内容正文:
数学 必修第二册(北师)
第二章 平面向量及其应用
§6 平面向量的应用
6.1 余弦定理与正弦定理
高效导学第二步
课堂互动探究,培优关键能力
续表
续表
第三课时 用余弦定理、正弦定理解三角形
题型一 余弦定理、正弦定理的应用
角度1 正弦、余弦定理在几何问题中的应用
例1.在△ABC中,已知B=30°,D是BC边上的一点,AD=10,AC=14,DC=6.
(1)求∠ADC的大小;
(2)求AB的长.
解:(1)在△ADC中,AD=10,AC=14,DC=6,
由余弦定理得cos ∠ADC= eq \f(AD2+DC2-AC2,2AD·DC) = eq \f(100+36-196,2×10×6) =- eq \f(1,2) ,
所以∠ADC=120°.
(2)由(1)知∠ADB=60°,在△ABD中,AD=10,B=30°,∠ADB=60°,
由正弦定理得 eq \f(AB,sin ∠ADB) = eq \f(AD,sin B) ,
所以AB= eq \f(AD·sin ∠ADB,sin B) = eq \f(10×sin 60°,sin 30°) = eq \f(10×\f(\r(3),2),\f(1,2)) =10 eq \r(3) .
[总结] 求几何图形中线段的长度与角度的方法
(1)求几何图形中线段的长度主要是转化为求三角形的边长,解决此类问题要恰当地选择或构造三角形,利用正弦、余弦定理求解.
(2)求角度时,首先选择涉及该角的三角形,根据其余条件选择三角形后利用正弦、余弦定理求解,有时也需要利用A+B+C=π求解.
角度2 利用正弦、余弦定理进行边角互化解三角形
例2.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知A为锐角,sin B-cos C= eq \f(c2-a2,2ab) .
(1)求角A的大小;
(2)若b= eq \f(\r(3),4) c,且BC边上的高为2 eq \r(3) ,求△ABC的面积.
解:(1)由sin B-cos C= eq \f(c2-a2,2ab) 得2ab sin B-2ab cos C=c2-a2,
由余弦定理得2ab sin B+c2-a2-b2=c2-a2,
所以2a sin B=b,
由正弦定理得2sin A sin B=sin B,B是三角形内角,sin B≠0,
所以sin A= eq \f(1,2) ,又A为锐角,所以A= eq \f(π,6) .
(2)由(1)及余弦定理得a2=b2+c2-2bc cos A= eq \f(3,16) c2+c2-2× eq \f(\r(3),4) c·c·cos eq \f(π,6) = eq \f(7,16) c2,a= eq \f(\r(7),4) c,
所以S△ABC= eq \f(1,2) bc sin A= eq \f(1,2) a×2 eq \r(3) ,
即 eq \f(1,2) × eq \f(\r(3),4) c2× eq \f(1,2) = eq \f(1,2) × eq \f(\r(7),4) c×2 eq \r(3) ,解得c=4 eq \r(7) ,b= eq \f(\r(3),4) c= eq \r(21) ,
S△ABC= eq \f(1,2) bc sin A= eq \f(1,2) × eq \r(21) ×4 eq \r(7) × eq \f(1,2) =7 eq \r(3) .
[总结] 利用正弦、余弦定理可以将已知条件中的边、角互化,把条件化为边的关系或化为角的关系.一般地,已知等式中含一个角的正弦与边的一次式,常利用正弦定理化为角,而含有角的正弦的平方式需要利用正弦定理将角的正弦化为边,而已知条件中含边的二次式与角的余弦的形式,常利用余弦定理将角的余弦值化为边.
【练一练】
1.如图所示,在△ABC中,AB=AC=2,BC=2 eq \r(3) ,点D在边BC上,∠ADC=45°,求AD的长度.
解:在△ABC中,由余弦定理,有cos C= eq \f(AC2+BC2-AB2,2AC·BC) = eq \f(22+(2\r(3))2-22,2×2×2\r(3)) = eq \f(\r(3),2) ,则C=30°.
在△ACD中,由正弦定理,有 eq \f(AD,sin C) = eq \f(AC,sin ∠ADC) ,
所以AD= eq \f(AC·sin 30°,sin 45°) = eq \f(2×\f(1,2),\f(\r(2),2)) = eq \r(2) ,即AD的长度为 eq \r(2) .
2.(2023·福建华安高一检测)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足 eq \f(sin A+sin