内容正文:
6.4.3余弦定理、正弦定理综合练习
1.在△ABC中,A,B,C所对的边分别为a,b,c,若bcos A+acos B=c2,a=b=2,则△ABC的周长为( )
A.7.5 B.7
C.6 D.5
2.若△ABC的内角A,B,C满足6sin A=4sin B=3sin C,则cos B=( )
A. B.
C. D.
3.在△ABC中,已知AB=2,BC=5,△ABC的面积为4,若∠ABC=θ,则cos θ=( )
A. B.-
C.± D.±
4.在△ABC中,a2-(b-c)2=bc,则A=( )
A.30° B.60°
C.120° D.150°
5.在△ABC中,若acos2+ccos2=b,那么a,b,c的关系是( )
A.a+b=c B.a+c=2b
C.b+c=2a D.a=b=c
6.在△ABC中,A∶B=1∶2,C的角平分线CD把三角形面积分为3∶2两部分,则cos A=( )
A. B.
C. D.0
7.(高考真题·天津)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知△ABC的面积为3,b-c=2,cos A=-,则a的值为________.
8.在△ABC中,AB=2,AC=,BC=1+,AD为边BC上的高,则AD的长是________.
9.已知△ABC的面积为2,BC=5,A=60°,则△ABC的周长是________.
10.已知等腰三角形的底边长为6,腰长为12,则它的外接圆半径为________.
11.在钝角△ABC中,a=1,b=2,则最大边c的取值范围是( )
A.1<c<3 B.2<c<3
C.<c<3 D.2<c<3
12.已知△ABC中,∠A=60°,最大边和最小边的长是方程3x2-27x+32=0的两实根,那么BC边的长等于________.
13.在△ABC中,已知BC=8,AC=5,三角形面积为12,则cos 2C=________.
14.在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,cos B=,且·=-21.
(1)求△ABC的面积;
(2)若a=7,求角C.
15.(2016·江苏)在△ABC中,AC=6,cos B=,C=.
(1)求AB的长;
(2)求cos的值.
16.从①bcos A-c=0,②acos B=bcos A,③acos C+b=0这三个条件中选择一个条件使△ABC存在,补充在下面的问题中,并回答问题.
在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知b=,c=4,且________.
(1)求角A的值;
(2)在(1)的结论下,已知点D在线段BC上,且∠ADB=,求CD的长.
1.(2024 · 全国甲卷,理)在△ABC中,内角A,B,C所对边分别为a,b,c,若B=,b2=ac,则sin A+sin C=( )
A. B.
C. D.
2.(2023·北京)在△ABC中,(a+c)(sin A-sin C)=b(sin A-sin B),则∠C=( )
A. B.
C. D.
3.(2023·全国乙卷,文)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若acos B-bcos A=c,且C=,则∠B=( )
A. B.
C. D.
4.(2023·上海)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且a=4,b=5,c=6,则sin A=________.
5.(2023·全国甲卷,理)在△ABC中,AB=2,∠BAC=60°,BC=,D为BC上一点,AD为∠BAC的平分线,则AD=________.
6.(2022·浙江)我国南宋著名数学家秦九韶,发现了从三角形三边求面积的公式,他把这种方法称为“三斜求积”,它填补了我国传统数学的一个空白.如果把这个方法写成公式,就是S=,其中a,b,c是三角形的三边,S是三角形的面积.设某三角形的三边a=,b=,c=2,则该三角形的面积S=________.
7.(2022·上海春季高考)在△ABC中,AB=2,AC=3,A=,则△ABC外接圆的半径为________.
8.(2021·全国乙卷,理)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为,B=60°,a2+c2=3ac,则b=________.
9.(2019·课标全国Ⅱ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知bsin A+acos B=0,则B=________.
10.(2018·课标全国Ⅰ,文)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知bsin C+csin B=4asin Bsin C,b2+c2-a2=8,则△ABC的面积为________.
11.(2024 ·新高考Ⅰ卷)记△ABC内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin C=cos B,a2+b2-c2=ab.
(1)求B;
(2)若△ABC的面积为3+,求c.
12.(2024 ·新高考Ⅱ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin A+cos A=2.
(1)求A.
(2)若a=2,bsin C=csin 2B,求△ABC的周长.
13.(2024 ·天津,节选)在△ABC中,cos B=,b=5,=.
(1)求a;
(2)求sin A.
14.(2024 ·北京)在△ABC中,a=7,A为钝角,sin 2B=bcos B.
(1)求∠A;
(2)从条件①、条件②和条件③这三个条件中选择一个作为已知,求△ABC的面积.
①b=7;②cos B=;③csin A= .
15.(2023·全国甲卷,文)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知=2.
(1)求bc;
(2)若-=1,求△ABC面积.
16.(2023·全国乙卷,理)在△ABC中,已知∠BAC=120°,AB=2,AC=1.
(1)求sin∠ABC;
(2)若D为BC上一点,且∠BAD=90°,求△ADC的面积.
17.(2023·天津)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,已知a=,b=2,∠A=120°.
(1)求sin B的值;
(2)求c的值;
(3)求sin(B-C).
18.(2023·上海春季高考)在△ABC中,角A,B,C对应的边分别为a,b,c,其中b=2.
(1)若A+C=120°,且a=2c,求边长c;
(2)若A-C=15°,a=csin A,求△ABC的面积S△ABC.
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6.4.3余弦定理、正弦定理综合练习
1.在△ABC中,A,B,C所对的边分别为a,b,c,若bcos A+acos B=c2,a=b=2,则△ABC的周长为( )
A.7.5 B.7
C.6 D.5
答案 D
解析 方法一:在△ABC中,由于c=bcos A+acos B,因此由bcos A+acos B=c2可知c2=c,解得c=1,结合a=b=2,则△ABC的周长为a+b+c=2+2+1=5.故选D.
方法二:∵bcos A+acos B=c2,a=b=2,∴由余弦定理可得b·+a·=c2,整理可得2c2=2c3,解得c=1,则△ABC的周长为a+b+c=2+2+1=5.故选D.
2.若△ABC的内角A,B,C满足6sin A=4sin B=3sin C,则cos B=( )
A. B.
C. D.
答案 D
3.在△ABC中,已知AB=2,BC=5,△ABC的面积为4,若∠ABC=θ,则cos θ=( )
A. B.-
C.± D.±
答案 C
解析 ∵S△ABC=AB·BCsin∠ABC=×2×5×sin θ=4,∴sin θ=.
又θ∈(0,π),∴cos θ=±=±.
4.在△ABC中,a2-(b-c)2=bc,则A=( )
A.30° B.60°
C.120° D.150°
答案 B
解析 由已知得b2+c2-a2=bc,则cos A==,又A∈(0°,180°),则A=60°,故选B.
5.在△ABC中,若acos2+ccos2=b,那么a,b,c的关系是( )
A.a+b=c B.a+c=2b
C.b+c=2a D.a=b=c
答案 B
6.在△ABC中,A∶B=1∶2,C的角平分线CD把三角形面积分为3∶2两部分,则cos A=( )
A. B.
C. D.0
答案 C
解析 ∵CD是∠C的平分线,B=2A,
∴=====2cos A=.
∴cos A=.
7.(高考真题·天津)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知△ABC的面积为3,b-c=2,cos A=-,则a的值为________.
答案 8
解析 因为0<A<π,cos A=-,所以sin A==.又S△ABC=bcsin A=bc=3,∴bc=24,解方程组得b=6,c=4,由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A=62+42-2×6×4×=64,所以a=8.
8.在△ABC中,AB=2,AC=,BC=1+,AD为边BC上的高,则AD的长是________.
答案
9.已知△ABC的面积为2,BC=5,A=60°,则△ABC的周长是________.
答案 12
10.已知等腰三角形的底边长为6,腰长为12,则它的外接圆半径为________.
答案
解析 设此三角形顶角为A,底角为B,C,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,则cos A===,
又A∈(0,π),∴sin A==.
由正弦定理得△ABC外接圆半径R==.
11.在钝角△ABC中,a=1,b=2,则最大边c的取值范围是( )
A.1<c<3 B.2<c<3
C.<c<3 D.2<c<3
答案 C
12.已知△ABC中,∠A=60°,最大边和最小边的长是方程3x2-27x+32=0的两实根,那么BC边的长等于________.
答案 7
解析 ∵A=60°,所求为BC边的长,而BC即为角A的对边,∴BC边既非最大边也非最小边.
不妨设最大边长为x1,最小边长为x2,
由题意得x1+x2=9,x1x2=.
由余弦定理,得BC2=x12+x22-2x1x2cos A
=(x1+x2)2-2x1x2-2x1x2cos A
=92-2×-2××cos 60°=49.
∴BC=7.
13.在△ABC中,已知BC=8,AC=5,三角形面积为12,则cos 2C=________.
答案
解析 由题意得S△ABC=·AC·BC·sin C=12,
即×5×8×sin C=12,则sin C=.
cos 2C=1-2sin2C=1-2×=.
14.在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,cos B=,且·=-21.
(1)求△ABC的面积;
(2)若a=7,求角C.
解析 (1)∵·=-21,∴·=21.
∴·=||·||·cos B=accos B=21.
∴ac=35,∵cos B=,B∈(0,π),∴sin B=.
∴S△ABC=acsin B=×35×=14.
(2)∵ac=35,a=7,∴c=5.
由余弦定理得b2=a2+c2-2accos B=32,
∴b=4.由正弦定理=,
得sin C=sin B=×=.
∵c<b且B为锐角,∴C一定是锐角.
∴C=45°.
15.(2016·江苏)在△ABC中,AC=6,cos B=,C=.
(1)求AB的长;
(2)求cos的值.
解析 (1)因为cos B=,0<B<π,所以sin B===.
由正弦定理知=,所以AB===5.
(2)在△ABC中,A+B+C=π,所以A=π-(B+C),
于是cos A=-cos(B+C)=-cos=-cos Bcos +sin Bsin ,
又cos B=,sin B=,故cos A=-×+×=-.
因为0<A<π,所以sin A==.
因此,cos=cos Acos +sin Asin =-×+×=.
16.从①bcos A-c=0,②acos B=bcos A,③acos C+b=0这三个条件中选择一个条件使△ABC存在,补充在下面的问题中,并回答问题.
在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知b=,c=4,且________.
(1)求角A的值;
(2)在(1)的结论下,已知点D在线段BC上,且∠ADB=,求CD的长.
解析 (1)若选择条件①,得cos A==2>1,这样的三角形不存在;
若选择条件②,由余弦定理知a·=b·,化简得a=b,所以a+b=2<4,这样的三角形不存在;
若选择条件③,由余弦定理,得a·+b=0,所以a2+3b2-c2=0,所以a2=c2-3b2=16-6=10,
所以cos A===,
又因为A∈(0,π),所以A=.
(2)由(1)知cos C===-,
因为C∈(0,π),所以sin C==.所以sin∠CAD=sin=sin ·cos C-cos ·sin C=.
在△ACD中,由正弦定理可知=,
所以CD===.
1.(2024 · 全国甲卷,理)在△ABC中,内角A,B,C所对边分别为a,b,c,若B=,b2=ac,则sin A+sin C=( )
A. B.
C. D.
答案 C
解析 因为B=,b2=ac,则由正弦定理得sin Asin C=sin2B=.
由余弦定理可得b2=a2+c2-ac=ac,
即a2+c2=ac,根据正弦定理得sin2A+sin2C=sin Asin C=,
所以(sin A+sin C)2=sin2A+sin2C+2sin Asin C=,
因为A,C为三角形内角,则sin A+sin C>0,则sin A+sin C=.
2.(2023·北京)在△ABC中,(a+c)(sin A-sin C)=b(sin A-sin B),则∠C=( )
A. B.
C. D.
答案 B
解析 因为(a+c)(sin A-sin C)=b(sin A-sin B),
所以由正弦定理得(a+c)(a-c)=b(a-b),即a2-c2=ab-b2,
则a2+b2-c2=ab,故cos C===,又0<C<π,所以C=.故选B.
3.(2023·全国乙卷,文)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若acos B-bcos A=c,且C=,则∠B=( )
A. B.
C. D.
答案 C
解析 由题意结合正弦定理可得sin Acos B-sin Bcos A=sin C,
即sin Acos B-sin Bcos A=sin(A+B)=sin Acos B+sin Bcos A,
整理可得sin Bcos A=0,由于B∈(0,π),故sin B>0,据此可得cos A=0,A=,
则B=π-A-C=π--=.故选C.
4.(2023·上海)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且a=4,b=5,c=6,则sin A=________.
答案
解析 由余弦定理得cos A====,∴sin A==.
5.(2023·全国甲卷,理)在△ABC中,AB=2,∠BAC=60°,BC=,D为BC上一点,AD为∠BAC的平分线,则AD=________.
答案 2
解析 如图所示,记AB=c,AC=b,BC=a,
方法一:由余弦定理可得,22+b2-2×2×b×cos 60°=6,
因为b>0,解得b=1+,
由S△ABC=S△ABD+S△ACD可得,×2×b×sin 60°=×2×AD×sin 30°+×AD×b×sin 30°,
解得AD===2.
方法二:由余弦定理可得,22+b2-2×2×b×cos 60°=6,因为b>0,解得b=1+,
由正弦定理可得,==,
解得sin B=,sin C=,
因为1+>>2,所以C=45°,B=180°-60°-45°=75°,
又∠BAD=30°,所以∠ADB=75°,即AD=AB=2.
6.(2022·浙江)我国南宋著名数学家秦九韶,发现了从三角形三边求面积的公式,他把这种方法称为“三斜求积”,它填补了我国传统数学的一个空白.如果把这个方法写成公式,就是S=,其中a,b,c是三角形的三边,S是三角形的面积.设某三角形的三边a=,b=,c=2,则该三角形的面积S=________.
答案
解析 因为a=,b=,c=2,所以S==.
7.(2022·上海春季高考)在△ABC中,AB=2,AC=3,A=,则△ABC外接圆的半径为________.
答案
解析 由已知得cos A===cos =,解得BC=,由=2R(R为△ABC外接圆的半径),得R=.
8.(2021·全国乙卷,理)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为,B=60°,a2+c2=3ac,则b=________.
答案 2
解析 由题意得S△ABC=acsin B=ac=,则ac=4,所以a2+c2=3ac=3×4=12,所以b2=a2+c2-2accos B=12-2×4×=8,则b=2.
9.(2019·课标全国Ⅱ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知bsin A+acos B=0,则B=________.
答案
解析 方法一:依题意与正弦定理得sin Bsin A+sin Acos B=0,因为0<A<π,即sin A≠0,所以sin B=-cos B,则tan B=-1.又0<B<π,所以B=.
方法二:依题意得bsin A=-acos B>0,故cos B<0,B为钝角.如图,过点C作CE⊥AB交AB的延长线于点E,则CE=bsin∠BAC,BE=-acos∠ABC,故BE=CE.又CE⊥AB,所以∠CBE=,∠ABC=.
10.(2018·课标全国Ⅰ,文)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知bsin C+csin B=4asin Bsin C,b2+c2-a2=8,则△ABC的面积为________.
答案
解析 由正弦定理与题意,得sin Bsin C+sin Csin B=4sin Asin Bsin C,因为A,B,C∈(0,π),即sin Bsin C≠0,所以sin A=,因为b2+c2-a2=8,cos A=,所以cos A>0,所以cos A=.所以bc=,所以S△ABC=bcsin A=××=.
11.(2024 ·新高考Ⅰ卷)记△ABC内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin C=cos B,a2+b2-c2=ab.
(1)求B;
(2)若△ABC的面积为3+,求c.
解析 (1)由余弦定理有a2+b2-c2=2abcos C,对比已知a2+b2-c2=ab,
可得cos C===,
因为C∈(0,π),所以sin C>0,
从而sin C===,
又因为sin C=cos B,即cos B=,
又B∈(0,π),所以B=.
(2)由(1)可得B=,cos C=,C∈(0,π),从而C=,A=π--=,
所以sin A=sin =sin=×+×=,
由正弦定理有==,
从而a=·c=c,b=·c=c,
由三角形面积公式可知,△ABC的面积可表示为
S△ABC=absin C=·c·c·=c2,
由已知△ABC的面积为3+,可得c2=3+,所以c=2.
12.(2024 ·新高考Ⅱ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin A+cos A=2.
(1)求A.
(2)若a=2,bsin C=csin 2B,求△ABC的周长.
解析 (1)设a=(1,),b=(sin A,cos A),由题意,a·b=sin A+cos A=2,
根据向量的数量积公式,a·b=|a||b|cos〈a,b〉=2cos〈a,b〉,
则2cos〈a,b〉=2⇔cos〈a,b〉=1,此时〈a,b〉=0,即a,b同向共线,
根据向量共线的条件,得1·cos A=·sin A⇔tan A=,
又A∈(0,π),故A=.
(2)由题设条件和正弦定理,
得bsin C=csin 2B⇔sin Bsin C=2sin Csin Bcos B,
又B,C∈(0,π),则sin Bsin C≠0,故cos B=,B=,
于是C=π-A-B=,
sin C=sin(π-A-B)=sin(A+B)=sin Acos B+sin Bcos A=,
由正弦定理可得,==,即==,
解得b=2,c=+,
故△ABC的周长为2++3.
13.(2024 ·天津,节选)在△ABC中,cos B=,b=5,=.
(1)求a;
(2)求sin A.
解析 (1)设a=2t,c=3t,t>0,则根据余弦定理得b2=a2+c2-2accos B,
即25=4t2+9t2-2×2t×3t×,解得t=2(负值舍去),则a=4,c=6.
(2)方法一:因为B为三角形内角,所以sin B===,
再根据正弦定理得=,即=,解得sin A=.
方法二:由余弦定理得cos A===,
因为A∈(0,π),则sin A==.
14.(2024 ·北京)在△ABC中,a=7,A为钝角,sin 2B=bcos B.
(1)求∠A;
(2)从条件①、条件②和条件③这三个条件中选择一个作为已知,求△ABC的面积.
①b=7;②cos B=;③csin A= .
解析 (1)由题意得2sin Bcos B=bcos B,因为A为钝角,
则cos B≠0,则2sin B=b,则===,解得sin A=,
因为A为钝角,则A=.
(2)选择①b=7,则sin B=b=×7=,因为A=,则B为锐角,则B=,
此时A+B=π,不合题意,舍弃.
选择②cos B=,因为B为三角形内角,
则sin B==,
则代入2sin B=b得2×=b,解得b=3,
则易知sin C=sin(A+B)=sin
=sin cos B+cos sin B=×+×=,
则S△ABC=absin C=×7×3×=.
选择③csin A=,则有c×=,解得c=5,
则由正弦定理得=,即=,解得sin C=,
因为C为三角形内角,
则cos C==,
则易知sin B=sin(A+C)=sin=sin cos C+cossin C=×+×=,
则S△ABC=acsin B=×7×5×=.
15.(2023·全国甲卷,文)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知=2.
(1)求bc;
(2)若-=1,求△ABC面积.
解析 (1)因为a2=b2+c2-2bccos A,所以==2bc=2,解得bc=1.
(2)由正弦定理可得-=-=-==1,
变形可得sin(A-B)-sin(A+B)=sin B,
即-2cos Asin B=sin B,
而0<sin B≤1,所以cos A=-,
又0<A<π,所以sin A=,
故△ABC的面积为S△ABC=bcsin A=×1×=.
16.(2023·全国乙卷,理)在△ABC中,已知∠BAC=120°,AB=2,AC=1.
(1)求sin∠ABC;
(2)若D为BC上一点,且∠BAD=90°,求△ADC的面积.
解析 (1)在△ABC中,令内角A,B,C的对边分别为a,b,c,则由余弦定理可得,BC2=a2=b2+c2-2bccos∠BAC=1+4-2×1×2×cos 120°=7,
则BC=,cos∠ABC===,sin∠ABC===.
(2)由三角形面积公式可得==4,
则S△ADC=S△ABC=×=.
17.(2023·天津)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,已知a=,b=2,∠A=120°.
(1)求sin B的值;
(2)求c的值;
(3)求sin(B-C).
解析 (1)由正弦定理可得,=,即=,解得sin B=.
(2)由余弦定理可得,a2=b2+c2-2bccos A,即39=4+c2-2×2×c×,解得c=5或c=-7(舍去).
(3)由正弦定理可得,=,即=,解得sin C=,而∠A=120°,所以∠B,∠C都为锐角,因此cos C==,cos B==,
故sin(B-C)=sin Bcos C-cos Bsin C=×-×=-.
18.(2023·上海春季高考)在△ABC中,角A,B,C对应的边分别为a,b,c,其中b=2.
(1)若A+C=120°,且a=2c,求边长c;
(2)若A-C=15°,a=csin A,求△ABC的面积S△ABC.
解析 (1)因为A+C=120°,所以B=180°-(A+C)=60°.
在△ABC中,b=2,a=2c,
由余弦定理b2=a2+c2-2accos B,得22=(2c)2+c2-2×2c×ccos 60°,
整理,得3c2=4,所以c=.
(2)由a=csin A及正弦定理,得sin A=sin Csin A.
因为0°<A<180°,所以sin A≠0,所以1=sin C,
又0°<C<180°,所以C=135°或C=45°.
因为A-C=15°,所以当C=135°时,A=150°,与A+B+C=180°矛盾,舍去;
当C=45°时,A=60°,得B=75°.
所以sin B=sin 75°=sin (45°+30°)=sin 45°cos 30°+cos 45°sin 30°=.
由正弦定理=,得a===3-,
所以△ABC的面积S△ABC=absin C=×(3-)×2×=3-.
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