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
[例1] (2023·威海一模)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且=-1.
(1)求B;
(2)若a=3,b=3,求△ABC的面积.
[解] (1)由=-1,得+1=,即=,
所以===,
由正弦定理得==,
因为0<C<π,sin C≠0,所以cos B=.
因为0<B<π,所以B=.
(2)在△ABC中,因为B=,a=3,b=3,由余弦定理,得63=c2+9-6ccos,
即c2-3c-54=0,解得c=9或c=-6(舍去).
所以S△ABC=acsin B=×3×9×sin=,即△ABC的面积为.
[思维建模]
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.(2023·枣庄二模)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,向量m=(a,b),n=,且m⊥n.
(1)求A;
(2)若c=3,△ABC的面积为,求a.
解:(1)由n=得n=(sin B,-cos A).又m⊥n,所以asin B- bcos A=0.
由正弦定理得sin Asin B-sin Bcos A=0,
又sin B≠0,所以sin A-cos A=0,即tan A=.又A为△ABC的内角,所以A=.
(2)由S△ABC=bcsin A得=b×3×,解得b=2.
又根据余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A=22+32-2×2×3×=7,所以a=.
2.(2023·新课标Ⅰ卷)已知在△ABC中,A+B=3C,2sin(A-C)=sin B.
(1)求sin A;
(2)设AB=5,求AB边上的高.
解:(1)因为A+B=3C,所以3C=π-C,所以C=.因为2sin(A-C)=sin B,
所以2sin(A-C)=sin[π-(A+C)]=sin(A+C),
所以2sin Acos C-2cos Asin C=sin Acos C+cos Asin C,所以sin Acos C=3cos Asin C,
所以sin A=3cos A.由sin2A+cos2A=1,
得sin A=.
(2)由(1)知sin A=,tan A=3>0,所以A为锐角,所以cos A=,
所以sin B=sin=(cos A+sin A)=×=,
由正弦定理=,
得AC===2,
故AB边上的高为AC×sin A=2×=6.
与解三角形有关的最值、范围问题
[例2] (2023·菏泽二模)记△ABC的内角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知△ABC的外接圆半径R=2,且tan B+tan C=.
(1)求B和b的值;
(2)求AC边上高的最大值.
解题微“点”
切入点
(1)切化弦,逆用和角的正弦求出B,利用正弦定理求出B.
(2)求ac的最大值,借助三角形面积求出AC边上高的最大值
障碍点
求AC边上高的最大值时不能将其转化为求△ABC面积的最大值
[解] (1)由tan B+tan C=,得+=,即sin Bcos C+cos Bsin C=sin Acos B,
因此sin(B+C)=sin Acos B,在△ABC中,sin(π-A)=sin Acos B,即sin A=sin Acos B,
而0<A<π,即sin A>0,于是cos B=.又0<B<π,解得B=.
因为△ABC的外接圆半径R=2,由正弦定理得b=2Rsin B=4×=4,
所以B=,b=4.
(2)由(1)知,B=,b=4,由余弦定理b2=a2+c2-2accos B,得16=a2+c2-2accos≥(2-)ac,
于是ac≤=8(2+),当且仅当a=c时取等号,令△ABC的边AC上的高为h,
则由bh=S△ABC=acsin B,得h=ac=ac=ac≤×8(2+)=2+2.
所以AC边上高的最大值是2+2.
[思维建模]
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.
[对点训练]
3.(2023·德州一模)在锐角△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且c-2bcos A=b.
(1)求证:A=2B;
(2)若A的角平分线交BC于点D,且c=2,求