内容正文:
考点28正弦定理、余弦定理(2种核心题型+基础保分练+综合提升练+拓展冲刺练)
【考试提醒】
1.掌握正弦定理、余弦定理及其变形.
2.理解三角形的面积公式并能应用.
3.能利用正弦定理、余弦定理解决一些简单的三角形度量问题.
【知识点】
1.正弦定理、余弦定理
在△ABC中,若角A,B,C所对的边分别是a,b,c,R为△ABC外接圆半径,则
定理
正弦定理
余弦定理
内容
= = =2R
a2= ;
b2= ;
c2=
变形
(1)a=2Rsin A,
b= ,
c= ;
(2)sin A=,
sin B= ,
sin C= ;
(3)a∶b∶c=____________
cos A= ;
cos B= ;
cos C=
2.三角形解的判断
A为锐角
A为钝角或直角
图形
关系式
a=bsin A
bsin A< a<b
a≥b
a>b
解的个数
一解
两解
一解
一解
3.三角形中常用的面积公式
(1)S=aha(ha表示边a上的高);
(2)S= = = ;
(3)S= (r为三角形的内切圆半径).
常用结论
在△ABC中,常有以下结论:
(1)∠A+∠B+∠C=π.
(2)任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边.
(3)a>b⇔A>B⇔sin A>sin B,cos A<cos B.
(4)sin(A+B)=sin C;cos(A+B)=-cos C;tan(A+B)=-tan C;sin =cos ;cos =sin .
(5)三角形中的射影定理
在△ABC中,a=bcos C+ccos B;b=acos C+ccos A;c=bcos A+acos B.
(6)三角形中的面积S=.
【核心题型】
题型一 利用正弦定理、余弦定理解三角形
(1)由y=sin ωx的图象到y=sin(ωx+φ)的图象的变换:向左平移(ω>0,φ>0)个单位长度而非φ个单位长度.
(2)如果平移前后两个图象对应的函数的名称不一致,那么应先利用诱导公式化为同名函数,ω为负时应先变成正值
【例题1】(2024·广东江门·二模)是内一点,,则( )
A. B. C. D.
【变式1】(2024·河北沧州·模拟预测)记的内角的对边分别为,若,且,则 .
【变式2】(2024·山东日照·二模)的内角的对边分别为.分别以为边长的正三角形的面积依次为,且.
(1)求角;
(2)若,,求.
【变式3】(2024·辽宁沈阳·模拟预测)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(1)求角A的大小;
(2)若为锐角三角形,点F为的垂心,,求的取值范围.
题型二 正弦定理、余弦定理的简单应用
命题点1 三角形的形状判断
判断三角形形状的两种思路
(1)化边:通过因式分解、配方等得出边的相应关系,从而判断三角形的形状.
(2)化角:通过三角恒等变换,得出内角的关系,从而判断三角形的形状.此时要注意应用A+B+C=π这个结论.
【例题2】(2024·陕西渭南·三模)已知中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若,且,则是( )
A.锐角三角形 B.钝角三角形 C.等边三角形 D.等腰直角三角形
【变式1】(2024·湖南衡阳·模拟预测)在中,角的对边分别为,若,则的形状为 .
【变式2】(2024·安徽淮北·二模)记的内角的对边分别为,已知
(1)试判断的形状;
(2)若,求周长的最大值.
【变式3】(2024·内蒙古·三模)在中,内角的对边分别为,且.
(1)求的值;
(2)若,证明:为直角三角形.
命题点2 三角形的面积
三角形面积公式的应用原则
(1)对于面积公式S=absin C=acsin B=bcsin A,一般是已知哪一个角就使用哪一个公式.
(2)与面积有关的问题,一般要用到正弦定理或余弦定理进行边和角的转化.
【例题3】(2024·云南昆明·三模)已知中,,,,则的面积等于( )
A.3 B. C.5 D.
【变式1】(2024·安徽·三模)在中,a,b,c分别为内角A,B,C所对的边,且满足,,则的面积是 .
【变式2】(2024·浙江绍兴·二模)在三角形中,内角对应边分别为且.
(1)求的大小;
(2)如图所示,为外一点,,,,,求及的面积.
【变式3】(2024·全国·模拟预测)在中,已知.
(1)求证:;
(2)若D为AB的中点,且,,求的面积.
命题点3 与平面几何有关的问题
在平面几何图形中研究或求与角有关的长度、角度、面积的最值、优化设计等问题时,通常是转化到三角形中,利用正、余弦定理通过运算的方法加以解决.在解决某些具体问题时,常先引入变量,如边长、角度等,然后把要解三角形的边或角用所设变量表示出来,再利用正、余弦定理列出方程,再解方程即可.若研究最值,常使用函数思想
【例题4】(2024·山东聊城·二模)如图,在平面四边形中,,记与的面积分别为,则的值为( )
A.2 B. C.1 D.
【变式1】(22-23高三上·江苏扬州·期末)如图,在中,,,、分别在边、上,,且.则值是 ;的面积是 .
【变式2】(2024·广东梅州·二模)在中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,,,
(1)求A的大小:
(2)点D在BC上,
(Ⅰ)当,且时,求AC的长;
(Ⅱ)当,且时,求的面积.
【变式3】(23-24高三下·山东·开学考试)如图所示,圆的半径为2,直线与圆相切于点,圆上的点从点处逆时针转动到最高点处,记.
(1)当时,求的面积;
(2)试确定的值,使得的面积等于的面积的2倍.
【课后强化】
【基础保分练】
一、单选题
1.(2024·河南新乡·二模)在中,内角,,的对边分别为,,,且,,,则( )
A.为锐角三角形 B.为直角三角形
C.为钝角三角形 D.的形状无法确定
2.(2024·贵州遵义·三模)在中,角的对边分别为,D为的中点,已知,,且,则的面积为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高三下·河南·阶段练习)记的内角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知,,的平分线交边AC于点D,且,则( )
A. B. C.6 D.
4.(2024·山东枣庄·模拟预测)在中,,为内一点,,,则( )
A. B. C. D.
二、多选题
5.(2024·江西·二模)已知中,为的角平分线,交于点为中点,下列结论正确的是( )
A.
B.
C.的面积为
D.在的外接圆上,则的最大值为
6.(2024·重庆·模拟预测)已知的三个内角A、B、C所对的边分别为a、b、c,则下列说法正确的有( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则为钝角三角形 D.若,则为锐角三角形
三、填空题
7.(2024·北京昌平·二模)已知中,,则 .
8.(2024·江苏·二模)设钝角三个内角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,若,,,则 .
9.(2024·河南·三模)如图,在中,角所对的边分别为,已知,的平分线交边于点边上的高为边上的高为,,则 ; .
四、解答题
10.(2024·上海宝山·二模)在中,角、、的对边分别为、、,已知.
(1)求角的大小;
(2)若的面积为,求的最小值,并判断此时的形状.
11.(2024·江西·模拟预测)在中,内角所对的边分别为,其外接圆的半径为,且.
(1)求角;
(2)若的角平分线交于点,点在线段上,,求的面积.
【综合提升练】
一、单选题
1.(2024·浙江金华·三模)在中,角的对边分别为,,.若,,,则为( )
A.1 B.2 C.3 D.1或3
2.(2024·青海西宁·二模)在中,内角的对边分别为,若,且,则的值为( )
A. B. C. D.
3.(2024·山东·模拟预测)在中,角的对边分别是,且,则( )
A. B. C. D.
4.(2024·四川成都·模拟预测)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,给出以下4个命题:
(1)若,则;
(2)若,则一定为直角三角形;
(3)若,,,则外接圆半径为;
(4)若,则一定是等边三角形.
则其中真命题的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.(2024·内蒙古赤峰·一模)已知的三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,满足,且,则的形状为( )
A.等边三角形 B.顶角为的等腰三角形
C.顶角为的等腰三角形 D.等腰直角三角形
6.(2024·吉林长春·模拟预测)的内角所对的边分别为,则( )
A.2 B. C. D.1
7.(2024·河北秦皇岛·三模)在中,内角,,的对边分别为,,,且,,则( )
A.为直角三角形 B.为锐角三角形
C.为钝角三角形 D.的形状无法确定
8.(2024·重庆·三模)若圆内接四边形满足,,则四边形的面积为( )
A. B. C.3 D.
二、多选题
9.(2024·全国·模拟预测)若的三个内角为,则下列说法正确的有( )
A.一定能构成三角形的三条边
B.一定能构成三角形的三条边
C.一定能构成三角形的三条边
D.一定能构成三角形的三条边
10.(2024·广东广州·二模)在梯形中,,则( )
A. B. C. D.
11.(2024·浙江·三模)已知 的内角的对边分别为,且,下列结论正确的是( )
A.
B.若 ,则 有两解
C.当时, 为直角三角形
D.若 为锐角三角形,则 的取值范围是
三、填空题
12.(2024·全国·模拟预测)已知在中,点在线段上,且,则 .
13.(2024·湖南长沙·二模)在中,若,,,则 .
14.(2024·福建厦门·三模)记锐角的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若,则的取值范围是 .
四、解答题
15.(2024·陕西西安·模拟预测)设的内角所对的边分别是且向量满足.
(1)求A;
(2)若,求BC边上的高.
16.(2024·陕西西安·模拟预测)如图,在平面四边形中,,,的角平分线与相交于点,且.
(1)求的大小;
(2)求的值.
17.(2023·黑龙江·模拟预测)某校高中“数学建模”实践小组欲测量某景区位于:“观光湖”内两处景点A,C之间的距离,如图,B处为码头入口,D处为码头,BD为通往码头的栈道,且,在B处测得,在D处测得.(A,B,C,D均处于同一测量的水平面内)
(1)求A,C两处景点之间的距离;
(2)栈道BD所在直线与A,C两处景点的连线是否垂直?请说明理由.
18.(2024·湖南·模拟预测)在中,内角的对边分别为,且.
(1)证明:是锐角三角形;
(2)若,求的面积.
19.(2023·辽宁鞍山·二模)请从①;②;③这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并加以解答(如未作出选择,则按照选择①评分.选择的编号请填写到答题卡对应位置上)
在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,若___________,
(1)求角B的大小;
(2)若△ABC为锐角三角形,,求的取值范围.
【拓展冲刺练】
一、单选题
1.(2024·山东·二模)在中,设内角的对边分别为,设甲:,设乙:是直角三角形,则( )
A.甲是乙的充分条件但不是必要条件
B.甲是乙的必要条件但不是充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件
2.(2024·安徽·模拟预测)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,且,则( )
A. B. C. D.
3.(2024·陕西咸阳·三模)为了进一步提升城市形象,满足群众就近健身和休闲的需求,2023年某市政府在市区多地规划建设了“口袋公园”.如图,在扇形“口袋公园”中,准备修一条三角形健身步道,已知扇形的半径,圆心角,是扇形弧上的动点,是半径上的动点,,则面积的最大值为( )
A. B. C. D.
4.(2024·辽宁·模拟预测)三棱锥P﹣ABC所有棱长都等于2,动点M在三棱锥P﹣ABC的外接球上,且的最大值为s,最小值为t,则( )
A.2 B. C. D.3
二、多选题
5.(2024·湖北·模拟预测)在中,所对的边为,设边上的中点为,的面积为,其中,,下列选项正确的是( )
A.若,则 B.的最大值为
C. D.角的最小值为
6.(23-24高一下·河北石家庄·阶段练习)已知的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,下列说法中正确的是( )
A.若,则一定是等腰三角形
B.若,则一定是等边三角形
C.若,则一定是等腰三角形
D.若,则一定是钝角三角形
三、填空题
7.(2024·全国·三模)在中,,.若,则的面积为 .
8.(2024·陕西铜川·三模)已知的内角所对的边分别是,点是的中点.若,且,则 .
9.(2024·广西·模拟预测)在锐角中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且的面积,则的取值范围为 .
四、解答题
10.(2024·河南·三模)已知是内一点,.
(1)若,求;
(2)若,求.
11.(2024·黑龙江大庆·模拟预测)某公园计划改造一块四边形区域ABCD铺设草坪,其中百米,百米,,,草坪内需要规划4条人行道DM、DN、EM、EN以及两条排水沟AC、BD,其中M、N、E分别为边BC、AB、AC的中点.
(1)若,求排水沟BD的长;
(2)若,试用表示4条人行道的总长度.
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考点28正弦定理、余弦定理(2种核心题型+基础保分练+综合提升练+拓展冲刺练)
【考试提醒】
1.掌握正弦定理、余弦定理及其变形.
2.理解三角形的面积公式并能应用.
3.能利用正弦定理、余弦定理解决一些简单的三角形度量问题.
【知识点】
1.正弦定理、余弦定理
在△ABC中,若角A,B,C所对的边分别是a,b,c,R为△ABC外接圆半径,则
定理
正弦定理
余弦定理
内容
===2R
a2=b2+c2-2bccos A;
b2=c2+a2-2cacos B;
c2=a2+b2-2abcos C
变形
(1)a=2Rsin A,
b=2Rsin B,
c=2Rsin C;
(2)sin A=,
sin B=,sin C=;
(3)a∶b∶c
=sin A∶sin B∶sin C
cos A=;
cos B=;
cos C=
2.三角形解的判断
A为锐角
A为钝角或直角
图形
关系式
a=bsin A
bsin A< a<b
a≥b
a>b
解的个数
一解
两解
一解
一解
3.三角形中常用的面积公式
(1)S=aha(ha表示边a上的高);
(2)S=absin C=acsin B=bcsin A;
(3)S=r(a+b+c)(r为三角形的内切圆半径).
常用结论
在△ABC中,常有以下结论:
(1)∠A+∠B+∠C=π.
(2)任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边.
(3)a>b⇔A>B⇔sin A>sin B,cos A<cos B.
(4)sin(A+B)=sin C;cos(A+B)=-cos C;tan(A+B)=-tan C;sin =cos ;cos =sin .
(5)三角形中的射影定理
在△ABC中,a=bcos C+ccos B;b=acos C+ccos A;c=bcos A+acos B.
(6)三角形中的面积S=.
【核心题型】
题型一 利用正弦定理、余弦定理解三角形
(1)由y=sin ωx的图象到y=sin(ωx+φ)的图象的变换:向左平移(ω>0,φ>0)个单位长度而非φ个单位长度.
(2)如果平移前后两个图象对应的函数的名称不一致,那么应先利用诱导公式化为同名函数,ω为负时应先变成正值
【例题1】(2024·广东江门·二模)是内一点,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】在中,分别使用正弦定理,结合化简整理即可得解
【详解】因为,
所以,
设,因为,所以.
在中,由正弦定理可得,
则,即,
即,
解得.
故选:D
【变式1】(2024·河北沧州·模拟预测)记的内角的对边分别为,若,且,则 .
【答案】/
【分析】根据三角恒等变换的化简计算可得,由同角的平方关系可得,结合正弦定理计算即可求解.
【详解】,
,
.又,
所以,所以.
因为,由正弦定理知,
所以,又,所以.
故答案为:
【变式2】(2024·山东日照·二模)的内角的对边分别为.分别以为边长的正三角形的面积依次为,且.
(1)求角;
(2)若,,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,化简得到,利用余弦定理求得,即可求解;
(2)设,在和中,利用正弦定理化简得到,结合三角函数基本关系式,联立方程组,求得的值.
【详解】(1)解:由分别以为边长的正三角形的面积依次为,
则,可得,
由余弦定理得,
因为,所以.
(2)解:设(其中为锐角),
在和中,由正弦定理可得且,
于是,
又因为,所以,
化简得,
根据同角三角函数的基本关系式,可得,
因为,联立方程组,解得,即
【变式3】(2024·辽宁沈阳·模拟预测)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(1)求角A的大小;
(2)若为锐角三角形,点F为的垂心,,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由正弦定理及余弦定理可得的值,再由角的范围,可得角的大小;
(2)设,分别在两个三角形中,由正弦定理可得,的表达式,由辅助角公式可得的取值范围.
【详解】(1)因为,
所以,
所以,
由正弦定理可得,
由余弦定理可得,,
可得;
(2)延长交于,延长交于,延长交于,,
根据题意可得,,因为,所以,
设,,在中,由正弦定理可得,
即,可得,
同理在中,可得,
所以
,
因为,所以,,
所以,,
所以,.
题型二 正弦定理、余弦定理的简单应用
命题点1 三角形的形状判断
判断三角形形状的两种思路
(1)化边:通过因式分解、配方等得出边的相应关系,从而判断三角形的形状.
(2)化角:通过三角恒等变换,得出内角的关系,从而判断三角形的形状.此时要注意应用A+B+C=π这个结论.
【例题2】(2024·陕西渭南·三模)已知中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若,且,则是( )
A.锐角三角形 B.钝角三角形 C.等边三角形 D.等腰直角三角形
【答案】D
【分析】由正弦定理和得到,,求出,得到答案.
【详解】,
即,故,
,
因为,所以,故,
因为,所以,
故为等腰直角三角形.
故选:D
【变式1】(2024·湖南衡阳·模拟预测)在中,角的对边分别为,若,则的形状为 .
【答案】等腰三角形或直角三角形.
【分析】根据题意,结合正弦定理和余弦定理,得到,化简得到,进而得到答案.
【详解】因为,可得,
由正弦定理和余弦定理,可得,
整理得,即,
即,可得,
所以或,所以是等腰三角形或直角三角形.
故答案为:等腰三角形或直角三角形.
【变式2】(2024·安徽淮北·二模)记的内角的对边分别为,已知
(1)试判断的形状;
(2)若,求周长的最大值.
【答案】(1)是直角三角形
(2)
【分析】(1)根据题意,求得,利用余弦定理列出方程,得到,即可求解;
(2)由(1)和,得到,则周长为,结合三角函数的性质,即可求解.
【详解】(1)解:由,可得,所以,
即,所以,
又由余弦定理得,可得,所以,
所以是直角三角形
(2)解:由(1)知,是直角三角形,且,可得,
所以周长为,
因为,可得,
所以,当时,即为等腰直角三角形,周长有最大值为.
【变式3】(2024·内蒙古·三模)在中,内角的对边分别为,且.
(1)求的值;
(2)若,证明:为直角三角形.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由正弦定理和逆用正弦和角公式得到,求出答案;
(2)由(1)得到,结合,得到,化简得到,,得到答案.
【详解】(1)由,
可得,
所以,
所以,
则,即.
(2)证明:由(1)可得.
又,所以,
即,
故,
所以,
即,
因为,所以为锐角,
解得(负值舍去),即,
所以为直角三角形.
命题点2 三角形的面积
三角形面积公式的应用原则
(1)对于面积公式S=absin C=acsin B=bcsin A,一般是已知哪一个角就使用哪一个公式.
(2)与面积有关的问题,一般要用到正弦定理或余弦定理进行边和角的转化.
【例题3】(2024·云南昆明·三模)已知中,,,,则的面积等于( )
A.3 B. C.5 D.
【答案】B
【分析】由余弦定理及同角三角函数的平方关系得出,再根据三角形面积公式计算即可.
【详解】由余弦定理得,,因为为三角形内角,
则,
所以,
故选:B.
【变式1】(2024·安徽·三模)在中,a,b,c分别为内角A,B,C所对的边,且满足,,则的面积是 .
【答案】/
【分析】先化角为边结合余弦定理得出,利用可得,利用面积公式可得答案.
【详解】因为,
由正弦定理可得,整理得,,
因为,所以;
由得,即,
因为,
所以,即,所以三角形是正三角形,
因为,所以的面积是.
故答案为:
【变式2】(2024·浙江绍兴·二模)在三角形中,内角对应边分别为且.
(1)求的大小;
(2)如图所示,为外一点,,,,,求及的面积.
【答案】(1)
(2),
【分析】(1)利用正弦定理边化角可得,根据式子特点,变换,从而可以化简三角恒等式为,最后利用辅助角公式求出;
(2)设,可知用表示,,利用正弦定理可得公共边的式子,最后可得一个关于角的三角方程求解出角的大小,然后求出求出和,最后利用面积公式即可求出面积.
【详解】(1),由正弦定理边化角得:
,由三角形内角和为可得:,
即,
即,
又,
即,又,,即.
(2)设,在中,,
,,
,
在中,,,,
,
即,
,
,又,
,解得,
,
又由
,
于是
【变式3】(2024·全国·模拟预测)在中,已知.
(1)求证:;
(2)若D为AB的中点,且,,求的面积.
【答案】(1)证明见解析;
(2)
【分析】(1)由,利用两角和与差的正弦函数化简求解;
(2)由D为AB的中点,得到,再两边平方得到CA,CB的一个关系式,由,利用余弦定理得到再得到得到CA,CB的一个关系式,然后利用(1)的结论求解.
【详解】(1)因为,
所以,
即,
因为,所以;
(2)因为D为AB的中点,且,,
所以,
两边平方得,
,
即,
又,
即,
由(1)知,
解得,又,且,
所以,则.
命题点3 与平面几何有关的问题
在平面几何图形中研究或求与角有关的长度、角度、面积的最值、优化设计等问题时,通常是转化到三角形中,利用正、余弦定理通过运算的方法加以解决.在解决某些具体问题时,常先引入变量,如边长、角度等,然后把要解三角形的边或角用所设变量表示出来,再利用正、余弦定理列出方程,再解方程即可.若研究最值,常使用函数思想
【例题4】(2024·山东聊城·二模)如图,在平面四边形中,,记与的面积分别为,则的值为( )
A.2 B. C.1 D.
【答案】B
【分析】根据余弦定理得、,两式相减可得,由三角形的面积公式得,即可求解.
【详解】在中,由余弦定理得,
即,得①,
在中,由余弦定理得,
即,得②,
又,
所以③,
由②①,得,由,
得,代入③得.
故选:B
【变式1】(22-23高三上·江苏扬州·期末)如图,在中,,,、分别在边、上,,且.则值是 ;的面积是 .
【答案】 /
【分析】分析可得,,在中,利用正弦定理结合二倍角的正弦公式可求得的值;求出的长,利用两角和的正弦公式求出的值,利用三角形的面积公式可求得的面积.
【详解】因为,则,故,
因为,则为的中点,且,
在中,由正弦定理可得,即,
易知为锐角,故,可得,
所以,,则,
,
,故在中,为锐角,故,
所以,,
因此,.
故答案为:;.
【变式2】(2024·广东梅州·二模)在中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,,,
(1)求A的大小:
(2)点D在BC上,
(Ⅰ)当,且时,求AC的长;
(Ⅱ)当,且时,求的面积.
【答案】(1)
(2);
【分析】(1)利用正弦定理,三角函数恒等变换的应用化简已知等式可得的值,结合即可求解的值;
(2)(Ⅰ)根据锐角三角函数和差角公式可得正弦定理即可求解.
(Ⅱ)采用面积分割的方法以及正弦定理即可解决.
【详解】(1)因为,
所以由正弦定理可得,
又,
所以,
因为为三角形内角,,
所以,可得,
因为,所以;
(2)(Ⅰ)此时,,
所以,所以,
在中,由正弦定理可得;
(Ⅱ)设,由,
可得,化简可得
有,
由于,所以,
所以,
则.
【变式3】(23-24高三下·山东·开学考试)如图所示,圆的半径为2,直线与圆相切于点,圆上的点从点处逆时针转动到最高点处,记.
(1)当时,求的面积;
(2)试确定的值,使得的面积等于的面积的2倍.
【答案】(1)6
(2)
【分析】(1)过点作,利用圆的性质求得,代入面积公式直接求解即可;
(2)设的面积为的面积为,结合三角形面积公式建立方程,利用辅助角公式化简求解即可.
【详解】(1)过点作交于点,如图:
因为圆的半径为2,由题意,
又,所以的面积为.
(2)连接,设的面积为的面积为,
又,,
由题意知,所以,即,所以,
因为,所以,所以,所以,
所以当时,使得的面积等于的面积的2倍.
【课后强化】
【基础保分练】
一、单选题
1.(2024·河南新乡·二模)在中,内角,,的对边分别为,,,且,,,则( )
A.为锐角三角形 B.为直角三角形
C.为钝角三角形 D.的形状无法确定
【答案】C
【分析】根据余弦定理求解最大角的余弦值即可求解.
【详解】由于,
故为钝角,进而三角形为钝角三角形
故选:C
2.(2024·贵州遵义·三模)在中,角的对边分别为,D为的中点,已知,,且,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先利用正弦定理化边为角求出角,在向量化求出边,再根据三角形的面积公式即可得解.
【详解】因为,
由正弦定理得,
即,
又,所以,
又,所以,
在中,D为的中点,则,
则,
即,解得(舍去),
所以.
故选:D.
3.(23-24高三下·河南·阶段练习)记的内角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知,,的平分线交边AC于点D,且,则( )
A. B. C.6 D.
【答案】D
【分析】根据题意,利用余弦定理求得,得到,结合,列出方程求得,再利用余弦定理,即可求解.
【详解】因为及,可得,
由余弦定理得,
又由,所以,
因为,即,解得,
由余弦定理得,即.
故选:D.
4.(2024·山东枣庄·模拟预测)在中,,为内一点,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】在中,设,,即可表示出,,在中利用正弦定理得到,再由两角差的正弦公式及同角三角函数的基本关系将弦化切,即可得解.
【详解】在中,设,令,
则,,
在中,可得,,
由正弦定理,
得,
所以,
可得,即.
故选:B.
【点睛】关键点点睛:本题解答关键是找到角之间的关系,从而通过设元、转化到中利用正弦定理得到关系式.
二、多选题
5.(2024·江西·二模)已知中,为的角平分线,交于点为中点,下列结论正确的是( )
A.
B.
C.的面积为
D.在的外接圆上,则的最大值为
【答案】ACD
【分析】对每一个选项逐一判断,由余弦定理求出,再由角平分线定理可知,利用三角形面积公式求出,再设,将表示为的三角函数求最值即可判断.
【详解】在中,由余弦定理得,
由角平分线定理得:,所以A正确;
由得,解得,所以B错误;
,所以C正确;
在中,
设,则,由正弦定理得:
,其中,所以D正确.
故选:ACD.
6.(2024·重庆·模拟预测)已知的三个内角A、B、C所对的边分别为a、b、c,则下列说法正确的有( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则为钝角三角形 D.若,则为锐角三角形
【答案】AC
【分析】由正弦定理可判断A;余弦函数的单调性可判断B;由余弦定理可判断C,D.
【详解】对于A,在中,,
由正弦定理可得:,故A正确;
对于B,即,
因为在上单调递减,所以,
,故B错误;
对于C,,
因为,所以,
所以角为钝角,故C正确;
对于,,,
因为,所以,
则只能判断角为锐角,两角可能有钝角,故错误.
故选:AC.
三、填空题
7.(2024·北京昌平·二模)已知中,,则 .
【答案】
【分析】由余弦定理求出,由同角三角函数的平方关系求出,最后由三角形的面积公式即可求出答案.
【详解】由余弦定理可得:,
解得:,所以,
又因为,所以,
所以.
故答案为:.
8.(2024·江苏·二模)设钝角三个内角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,若,,,则 .
【答案】
【分析】利用余弦定理表示出,再利用同角三角函数的平方关系,得到,建立方程,求出b的值,然后利用钝角三角形,排除一个答案.
【详解】由余弦定理得,,
而由,得,
因为是钝角三角形,且,故A为锐角,所以,
所以,解得或,
当时,即,,由大边对大角得:最大角为C,
,故C为锐角,不符合题意;
当时,即,,由大边对大角得:最大角为B,
,故B是钝角,符合题意,
故答案为:
9.(2024·河南·三模)如图,在中,角所对的边分别为,已知,的平分线交边于点边上的高为边上的高为,,则 ; .
【答案】
【分析】根据题意结合角度关系分析可知:,,即可得结果;根据题意利用正项定理可得,,根据图形分别求,即可得结果.
【详解】在中,可知,
因为,且为的平分线,可知,
则,
在中,可得,
在中,可得,
所以;
因为,
,
在中,由正弦定理可得,
则,解得,
由正弦定理可得,
且为的平分线,则,可得,
在中,由正弦定理可得,
在中,可知,则,
在中,可知,
在中,可知,
所以.
故答案为:;.
四、解答题
10.(2024·上海宝山·二模)在中,角、、的对边分别为、、,已知.
(1)求角的大小;
(2)若的面积为,求的最小值,并判断此时的形状.
【答案】(1)
(2)4,为等边三角形
【分析】(1)由正弦定理角化边可得,进而根据余弦定理可求;
(2)由三角表面积可求得,根据均值不等式可求得的最小值,根据取得最小值可判断三角形的形状.
【详解】(1)由正弦定理得,
又由余弦定理得,
因为是三角形内角,所以;
(2)由三角形面积公式得:
,
解得,
因为,当且仅当时取等号,
所以的最小值为,此时为等边三角形.
11.(2024·江西·模拟预测)在中,内角所对的边分别为,其外接圆的半径为,且.
(1)求角;
(2)若的角平分线交于点,点在线段上,,求的面积.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)利用正弦定理以及两角和的正弦公式化简可求得,结合角的取值范围可求得角的值;
(2)利用正弦定理可求得的值,利用可得,余弦定理可得,两式联立可得,然后利用三角形的面积公式可求得的面积.
【详解】(1)因为,
由正弦定理可得,
又,所以,
所以,
即,
,故,
,即,
又,则.
(2)
由(1)可知,,又外接圆的半径为;
由正弦定理可知,
所以,
因为是的平分线,故,
又,
由,
可得,即.①
由余弦定理可知,,即.②
由①②可知.
所以,
又,则,
所以.
【综合提升练】
一、单选题
1.(2024·浙江金华·三模)在中,角的对边分别为,,.若,,,则为( )
A.1 B.2 C.3 D.1或3
【答案】C
【分析】根据余弦定理直接求解即可.
【详解】由余弦定理得,
即,即,解得或(舍).
故选:C.
2.(2024·青海西宁·二模)在中,内角的对边分别为,若,且,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由已知可得,利用余弦函数的单调性可得,进而可得,由正弦定理得,计算可求.
【详解】因为,
所以,
即,因为,则,
且余弦函数在上单调递减,所以,
所以,又,所以,
由正弦定理得,即,
所以.
故选:B.
3.(2024·山东·模拟预测)在中,角的对边分别是,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,利用正弦定理化简得,结合余弦定理,即可求解.
【详解】因为,
由正弦定理得,即,
又由余弦定理得.
故选:C.
4.(2024·四川成都·模拟预测)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,给出以下4个命题:
(1)若,则;
(2)若,则一定为直角三角形;
(3)若,,,则外接圆半径为;
(4)若,则一定是等边三角形.
则其中真命题的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】利用正弦定理得到和的大小关系,再利用倍角公式可以比较和,进而判断(1);利用正弦定理边化角,再利用两角和的正弦公式求角,判断(2);利用余弦定理求出,再利用同角三角函数关系得,由正弦定理可以得到外接圆半径;根据三角形内角的范围和余弦值的范围可以对(4)进行判断.
【详解】(1)若,则,则,
则,即,故(1)是真命题;
(2)若,由正弦定理得,
又因为,所以,
即整理可得,
因为,所以,所以,因为,故,
所以一定为直角三角形,故(2)是真命题;
(3)若,,,由余弦定理得,则,
由正弦定理得,故外接圆半径,故(3)是假命题;
(4)若,则,
则,从而,则一定是等边三角形,故(4)是真命题;
综上,真命题有3个.
故选:C.
5.(2024·内蒙古赤峰·一模)已知的三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,满足,且,则的形状为( )
A.等边三角形 B.顶角为的等腰三角形
C.顶角为的等腰三角形 D.等腰直角三角形
【答案】B
【分析】由正弦定理和两角和的正弦公式化简,可得,即,再由两角差的正弦公式化简,可得,即可得出答案.
【详解】由正弦定理可得,
因为,所以,
所以,即,
即,因为,所以,
所以,因为,所以,所以,
因为,所以,
所以,即,
即,因为,所以,所以,
因为.所以,
所以的形状为顶角为的等腰三角形.
故选:B.
6.(2024·吉林长春·模拟预测)的内角所对的边分别为,则( )
A.2 B. C. D.1
【答案】A
【分析】由已知可得,结合三角恒等变换,正弦定理可得,由此可求,再结合勾股定理求即可.
【详解】因为,
所以,故,
由正弦定理可得,
所以,又,
所以,又,
所以,,
故
由勾股定理可得,
所以,
故选:A.
7.(2024·河北秦皇岛·三模)在中,内角,,的对边分别为,,,且,,则( )
A.为直角三角形 B.为锐角三角形
C.为钝角三角形 D.的形状无法确定
【答案】A
【分析】由正弦定理得,利用正余弦的二倍角公式、两角和与差的正弦展开式化简可得,解方程可得答案.
【详解】由,可得,
则,
,
,
即,
由,故只能为锐角,可得,
因为,所以,.
故选:A.
8.(2024·重庆·三模)若圆内接四边形满足,,则四边形的面积为( )
A. B. C.3 D.
【答案】B
【分析】由正弦定理结合圆的性质分别得到和,再利用三角形的面积公式和两角和与差的正弦展开式求解.
【详解】
设,
则,,,
在和中,由正弦定理可得;同理,
所以四边形的面积
,
故选:B.
【点睛】关键点点睛:本题关键在于利用三角形面积公式表示出四边形面积,再结合正弦定理求解.
二、多选题
9.(2024·全国·模拟预测)若的三个内角为,则下列说法正确的有( )
A.一定能构成三角形的三条边
B.一定能构成三角形的三条边
C.一定能构成三角形的三条边
D.一定能构成三角形的三条边
【答案】AD
【分析】根据题意,利用正弦定理和特例,结合构成三角形的条件,逐项判定,即可求解.
【详解】对于A中,由正弦定理得,
所以作为三条线段的长一定能构成三角形,所以A正确;
对于B中,例如:设中,,
可得,可得,
显然作为三条线段不一定构成三角形,所以B错误;
对于C中,例如:设中,,
可得,所以,
此时,所以作为三条线段不能构成三角形,所以C错误;
对于D中,由正弦定理得,
不妨设,则,且,
又由,即,
所以D正确.
故选:AD.
10.(2024·广东广州·二模)在梯形中,,则( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【分析】在中由正弦定理求解判断A;利用两角和差公式求解判断B;利用向量数量积计算判断C;利用数量积计算判断D.
【详解】在中,,
则,
由正弦定理知,
即,故A正确;
,
,
,故B正确;
,故C错误;
,
故,即,故D正确.
故选:ABD
11.(2024·浙江·三模)已知 的内角的对边分别为,且,下列结论正确的是( )
A.
B.若 ,则 有两解
C.当时, 为直角三角形
D.若 为锐角三角形,则 的取值范围是
【答案】ACD
【分析】通过正弦定理、诱导公式、二倍角公式及辅助角公式即可判断A;通过余弦定理即可判断B;通过余弦定理及可得或,即可判断C;通过求的取值范围,并将即可判断D.
【详解】对于A,因为,
所以由及正弦定理得,,
由诱导公式得,,
因为,故,所以,
化解得,即,
所以或,即(舍)或,故A正确;
对于B,由余弦定理得,即,得,
由,所以(负值舍),即有一解,故B错误;
对于C,因为,两边平方得,
由余弦定理得,
由两式消得,,解得或,
由解得,
由解得;
故为直角三角形,故C正确;
对于D,因为为锐角三角形,且,
所以,
即,
所以,所以,故D正确.
故选:ACD.
三、填空题
12.(2024·全国·模拟预测)已知在中,点在线段上,且,则 .
【答案】
【分析】由题意,根据正弦定理、余弦定理计算即可求解.
【详解】在中,由余弦定理,得,
则,即,
在中,,
由正弦定理得,解得.
故答案为:
13.(2024·湖南长沙·二模)在中,若,,,则 .
【答案】
【分析】由同角三角函数关系求解,再由正弦定理可得解.
【详解】由已知,,
则,,
又,
所以,,
又根据正弦定理,
则,
故答案为:.
14.(2024·福建厦门·三模)记锐角的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】由题意及余弦定理可得的关系,由余弦定理可得,再由为锐角三角形可得,即可求出的取值范围.
【详解】因为,所以,
由余弦定理可得:,
可得,在锐角中,由余弦定理可得:
,
因为,即,即,
所以,
所以,所以.
故答案为:.
四、解答题
15.(2024·陕西西安·模拟预测)设的内角所对的边分别是且向量满足.
(1)求A;
(2)若,求BC边上的高.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据向量平行关系得到方程,结合正弦定理得到,求出;
(2)由余弦定理得到,根据三角形面积得到方程,求出答案.
【详解】(1)因为,所以,
由正弦定理得,
因为,所以,所以,
又,解得;
(2)因为,所以,
即
化简得,解得或(舍去),
由的面积,又,
故,解得.
16.(2024·陕西西安·模拟预测)如图,在平面四边形中,,,的角平分线与相交于点,且.
(1)求的大小;
(2)求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)在中利用正弦定理结合已知条件求出,即可得解;
(2)依题意可得,由求出,再在中利用余弦定理计算可得.
【详解】(1)在中,由正弦定理得,
所以,
又,
所以,因为,
所以.
因为,所以.
(2)因为,所以.
因为平分,所以.
因为,
所以,
又,,所以,
解得,
因为,所以
,
所以.
17.(2023·黑龙江·模拟预测)某校高中“数学建模”实践小组欲测量某景区位于:“观光湖”内两处景点A,C之间的距离,如图,B处为码头入口,D处为码头,BD为通往码头的栈道,且,在B处测得,在D处测得.(A,B,C,D均处于同一测量的水平面内)
(1)求A,C两处景点之间的距离;
(2)栈道BD所在直线与A,C两处景点的连线是否垂直?请说明理由.
【答案】(1)
(2)不垂直,理由见解析
【分析】(1)根据已知条件利用正弦余弦定理求解即可;
(2)在和中利用正弦余弦定理求解,然后计算是否为零即可.
【详解】(1)由已知在中,,,,
所以,则为等腰三角形,
则,
在中,,,,
则,
由正弦定理,即,解得,
在中,,,
由余弦定理,
即A,C两处景点之间的距离为;
(2)在中,,
在中,因为,
所以,
由正弦定理,
即,得,
所以
,
即栈道BD所在直线与A,C两处景点的连线不垂直.
18.(2024·湖南·模拟预测)在中,内角的对边分别为,且.
(1)证明:是锐角三角形;
(2)若,求的面积.
【答案】(1)证明见解析;
(2).
【分析】(1)由正弦定理和余弦定理求解即可;
(2)由两角和的正弦公式求出,再由正弦定理和三角形的面积公式求解即可.
【详解】(1)证明:因为,
所以由正弦定理得,整理得.
则,因为,所以,
因为,所以,因为,
所以,所以是锐角三角形.
(2)因为,所以,
所以.
在中,由正弦定理得,即,所以,
所以的面积为.
19.(2023·辽宁鞍山·二模)请从①;②;③这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并加以解答(如未作出选择,则按照选择①评分.选择的编号请填写到答题卡对应位置上)
在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,若___________,
(1)求角B的大小;
(2)若△ABC为锐角三角形,,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)选①,利用正弦定理结合得到,求出答案;
选②,由正弦定理得到,利用余弦定理得到,求出答案;
选③,由正弦定理得到,由辅助角公式得到,求出答案;
(2)利用正弦定理和余弦定理得到,结合△ABC为锐角三角形,求出,求出答案.
【详解】(1)若选①
因为,
由正弦定理得,
即,
所以,
由,得,所以,即,
因为,所以.
若选②
由,化简得.
由正弦定理得:,即,所以.
因为,所以.
若选③
由正弦定理得,即,
因为,所以,
所以,所以,
又因为,所以.
(2)在中,由正弦定理,得,
由(1)知:,又с=1代入上式得:
因为为锐角三角形,所以,解得,
所以,,
所以.
【点睛】解三角形中最值或范围问题,通常涉及与边长,周长有关的范围问题,与面积有关的范围问题,或与角度有关的范围问题,
常用处理思路:①余弦定理结合基本不等式构造不等关系求出答案;
②采用正弦定理边化角,利用三角函数的范围求出最值或范围,如果三角形为锐角三角形,或其他的限制,通常采用这种方法;
③巧妙利用三角换元,实现边化角,进而转化为正弦或余弦函数求出最值
【拓展冲刺练】
一、单选题
1.(2024·山东·二模)在中,设内角的对边分别为,设甲:,设乙:是直角三角形,则( )
A.甲是乙的充分条件但不是必要条件
B.甲是乙的必要条件但不是充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件
【答案】D
【分析】利用正弦定理定理、和角的正弦公式化简命题甲,再利用充分条件、必要条件的定义判断即得.
【详解】在中,由正弦定理及,得,
即,整理得,
由正弦定理得,则或,即或,
因此甲:或,显然甲不能推乙;
乙:是直角三角形,当角或是直角时,乙不能推甲,
所以甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件.
故选:D
2.(2024·安徽·模拟预测)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由已知等式结合正弦定理可得,再由余弦定理可得,最后结合同角的三角函数关系和特殊三角函数值得到结果即可
【详解】由及正弦定理得,即,
由及余弦定理可得,
∴,∴,∴.
又,∴.
故选:D.
3.(2024·陕西咸阳·三模)为了进一步提升城市形象,满足群众就近健身和休闲的需求,2023年某市政府在市区多地规划建设了“口袋公园”.如图,在扇形“口袋公园”中,准备修一条三角形健身步道,已知扇形的半径,圆心角,是扇形弧上的动点,是半径上的动点,,则面积的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设,在中利用正弦定理及三角形面积公式列出函数关系,再求出函数最大值即得.
【详解】设,由,得,
在中,由正弦定理得,即,
则的面积
,显然,因此当,即时,,
所以面积的最大值为.
故选:A
4.(2024·辽宁·模拟预测)三棱锥P﹣ABC所有棱长都等于2,动点M在三棱锥P﹣ABC的外接球上,且的最大值为s,最小值为t,则( )
A.2 B. C. D.3
【答案】C
【分析】根据题意确定点的轨迹,结合余弦定理求的取值范围.
【详解】如图:
过作平面于,则正四面体的外接球球心(也是内切球球心)在线段上,设为,设内切球半径为,外接球半径为.
则,,
而,所以,.
因为在的外接球上,且,
所以在以为直径的球面上,取中点为,
则在圆上,圆所在的平面与垂直.
在中,,,,
过作于G,则为正的中心,且,
所以在中,,所以.
设,则当点共面时,取得最值,即
所以.
在中,由余弦定理:.
所以,
所以,,.
故选:C
【点睛】关键点点睛:本题的关键点是弄清楚点的轨迹.因为点满足,所以点在以为直径的球面上,又点在正四面体的外接球上,故点的轨迹上两球的交线,即如图所示的圆上.
二、多选题
5.(2024·湖北·模拟预测)在中,所对的边为,设边上的中点为,的面积为,其中,,下列选项正确的是( )
A.若,则 B.的最大值为
C. D.角的最小值为
【答案】ABC
【分析】由余弦定理、三角形面积公式结合均值不等式判断ABD三个选项,利用向量的模的计算公式判断C选项.
【详解】选项A,若,由余弦定理,得,所以,
则三角形面积,A正确;
选项B,由基本不等式可得,即,
当且仅当时,等号成立,
由余弦定理可得,
则,B正确;
选项C,因为边上的中点为,所以,
而,即,则,
所以
,故C正确;
选项D,因为,即,
所以由余弦定理得,
又,且函数在上单调递减,所以,D错误.
故选:ABC.
6.(23-24高一下·河北石家庄·阶段练习)已知的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,下列说法中正确的是( )
A.若,则一定是等腰三角形
B.若,则一定是等边三角形
C.若,则一定是等腰三角形
D.若,则一定是钝角三角形
【答案】BCD
【分析】对于A:利用正弦定理得到或,即可判断;对于B:由余弦函数的有界性求出,即可判断;对于C:由余弦定理求出,即可判断;对于D:利用三角公式判断出或,即可得到答案.
【详解】对于A:因为,由正弦定理得:,
所以.
因为,为的内角,所以或,
所以或.所以是等腰三角形或直角三角形.错误;
对于B:由余弦函数的有界性可知:若.
因为,所以或.
当时,有且,所以,
所以是等边三角形.
当时,有且,不符合题意.
所以一定是等边三角形.正确;
对于C:因为,由余弦定理得:,
所以,所以,则一定是等腰三角形.正确;
对于D:在中,,所以
.
所以,
所以,即,所以或.
所以一定是钝角三角形,正确.
故选:BCD
三、填空题
7.(2024·全国·三模)在中,,.若,则的面积为 .
【答案】
【分析】结合复数模的运算,根据数量积的定义求得,利用同角三角函数基本关系求得,然后利用三角形面积公式求解即可.
【详解】,,
则,所以,
所以.
所以.
故答案为:
8.(2024·陕西铜川·三模)已知的内角所对的边分别是,点是的中点.若,且,则 .
【答案】
【分析】根据题意,利用正弦定理和三角恒等变换,求得,再由,列出方程求得,结合余弦定理,即可求解.
【详解】因为,由正弦定理得,
又因为,
所以,
因为,可得,所以
又因为为的一条中线,可得,
所以,
即,解得或(舍).
由余弦定理得.
故答案为:.
9.(2024·广西·模拟预测)在锐角中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且的面积,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】由已知求得, ,由余弦定理得,令,由锐角三角形及两角和正弦公式求的取值范围即可.
【详解】由三角形面积公式,结合,且为锐角三角形,
可知,即,
又由平方关系,所以,
即,
解得或(舍去),
由余弦定理有,
所以,
令,所以,
故只需求出t的范围即可,
由正弦定理边化角得
,
注意到在锐角中,有,简单说明如下:
若,则,
即B不是锐角,但这与是锐角三角形矛盾,
所以在锐角中,有,
所以在锐角中,有,
因为正切函数在上单调递增,所以,
从而,
而函数在单调递减,在单调递增,
所以.
综上所述:的取值范围为.
故答案为:.
【点睛】思路点睛:本题可以从以下方面解题
(1)通过三角形的面积公式及平方和关系求出三角函数值;
(2)利用余弦定理将目标式子进行变形,并通过正弦定理确定的取值范围;
(3)根据基本不等式解的取值范围即可.
四、解答题
10.(2024·河南·三模)已知是内一点,.
(1)若,求;
(2)若,求.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)在等腰中可得,进而得,在中运用正弦定理可求得的值.
(2)求出的值,设,则,在、中,由正弦定理可得、,结合求解即可.
【详解】(1)如图所示,
在中,,所以.
所以.
在中,由正弦定理得,即,解得.
(2)如图所示,
当时,.
设,则.
在中,由正弦定理得.
在中,由正弦定理得.
因为,所以,即,
整理得,即,解得,即.
11.(2024·黑龙江大庆·模拟预测)某公园计划改造一块四边形区域ABCD铺设草坪,其中百米,百米,,,草坪内需要规划4条人行道DM、DN、EM、EN以及两条排水沟AC、BD,其中M、N、E分别为边BC、AB、AC的中点.
(1)若,求排水沟BD的长;
(2)若,试用表示4条人行道的总长度.
【答案】(1)百米;
(2)百米.
【分析】(1)在中,求出,,利用和差公式求,再由余弦定理可得;
(2)设,利用正弦定理求得,,由和可得,,分别在,中求出,然后可得答案.
【详解】(1)因为,百米,百米,
所以百米,所以,
又,,所以为等腰直角三角形,
所以百米,
因为,
所以在中,由余弦定理得百米.
(2)因为M、N、E分别为边BC、AB、AC的中点,
所以百米,百米,
设,其中,
在中,由余弦定理可得,
在中,由正弦定理可得,
连接,则,
在中,,,
由余弦定理得
,
在中,,,
由余弦定理得
,
所以4条人行道的总长度为百米.
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