弧》中大胆地猜想所有的三角形都满足一个边、角的关系:在一切三角形中,一条边与另我们初中学过“等边对等角,大边对大角,小边对小角”,它从定性的角度研究了边、角的一条边之比等于其对角的正弦之比.
你能证明在直角三角形中,满足一条边与另一条边之比等于其对角的正弦之比的关系吗?你能帮助热尔松证明此关系对于一切三角形都成立吗?
初探新知
【活动1】
猜想和发现三角形中的正弦定理
问题1
在Rt△ABC中,C=90°,满足一条边与另一条边之比等于其对角的正弦之比的关系吗?
问题2
猜想在一般三角形中,边、角关系是否满足上述结论?
初探新知
问题3
可以用怎样的思路证明这一猜想呢?
问题4
数量积运算中出现的是角的余弦,而我们需要的是角的正弦,如何实现转化?
问题5
j与的夹角为多少?j与的夹角呢?j与的夹角呢?
初探新知
问题6
在上述条件下如何证明==.
问题7
如果△ABC是钝角三角形,上述的结论还成立吗?该如何证明?
问题8
从上面的探究中,你能得出怎样的结论?
初探新知
【活动2】
明晰正弦定理的适用条件
问题10
正弦定理有几种表达形式?
问题9
什么样的已知条件可以运用正弦定理?
问题11
你能知道上面的比值k的几何意义是什么吗?
初探新知
【活动3】
学会三角形面积的表示法
问题12
如何用三角形的边和角的正弦表示三角形的面积呢?
典例精析
【思路点拨】分析条件,已知两角及一边可以用正弦定理解三角形.
【例1】[教材改编题]在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,已知B=,C=,a=+1,求边b,c的值.
典例精析
【解】
因为B=,C=,∴A=π-(B+C)=π--=.因为==,所以==.又因为sin=sin()=sincos+cossin=×+×=+,sin=,sin=,解得b=,c=2.
典例精析
【方法规律】
已知两角及一边解三角形的方法:
1. 若所给边是已知角的对边,可先由正弦定理求另一边,再由三角形的内角和定理求出第三个角,最后由正弦定理求第三边.
2. 若所给边不是已知角的对边,则先由三角形内角和定理求第三个角,再由正弦定理求另外两边.
典例精析
【变式训练1】在△ABC中,若tanA=,C=150°,BC=1,则AB=________.
【解】
因为tanA=,0<A<180°,所以sinA=.又因为C=150°,BC=1,所以由正弦定理知AB==
.
典例精析
【思路点拨】已知两边及一边的对角解三角形,可用正弦定理求解.
【例2】[教材改编题]△ABC的内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若b=2,c=,C=,则a=________.
【解】
根据正弦定理得sinB==,因为大边对大角,b>c,所以π>B>,因此B可能是钝角也可能是锐角,则cosB=±.即有sinA=sin(B+C)=sinBcosC+cosBsinC=×±×=,再由正弦定理可得a=sinA=×=±.
典例精析
【方法规律】
已知两边及一边的对角,若用正弦定理需要判断是否存在多解的情况,用几何法更为直观和便捷.
典例精析
【变式训练2】[教材改编题]△ABC的内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若c=2,a=4,A=,则满足条件的三角形有________个.
【解】
因为c=2,a=4,A=,由正弦定理可得,所以sinC===.因为a>c,所以A>C,故C只能为锐角,满足条件的三角形有1个.
典例精析
【思路点拨】见“ccosB+bcosC=asinA”结构一般边化角用正弦定理,见“) +-”
用面积公式和余弦定理.
【例3】[2022·辽宁省沈阳市高一期末]在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,S表示△ABC的面积,若ccosB+bcosC=asinA,S=(+-),则B= .
典例精析
【解】
∵ccosB+bcosC=asinA,由正弦定理可得sinCcosB+sinBcosC=sin2A,即sin(B+C)=sin2A,即sinA=sin2A,∵sin