内容正文:
第27讲 正余弦定理及其应用
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探究点一 利用余弦定理、正弦定理解基本量问题
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探究点二 利用余弦定理、正弦定理判定三角形的形状
例2(1) 在中,若,则 是( )
B
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等腰或直角三角形 D.钝角三角形
[解析] , ,
,, ,, .故选B.
[思路点拨]根据正弦定理可得,整理可得 ,
又由,可得 ,即可得解.
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(2) 在中,已知,且 ,则该三角
形的形状是( )
C
A.直角三角形 B.等腰三角形 C.等边三角形 D.钝角三角形
[解析] ,,又, .
由,得,,即 ,
又, 该三角形为等边三角形.
[思路点拨]首先利用余弦定理求出角 ,再利用正弦定理与余弦定理将
化简得到, 的关系,进而判断出三角形形状.
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变式题(1) (多选题)已知的内角,,所对的边分别为,, ,
则下列说法中正确的有( )
ACD
A.若,则 一定是等边三角形
B.若,则 一定是等腰三角形
C.若,则 一定是等腰三角形
D.若,则 一定是钝角三角形
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[解析] 对于A,若,则由正弦定理得 ,
即,则,所以 一定是等边三角形,故A正确;
对于B,若,则由正弦定理得 ,
即,则或 ,即或 ,
所以是等腰三角形或直角三角形,故B错误;
对于C,若 ,则由正弦定理得,
所以 ,即,所以一定是等腰三角形,故C正确;
对于D,在 中,因为,且,
所以,所以角 为钝角,所以一定是钝角三角形,故D正确.故选 .
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(2) 在中,内角,,所对的边分别是,, ,若
,则 的形状为( )
D
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
[解析] 因为 ,
所以由正弦定理得,
又 ,
所以 ,
所以,所以或,
所以或 ,所以 为等腰三角形或直角三角形.
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目标1 解三角形
(2023新课标Ⅰ卷)在△ABC中,已知A+B=3C,2sin(A-C)=sin B.
(1) 求sin A的值;
(2) 设AB=5,求边AB上的高.
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【思路分析】 (1) 根据角的关系及两角和、差的正弦公式,化简即可得解;(2) 利用同角之间的三角函数基本关系及两角和的正弦公式求sin B,再由正弦定理求出AC,根据等面积法求解即可.
练习1 [2023全国乙卷(理)]在△ABC中,已知∠BAC=120°,AB=2,AC=1.
(1) 求sin∠ABC的值;
(2) 若D为BC上的一点,且∠BAD=90°,求△ADC的面积.
练习2
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若选③,因为(2b-a)cosC=ccosA,
所以由正弦定理,得(2sinB-sinA)cosC=sinCcosA,
化简,得2sinBcosC=sinAcosC+cosAsinC=sin(A+C)=sinB.
又sin B≠0,
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【解析】 (1) 因为A+B=3C,
所以π-C=3C,即C=.
因为2sin(A-C)=sin B=sin(A+C),
所以2sin Acos C-2cos Asin C=sin Acos C+cos Asin C,
所以sin Acos C=3cos Asin C,
可得sin A=3cos A,
即tan A=3,所以0<A<,
所以sin A==.
(2) 由(1)知,cos A==,
则sin B=sin(A+C)=sin Acos C+cos Asin C==.
在△ABC中,由正弦定理=,
可得AC==2.
设边AB上的高为h,
则AB·h=AB·AC·sin A,
所以h=AC·sin A=2×=6.
【思路分析】 (1) 首先由余弦定理求得BC=,然后由余弦定理可得cos B=,最后由同角三角函数基本关系可得sin B=;(2) 由题意可得=4,则S△ACD=S△ABC,据此即可求得△ADC的面积.
【解析】 (1) 由余弦定理可得BC2=AC2+AB2-2AC·ABcos A=1+4-2×1×2×cos 120°=7,
所以BC=,则cos B===,
故sin B===.
(2) 由三角形的面积公式可得==4,
故S△ACD=S△ABC=×=,即△ADC的面积为.
【解析】(1) 若选①,因为(a-ccosB)=bsinC,所以由正弦定理,得(sinA-sinC·cosB)=sinBsinC,
即[sin(B+C)-sinCcosB]=sinBsinC,
所以sinBcosC=sinBsinC.
又sin B≠0,
所以tanC=,又C∈(0,π),故C=.
若选②,因为b+bcosC=csinB,
所以由正弦定理,得sinB+sinBcosC=sinCsinB.
又sinB≠0,所以1+cosC=sinC,
可得sin=,
所以C-=或C-=(舍去),
故C=.
所以cosC=,又C∈(0,π),
故C=.
(2) 因为tanB=,
所以解得
且sinA=sin(B+C)=sinBcosC+cosBsinC=×+×=.
由正弦定理,得===3,
即a=3b.
又因为S△ABC=3=absinC,即ab=12,所以3b2=12,解得b=2,则a=6.
由余弦定理,得c2=a2+b2-2abcosC=36+4-2×6×2×=28,则c=2,
所以△ABC的周长为a+b+c=8+2.
【解析】由S△ABC=S△BCD+S△ACD,得absin=a·CDsin+b·CDsin,整理,得a+b=ab.由余弦定理,得c2=4=a2+b2-2abcos=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab=a2b2-3ab,所以27(ab)2-48ab-64=0,即(3ab-8)·(9ab+8)=0,解得ab=或ab=-(舍去),所以a+b=×=2,即解得或因为>2>,所以△ABC中最长边的边长为.
$$