内容正文:
hh
课时作业28 正弦定理、余弦定理
-
一、单项选择题
1.在△ABC中,a=3,B=
π
3
,b=3,则c的值为
( )
A.3 B.23
C.3- 3 D.3
2.在 △ABC 中,若sin
A∶sin
B∶sin
C=2∶3∶
4,则 △ABC 是 ( )
A.直角三角形 B.钝角三角形
C.锐角三角形 D.等腰直角三角形
3.在△ABC 中,
a,b,c分别是内角A,B,C 的对
边,且(b-c)·(sin
B+sin
C)=(a- 3c)·
sin
A,则角B 的大小为 ( )
A.30° B.45°
C.60° D.120°
4.已知 △ABC 的角A,B,C 的对边分别为a,b,
c,且满足2bcos
A+a=2c,若a=2,b=7,则
c= ( )
A.2 B.3
C.27 D.32
5.设 △ABC 的内角A,B,C 的对边分别为a,b,
c,若A+B=
2π
3
,a=23,c=5,则sin
A=
( )
A.45 B.
3
5
C.34 D.
2
3
6.在锐角三角形ABC 中,若b2=a(a+c),则
sin2A
sin(B-A)
的取值范围是 ( )
A.0,22 B.12,22
C.1
2
,3
2 D.0,32
二、多项选择题
7.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,
则下列结论正确的是 ( )
A.若a2 +b2 <c2,则 △ABC 一定是钝角
三角形
B.若sin
A >sin
B,则A >B
C.若acos
A =bcos
B,则 △ABC 为等腰三
角形
D.若 △ABC 为锐角三角形,则sin
A >cos
B
8.在锐角 △ABC 中,内角A,B,C 的对边分别为
a,b,c,若a-b=2bcos
C,则 ( )
A.C=2B
B.B 的取值范围是 π6
,π
4
C.B=2C
D.cb
的取值范围是(2,3)
9.已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别是a,b,
c,且a=b,D 是△ABC 外一点,若3(acos
C+
ccos
A)=2bsin
B,DC=1,DA=3,则下列说
法正确的是 ( )
A.a=b=
3
2
B.若AB=3,则A,B,C,D 四点共圆
C.△ABC 是等边三角形
D.四边形ABCD 面积的最大值为532 +3
三、填空题
10.在 △ABC 中,若 A =60°,a = 3,则
a-b-c
sin
A-sin
B-sin
C= .
11.在 △ABC 中,角A,B,C 所对的边分别为a,
b,c,若a=2,A=
π
3
,则△ABC的面积的最大
值为 .
12.(2023·福建福州第一中学高三质检)在平面
四 边 形 ABCD 中,∠BAD =120°,∠B =
30°,∠BCD=60°,AB=4,AD =2,则AC=
.
-344-
第四章 三角函数、解三角形 3
四、解答题
13.(2023·河北张家口三模)在△ABC中,内角A,
B,C 的对边分别为a,b,c,b2+c2=3bccos
A.
(1)若B=C,a=2,求 △ABC 的面积;
(2)求tan
A
tan
B +
tan
A
tan
C
的值.
14.已知△ABC 的内角A,B,C 的对边分别为a,
b,c,且8sin2B+C2 -7=2cos
2A.
(1)求A;
(2)若a= 7,b+c=5,D 为BC 中点,求AD
的长.
2
15.我国南宋著名数学家秦九韶提出了由三角形
三边求三角形面积的“三斜求积”公式.设
△ABC 的三个内角A,B,C 所对的边分别为
a,b,c,面积为S,“三斜求积”公式表示为S=
1
4a
2c2-
a2+c2-b2
2
2
, 在 △ABC
中,若a2sin
C=6sin
A,(a+c)2=16+b2,则
用“三 斜 求 积”公 式 求 得 △ABC 的 面 积
为 .
16.某市某棚户区改造,四边形
ABPC 为拟定拆迁的棚户区,
测得 ∠BPC =
π
3
,∠BAC =
2π
3
,AC=4千米,AB=2千米,工程规划用地
近似为图中四边形 ABPC 的外接圆内部
区域.
(1)求四边形ABPC 的外接圆半径R;
(2)求该棚户区即四边形ABPC 的面积的最
大值.
-345-
hh
有五个互不相等的实数根,所以1
2 ≤
a < 1,故 A 错 误;由 题 意 可 得
log1
2
x1 = -log1
2
x2,且有0<x1 ≤
2
2
,2≤x2<2,所以x1=
1
x2
,所以
2x1+x2=
2
x2
+x2≥2 x2·
2
x2
=
22,当且仅当2x2
=x2,即x2 = 2
时,等号成立,故B正确;由题意可得
f
9
2 = cos π6 × 92 - π3 =
cos5π12<cos
π
3 =
1
2
,由A可知12 ≤
a<1,所以f
9
2 <a,故C正确;因
为x3与x4关于x=8对称,x4与x5
关于x =14对称,且2<x3 ≤4,
12≤x4<14<x5≤16,所以x3+
x4 =16,x4 +x5 =28,所 以
1
x3
+
1
x4
-
x4+x5
28 =
1
x3
+
1
x4
-1=
x3+x4
x3x4
-1=
16
x3x4
-1,因为x3+
x4 =16,所以x3 =16-x4,所 以
x3·x4 = (16-x4)x4 = -x24 +
16x4 =64-(x4-8)2,又因为12≤
x4 <14,所以28<64-(x4-8)2≤
48,所 以 148 ≤
1
x3x4
<
1
28
,1
3 ≤
16
x3x4
<
4
7
,所 以 -
2
3 ≤
16
x3x4
-
1<-
3
7
,即-
2
3 ≤
1
x3
+
1
x4
-
x4+x5
28 <-
3
7
, 故 D 正 确. 故
选BCD.
课时作业28 正弦定理、余弦定理
1.B 2.B 3.A 4.B 5.B
6.B 由b2=a(a+c),得b2=a2+ac,
由余弦定理得b2 =a2+c2-2accos
B,
所以a2+ac=a2+c2-2accos
B,即
a+2acos
B =c,由正弦定理得
sin
A+2sin
Acos
B =sin
C,
因为C =π-(A+B),
所以sin
A+2sin
Acos
B=sin(A+B)=
sin
Acos
B+cos
Asin
B,
即sin
A =sin(B-A).
因为 △ABC 为锐角三角形,所以0<
A <
π
2
,0<B<
π
2
,所以-
π
2 <B-
A <
π
2
,所以A =B-A 或A+B-
A =π,解得B =2A 或B =π(舍),因
为 △ABC 为 锐 角 三 角 形,所 以0<
A<
π
2
,0<2A<
π
2
,0<π-3A<
π
2
,
所以
π
6 <A <
π
4.
所以
sin2A
sin(B-A)=
sin2A
sin
A =sin
A ∈ 1
2
,2
2 .故选B.
7.ABD 因为a2+b2 <c2,则cos
C =
a2+b2-c2
2ab <0
,故角C 为钝角,A正
确;因为sin
A >sin
B,由正弦定理可
得a>b,所以 A >B,B正 确;因 为
acos
A =bcos
B,即a
(b2+c2-a2)
2bc =
b(a2+c2-b2)
2ac
,整理可得(a2-b2)(a2+
b2-c2)=0,所以a=b或a2+b2=c2,
故 △ABC 为 等 腰 三 角 形 或 直 角 三 角
形,C错误;若 △ABC 为锐角三角形,
则A+B >
π
2
,所以π
2 >A >
π
2 -
B >0,则sin
A >sin
π
2 -B =
cos
B,D正确.故选ABD.
8.ABD 因为a-b=2bcos
C,由正弦
定 理可得sin
A-sin
B=2sin
Bcos
C,
即sin(B+C)-2sin
Bcos
C=sin
B,
即 有 sin
Ccos
B -cos
Csin
B =
sin(C-B)=sin
B,因为 △ABC 为锐
角三角形,所以0<A <
π
2
,0<B<
π
2
,0<C <
π
2
,所以C-B =B,即
C =2B,故A正确,C错误;由0<B<
π
2
,0<2B<
π
2
,且A =π-B-C=
π-3B∈ 0,
π
2 ,解得π6 <B< π4,
故B正确;而cb =
sin
C
sin
B =
sin
2B
sin
B =
2cos
B ∈ (2,3),故 D 正 确.故
选ABD.
9.CD 因 为 3(acos
C +ccos
A)=
2bsin
B,由正弦定理得:3(sin
Acos
C+
sin
Ccos
A)=2sin
Bsin
B,即3sin(A+
C)=2sin2B,因为sin(A+C)=sin
B≠
0,所以sin
B =
3
2
,又B ∈ (0,π),且
a=b,所以B=
π
3
,所以△ABC是等
边三角形,故 C正 确;由 于 无 法 得 到
AC 的值,故无法判断A;
若AB=3,则AC=3,在△ACD 中,由
余弦定理得cos
D=
32+12-32
2×3×1 =
1
6
,
则D≠
2π
3
,即B+D≠π,所以A,B,C,
D四点不共圆,故B错误;设∠ADC=α,
0<α<π,由余弦定理得AC2=AD2+
CD2-2AD·CDcos
α=32+12-2×3×
1×cos
α =10-6cos
α,所 以 四 边 形
ABCD 的 面积为S四边形ABCD =S△ADC +
S△ABC =
3
2sin
α+
3
4
(10-6cos
α)=
53
2 +3 12sin α - 32cos α =
53
2 +3sinα-
π
3 ,因为0<α<π,
所以-
π
3 <α-
π
3 <
2π
3
,所以当α-
π
3 =
π
2
,即α=
2π
3
时,S四边形ABCD 取得
最大值
53
2 +3
,故D正确.故选CD.
10.2
11.3
解析:在 △ABC 中,a =2,A =
π
3
,
a2 =b2+c2-2bccos
A =b2+c2-
bc,即bc+4=b2+c2,因为bc+4=
b2+c2≥2bc,所以bc≤4,当且仅当
b=c=2时等号成立,则S△ABC =
1
2bcsin
A≤
1
2×4×
3
2 = 3
,当且
仅当 b =c = 2 时 等 号 成 立,即
△ABC 的面积的最大值为 3.
12.2 213
解析:如图,
延 长 BC,
AD 交 于 点
E, 连 接
AC,由题意
可得∠E=
30°,
∴AE =AB =4,
∵AD =2,∴DE =2,
∵ 平面四边形 ABCD 中,∠BAD =
120°,∠B =30°,∠BCD =60°,
∴∠ECD =120°,∠CDA =150°,
∴∠CDE =30°,∴EC =CD,
在 △CDE 中,设CE =CD =x,
由余弦定理可得
4=x2+x2-2·x·x·cos
120°,
解得CD =
2
3
=
23
3
,
在 △ACD 中,由余弦定理可得AC =
AD2+DC2-2AD·DC·cos∠ADC =
4+
4
3 -2×2×
23
3 × -
3
2
=
2 21
3 .
13.解:(1)因为B =C,所以b=c,所以
2b2 =3b2cos
A,即cos
A =
2
3
,
又a2 =b2+c2-2bccos
A,所以4=
2b2-2b2×
2
3
,所以b=c= 6,
所以S△ABC =
1
2bcsin
A =
1
2×6×
1-
4
9 = 5.
(2)由b2 +c2 =3bccos
A,得b2 +
c2 =3bc·
b2+c2-a2
2bc
,得b2+c2 =
3a2,所以3a2 =3bccos
A,
所以cos
A =
a2
bc
,
所以tan
A
tan
B +
tan
A
tan
C =
sin
A
cos
A
cos
B
sin
B +
cos
C
sin
C = sin
A
cos
A
·
sin
Ccos
B+cos
Csin
B
sin
Bsin
C =
sin
A
cos
A
·
sin(B+C)
sin
Bsin
C =
sin2A
cos
Asin
Bsin
C =
a2
a2
bcbc
=1.
14.解:(1)8sin2B+C2 -7=2cos
2A,即
4[1-cos(B+C)]-7=2(2cos2A-
1),化简得4cos2A-4cos
A+1=0,
解得cos
A =
1
2
,
因为0<A <π,所以A =
π
3.
-590-
参
考
答
案
(2)由余弦定理得a2 =b2 +c2 -
2bccos
A,
即7=b2+c2-bc=(b+c)2-3bc=
25-3bc,解得bc=6,
因 为AD→
2
=
1
2
(AB→+AC→)
2
=
1
4
(AB→
2
+ AC→
2
+2AB→ ·AC→)=
1
4
(c2+b2+2bccos
A)=
1
4
(b2 +
c2+bc)=
1
4
[(b+c)2-bc]=
1
4×
(52-6)=
19
4
,故AD的长度为 192 .
15.22
解析:由a2sin
C =6sin
A 及正弦定
理可得a2c=6a,即ac=6,因为(a+
c)2 =16+b2,所以a2+c2-b2 =
16-2ac=4,从而 △ABC 的面积为
S=
1
4× 6
2-
4
2
2
=22.
16.解:(1)连接 BC(图略).在 △ABC
中,AC = 4 千 米,AB = 2 千 米,
∠BAC =
2π
3
,
由余弦定理得BC =
AC2+AB2-2AC·AB·cos
2π
3 =
27千米,
由正 弦 定 理 得2R =
BC
sin∠BAC =
4
3 21
千米,所以R =
2
3 21
千米.
(2)由(1)得,BC =27千米,
由余弦定理得BC2 =PB2+PC2-
2PB·PC·cos∠BPC,即28+PB·
PC =PB2+PC2 ≥2PB·PC.
所以PB·PC≤28(当且仅当PB =
PC 时等号成立),
而 S四边形ABPC = S△ABC +S△PBC =
1
2AB
·AC·sin∠BAC +
1
2PB
·
PC ·sin∠BPC, 故 S四边形ABPC =
23+
3
4PB
·PC ≤93.故四边形
ABPC 的面积的最大值为93 平方
千米.
课时作业29 解三角形在实际
问题中的应用
1.A 如图所示,由题
意 得 ∠ACD = β,
AD =h,∠ABD =
α,在Rt△ACD 中,
tan∠ACD =
AD
CD
,
即tan
β=
h
CD
,整理
得CD =
h
tan
β
.
在Rt△ABD 中,tan∠ABD =
AD
BD
,即
tan
α =
h
BD
,整理得BD =
h
tan
α
,则
BC =CD -BD =
h
tan
β
-
h
tan
α =
cos
β
sin
β
-
cos
α
sin
α h=
sin
αcos
β-cos
αsin
β
sin
αsin
β
h=
sin(α-β)
sin
αsin
β
h.故选A.
2.B 如图,连接AB,
在△ADC 中,由条
件可得 ∠ADC =
105°,∠ACD =30°,
则∠DAC=45°,
∵CD =100,
∴ 在△ADC 中,由正弦定理得 100sin
45°=
AD
sin
30°
,∴AD =502,由条件得BD =
1002,且∠ADB=∠ADC-∠BDC=
60°,∴ 在 △ADB 中,由 余 弦 定 理 得
AB2 = (50 2)2 + (100 2)2 -2×
502×1002×
1
2 =50
2×6,∴AB=
506米,故选B.
3.C 由题意可得∠BAD=30°,∠ABD=
60°,∠CBD=45°,AB=74米,在△ABD
中,可得 ∠ADB =90°,则BD =AB·
sin∠BAD =74×
1
2 =37
(米),在
Rt△BCD 中,可得 △BCD 为等腰直角
三角形,即DC=BD =37(米).故选C.
4.C 由题意可知AC=AEtan
α,BD=
BF
tan
β
,所 以 BD - AC =
BF
tan
β
-
AEtan
α =
acos
β
sin
β
-
asin
α
cos
α =
a(cos
βcos
α-sin
αsin
β)
sin
βcos
α =
acos(α+β)
sin
βcos
α
,所以可以估计A,B 两地
的距离大约为(BD-AC)×1
000=
1
000acos(α+β)
sin
βcos
α
里.故选C.
5.C 在Rt△ABC 中,AC=
AB
sin∠ACB =
49
1
2
= 98(m),在 △MAC 中,可 知
∠MCA = 180°- (30°+ 45°)=
105°,∠MAC =45°,∠AMC =180°-
(105°+45°)=30°,由 正 弦 定 理 得
AC
sin∠AMC =
MC
sin∠MAC
,可得 MC =
ACsin∠MAC
sin∠AMC =
98×
2
2
1
2
=982(m),
在Rt△MNC 中,MN =MCsin∠MCN =
982×
2
2 =98
(m),所以越王楼的高
度约为98
m.故选C.
6.BC 由题意可知CD =30海里,
∠ADC =90°+15°=105°,∠BDC=
45°,∠BCD = 90°,∠ACD = 90°-
∠BCA = 90°-60° = 30°, 所 以
∠CAD =180°-∠ADC-∠ACD =
180°-105°-30°=45°≠60°,故A错
误;∠ADB = 15°+45°= 60°,在
△ACD 中,由 正 弦 定 理 得 ADsin
30°=
30
sin
45°
,得AD =
30×sin
30°
sin
45° =152
(海里),故B正确;在Rt△BCD 中,因
为 ∠BDC =45°,∠BCD =90°,所以
BD = 2CD =302海里 ≠303海
里,故D错误;在 △ABD 中,由余弦定
理得,AB =
AD2+BD2-2AD·BDcos∠ADB
= 450+1
800-2×152×302×
1
2
=156(海里),故C正确.故选BC.
7.ABC 如 图,在
△ABD 中,由 已
知 得 ∠ADB =
60°, ∠DAB =
75°, 则 ∠B =
45°,AB =126.
由 正 弦 定 理 得
AD =
ABsin
B
sin∠ADB =
126×
2
2
3
2
=
24,所以A 处与D 处之间的距离为24
n
mile,故A正确;在 △ADC 中,由余
弦 定 理,得 CD2 = AD2 +AC2 -
2AD·ACcos
30°,又AC=83,解得
CD =83.所以灯塔C与D 处之间的
距离为83
n
mile,故B正确;∵AC=
CD =8 3,∴∠CDA = ∠CAD =
30°,∴灯塔C在D 处的西偏南60°,故
C正 确;∵ 灯 塔 B 在 D 的 南 偏 东
60°,∴D 在灯塔B 的北偏西60°,故D
错误.故选ABC.
8.ABD 对于A,在 △ACD 中,∠CAD =
β-α,由正弦定理得AC =
CDsin∠ADC
sin∠CAD =
asin
β
sin(β-α)
,在
Rt△ABC 中,AB = ACsin∠ACB =
asin
αsin
β
sin(β-α)
,A满足;对于B,在△ACD
中,∠CAD =π-(β+γ),由正弦定理
得AC=
CDsin∠ADC
sin∠CAD =
asin
γ
sin(β+γ)
,
在Rt△ABC 中,AB =ACsin∠ACB
=
asin
αsin
γ
sin(β+γ)
,B 满 足;对 于 C,在
△ACD 中,已知一边无法解三角形,在
△BCD 中,已知一边一角也无法解三
角形,不能求出BC,AC,C不满足;对
于D,设 AB =h,则有 BC =
h
tan
α
,
BD =
h
tan
β
,BE =
h
tan
γ
,在 △BCD
与 △BED 中,由余弦定理得
BD2+CD2-BC2 =2BD·CDcos∠BDC,
BD2+ED2-BE2 =2BD·EDcos∠BDE,
即
BD2+a2-BC2 =2a·BDcos∠BDC,
BD2+ a2
2
-BE2 = -a·BDcos∠BDC,
因 此3BD2+
3
2a
2-BC2-2BE2=0,
即
3h2
tan2β
+
3
2a
2-
h2
tan2α
-
2h2
tan2γ
=0,
解此方程即得h,D满足.故选ABD.
9.150
m
解析:由 题 意,AC =
BC
sin∠CAB =
1002
m,∠AMC =180°- ∠MAC -
-591-