内容正文:
6.4 平面向量的应用
6.4.3 第二讲 正弦定理
基础教育精品课
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1 情境导入
(1)在△ABC中,若A=30°,B=45°,AC=4,你还能直接运用余弦定理求出边BC吗?
思考一下:
[提示] 不能。
(2)在直角三角形中,边与角之间的关系是什么?
2
3
因此我们由那视频可以得出:
A
B
C
a
c
b
4
2 定理推导
A
B
C
a
b
c
==
又因为==1
5
Rt△ABC边与它对角的正弦比为:
思考一下:对于锐角三角形和钝角三角形,以上关系式是否仍然成立?
==
关系式:
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向量的数量积运算中出现了角的余弦,而我们需要的是角的正弦。如何实现转化?
由诱导公式 cos(-a)=sin a 可知,我们可以通过构造角之间的互余关系,把边与角的余弦关系转化为正弦关系。
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利用向量法证明正弦定理
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在钝角三角形中的这个边角关系成立吗?
【提示】 成立,如图,当△ABC为钝角三角形时,不妨设A为钝角。过点A作与垂直的单位向量j ,则j与 的夹角为A-,j与的夹角为-C.仿照上述方法,同样可得:
j
A
C
B
==
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条件 在△ABC中,角A,B,C 所对的边分别为a,b,c
结论 ________= =________
文字叙述 在一个三角形中,各边和它所对角的________的比相等
正弦
正弦定理
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以上我们利用向量方法获得了正弦定理。事实上,探索和证明这个定理的方法很多,有些方法甚至比上述方法更加简洁。你还能想到其他方法吗?
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利用三角形的高证明正弦定理
(1)当△ABC是锐角三角形时,设边AB上的高是CD,根据锐角三角函数的定义,有CD=a,CD=b。
B
A
C
D
a
b
由此,得,同理可得
故有==从而这个结论在锐角三角形中成立。
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利用三角形的高证明正弦定理
(2)当△ABC是钝角三角形时,过点C作AB边上的高,交AB的延长线于点D,根据锐角三角函数的定义,有CD=a=a,CD=b。
由此,可得
==
由(1)(2)可知,在△ABC中,==成立。
从而得到:在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比值相等,即
C
A
B
D
a
b
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利用三角形面积证明正弦定理
我们除了以上两种方法,还有哪些证明方法呢?
利用三角形的外接圆证明正弦定理
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练一练
在△ABC中,若A=30°,B=45°,AC=4,请你用正弦定理来求出边BC的长?
已知: A=30°,B=45°,AC=4
由=BC==4=42
所以△ABC中,BC的长为2。
B
A
C
4
30°
45°
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3 知识梳理
正弦定理
图形语言
文字语言
符号语言
C
B
A
c
b
a
在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等。
____________________________
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如图,△ABC为锐角三角形,过点A作与eq \o(AC,\s\up15(→))垂
直的单位向量j,则j与eq \o(AB,\s\up15(→))的夹角为eq \f(π,2)-A,j与eq \o(CB,\s\up15(→))的夹角为eq \f(π,2)-C.
因为eq \o(AC,\s\up15(→))+eq \o(CB,\s\up15(→))=eq \o(AB,\s\up15(→)),所以j·(eq \o(AC,\s\up15(→))+eq \o(CB,\s\up15(→)))=j·eq \o(AB,\s\up15(→)).由分配律,得j·eq \o(AC,\s\up15(→))+j·eq \o(CB,\s\up15(→))=j·eq \o(AB,\s\up15(→)),
即|j||eq \o(AC,\s\up15(→))|cos eq \f(π,2)+|j||eq \o(CB,\s\up15(→))|cos (eq \f(π,2)-C)=|j||eq \o(AB,\s\up15(→))|cos (eq \f(π,2)-A),也即asin C=csin A,即eq \f(a,sin A)=eq \f(c,sin C).同理,过点C作与eq \o(CB,\s\up15(→))垂直的单位向量m,可得eq \f(c,sin C)=eq \f(b,sin B).因此eq \f(a,sin A)=eq \f(b,sin B)=eq \f(c,sin C).
$$