内容正文:
专题一 三角函数与解三角形
§2 解三角形
环节1
1
【典例1】 (1)(2023·全国甲卷)在△ABC中,∠BAC=60°,AB=2,BC=,∠BAC的角平分线交BC于D,则AD=________.
(2)(2023·新高考Ⅱ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知△ABC的面积为,D为BC的中点,且AD=1.
①若∠ADC=,求tan B;②若b2+c2=8,求b,c.
基础考点 解三角形中的长度、角度、面积问题
2
(1)2 [如图所示:记AB=c,AC=b,BC=a,
法一:由余弦定理可得,22+b2-2×2×b×cos 60°=6,
因为b>0,解得b=1+,
由S△ABC=S△ABD+S△ACD可得,
×2×b×sin 60°=×2×AD×sin 30°+×AD×b×sin 30°,
解得AD==2.
3
法二:由余弦定理可得,22+b2-2×2×b×cos 60°=6,
因为b>0,解得b=1+,由正弦定理可得,,
解得sin B=,sin C=,因为1+>>2,
所以C=45°,B=180°-60°-45°=75°.
又∠BAD=30°,所以∠ADB=75°,即AD=AB=2.]
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§2 解三角形
4
(2)[解] ①法一:在△ABC中,因为D为BC的中点,∠ADC=,AD=1,
则S△ADC=AD·DC sin ∠ADC=×1×a×a=S△ABC=,解得a=4.
在△ABD中,∠ADB=,由余弦定理得c2=BD2+AD2-2BD·AD cos ∠ADB,
即c2=4+1-2×2×1×=7,解得c=,则cos B=,sin B=,所以tan B=.
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§2 解三角形
法二:在△ABC中,因为D为BC的中点,∠ADC=,AD=1,S△ABC=,
则SΔACD=,
过A作AE⊥BC,垂足为E,如图所示:
在△ADE中,DE=,AE=,S△ACD=CD=,解得CD=2,
所以BD=2,BE=,故tan B=.
②法一:在△ABD与△ACD中,由余弦定理得
整理得a2+2=b2+c2,而b2+c2=8,
则a=2(负值舍去),
又S△ADC=×1×sin ∠ADC=,
解得sin ∠ADC=1,而0<∠ADC<π,
于是∠ADC=,所以b=c==2.
法二:在△ABC中,因为D为BC的中点,
则),所以(c2+b2+2bc cos A),
又AD=1,b2+c2=8,则1=(8+2bc cos A),
∴bc cos A=-2 ①,
S△ABC=bc sin A=,即bc sin A=2 ②,
由①②解得tan A=-,∴A=,
∴bc=4,又b2+c2=8, ∴b=c=2.
应用正、余弦定理解题的技巧
(1)涉及边与角的余弦的积时,常用正弦定理将边化为角,涉及边的平方时,一般用余弦定理.
(2)涉及边a,b,c的齐次式时,要根据式子的特点进行转化.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.
(3)涉及中线、角平分线或分点问题,可考虑利用向量、三角形的面积公式转化求解.
提醒:注意“算两次”思想的应用.
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§2 解三角形
1.(2023·四川巴中一模)在△ABC中,若2cos2A-cosA=2cos2B+2cos2C-2+cos(B-C),则A=( )
A. B. C. D.
√
B [因为2cos2A-cosA=2cos2B+2cos2C-2+cos(B-C),
所以2(1-sin2A)-cos=2(1-sin2B)+2(1-sin2C)-2+cos(B-C),
则2-2sin2A+cosB cos C-sin B sin C
=2-2sin2B-2sin2C+cosB cos C+sin B sin C,
整理得:sin2B+sin2C-sin2A=sinB sin C.由正弦定理可得:b2+c2-a2=bc,
由余弦定理的推论得cos A=,
因为A∈(0,π),故A=.故选B.]
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2.[高考变式]在△ABC中,已知A=,a=2,角A的平分线交边BC于点D,△ABC的面积为2,则AD的长为________.
[设AD=x,由S△ABD+S△ACD=S△ABC,
即为cx·sin bx·sin bc sin =2,
可得(b+c)x=8,bc=8,由a2=b2+c2-2bc cos =(b+c)2-3bc,
即为12=(b+c)2-24,可得b+c=6,可得x=.即AD的长为.]
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