内容正文:
假期作业20 正弦定理
1.正弦定理
在△ABC中,若角A,B,C 对应的三边分别
是a,b,c,则各边和它所对角的正弦的比相
等,即 .正弦定理对任意三角形
都成立.
2.解三角形
一般地,把三角形的三个角A,B,C 和它们
的对边a,b,c叫做三角形的 .
已知三角形的几个元素求其他元素的过程
叫做 .
3.正弦定理的常见变形
(1)a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC,其中
R 为△ABC外接圆的半径.
(2)sinA=a2R
,sinB= b2R
,sinC= c2R
(R 为
△ABC外接圆的半径).
(3)三角形的边长之比等于对应角的正弦比,
即a∶b∶c=sinA∶sinB∶sinC.
(4) a+b+csinA+sinB+sinC =
a
sinA =
b
sinB
= csinC.
(5)asinB=bsinA,asinC=csinA,bsinC=
csinB.
◆[考点一] 已知两边及一边的对角解三角形
1.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,
c,a=8 3,b=6,A=60°,则sinB= ( )
A.23 B.
6
3 C.
2
2 D.
3
8
2.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,
c,若a= 2,B=45°,b=2则A= ( )
A.30°或150° B.30°
C.150° D.45°
3.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,
c,a=15,b=18,A=30°,则此三角形解的个
数为 ( )
A.0 B.1
C.2 D.不能确定
4.在△ABC中,已知A=π3
,BC=3,AB= 6,
则C等于 ( )
A.π3 B.
3π
4 C.
π
4 D.
π
6
◆[考点二] 正弦定理的应用之边角互化
5.在△ABC中,若acosA=bcosB,则△ABC为
( )
A.等腰三角形
B.直角三角形
C.等腰或直角三角形
D.等腰直角三角形
6.(多选)在△ABC中,已知a2tanB=b2tanA,则
△ABC的形状可能是 ( )
A.锐角三角形 B.直角三角形
C.钝角三角形 D.等腰三角形
7.(2023 全国甲卷 (理))已 知 △ABC 中,
∠BAC=60°,AB=2,BC= 6,∠BAC的角平
分线交BC于点D,则AD= .
8.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,
c.若a=7,b=2,A=60°,则sinB= ,
c= .
◆[考点三] 正弦定理的综合应用
9.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,
c.若A=60°,a=3,则 a-b-csinA-sinB-sinC=
( )
A.12 B.
3
2 C.3 D.2
94
10.(多选)在△ABC中,内角A,B,C的对边分
别为a,b,c.sinC+sin(A-B)=3sin2B,C=
π
3
,则a
b=
( )
A.13 B.
1
2 C.2 D.3
11.(2023新课标Ⅰ卷)已知在△ABC 中,A
+B=3C,2sin(A-C)=sinB.
(1)求sinA;
(2)设AB=5,求AB 边上的高.
12.(2023新课标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 3,D 为BC 的中点,且AD=1.
(1)若∠ADC=π3
,求tanB;
(2)若b2+c2=8,求b,c.
1.命题p:“若△ABC 与△DEF 满足:AB=
DE=x,BC=EF=2,cosA=cosD=45
,则
△ABC≌△DEF”.已知命题p是真命题,
则x的值不可以是 ( )
A.1 B.2 C.103 D.
7
3
2.(多选)若△ABC 的三个内角A,B,C 的正
弦值为sinA,sinB,sinC,则 ( )
A.sinA,sinB,sinC 一定能构成三角形的
三条边
B. 1sinA
, 1
sinB
, 1
sinC
一定能构成三角形的
三条边
Csin2A,sin2B,sin2C.一定能构成三角形的
三条边
D.sinA,sinB,sinC一定能构成三角形
的三条边
数学魔术家
1981年,印度的一位名叫沙贡塔娜的37
岁妇女,凭借心算与一台先进的电子计算机展
开竞赛.题目是求一个201位数的23次方根.
但令人惊奇的是,沙贡塔娜只用了50秒钟就
报出了正确的答案.而计算机得出同样的结
果,花费的时间要多得多.这一奇闻,在国际上
引起了轰动,沙贡塔娜被称为“数学魔术家”.
05
4.B [因为sin(α-β)=sinαcosβ-cosαsinβ=
1
3
,
cosαsinβ=
1
6
,则sinαcosβ=
1
2.
故sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ=
1
2+
1
6=
2
3.
即cos(2α+2β)=1-2sin
2(α+β)=1-2×
2
3( )
2
=19.
]
5.D [由 半 角 公 式 可 知 sin2 α2 =
1-cosα
2
,解 得 sin α2
= 5-14 .
]
6.解析:sinθ=2 55
,θ∈ 0,π2( ) ⇒cosθ= 1-sin
2θ= 55 ⇒
tanθ=sinθcosθ=2
,
∴tan2θ= 2tanθ
1-tan2θ
= 41-4=-
4
3
,
∴tan 2θ-π4( ) =
tan2θ-tanπ4
1+tan2θtanπ4
=tan2θ-11+tan2θ=
-43-1
1-43
=7.
答案:7
7.B [由题意知f(x)= 32sinx+4×
1+cosx
2 =
3
2sinx+
2cosx+2=52sin
(x+φ)+2 其中tanφ=
4
3( ) ,又因为x∈
R,所以f(x)的最大值为92.
]
8.D [由题意得:
∵y=sinx(sinx+cosx)=sin2x+12sin2x=
1-cos2x
2 +
1
2sin2x=
2
2sin 2x-
π
4( ) +
1
2.
选项 A:函数的最小正周
期为 Tmin =
2π
ω =
2π
2 =π
,故 A 错 误;选 项 B:由 于 -1≤
sin 2x-π4( ) ≤1,函数的最大值为
2
2+
1
2
,故B错误;选项C:
函数的对称轴满足2x-π4=kπ+
π
2
,x=k2π+
3π
8
,当x=π4
时,k=-14∉Z
,故C错误;选项D:令x=π8
,代入函数的f
π
8( )=
2
2sin 2×
π
8-
π
4( ) +
1
2=
1
2
,故 π
8
,1
2( ) 为函数
的一个对称中心,故 D正确.]
9.AD [∵函数f(x)=sin 2x+π4( ) +cos 2x+
π
4( ) = 2
sin 2x+π4( )+
π
4[ ]= 2sin 2x+
π
2( ) = 2cos2x,x∈R,
f(-x)= 2cos(-2x)= 2cos2x=f(x),∴f(x)为偶函
数,故 A正确.
令2kπ+π≤2x≤2π+2kπ,k∈Z,解得kπ+π2≤x≤π+kπ
,k
∈Z,当k=0时,π2≤x≤π
,则函数f(x)在 π2
,π( ) 上单调
递增,故 B不正确.f(x)的最大值为 2,故 C不正确.由2x
=kπ+π2
,k∈Z,解得x=kπ2+
π
4
,k∈Z,可得当k=0时,其
图像关于点 π
4
,0( ) 对称,故 D正确.故选 AD.]
10.解析:连接BP,设∠CBP=α,其中0≤α< π2
,则PM=1-
sinα,PN=2-cosα,四边形OMPN 的周长C=6-2(sinα
+cosα),因为(sinα+cosα)2=1+2sinαcosα=1+sin2α,
所以要让周长最小,即让(sinα+cosα)最大,即sin2α最
大,因为sin2α在α=π4
时取到最大值1,所以当α=π4
时,
周长有最小值6-2 2.
答案:6-2 2
11.解:(1)∵f(x)=OA→OB→=sinx+sinxcosx+sin2x-sinx=
2
2sin 2x-
π
4( )+
1
2
,∴当2x- π4=2kπ+
π
2
(k∈Z),即
x=kπ+3π8
(k∈Z)时,f(x)取得最大值1+ 22
,f(x)的最小
正周期为π.
(2)∵f(x)= 22sin 2x-
π
4( )+
1
2
,
∴当2kπ-π2≤2x-
π
4≤2kπ+
π
2
,k∈Z,
即kπ-π8≤x≤kπ+
3π
8
,k∈Z时,函数f(x)为增函数.
∴f(x)的单调递增区间为 kπ-π8
,kπ+3π8[ ](k∈Z).
12.解:(1)由角α的终边过点P -35
,-45( ) ,
得sinα=-45
,
所以sin(α+π)=-sinα=45.
(2)由角α的终边过点P -35
,-45( ) ,得cosα=-
3
5
,
由sin(α+β)=
5
13
,得cos(α+β)=±
12
13.
由β=(α+β)-α,得cosβ=cos(α+β)cosα+sin(α+β)sinα,
所以cosβ=-
56
65
或cosβ=
16
65.
新题快递
1.A [f (x)= 32 sin 2x+
π
3( ) +cos
2 x+π6( ) =
3
2
sin 2x+π3( ) +
1
2 1+cos2x+
π
3( )[ ] =
3
2sin 2x+
π
3( ) +
1
2 cos 2x+
π
3( ) +
1
2 = sin 2x+
π
3+
π
6( ) +
1
2 =
sin 2x+π3+
π
6( )+
1
2=cos2x+
1
2
,
所以g(x)=cos2(x-φ)+
1
2=cos
(2x-2φ)+
1
2
,
因为函数g(x)的图象关于x=π6
对称,所以2×π6-2φ=kπ
(k
∈Z),
所以φ=
π
6-
kπ
2
(k∈Z),因为φ>0,所以k=0时,φ=
π
6
最小.]
2.解析:sin 2α+π4( )=
2
2
(sin2α+cos2α)
= 22
2sinαcosα+cos2α-sin2α
sin2α+cos2α
= 22
2tanα+1-tan2α
tan2α+1
= 22×
-43+1-
4
9
4
9+1
=-7 226
,
答案:-7 226
假期作业20
思维整合室
1.asinA=
b
sinB=
c
sinC 2.
元素 解三角形
技能提升台 素养提升
1.D 2.B 3.C
4.C [在△ABC中,已知A=π3
,BC=3,AB= 6,
则由正弦定理可得 BC
sinA=
AB
sinC
,即 3
sinπ3
= 6sinC
,
求得sinC= 22
,
C∈(0,π),∴C=π4
或C=3π4.
再由BC>AB,以及大边对大角可得C=π4<A.
]
79
5.C [acosA=bcosB,由正弦定理得sinAcosA=sinBcosB,
即1
2sin2A=
1
2sin2B
,故sin2A=sin2B,
因为A,B∈(0,π),且属于三角形内角,所以A+B<π,
所以2A=2B或2A+2B=π,解得A=B或A+B=π2
,
所以△ABC为等腰或直角三角形.]
6.BD [将a=2RsinA,b=2RsinB(R为△ABC外接圆的半径)代
入 已 知 条 件,得 sin2Atan B =sin2Btan A,则 sin
2AsinB
cosB
=sinAsin
2B
cosA .
因为sinAsinB≠0,所以sinAcosB=
sinB
cosA
,
所以sin2A=sin2B,所以2A=2B或2A=π-2B,
所以A=B或A+B=π2
,故△ABC为等腰三角形或直角三角形.]
7.解析:如图所示:记 AB=c,AC=b,
BC=a,
22+b2-2×2×b×cos60°=6,
因为b>0,解得:b=1+ 3,
由S△ABC=S△ABD +S△ACD 可得,
1
2×2×b×sin60°=
1
2×2×AD×sin30°+
1
2×AD×b×sin30°
,
解得:AD= 3b
1+b2
=2 3
(1+ 3)
3+ 3
=2.
答案:2
8.解析:由 asinA=
b
sinB
,得sinB=basinA=
21
7
,
又a2=b2+c2-2bccosA,∴c2-2c-3=0,解得c=3.
答案: 21
7 3
9.D [在△ABC中,由正弦定理得 asinA=
b
sinB=
c
sinC
= 3sin60°=2
,
∴ asinA=
-b
-sinB=
-c
-sinC=2
,
∴ a-b-csinA-sinB-sinC=2.
故选 D.]
10.BD [因为A+B=π-C,所以sinC=sin(π-C)
=sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB.
又sinC+sin(A-B)=3sin2B,
所以2sinAcosB=6sinBcosB,
即2cosB(sinA-3sinB)=0,解得cosB=0或
sinA=3sinB.
当cosB=0时,因为B∈(0,π),所以B=π2.
又C=π3
,所
以A=π6
,则sinA=12
,sinB=1,所以由正弦定理得
a
b =
sinA
sinB=
1
2.
当 sinA=3sinB 时,由 正 弦 定 理 得a
=3b,
所以a
b =3.
综上所述,a
b =3
或1
2.
故选BD.]
11.解:(1)因为A+B=3C,所以A+B=3(π-A-B),所以A
+B=3π4
,所以C=π4
,
另外,由题意得:2sin(A-C)=sin(A+C),
即2sinAcosC-2cosAsinC
=sinAcosC+cosAsinC,
所以sinA=3cosA,变形得sin2A=9(1-sin2A).故sinA
=3 1010 .
(2)由sinA=3cosA,
得cosA=13sinA=
10
10
,
所以sinB=sin(A+C)=3 1010 ×
2
2+
10
10 ×
2
2=
2 5
5
,
由 AC
sinB=
AB
sinC
,解得AC=2 10,
所以S△ABC=
1
2×5×2 10×
3 10
10 =15
,
设AB 边上的高为h,则 12AB
h=15,解得h=6.故 AB
边上的高为6.
12.解:(1)因为S△ABC =2S△ADC =2×
1
2 ×
a
2 ×1×sin60°=
3
4a= 3
,解得a=4,
在△ADC中由余弦定理得b2=12+22-2×1×2×cos π3
=3,
在△ABD中,c2=12+22-2×1×2×cos2π3=7
,
在△ABC中,cosB=c
2+a2-b2
2ca =
7+16-3
2 7×4
= 5
2 7
,sinB
= 1-cos2B= 3
2 7
,因此tanB=sinBcosB=
3
5.
(2)在 △ABC 中,由 中 线 长 公 式 可 得 (2AD)2 +BC2 =
2(AB2+AC2),即22+a2=2(b2+c2)=16,所以a2=12,又
S△ABC=
1
2bcsinA= 3
,因而bcsinA=2 3,又由余弦定理
得a2=b2+c2-2bccosA,即12=8-2bccosA,所以bccosA=
-2,故tanA=- 3⇒cosA=-12
,所以bc=4,又b2+c2
+2bc=8+8=16=(b+c)2,b2+c2-2bc=8-8=0=(b-
c)2,故可得b=c=2.
新题快递
1.D [在△ABC 中,由已知可得,sinA=
1-cos2A=35.
又cosA=45>0
,所以 A为锐角.
由正弦定理可得,BC
sinA=
AB
sinC
,
所以,sinC=ABsinABC =
3
5x
2 =
3
10x.
要使命题p是真命题,则C有唯一满足条件的解.
若0<x<2,则sinC<35
,显然C有唯一满足条件的解;
若x=2,则C=A,满足;
若x>2,且sinC<1,即310x<1
,
即2<x<103
,此 时 C 有 两 解 满 足 条 件,此 时 命 题 p 是 假
命题;
当x=103
时,此时有sinC=1,C=π2
有唯一解,满足;
当x>103
时,此时有sinC>1,显然C无解,不满足.
综上所述,当0<x≤2或x=103
时,命题p是真命题.]
89
2.AD [对于 A,由正弦定理得sinA∶sinB∶sinC=a∶b∶
c,所以sinA,sinB,sinC 作为三条线段的长一定能构成三
角形,A正确,对于B,由正弦定理得 1sinA∶
1
sinB∶
1
sinC=
1
a∶
1
b∶
1
c
,例如a=5,b=12,c=13,则 1a =
1
5
,1
b =
1
12
,
1
c=
1
13
,由于1
a=
1
5=
25
125
,1
c +
1
b =
1
12+
1
13=
25
156
,1
c +
1
b<
1
a
,故不能构成三角形的三条边长,故B错误,
对于 C,由正弦定理得sin2A∶sin2B∶sin2C=a2∶b2∶c2,
例如:a=3、b=4、c=5,则a2=9、b2=16、c2=25,
则a2+b2=25=c2,sin2A,sin2B,sin2C作为三条线段的长不
能构成三角形,C不正确;
对于 D,由正弦定理可得 sinA∶ sinB∶ sinC= a∶
b∶c,不妨设a<b<c,则a+b>c,故 a<b<c,且(a+
b)2-(c)2=a+b-c+2 ab>2 ab>0,所以(a+ b)
>c,故 D正确.]
假期作业21
思维整合室
1.a2+c2 -2accosB a2 +b2 -2abcosC 2.c
2+a2-b2
2ca
a2+b2-c2
2ab 3.
直角 钝角 锐角
技能提升台 素养提升
1.B 2.D
3.A [如图,由余弦定理可知:
cosC=23=
BC2+AC2-AB2
2BCAC
=3
2+42-AB2
2×3×4
,
可得AB=3,又由余弦定理可知:
cosB=AB
2+BC2-AC2
2ABBC =
32+32-42
2×3×3 =
1
9.
故选 A.]
4.D [依题意,5-3<c<5+3,即2<c<8,
由于B 为钝角,所以cosB=a
2+c2-b2
2ac <0
,a2+c2-b2=9
+c2-25=c2-16<0
解得2<c<4,
所以c的取值范围,也即AB 的取值范围是(2,4).]
5.A [由正弦边角关系知:a∶b∶c=4∶5∶6,令a=4x,b=5x,
c=6x,所以cosC=a
2+b2-c2
2ab =
16x2+25x2-36x2
2×4x×5x =
1
8.
]
6.A [因为a
2-(b+c)2
bc =-1
,所以a2-(b+c)2=-bc,
即a2-b2-c2-2bc=-bc,所以a2=b2+c2+bc,由余弦定理
得cosA=b
2+c2-a2
2bc =-
1
2.
因为0°<A<180°,所以 A=
120°,故选 A.]
7.解析:cosA=b
2+c2-a2
2bc =
25+36-16
2×5×6 =
3
4
,
∴sinA= 1-cos2A= 74.
答案:7
4
8.解析:因为c=2b,所以sinC=2sinB=34
,所以sinB=38.
因
为c=2b,所以b2+bc=3b2=2a2,所以a= 62b.
所以cosB=a
2+c2-b2
2ac =
3
2b
2+4b2-b2
2 6b2
=3 68 .
答案:3
8
3 6
8
9.D [∵sinB2=
3
3
,∴cosB=1-2sin2 B2=1-2×
3
3
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
=
1
3.
由余弦定理得b2=a2+c2-2accosB=62+42-2×6×4
×13=36
,解得b=6.故选 D.]
10.解析:由已知及余弦定理可得cosA=AB
2+AC2-BC2
2ABAC =
92+82-72
2×9×8 =
2
3.
设中线长为x,由余弦定理得x2= AC2( )
2
+AB2-2AC2
ABcosA=42+92-2×4×9×23=49
,
即x=7.所以AC边上的中线长为7.
答案:7
11.解:(1)因为b
2+c2-a2
cosA =
2bccosA
cosA =2bc=2
,所以bc=1;
(2)acosB-bcosAacosB+bcosA-
b
c =
sinAcosB-sinBcosA
sinAcosB+sinBcosA-
sinB
sinC
=1,
所以sin(A-B)
sin(A+B)-
sinB
sinC=
sin(A-B)-sinB
sinC =1
,
所以sin(A-B)-sinB=sinC=sin(A+B),
所以sinAcosB-sinBcosA-sinB
=sinAcosB+sinBcosA,
即cosA=-12
,由A为三角形内角得A=2π3
,
△ABC面积S=12bcsinA=
1
2×1×
3
2=
3
4.
12.解:方案一:选条件①.
由C=π6
和余弦定理得a
2+b2-c2
2ab =
3
2.
由sinA= 3sinB及正弦定理得a= 3b.
于是3b
2+b2-c2
2 3b2
= 32
,由此可得b=c.
由①ac= 3,解得a= 3,b=c=1.
因此,选条件①时问题中的三角形存在,此时c=1.
方案二:选条件②.
由C=π6
和余弦定理得a
2+b2-c2
2ab =
3
2.
由sinA= 3sinB及正弦定理得a= 3b.
于是3b
2+b2-c2
2 3b2
= 32
,
由此可得b=c,B=C=π6
,A=2π3.
由②csinA=3,解得c=b=2 3,a=6.
因此,选条件②时问题中的三角形存在,此时c=2 3.
方案三:选条件③.
由C=π6
和余弦定理得a
2+b2-c2
2ab =
3
2.
由sinA= 3sinB及正弦定理得a= 3b.
于是3b
2+b2-c2
2 3b2
= 32
,由此可得b=c.
由③c= 3b,与b=c矛盾.
因此,选条件③时问题中的三角形不存在.
新题快递
1.D [∵AB=3,AC=4,BC=5,满足32+42=52,∴∠BAC=
90°,故cos∠ABC=35
,
∵AD 是∠BAC的角平分线,∴BDDC=
AB
AC=
3
4
,∴BD=37×5
=157
,
99