内容正文:
解三角形小题题型专练(12大题型)(原卷版)
题型归类
题型一、正(余)弦定理解三角形
题型二、三角形解的个数问题
题型三、判断三角形的形状
题型四、三角形的面积公式及应用
题型五、解三角形的实际应用
方向1、高度测量
方向2、距离测量
方向3、角度测量
题型六、范围或最值问题
方向1、求边或周长的最值(范围)
方向2、求三角形的面积的最值(范围)
方向3、其它最值(范围)问题
题型七、与中线有关的解三角形
题型八、与角分线有关的解三角形
题型九、与高线有关的解三角形
题型十、多三角形或四边形的解三角形
题型一、正(余)弦定理解三角形
典例精选
例1.(2023·北京·7)在中,,则( )
A. B. C. D.
例2.(2024·全国甲卷(理11文12))在中,内角所对的边分别为,若,,则( )
A. B. C. D.
题型精练
1.(24-25高三·广东梅州·开学考试)在中,内角A、B、C所对的边分别为a、b、c,已知,则( )
A. B. C. D.
2.(2024·云南·模拟预测)在中,内角,,的对边分别为,,,若,则的值为( )
A. B. C.1 D.
3.(2024·山西太原·二模)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若,,,则( )
A.5 B.4或5 C.6 D.4或6
4.(2024·广东肇庆·一模)在中,,,分别是角,,的对边,,,,则的外接圆半径是( )
A. B. C. D.
5.(2024·内蒙古呼和浩特·模拟预测)记的内角的对边分别为.已知,外接圆直径为4,则边的长为 .
题型二、三角形解的个数问题
典例精选
例.(23-24高三·河北沧州·模拟)在△ABC中,,且满足该条件的△ABC有两个,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型精练
1.(23-24高三·北京顺义·期中)在△ABC中,,,,满足条件的△ABC( )
A.有无数多个 B.有两个 C.有一个 D.不存在
2.(2024·宁夏银川·三模)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,,若△ABC有两解,则c的取值可能为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
3.(2024·广东·三模)在△ABC中,已知,,,若存在两个这样的三角形,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型三、判断三角形的形状
典例精选
例1.(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
例2.(多选)(2024·辽宁沈阳·模拟预测)在△ABC中,角、、的对边分别为、、,且已知,则( )
A.若,且△ABC有两解,则的取值范围是
B.若,且,则△ABC恰有一解.
C.若,且△ABC为钝角三角形,则的取值范围是
题型精练
1.(2024·山东·二模)在△AB中,设内角的对边分别为,设甲:,设乙:△AB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.(2023·甘肃酒泉·三模)在中内角的对边分别为,若,则的形状为( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等腰直角三角形 D.等腰三角形或直角三角形
3.(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
4.(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
题型四、三角形的面积公式及应用
典例精选
例1.(2021·全国乙卷(理)·15)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为,,,则 .
例2.(2024·陕西榆林·模拟预测)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且B=60°,,,则△ABC的面积为( )
A. B. C. D.
题型精练
1.(2024·浙江·二模)已知,则△ABC的面积是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三·河南·开学考试)在锐角△ABC中,记角,,的对边分别为,,,若,,且,则△ABC的面积为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高三·陕西安康·开学考试)已知△ABC的内角的对边分别为,若的面积为,则 .
4.(2024·四川乐山·三模)在△ABC中,点是边上靠近点的三等分点,若,则( )
A. B. C. D.
5.(2023·河北保定·三模)已知△ABC外接圆的半径为,且,则△ABC的面积为( )
A. B. C. D.
题型五、解三角形的实际应用
方向1、高度测量
典例精选
例.(2021·全国甲卷(理)·8)2020年12月8日,中国和尼泊尔联合公布珠穆朗玛峰最新高程为8848.86(单位:m),三角高程测量法是珠峰高程测量方法之一.如图是三角高程测量法的一个示意图,现有A,B,C三点,且A,B,C在同一水平面上的投影满足,.由C点测得B点的仰角为,与的差为100;由B点测得A点的仰角为,则A,C两点到水平面的高度差约为()( )
A.346 B.373 C.446 D.473
题型精练
1.(24-25高三·福建·阶段练习)“三山一水”城市雕塑位于福建省福州市五一广场,是福州市的标志性雕塑.这座雕塑以福州的自然景观和历史文化为灵感,通过艺术的形式展现了福州“三山两塔一条江”的独特城市风貌和地域文化特色.如图,为了测量“三山一水”城市雕塑的高度,选取了与该雕塑底部在同一平面内的两个测量基点与.现测得,,在点测得雕塑顶端的仰角为,在点测得雕塑顶端的仰角为,则雕塑的高度( )
A.47.6m B.35.7m C.23.8m D.11.9m
2.(2024·广东湛江·二模)财富汇大厦坐落在广东省湛江市经济技术开发区,是湛江经济技术开发区的标志性建筑,同时也是已建成的粤西第一高楼.为测量财富汇大厦的高度,小张选取了大厦的一个最高点A,点A在大厦底部的射影为点O,两个测量基点B、C与O在同一水平面上,他测得米,,在点B处测得点A的仰角为(),在点C处测得点A的仰角为45°,则财富汇大厦的高度 米.
3.(2024·湖南岳阳·二模)岳阳楼地处岳阳古城西门城墙之上,下瞰洞庭,前望君山.因范仲淹的《岳阳楼记》著称于世,自古有“洞庭天下水,岳阳天下楼”之美誉.小明为了测量岳阳楼的高度,他首先在处,测得楼顶的仰角为,然后沿方向行走22.5米至处,又测得楼顶的仰角为,则楼高为 米.
方向2、距离测量
典例精选
例.(2024·山东临沂·一模)在同一平面上有相距14公里的两座炮台,在的正东方.某次演习时,向西偏北方向发射炮弹,则向东偏北方向发射炮弹,其中为锐角,观测回报两炮弹皆命中18公里外的同一目标,接着改向向西偏北方向发射炮弹,弹着点为18公里外的点,则炮台与弹着点的距离为( )
A.7公里 B.8公里 C.9公里 D.10公里
题型精练
1.(2024·吉林·二模)如图,位于某海域处的甲船获悉,在其北偏东 方向处有一艘渔船遇险后抛锚等待营救. 甲船立即将救援消息告知位于甲船北偏东,且与甲船相距的处的乙船,已知遇险渔船在乙船的正东方向,那么乙船前往营救遇险渔船时需要航行的距离为( )
A. B.
C. D.
2.(2023·江苏南通·二模)古代数学家刘徽编撰的《重差》是中国最早的一部测量学著作,也为地图学提供了数学基础.现根据刘徽的《重差》测量一个球体建筑物的高度,已知点是球体建筑物与水平地面的接触点(切点),地面上,两点与点在同一条直线上,且在点的同侧.若在,处分别测得球体建筑物的最大仰角为和,且,则该球体建筑物的高度约为( )()
A.49.25 m B.50.76 m C.56.74 m D.58.60 m
3.(23-24高三·广东广州·阶段练习)在一次海上联合作战演习中,红方一艘侦察艇发现在北偏东方向,相距12公里的水面上,有蓝方一艘小艇正以每小时10公里的速度沿南偏东方向前进,若侦察艇以每小时14公里的速度,沿北偏东方向拦截蓝方的小艇.若要在最短的时间内拦截住,则红方侦察艇所需的时间为 小时,角的正弦值为 .
4.(2023·山东济南·三模)山东省科技馆新馆目前成为济南科教新地标(如图1),其主体建筑采用与地形吻合的矩形设计,将数学符号“”完美嵌入其中,寓意无限未知、无限发展、无限可能和无限的科技创新.如图2,为了测量科技馆最高点A与其附近一建筑物楼顶B之间的距离,无人机在点C测得点A和点B的俯角分别为75°,30°,随后无人机沿水平方向飞行600米到点D,此时测得点A和点B的俯角分别为45°和60°(A,B,C,D在同一铅垂面内),则A,B两点之间的距离为 米.
方向3、角度测量
典例精选
例1.(2024·上海·高考真题)已知点B在点C正北方向,点D在点C的正东方向,,存在点A满足,则 (精确到0.1度)
题型精练
1.(23-24高三·山东泰安·阶段练习)公路北侧有一幢楼,高为60米,公路与楼脚底面在同一水平面上.某人在点处测得楼顶的仰角为,他在公路上自西向东行走,行走60米到点处,测得仰角为,沿该方向再行走60米到点处,测得仰角为.则( )
A. B.3 C. D.
2.(2024·山东临沂·一模)在同一平面上有相距14公里的两座炮台,在的正东方.某次演习时,向西偏北方向发射炮弹,则向东偏北方向发射炮弹,其中为锐角,观测回报两炮弹皆命中18公里外的同一目标,接着改向向西偏北方向发射炮弹,弹着点为18公里外的点,则炮台与弹着点的距离为( )
A.7公里 B.8公里 C.9公里 D.10公里
3.(2024·上海嘉定·二模)嘉定某学习小组开展测量太阳高度角的数学活动.太阳高度角是指某时刻太阳光线和地平面所成的角.测量时,假设太阳光线均为平行的直线,地面为水平平面.如图,两竖直墙面所成的二面角为120°,墙的高度均为3米.在时刻,实地测量得在太阳光线照射下的两面墙在地面的阴影宽度分别为1米、1.5米.在线查阅嘉定的天文资料,当天的太阳高度角和对应时间的部分数据如表所示,则时刻最可能为( )
太阳高度角
时间
太阳高度角
时间
43.13°
08:30
68.53°
10:30
49.53°
09:00
74.49°
11:00
55.93°
09:30
79.60°
11:30
62.29°
10:00
82.00°
12:00
A. B. C. D.
题型六、范围或最值问题
方向1、求边或周长的最值(范围)
典例精选
例1.(2024·江西·二模)已知△ABC的内角,,的对边分别为,,,且,若△ABC的面积等于,则△ABC的周长的最小值为 .
例2.(2024·四川达州·二模)在△ABC中,角,,的对边分别为,,,,点在平面内,,则的最大值为 .
题型精练
1.(2024·江苏连云港·模拟预测)在△ABC中,角的对边分别为,若,,则边的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(2024·四川成都·模拟预测)设锐角△ABC的三个内角的对边分别为,且,则的取值范围为 ( )
A. B. C. D.
3.(2024·全国·二模)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,且,则△ABC周长的最大值为( )
A. B. C. D.
4.(2024·山东日照·三模)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.(2024·全国·二模)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为的平分线AD交BC于点.若,则△ABC周长的最小值为 .
方向2、求三角形的面积的最值(范围)
典例精选
例1.(24-25高三·广西贵港·开学考试)在△ABC中,,且边上的高为,则( )
A.△ABC的面积有最大值,且最大值为
B.△ABC的面积有最大值,且最大值为
C.△ABC的面积有最小值,且最小值为
D.△ABC的面积有最小值,且最小值为
例2.(2024·湖北武汉·模拟预测)在三角形中,角,,的对边分别为,,且满足,,则△ABC面积取最大值时,( )
A. B. C. D.
题型精练
1.(2024·山西太原·三模)已知△ABC 中,是的中点,且 ,则△ABC 面积的最大值( )
A. B. C.1 D.2
2.(2024·重庆九龙坡·三模)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,其面积为,已知,.则 ;的最大值为 .
3.(2024·山东·二模)在△ABC中,内角的对边分别为,,且,则△ABC面积的最大值为 .
4.(2024·河北唐山·二模)锐角△ABC中,边上的高为4,则△ABC面积的取值范围为 .
方向3、其它最值(范围)问题
典例精选
例1.(2024·广东肇庆·一模)在△ABC中,角,,所对边长分别为,,,若,则角的最大值为( )
A. B. C. D.
例2.(2024·全国·模拟预测)在△ABC中,,若,则的最大值为( )
A. B.2 C. D.
题型精练
1.(2024·安徽合肥·模拟预测)已知△ABC角的对边分别为满足,则角的最大值为( )
A. B. C. D.
2.(2024·江苏苏州·模拟预测)已知△ABC的角对应的边分别为的平分线交边于点,若,则的最小值为( )
A. B.4 C. D.
3.(24-25高三·河南·开学考试)在△ABC中,内角所对的边分别为,若成等差数列,则的最小值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
4.(2024·福建厦门·三模)记锐角△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若,则的取值范围是 .
5.(24-25高三·江苏南京·阶段练习)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知A为钝角,.则的取值范围是 .
题型七、与中线有关的解三角形
典例精选
例1.(2021·浙江·14)在中,,M是的中点,,则 , .
例2.(2024·山西·三模)在中,内角所对的边分别为已知的外接圆半径是边的中点,则长为( )
A. B. C. D.
题型精练
1.(2024·山西太原·一模)在△ABC中,内角,,所对的边分别是,,,已知,那么 ,设边的中点为,若,且△ABC的面积为,则的长是 .
2.(2024·陕西铜川·三模)已知△ABC的内角所对的边分别是,点是的中点.若,且,则 .
3.(2024·河北·三模)已知△ABC的内角,,的对边分别为,,,是的中线.若,且,则△ABC面积的最大值为 .
题型八、与角分线有关的解三角形
典例精选
例1.(2023·全国甲卷(理)·16)在中,,的角平分线交BC于D,则 .
例2.(24-25高三·四川达州·开学考试)在中,内角的对边分别为,且△ABC的面积,若的平分线交于点,则( )
A. B. C. D.
题型精练
1.(2024·河北·三模)中,,.则的角平分线的长为 .
2.(24-25高三·广东·开学考试)在中,内角的对边分别为,且,若点在边上,且平分,则( )
A. B.
C. D.
3.(2024·四川内江·三模)在△ABC中,角A的平分线AD与BC边相交于点D,若,则的最小值为 .
4.(2024·四川绵阳·三模)在△ABC中,是边上一点,,若,且的面积为,则 .
题型九、与高线有关的解三角形
典例精选
例.(2024·陕西·模拟预测)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,若△ABC的面积为,周长为,则AC边上的高为( )
A. B. C. D.
题型精练
1.(2025·江苏·模拟预测)锐角△ABC中,,,,则AB边上的高CD长为( )
A. B. C. D.
题型十、多三角形或四边形的解三角形
典例精选
例1.(2020·新课标Ⅰ·16)如图,在三棱锥P–ABC的平面展开图中,AC=1,,AB⊥AC,AB⊥AD,∠CAE=30°,则cos∠FCB= .
例2.(2022·全国甲卷(理)·16)已知中,点D在边BC上,.当取得最小值时, .
精准练习
1.(2024·河南郑州·模拟预测)如图,在平面四边形ABCD中,若,,,,则( )
A. B.2 C. D.
2.(2024·四川乐山·三模)在△ABC中,点是边上靠近点的三等分点,若,则( )
A. B. C. D.
3.(2024·江西九江·二模)已知在四边形中,,,,则的长为( )
A. B. C. D.
4.(2024·广东佛山·模拟预测)在△ABC中,,点在线段上,且,则△ABC的面积为 .
5.(2024·四川自贡·三模)如图,D为△ABC的边AC上一点,,,,则的最小值为 .
6.(2024·广东佛山·模拟预测)在△ABC中,,点在线段上,且,则△ABC的面积为 .
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解三角形小题题型专练(10大题型)(解析版)
题型归类
题型一、正(余)弦定理解三角形
题型二、三角形解的个数问题
题型三、判断三角形的形状
题型四、三角形的面积公式及应用
题型五、解三角形的实际应用
方向1、高度测量
方向2、距离测量
方向3、角度测量
题型六、范围或最值问题
方向1、求边或周长的最值(范围)
方向2、求三角形的面积的最值(范围)
方向3、其它最值(范围)问题
题型七、与中线有关的解三角形
题型八、与角分线有关的解三角形
题型九、与高线有关的解三角形
题型十、多三角形或四边形的解三角形
题型一、正(余)弦定理解三角形
典例精选
例1.(2023·北京·7)在中,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为,
所以由正弦定理得,即,
则,故,
又,所以.
故选:B.
例2.(2024·全国甲卷(理11文12))在中,内角所对的边分别为,若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,则由正弦定理得.
由余弦定理可得:,
即:,根据正弦定理得,
所以,
因为为三角形内角,则,则.
故选:C.
题型精练
1.(24-25高三·广东梅州·开学考试)在中,内角A、B、C所对的边分别为a、b、c,已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,,由正弦定理可得,
所以,因为,则,所以,解得.
故选:C.
2.(2024·云南·模拟预测)在中,内角,,的对边分别为,,,若,则的值为( )
A. B. C.1 D.
【答案】D
【详解】因为由正弦定理得,
所以,,
故选:D.
3.(2024·山西太原·二模)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若,,,则( )
A.5 B.4或5 C.6 D.4或6
【答案】A
【详解】△ABC中,,,,
由正弦定理,有,
为△ABC的内角,则有,所以,
,,
,
由正弦定理,有.
故选:A
4.(2024·广东肇庆·一模)在中,,,分别是角,,的对边,,,,则的外接圆半径是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:由余弦定理,得,所以舍负,设的外接圆半径为,根据正弦定理,可得,所以.
故选:D.
5.(2024·内蒙古呼和浩特·模拟预测)记的内角的对边分别为.已知,外接圆直径为4,则边的长为 .
【答案】
【详解】,由正弦定理得,
因为,所以,
所以,由得,
因为,
所以,因为,所以,可得,
所以,
因为外接圆直径为4,
所以由正弦定理得,
则边的长为.
故答案为:.
题型二、三角形解的个数问题
典例精选
例.(23-24高三·河北沧州·模拟)在△ABC中,,且满足该条件的△ABC有两个,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由正弦定理可得:,所以,所以,
因为满足条件的△ABC有两个,所以,即,所以的取值范围是
故选:D
题型精练
1.(23-24高三·北京顺义·期中)在△ABC中,,,,满足条件的△ABC( )
A.有无数多个 B.有两个 C.有一个 D.不存在
【答案】D
【详解】因为,,,
由正弦定理,即,所以,
又,
由正弦函数的性质可得不存在,所以满足条件的△ABC不存在.
故选:D
2.(2024·宁夏银川·三模)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,,若△ABC有两解,则c的取值可能为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】A
【详解】由题意可得,即.
故选:A.
3.(2024·广东·三模)在△ABC中,已知,,,若存在两个这样的三角形,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由正弦定理可得,
由题意可知:关于A的方程:在有两解,
在同一坐标系内分别作出曲线,和水平直线,
因为它们有两个不同的交点,所以,所以.
故选:C.
题型三、判断三角形的形状
典例精选
例1.(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
【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
例2.(多选)(2024·辽宁沈阳·模拟预测)在△ABC中,角、、的对边分别为、、,且已知,则( )
A.若,且△ABC有两解,则的取值范围是
B.若,且,则△ABC恰有一解.
C.若,且△ABC为钝角三角形,则的取值范围是
D.若,且△ABC为锐角三角形,则的取值范围是
【答案】AD
【详解】A选项:由正弦定理,,,
且,则,选项A正确;
选项B:,所以△ABC无解,故B错误;
C选项:①为最大边:,且,此时;
②为最大边:,且,此时,选项C错误;
D选项:,且,所以,选项D正确;
故选;AD.
题型精练
1.(2024·山东·二模)在△AB中,设内角的对边分别为,设甲:,设乙:△AB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
【详解】在△AB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:△AB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.(2023·甘肃酒泉·三模)在中内角的对边分别为,若,则的形状为( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等腰直角三角形 D.等腰三角形或直角三角形
【答案】D
【详解】由正弦定理,余弦定理及得,
,即,
则,即
或为等腰三角形或直角三角形.
故选:D.
3.(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
【详解】由,可得,
则,
,
,
即,
由,故只能为锐角,可得,
因为,所以,.
故选:A.
4.(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
【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.
题型四、三角形的面积公式及应用
典例精选
例1.(2021·全国乙卷(理)·15)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为,,,则 .
【答案】
【详解】由题意,,
所以,
所以,解得(负值舍去).
故答案为:.
例2.(2024·陕西榆林·模拟预测)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且B=60°,,,则△ABC的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由,得,
∴,解得,.
∴.
故选:D.
题型精练
1.(2024·浙江·二模)已知,则△ABC的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由余弦定理得,
因为,所以,
可得.
故选:D.
2.(24-25高三·河南·开学考试)在锐角△ABC中,记角,,的对边分别为,,,若,,且,则△ABC的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为,
所以,所以,
又△ABC为锐角三角形,所以,
所以,所以,又,所以△ABC为等边三角形,
所以的面积为.
故选:D.
3.(24-25高三·陕西安康·开学考试)已知△ABC的内角的对边分别为,若的面积为,则 .
【答案】或
【详解】的面积为,
所以,解得,
因为,所以或,
当时,由余弦定理可得,即,
当时,由余弦定理可得,即,
综上或,
故答案为:或.
4.(2024·四川乐山·三模)在△ABC中,点是边上靠近点的三等分点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设,则,
,
由余弦定理得,
,解得,,
所以,,
.
故选:C.
5.(2023·河北保定·三模)已知△ABC外接圆的半径为,且,则△ABC的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为
由得,
由余弦定理得
所以由得,
因为,所以,因为,
由余弦定理得,解得,
所以.
故选:B
题型五、解三角形的实际应用
方向1、高度测量
典例精选
例.(2021·全国甲卷(理)·8)2020年12月8日,中国和尼泊尔联合公布珠穆朗玛峰最新高程为8848.86(单位:m),三角高程测量法是珠峰高程测量方法之一.如图是三角高程测量法的一个示意图,现有A,B,C三点,且A,B,C在同一水平面上的投影满足,.由C点测得B点的仰角为,与的差为100;由B点测得A点的仰角为,则A,C两点到水平面的高度差约为()( )
A.346 B.373 C.446 D.473
【答案】B
【详解】
过作,过作,
故,
由题,易知为等腰直角三角形,所以.
所以.
因为,所以
在中,由正弦定理得:
,
而,
所以
所以.
故选:B.
题型精练
1.(24-25高三·福建·阶段练习)“三山一水”城市雕塑位于福建省福州市五一广场,是福州市的标志性雕塑.这座雕塑以福州的自然景观和历史文化为灵感,通过艺术的形式展现了福州“三山两塔一条江”的独特城市风貌和地域文化特色.如图,为了测量“三山一水”城市雕塑的高度,选取了与该雕塑底部在同一平面内的两个测量基点与.现测得,,在点测得雕塑顶端的仰角为,在点测得雕塑顶端的仰角为,则雕塑的高度( )
A.47.6m B.35.7m C.23.8m D.11.9m
【答案】C
【详解】设,在中,因,则,
在中,因,则,
在中,由余弦定理得,,
即,解得
故选:C.
2.(2024·广东湛江·二模)财富汇大厦坐落在广东省湛江市经济技术开发区,是湛江经济技术开发区的标志性建筑,同时也是已建成的粤西第一高楼.为测量财富汇大厦的高度,小张选取了大厦的一个最高点A,点A在大厦底部的射影为点O,两个测量基点B、C与O在同一水平面上,他测得米,,在点B处测得点A的仰角为(),在点C处测得点A的仰角为45°,则财富汇大厦的高度 米.
【答案】204
【详解】设米,因为在点B处测得点A的仰角为,所以,所以.
因为在点C处测得点A的仰角为45°,所以米.
由余弦定理,可得,
即,解得.
故答案为:204
3.(2024·湖南岳阳·二模)岳阳楼地处岳阳古城西门城墙之上,下瞰洞庭,前望君山.因范仲淹的《岳阳楼记》著称于世,自古有“洞庭天下水,岳阳天下楼”之美誉.小明为了测量岳阳楼的高度,他首先在处,测得楼顶的仰角为,然后沿方向行走22.5米至处,又测得楼顶的仰角为,则楼高为 米.
【答案】
【详解】中,,,,
中,,,,
因为米,所以,
解得:
故答案为:
方向2、距离测量
典例精选
例.(2024·山东临沂·一模)在同一平面上有相距14公里的两座炮台,在的正东方.某次演习时,向西偏北方向发射炮弹,则向东偏北方向发射炮弹,其中为锐角,观测回报两炮弹皆命中18公里外的同一目标,接着改向向西偏北方向发射炮弹,弹着点为18公里外的点,则炮台与弹着点的距离为( )
A.7公里 B.8公里 C.9公里 D.10公里
【答案】D
【详解】依题意设炮弹第一次命中点为,则,,
,,
在△ABC中,
即,解得,
所以,又为锐角,解得(负值舍去),
在中
,
所以,即炮台与弹着点的距离为公里.
故选:D
题型精练
1.(2024·吉林·二模)如图,位于某海域处的甲船获悉,在其北偏东 方向处有一艘渔船遇险后抛锚等待营救. 甲船立即将救援消息告知位于甲船北偏东,且与甲船相距的处的乙船,已知遇险渔船在乙船的正东方向,那么乙船前往营救遇险渔船时需要航行的距离为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由题意知,,
由正弦定理得,
所以.
故乙船前往营救遇险渔船时需要航行的距离为.
故选:B.
2.(2023·江苏南通·二模)古代数学家刘徽编撰的《重差》是中国最早的一部测量学著作,也为地图学提供了数学基础.现根据刘徽的《重差》测量一个球体建筑物的高度,已知点是球体建筑物与水平地面的接触点(切点),地面上,两点与点在同一条直线上,且在点的同侧.若在,处分别测得球体建筑物的最大仰角为和,且,则该球体建筑物的高度约为( )()
A.49.25 m B.50.76 m C.56.74 m D.58.60 m
【答案】B
【详解】如图,
设球的半径为,,,
,
,
,即该球体建筑物的高度约为.
故选:B
3.(23-24高三·广东广州·阶段练习)在一次海上联合作战演习中,红方一艘侦察艇发现在北偏东方向,相距12公里的水面上,有蓝方一艘小艇正以每小时10公里的速度沿南偏东方向前进,若侦察艇以每小时14公里的速度,沿北偏东方向拦截蓝方的小艇.若要在最短的时间内拦截住,则红方侦察艇所需的时间为 小时,角的正弦值为 .
【答案】2;
【详解】设红方侦查艇经过x小时后在处追上蓝方的小艇,则,,.
根据余弦定理得,解得,
故,.
根据正弦定理得,解得,
故答案为:2;.
4.(2023·山东济南·三模)山东省科技馆新馆目前成为济南科教新地标(如图1),其主体建筑采用与地形吻合的矩形设计,将数学符号“”完美嵌入其中,寓意无限未知、无限发展、无限可能和无限的科技创新.如图2,为了测量科技馆最高点A与其附近一建筑物楼顶B之间的距离,无人机在点C测得点A和点B的俯角分别为75°,30°,随后无人机沿水平方向飞行600米到点D,此时测得点A和点B的俯角分别为45°和60°(A,B,C,D在同一铅垂面内),则A,B两点之间的距离为 米.
【答案】
【详解】由题意,,所以,
所以在中,,,
又,所以,
在中,由正弦定理得,,所以,
在中,,
由余弦定理得,,
所以.
故答案为:
方向3、角度测量
典例精选
例.(2024·上海·高考真题)已知点B在点C正北方向,点D在点C的正东方向,,存在点A满足,则 (精确到0.1度)
【答案】
【详解】设,
在中,由正弦定理得,
即’
即①
在中,由正弦定理得,
即,即,②
因为,得,
利用计算器即可得,
故答案为:.
题型精练
1.(23-24高三·山东泰安·阶段练习)公路北侧有一幢楼,高为60米,公路与楼脚底面在同一水平面上.某人在点处测得楼顶的仰角为,他在公路上自西向东行走,行走60米到点处,测得仰角为,沿该方向再行走60米到点处,测得仰角为.则( )
A. B.3 C. D.
【答案】A
【详解】如图所示,由题意有,,
则有,故,
则,
故,
则.
故选:A.
2.(2024·山东临沂·一模)在同一平面上有相距14公里的两座炮台,在的正东方.某次演习时,向西偏北方向发射炮弹,则向东偏北方向发射炮弹,其中为锐角,观测回报两炮弹皆命中18公里外的同一目标,接着改向向西偏北方向发射炮弹,弹着点为18公里外的点,则炮台与弹着点的距离为( )
A.7公里 B.8公里 C.9公里 D.10公里
【答案】D
【详解】依题意设炮弹第一次命中点为,则,,
,,
在中,
即,解得,
所以,又为锐角,解得(负值舍去),
在中
,
所以,即炮台与弹着点的距离为公里.
故选:D
3.(2024·上海嘉定·二模)嘉定某学习小组开展测量太阳高度角的数学活动.太阳高度角是指某时刻太阳光线和地平面所成的角.测量时,假设太阳光线均为平行的直线,地面为水平平面.如图,两竖直墙面所成的二面角为120°,墙的高度均为3米.在时刻,实地测量得在太阳光线照射下的两面墙在地面的阴影宽度分别为1米、1.5米.在线查阅嘉定的天文资料,当天的太阳高度角和对应时间的部分数据如表所示,则时刻最可能为( )
太阳高度角
时间
太阳高度角
时间
43.13°
08:30
68.53°
10:30
49.53°
09:00
74.49°
11:00
55.93°
09:30
79.60°
11:30
62.29°
10:00
82.00°
12:00
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】如图所示,
设两竖直墙面的交线为,点被太阳光照射在地面上的影子为点,
点分别是点在两条墙脚线上的射影,连接 ,,,
由题意可知就是太阳高度角.
∵四边形中,,,
∴ ,
∴中,,
可得,
∵四边形是圆内接四边形,是其外接圆直径,
∴设的外接圆半径为,则,
在中,,
所以,
对照题中表格,可知时刻时,太阳高度角为,与最接近.
故选:B.
题型六、范围或最值问题
方向1、求边或周长的最值(范围)
典例精选
例1.(2024·江西·二模)已知△ABC的内角,,的对边分别为,,,且,若△ABC的面积等于,则△ABC的周长的最小值为 .
【答案】
【详解】由正弦定理结合,可得,
因为,所以,即,
注意到,所以只能,解得,
若△ABC的面积等于,
则,解得,
在三角形中,运用余弦定理有,
三角形的周长,等号成立当且仅当,
综上所述,当且仅当三角形是以顶角的等腰三角形时,△ABC的周长取到最小值,且最小值为.
故答案为:.
例2.(2024·四川达州·二模)在△ABC中,角,,的对边分别为,,,,点在平面内,,则的最大值为 .
【答案】3
【详解】因为,所以,
整理得,
又,当且仅当时等号成立;,当且仅当时等号成立,所以△ABC为等边三角形;如图,设,,.
在中,由余弦定理得,,
.
在中,由正弦定理得,
,.
在中,由余弦定理得
,等号在时成立.
所以的最大值为3.
题型精练
1.(2024·江苏连云港·模拟预测)在△ABC中,角的对边分别为,若,,则边的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由,得,,
由正弦定理可得,即,
所以,所以或(舍去),所以,
由正弦定理得,,
而,,所以,
所以,所以,所以的取值范围为.
故选:B
2.(2024·四川成都·模拟预测)设锐角△ABC的三个内角的对边分别为,且,则的取值范围为 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】在△ABC中,由可得,
由正弦定理得:
又△ABC为锐角三角形,所以,解得,
令,则,
因为在时单调递增,
所以,则.
故选:C
3.(2024·全国·二模)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,且,则△ABC周长的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为,
由正弦定理得,
因为,所以,由于,故,则,
由正弦定理得,
故,
又,则,所以,则,
故△ABC周长的最大值为.
故选:D.
4.(2024·山东日照·三模)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】中,
由余弦定理可得:
,整理可得,
又,则,
,,则,
可得,则,即,
故选:C
5.(2024·全国·二模)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为的平分线AD交BC于点.若,则△ABC周长的最小值为 .
【答案】
【详解】,
,
即,
,
,
.
,得,
由,得,当且仅当时,等号成立.
又的周长,当且仅当时,等号成立.
故答案为:
方向2、求三角形的面积的最值(范围)
典例精选
例1.(24-25高三·广西贵港·开学考试)在△ABC中,,且边上的高为,则( )
A.△ABC的面积有最大值,且最大值为
B.△ABC的面积有最大值,且最大值为
C.△ABC的面积有最小值,且最小值为
D.△ABC的面积有最小值,且最小值为
【答案】D
【详解】因为
所以
所以,又为三角形内角,
所以,所以
设角的对边分别为,边的高为,
由三角形面积公式可得:,又,
所以,又,
所以,当且仅当时取等号,
所以
所以
故选:D
例2.(2024·湖北武汉·模拟预测)在三角形中,角,,的对边分别为,,且满足,,则△ABC面积取最大值时,( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为,
又由余弦定理:,所以,
所以.
由正弦定理得:,
所以或(舍去),故.
因为,所以.
由正弦定理:.
所以.
因为,所以.
设,.
则,
由,
由,
所以在上单调递增,在上递减,
所以当时,有最大值.
即当时,的面积最大.
此时
.
故选:A
题型精练
1.(2024·山西太原·三模)已知△ABC 中,是的中点,且 ,则△ABC 面积的最大值( )
A. B. C.1 D.2
【答案】A
【详解】因为所以,
因为是中线,所以,,
所以,当且仅当时,等号成立;
△ABC 面积为.
故选:A
2.(2024·重庆九龙坡·三模)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,其面积为,已知,.则 ;的最大值为 .
【答案】;
【详解】因为,所以由正弦定理知,
所以,因为,所以,
又,所以,所以,所以;
由已知及余弦定理得:,
所以,当且仅当时,等号成立,
,
则面积的最大值为.
故答案为:;
3.(2024·山东·二模)在△ABC中,内角的对边分别为,,且,则△ABC面积的最大值为 .
【答案】
【详解】因为,
所以由余弦定理,得,
所以,又,
则,
所以由余弦定理以及基本不等式得:
,
即,当且仅当时等号成立,
所以,即面积的最大值为,
故答案为:.
4.(2024·河北唐山·二模)锐角△ABC中,边上的高为4,则△ABC面积的取值范围为 .
【答案】
【详解】由题意可知,因为△ABC为锐角三角形,且,边上的高为4,
如图①所示,,,
,解得.
在△ABC中由正弦定理得,
所以,
在中,,即,
所以,
所以△ABC的面积为:
,,
令,
所以,在单调递减,
所以,
所以.
故答案为:.
方向3、其它最值(范围)问题
典例精选
例1.(2024·广东肇庆·一模)在△ABC中,角,,所对边长分别为,,,若,则角的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:,,
由余弦定理得:,
为三角形内角,的最大值为.
故选:C.
例2.(2024·全国·模拟预测)在△ABC中,,若,则的最大值为( )
A. B.2 C. D.
【答案】D
【详解】
已知在△ABC中,,,
所以,,设,
在中,,
在中,,
则
,
当且仅当,即时取等号.
故选:D.
题型精练
1.(2024·安徽合肥·模拟预测)已知△ABC角的对边分别为满足,则角的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】在△ABC中,由正弦定理及,得,即,
由余弦定理得,当且仅当时取等号,
而,则,所以角的最大值为.
故选:A
2.(2024·江苏苏州·模拟预测)已知△ABC的角对应的边分别为的平分线交边于点,若,则的最小值为( )
A. B.4 C. D.
【答案】C
【详解】
,因为的平分线交边于点,且,
所以,
,,
而,所以,
化简得,即,
则,
当且仅当时取等号,即最小值为.
故选:C.
3.(24-25高三·河南·开学考试)在△ABC中,内角所对的边分别为,若成等差数列,则的最小值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】A
【详解】由题知,由正弦定理得,
即,
因为,所以,
又,
所以,得,
所以最多有一个是钝角,所以,
因为
,
由基本不等式得,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值为3.
故选:A
4.(2024·福建厦门·三模)记锐角△ABC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】
【详解】因为,所以,
由余弦定理可得:,
可得,在锐角△ABC中,由余弦定理可得:
,
因为,即,即,
所以,
所以,所以.
故答案为:.
5.(24-25高三·江苏南京·阶段练习)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知A为钝角,.则的取值范围是 .
【答案】
【详解】由,根据正弦定理得:,
由于,可知,即,
因为为钝角,则为锐角,即,
则,则.
.
因为为锐角,所以,即,则,
设,则,
.
因为,则,从而.
故答案为:
题型七、与中线有关的解三角形
典例精选
例1.(2021·浙江·14)在中,,M是的中点,,则 , .
【答案】;
【详解】由题意作出图形,如图,
在中,由余弦定理得,
即,解得(负值舍去),
所以,
在中,由余弦定理得,
所以;
在中,由余弦定理得.
故答案为:;.
例2.(2024·山西·三模)在中,内角所对的边分别为已知的外接圆半径是边的中点,则长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由的外接圆半径,得,
由和得,
又,解得,所以.
因为中,是边的中点,所以,
于是
.
故选:D.
题型精练
1.(2024·山西太原·一模)在△ABC中,内角,,所对的边分别是,,,已知,那么 ,设边的中点为,若,且△ABC的面积为,则的长是 .
【答案】 ;
【详解】在△ABC中,由正弦定理得,,
因为,所以,
化简得,,
在△ABC中,由余弦定理得,,
又因为,所以
由,得,
由,得,所以.
又因为边的中点为,所以,
所以
故答案为:,.
2.(2024·陕西铜川·三模)已知△ABC的内角所对的边分别是,点是的中点.若,且,则 .
【答案】
【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△ABC的一条中线,可得,
所以,
即,解得或(舍).
由余弦定理得.
故答案为:.
3.(2024·河北·三模)已知△ABC的内角,,的对边分别为,,,是的中线.若,且,则△ABC面积的最大值为 .
【答案】
【详解】因为,
由正弦定理可得,
又,
所以,
由正弦定理可得,
由余弦定理,所以,
又,所以,
因为是中边上中线,则,
即,所以,
所以,可得,当且仅当时等号成立,
故,
即△ABC面积的最大值为.
故答案为:
题型八、与角分线有关的解三角形
典例精选
例1.(2023·全国甲卷(理)·16)在中,,的角平分线交BC于D,则 .
【答案】
【详解】
如图所示:记,
方法一:由余弦定理可得,,
因为,解得:,
由可得,
,
解得:.
故答案为:.
方法二:由余弦定理可得,,因为,解得:,
由正弦定理可得,,解得:,,
因为,所以,,
又,所以,即.
故答案为:.
例2.(24-25高三·四川达州·开学考试)在中,内角的对边分别为,且△ABC的面积,若的平分线交于点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由可知,,所以,所以.
在中,由等面积法得,
即,
即,解得,故正确.
故选:A.
题型精练
1.(2024·河北·三模)中,,.则的角平分线的长为 .
【答案】2
【分析】作出图形,利用余弦定理求得,进而求得的值,利用正弦定理可求得的值,最后在中利用余弦定理求得的长.
【详解】在中,,,,
由余弦定理得,
由余弦定理得,
由题意可得,,,
在中,由正弦定理得,①
在中,由正弦定理得,②
①②得,,则,
在中,由余弦定理得.
故答案为:.
2.(24-25高三·广东·开学考试)在中,内角的对边分别为,且,若点在边上,且平分,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为,
所以由正弦定理,得,
所以,
因为,所以,
所以,所以,
因为0,所以,
所以,
由,得,
所以.
故选:C.
3.(2024·四川内江·三模)在△ABC中,角A的平分线AD与BC边相交于点D,若,则的最小值为 .
【答案】
【详解】依题意,,设,
依题意是角A的角平分线,,
所以,,
由三角形的面积公式得,
整理得,则,
所以
.
当且仅当,即时,等号成立.
故答案为:.
4.(2024·四川绵阳·三模)在△ABC中,是边上一点,,若,且的面积为,则 .
【答案】
【详解】作的角平分线,
由得,
故是的角平分线,
根据等面积法可得,
由于,
所以,
又,所以,
,
所以,所以,
因此,故为等边三角形,
所以,
,
故答案为:
题型九、与高线有关的解三角形
典例精选
例.(2024·陕西·模拟预测)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,若△ABC的面积为,周长为,则AC边上的高为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】在△ABC中,由正弦定理及,
得,即,由余弦定理得,
则,由△ABC的面积为,得,解得,
由,得,又,因此,
令AC边上的高为,则,所以.
故选:B
题型精练
1.(2025·江苏·模拟预测)锐角△ABC中,,,,则AB边上的高CD长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为且△ABC为锐角三角形,可得,
所以,
因为△ABC为锐角三角形,所以,又,
所以,解得,
由正弦定理可得,所认,
设边上的高长为,所以,
.
故选:D.
题型十、多三角形或四边形的解三角形
典例精选
例1.(2020·新课标Ⅰ·16)如图,在三棱锥P–ABC的平面展开图中,AC=1,,AB⊥AC,AB⊥AD,∠CAE=30°,则cos∠FCB= .
【答案】
【详解】,,,
由勾股定理得,
同理得,,
在中,,,,
由余弦定理得,
,
在中,,,,
由余弦定理得.
故答案为:.
例2.(2022·全国甲卷(理)·16)已知中,点D在边BC上,.当取得最小值时, .
【答案】/
【详解】[方法一]:余弦定理
设,
则在中,,
在中,,
所以
,
当且仅当即时,等号成立,
所以当取最小值时,.
故答案为:.
[方法二]:建系法
令 BD=t,以D为原点,OC为x轴,建立平面直角坐标系.
则C(2t,0),A(1,),B(-t,0)
[方法三]:余弦定理
设BD=x,CD=2x.由余弦定理得
,,
,,
令,则,
,
,
当且仅当,即时等号成立.
[方法四]:判别式法
设,则
在中,,
在中,,
所以,记,
则
由方程有解得:
即,解得:
所以,此时
所以当取最小值时,,即.
精准练习
1.(2024·河南郑州·模拟预测)如图,在平面四边形ABCD中,若,,,,则( )
A. B.2 C. D.
【答案】D
【详解】在△ABC中,由余弦定理,
得,所以,
因为,所以,
在中,,
由正弦定理,得,所以.
故选:D.
2.(2024·四川乐山·三模)在△ABC中,点是边上靠近点的三等分点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设,则,
,
由余弦定理得,
,解得,,
所以,,
.
故选:C.
3.(2024·江西九江·二模)已知在四边形中,,,,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】在中,由,且,可得,
由正弦定理得,所以,
在中,由余弦定理得,
所以.
故选:D.
4.(2024·广东佛山·模拟预测)在△ABC中,,点在线段上,且,则△ABC的面积为 .
【答案】
【详解】设,则,
在中,由余弦定理可得 ,
在中,由余弦定理可得 ,
又因为,所以,
所以,解得,
又,所以△ABC是直角三角形且,
所以.
故答案为:.
5.(2024·四川自贡·三模)如图,D为△ABC的边AC上一点,,,,则的最小值为 .
【答案】
【详解】设,则,
在中,,所以,
所以,
因为,所以,
所以,
所以,
所以,
所以,当时,有最小值,此时取最小值,
所以.
故答案为:.
6.(2024·广东佛山·模拟预测)在△ABC中,,点在线段上,且,则△ABC的面积为 .
【答案】
【详解】设,则,
在中,由余弦定理可得 ,
在中,由余弦定理可得 ,
又因为,所以,
所以,解得,
又,所以△ABC是直角三角形且,
所以.
故答案为:.
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