内容正文:
6.4.3 余弦定理及正弦定理
一、余弦定理解三角形
六、正余弦定理的边角互化
二、正弦定理解三角形
七、高度、距离的测量
三、判断三角形的个数
八、角度的测量
四、三角形的面积问题
九、正余弦定理的综合
五、判断三角形的形状
知识点1余弦定理
1.余弦定理的语言
(1)文字语言:三角形中任何一边的平方,等于其他两边平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍.
(2)符号语言:在中,,
2.余弦定理的推论
在中,.
3.解三角形
一般地,三角形的三个角和它们的对边叫做三角形的元素.已知三角形的几个元素求其他元素的过程叫做解三角形.
重难点一、余弦定理解三角形
【例1】在中,角,,的对边分别为,,, 若,则角( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由余弦定理可得,
又,所以.
故选:C
【例2】已知的三条边长分别为a,b,c,且,则此三角形的最大角与最小角之和为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据题意不妨设,;解得
所以可得此三角形的最大角与最小角分别为和;
由余弦定理可得,又,
可得;
所以.
故选:B
【变式1-1】已知的顶点坐标分别是,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】的顶点坐标分别是,,,
由距离公式可得,,,
余弦定理得,又,则.
故选:A.
【变式1-2】若钝角三角形的三边长为、、,则a的取值范围是 .
【答案】
【详解】解:因为,
所以此三角形的最大边为,
设此边所对应的角为,则为钝角,
由余弦定理可得,
即有,
整理得,解得,
又因为,
即,所以的取值范围为:.
故答案为:
【变式1-3】在中,若,,,则( )
A.3 B. C.4 D.5
【答案】A
【详解】在中, ,,,
则由余弦定理得,,
整理得,解得或(舍去).
故选:A
知识点2正弦定理
1.正弦定理的语言
(1)文字语言: 在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等
(2)符号语言:在中,
2.正弦定理的推论及变形公式
(1)正弦定理的推论:设R是外接圆的半径,则;
(2)正弦定理的变形
①;
②;
③.
3.三角形的面积公式
(1)分别表示边上的高)
(2);
(3)是内切圆的半径).
重难点二、正弦定理解三角形
【例3】在中,已知,,,则( )
A.或 B. C. D.或
【答案】C
【详解】因为在中,,,,
由正弦定理,得,
解得或,
又因为可得,所以不符合题意,舍去.
可得,故A,B,D错误.
故选:C.
【例4】在中,角对应的边分别为,已知,求的值.
【答案】
【详解】由正弦定理,得.
因为,所以,于是,或.
当时,.可得:
;
当时,.可得:
,
故.
【变式2-1】在三角形中,角所对的边分别为,已知,则( )
A. B. C.或 D.或
【答案】C
【详解】由题意,,
因为,所以,
由正弦定理得,
即,
因为,
所以或.
故选:C.
【变式2-2】在中,角,,所对的边分别为,,,,,,( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】在中,由余弦定理得,
由,得,由正弦定理得.
故选:B
【变式2-3】在中,若,,,则为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由余弦定理得,即,
联立,解得,
因为,,所以,
由正弦定理可得.
故选:B
重难点三、判断三角形的个数
【例5】在中,已知角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,,,则满足条件的三角形有( )
A.1个 B.2个 C.0个 D.无法确定
【答案】B
【详解】.
满足条件的三角形有2个.
故选:B.
【例6】已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若满足,的三角形有且只有一个,则b的一个值为 .
【答案】8(答案不唯一)
【详解】根据正弦定理,得,即,解得,
若满足条件的有且只有一个,则或,
即或,
因此,符合条件的的取值范围是,的一个值为8.
故答案为:8(答案不唯一).
【变式3-1】在中,,,,则三角形( )
A.有一解 B.有两解 C.无解 D.不确定
【答案】B
【详解】由正弦定理得:,
又,有,满足条件的有两个.
故选:B
【变式3-2】在中,角所对的边分别为已知,,给出下列五个a的值:①;②;③;④2;⑤3.其中能使得△ABC存在且唯一确定的是( )
A.①④ B.②③ C.④⑤ D.②④⑤
【答案】D
【详解】
根据已知,,可知三角形边上的高,
所以要使得存在且唯一确定的解,则或,
故有②④⑤满足,
故选:D.
【变式3-3】在中,角A,B,C的对边分别为,要使此三角形的解有两个,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由正弦定理可得:,要使得三角形有两解,需要满足且,解得.
故选:A
重难点四、三角形的面积问题
【例7】的内角的对边分别为,若,,的面积为,则 .
【答案】
【详解】由,解得,
又,
所以
故答案为:
【例8】在中,角的对边分别为,,,,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,,
所以
即,
,解得,
,
,
,
.
故选:.
【变式4-1】在中,角,,的对边分别为,,,,,,则 ,的面积为 .
【答案】 1 /
【详解】在中,由余弦定理得;
由三角形面积公式得.
故答案为:;
【变式4-2】在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,其中,,且面积为,则的外接圆的半径为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意,,
,
的外接圆的半径为.
故选:B
【变式4-3】在中,角的对边分别为,且的面积为,,则 .
【答案】
【详解】因为,且的面积为,
则,可得,
由余弦定理可得
,
因此,.
故答案为: .
重难点五、判断三角形的形状
【例9】在中,若,判断的形状.
【答案】为直角三角形或等腰三角形.
【详解】为直角三角形或等腰三角形.理由如下:
,
由余弦定理可得,
整理得,
即,
或.或.
故为直角三角形或等腰三角形.
【例10】在中,角的对边分别为,若,则的形状是( )
A.等腰三角形 B.等边三角形
C.等腰直角三角形 D.等腰或直角三角形
【答案】B
【详解】因为,
所以,且,
所以由余弦定理得,整理得,又,
所以,故是等边三角形.
故选:B.
【变式5-1】在中,(分别为角的对边),则的形状为( )
A.正三角形 B.直角三角形 C.等腰三角形 D.等腰三角形或直角三角形
【答案】B
【详解】因为,所以,整理得到,
又由正弦定理,得到,
所以,得到,
又,所以,得到,又,所以,
故选:B.
【变式5-2】在中,已知,则的形状一定为( )
A.等腰三角形 B.锐角三角形
C.直角三角形 D.钝角三角形
【答案】C
【详解】因为,
所以,
所以,由正弦定理可得,
所以为直角三角形.
故选:C
【变式5-3】在中,,,的对边分别为,,,若,则的形状是( )
A.等腰直角三角形 B.等腰三角形或直角三角形
C.直角三角形 D.等腰三角形
【答案】B
【详解】因为,
由正弦定理可得,所以,
又,则,
所以或,
所以或,
所以为等腰三角形或直角三角形.
故选:B
重难点六、正余弦定理的边角互化
【例11】在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由得,
由于,所以,故,
故选:B
【例12】内角,,所对的边分别为,,,若,,,则的面积为 .
【答案】/
【详解】由,结合正弦定理得,
,
因为,所以,
利用余弦定理,解得,
所以.
故答案为:.
【变式6-1】已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,则( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由,根据正弦定理有,
所以,有,
根据余弦定理,有,由,所以.
故选:C.
【变式6-2】已知的内角,,的对边分别为,,,且,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为,所以,
整理可得①,
又,可得,
所以,解得②,
由①②可得,
所以,
则.
故选:D
【变式6-3】在中,
(1)求;
(2)若,且的面积为,求的周长.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由题意结合正弦定理可得
,
即,
∵,∴,
∴,故.
(2)由,解得.
由余弦定理可得,
∴,
∴的周长为.
知识点3实际应用问题中的专用名词与术语
1.基线:在测量过程中,我们把根据测量的需要而确定的线段叫做基线.为使测量具有较高的精确度,应根据实际需要选取合适的基线长度.一般来说,基线越长,测量的精确度越高.
2.仰角和俯角:在目标视线和水平视线所成的角中,目标视线在水平视线上方的角叫仰角,目标视线在水平视线下方的角叫俯角(如图①).
3.方位角:指从正北方向按顺时针转到目标方向线所转过的水平角,如B点的方位角为α(如图②).
4.方向角:从指定方向线到目标方向线所成的小于90°的水平角,如南偏西60°,指以正南方向为始边,顺时针方向向西旋转60°.
解三角形应用题的一般步骤
①审题:阅读问题,理解问题的实际背景有关名词、术语,明确已知与所求理清量与量之间的关系;
②建模:根据题意画出示意图,将实际问题抽象概括并转化为解三角形问题的数学模型
③解模:正确应用正余弦定理及其他有关知识解三角形
④换原:将三角形中的解还原为实际问题的答案
重难点七、高度、距离的测量
【例13】为测量塔的高度,因地理条件的限制,分别选择点和一建筑物的楼顶为测量观测点,已知点为塔底,在水平地面上,塔和建筑物均垂直于地面(如图所示).测得,,在点处测得点的仰角为,在点处测得点的仰角为,则塔的高度约为( )(,精确到)
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】平面,平面,
过点作,交于点,则有,,
在中,因为,所以,
在中,因为,所以,
则.
故选:B.
【例14】如图,在海面上有两个观测点,点B在D的正北方向,距离为2km,在某天观察到某航船在C处,此时测得,5分钟后该船行驶至A处,此时测得,,,则该船行驶的距离( )
A.km B.km C.km D.km
【答案】A
【详解】,
,
在中,,,则,
又因为,所以km.
在中,,,则.
由正弦定理,得AB=km,
在中,,由余弦定理得
,
即km,
故选:A.
【变式7-1】一船自西向东匀速航行,上午10时到达一座灯塔的南偏西,距灯塔64海里的处,下午2时到达这座灯塔的东南方向处,则该船航行的速度为( )
A.海里/小时 B.海里/小时 C.海里/小时 D.海里/小时
【答案】A
【详解】如图所示,
在中,由题意可知:海里,
由正弦定理可得(海里),
且该船航行时间为4小时,所以该船航行的速度为海里/小时.
故选:A.
【变式7-2】坐落于某市红梅公园边的天宁宝塔堪称中华之最,也堪称佛塔世界之最.如图,已知天宁宝塔高度为150米,某大楼高度为90米,从大楼顶部C看天宁宝塔的张角,求天宁宝塔与大楼底部之间的距离.
【答案】两建筑物底部间距离是180米
【详解】如图作于.
,,,,.
设,,
,.
在和中,
,
,
化简整理得,
解得,(舍去).
答:两建筑物底部间距离是180米.
【变式7-3】阿蓬,土家语为“雄奇秀美”之意.阿蓬江为长江二级支流,乌江一级支流,阿蓬江国家湿地公园以河流湿地为主,跨黔江、酉阳两区县,黔江境内自古石城经官渡峡到神龟峡,还有丰富的支流水系,湿地生态系统完整,贯穿黔江境内多个A级景区,有着一江两岸秀美的湿地风光.如图为了测量湿地内A、B两点间的距离,观察者在同一平面内找到在同一条直线上的三点C、D、E,从D点测得,从C点测得,,从E点测得.若测得,,则A,B两点间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】在中,因为,,
所以,则.
在中,因为,,
所以,
由正弦定理得,可得.
在中,因为,,,
所以由余弦定理得,
得,
故选:B.
重难点八、角度的测量
【例15】如图,是某防汛抗洪大坝的坡面,大坝上有一高为20米的监测塔,.若某科研小组在坝底点测得,坝底至塔顶距离米,则大坝的坡角的余弦值为( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为,,,
在中,由正弦定理可得
,
即,解得,
由,
所以,
所以大坝的坡角的余弦值为.
故选:D
【例16】如图,位于A处的信息中心获悉:在其正东方向相距40海里的B处有一艘渔船遇险,在原地等待营救.信息中心立即把消息告知在其南偏西30°,相距20海里的C处的乙船,现乙船朝北偏东θ的方向沿直线CB前往B处救援,求的值.
【答案】
【详解】在△CBA中,AB=40,AC=20,∠BAC=,由余弦定理得
由正弦定理得,,
【变式8-1】相距有两个垂直于水平地面的高塔和,两塔底、的中点为,已知,,则的值是 .
【答案】
【详解】如图所示,过点作交于点,则,
因为,,
,
由余弦定理可知,,
故答案为:.
【变式8-2】日常生活中,我们常看到各式各样的简易遮阳棚(板).现有直径为的圆面,在其圆周上选定一个点固定在水平地面上,然后将圆面撑起,做成简易遮阳棚(板).某一时刻的太阳光线与水平地面成角,若要得到最大的遮阴面,则遮阳棚(板)与遮阴面所成角大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据题意分析出阴影面是椭圆面,根据椭圆的面积公式,将面积最大转化为椭圆的长轴长最大,在三角形中利用正弦定理可求得结果.
【详解】依题意分析可知,阴影面是椭圆,椭圆的短轴长,
如图:圆的直径在地面的投影为,则为椭圆的长轴,
为圆面与阴影面所成二面角的平面角,,
根据椭圆的面积公式可得,
所以要使椭圆的面积最大,只要最大即可.
在中,由正弦定理可得,
所以,
当时,最大,此时,
所以遮阳棚(板)与遮阴面所成角大小为.
故选:B.
【变式8-3】(多选)初春时节,南部战区海军某登陆舰支队多艘舰艇组成编队,奔赴多个海区开展实战化海上训练.在一次海上训练中,雷达兵在处发现在北偏东方向,相距30公里的水面处,有一艘舰艇发出液货补给需求,它正以每小时50公里的速度沿南偏东方向前进,这个雷达兵立马协调在处的舰艇以每小时70公里的速度,沿北偏东方向与舰艇对接并进行横向液货补给.若规艇要在最短的时间内实现横向液货补给,则( )
A.舰艇所需的时间为2小时
B.舰艇与舰艇对接时距离雷达兵(处)距离为70公里
C.
D.舰艇与舰艇对接时距离处为50公里
【答案】BCD
【详解】如图所示,设舰艇经过小时后在处与舰艇汇合,
则,
由余弦定理得,
即,解得或(舍去),所以,
又由正弦定理得,可得.
故选:BCD.
重难点九、正余弦定理的综合
【例17】近年来,民宿作为一种具有特色的住宿形式,逐渐受到人们的青睐.小李计划将旧居改造成田园农家民宿,民宿小院用栅栏围成如图所示的等腰梯形形状,临街,长16米,,在上选择一点G开设大门,从大门出发铺两条鹅卵石小路,,小路终点E、F在墙、上,且,为庭院休闲区,为使小院更具田园气息,路面用防腐木铺设.
(1)是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由;
(2)若鹅卵石路面平均每米需花费200元,防腐路面平均每米需花费400元,设修路总费用为S(单位:元),求S最小值.(最终结果保留整数)(参考数据:)
【答案】(1)是定值;
(2)8742元.
【详解】(1)是定值;
理由如下:在中,,,所以,
由正弦定理得,,所以.
在中,,,,
由正弦定理得,,所以.
所以为定值.
(2)由题意可知,要使总费用最低,只需最小,
在中,
,
当且仅当时“=”成立,
所以,所以的最小值为,
,
(元)
所以修路费用最少为8742元.
【例18】如图,某城市有一条公路从正西方通过市中心后转向东北方,为了缓解市交通压力,现准备修建一条绕城高速公路,并在上分别设置两个出口,,若部分直线段,且要求市中心与的距离为20千米,则的最短距离为 .
【答案】
【详解】如图所示,作垂足为,则,
由题意知,设,
在中,由正弦定理得,可得,
在中,,
所以,
因为,所以当时,取得最小值,
此时.
故答案为:.
【变式9-1】(多选)如图,的角所对的边分别为,,且,若点在外,,则下列说法中正确的有( )
A.
B.
C.四边形面积的最大值为
D.四边形面积的最大值为
【答案】ABC
【详解】因为,由正弦定理得,
即,
因为,可得,所以,
又因为,可得,所以,所以为等边三角形,
可得,,所以A、B正确;
设,
在中,由余弦定理得,
且,
可得,
所以四边形的面积为,
当时,四边形的面积最大,最大值为,所以C正确,D错误.
故选:ABC.
【变式9-2】已知分别为三个内角的对边,且.
(1)求;
(2)若点满足,且,求的面积的最大值;
(3)若,求证:是直角三角形.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【详解】(1)因为,
由正弦定理得,
又,
则,
又,
所以,即,
又且,所以,
所以,所以;
(2)因为,
所以,
则,
即,
则,
所以,
当且仅当,即时取等号,
则,
即的面积的最大值为;
(3)由(1)及余弦定理得
,整理得,
由正弦定理得,
则,
得,
所以,
又,所以,
所以,所以,
所以,
所以是直角三角形.
【点睛】方法点睛:解三角形的基本策略:
(1)利用正弦定理实现“边化角”;
(2)利用余弦定理实现“角化边”.
求三角形有关代数式的取值范围也是一种常见的类型,主要方法有两类:
(1)找到边与边之间的关系,利用基本不等式来求解;
(2)利用正弦定理,转化为关于某个角的三角函数,利用函数思想求解.
【变式9-3】锐角面积为,角的对边分别为,且.
(1)求证:;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【详解】(1)由可得,
,故,
,,
由于,
由于为锐角三角形,因此,故.
(2),
由于,所以,故,
.
一、单选题
1.在中,角所对三条边为,已知,则角( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】,
所以,且,
所以.
故选:B.
2.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,,,则该三角形的形状是( )
A.直角三角形 B.等腰三角形 C.等边三角形 D.等腰直角三角形
【答案】B
【详解】由,,则,
由,则,
由于,则,
,均为三角形的内角,,即,
故该三角形的形状是等腰三角形.
故选:B.
3.某数学兴趣小组为测量一古建筑物的高度,设计了测算方案.如图,在该建筑物旁水平地面上共线的三点A,B,C处测得其顶点M的仰角分别为,,,且,则该古建筑的高度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设,
在中,,
在中,,
在中,,
在中,由余弦定理得:,
在中,由余弦定理得:,
因为,所以,
即,解得,
所以该古建筑的高度为.
故选:C.
4.在中,角,,的对边分别为,,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【详解】若,则,由正弦定理可知,
则,
则,则可得“”是“”的充分条件,
再由,由正弦定理得,则,则,
则“”是“”的必要条件,
所以“”是“”的充要条件.
故选:C.
5.的面积为S.若,,则角B等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据题意知,有正弦定理边角互化可知,
,
化简可得,在中,所以,则,
所以得,
由,
可得,,所以,
所以.
故选:C
6.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则最大角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为且,
所以即,
因为与不共线,所以,
所以,,
所以角C所对的c边最大,故角C是最大,对应的余弦值为
.
故选:C.
二、多选题
7.在中,角,,的对边分别是,,,下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若,,,则有两解
C.若,则为锐角三角形
D.若,则为等腰三角形或直角三角形
【答案】ACD
【详解】对于A,,则,由正弦定理可得,
,故A正确;
对于B,由正弦定理,
,此时无解,故B错误;
对于C,,又且,
,可知,,均为锐角,故为锐角三角形,故C正确;
对于D:,,
,,
,或,若,,则,
所以为等腰三角形或直角三角形,故D正确.
故选:ACD.
8.在中,角所对的边分别为,若,且,则下列结论一定成立的是( )
A.
B.的面积为
C.的周长为
D.外接圆半径为
【答案】BC
【详解】,,可得,可得外接圆半径,故D错误;
因为,
所以,
所以,
所以,
当时,即,所以,,可得;
当时,即,由正弦定理得;故A不一定成立;
当时,此时,,,所以,,
所以的周长为:,的面积为:;
当时,,,,解得,,
所以的周长为:,的面积为:;
故BC一定成立.
故选:BC.
三、填空题
9.中,,则 .
【答案】
【详解】因为,所以,
设,则,
又,所以该三角形为直角三角形,
所以,
所以,
故答案为:.
10.在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,,的面积等于,则b的大小为 .
【答案】
【详解】,
所以,
由余弦定理可得,
故答案为:
11.如图,已知是半径为的扇形,,是弧上的动点,过点作,垂足为,某地区欲建一个风景区,该风景区由和矩形组成,且,则该风景区面积的最大值为 .
【答案】/
【详解】设,则,,
则,
则,
设该风景区面积为,则,
令,则,
即
函数对称轴,
即当时,面积取最大值,此时.
故答案为:.
四、解答题
12.根据下列条件解三角形:
(1),,;
(2),,;
【答案】(1),,
(2),,
【详解】(1)因为,,所以.
由正弦定理得:,
,.
(2)由余弦定理可得:,所以.
,所以,所以.
13.在中,内角的对边分别为.已知.
(1)求角的大小;
(2)已知.求的面积.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,
即,解得或.
因为在中,,
所以.
(2)在中,由余弦定理,
得,
整理得,
由,解得,
所以的面积为.
14.梯形中,,,,.
(1)求;
(2)若的面积为8,求的长.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1),,,中,由正弦定理,得
,为锐角,.
(2),
.,
由,.
在中,由余弦定理,得
.
15.在中,已知,
(1)若,求该三角形的外接圆半径;
(2)当时,求该三角形面积的最大值.
【答案】(1)或
(2)
【详解】(1),,
即,.
,,或,解得或.
或2,该三角形的外接圆半径或1.
(2),,,.
,
,,
.
,,,
即该三角形面积的最大值为.
2
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6.4.3 余弦定理及正弦定理
一、余弦定理解三角形
六、正余弦定理的边角互化
二、正弦定理解三角形
七、高度、距离的测量
三、判断三角形的个数
八、角度的测量
四、三角形的面积问题
九、正余弦定理的综合
五、判断三角形的形状
知识点1余弦定理
1.余弦定理的语言
(1)文字语言:三角形中任何一边的平方,等于其他两边平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍.
(2)符号语言:在中,,
2.余弦定理的推论
在中,.
3.解三角形
一般地,三角形的三个角和它们的对边叫做三角形的元素.已知三角形的几个元素求其他元素的过程叫做解三角形.
重难点一、余弦定理解三角形
【例1】在中,角,,的对边分别为,,, 若,则角( )
A. B. C. D.
【例2】已知的三条边长分别为a,b,c,且,则此三角形的最大角与最小角之和为( )
A. B. C. D.
【变式1-1】已知的顶点坐标分别是,,,则( )
A. B. C. D.
【变式1-2】若钝角三角形的三边长为、、,则a的取值范围是 .
【变式1-3】在中,若,,,则( )
A.3 B. C.4 D.5
知识点2正弦定理
1.正弦定理的语言
(1)文字语言: 在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等
(2)符号语言:在中,
2.正弦定理的推论及变形公式
(1)正弦定理的推论:设R是外接圆的半径,则;
(2)正弦定理的变形
①;
②;
③.
3.三角形的面积公式
(1)分别表示边上的高)
(2);
(3)是内切圆的半径).
重难点二、正弦定理解三角形
【例3】在中,已知,,,则( )
A.或 B. C. D.或
【例4】在中,角对应的边分别为,已知,求的值.
【变式2-1】在三角形中,角所对的边分别为,已知,则( )
A. B. C.或 D.或
【变式2-2】在中,角,,所对的边分别为,,,,,,( )
A. B. C. D.
【变式2-3】在中,若,,,则为( )
A. B. C. D.
重难点三、判断三角形的个数
【例5】在中,已知角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,,,则满足条件的三角形有( )
A.1个 B.2个 C.0个 D.无法确定
【例6】已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若满足,的三角形有且只有一个,则b的一个值为 .
【变式3-1】在中,,,,则三角形( )
A.有一解 B.有两解 C.无解 D.不确定
【变式3-2】在中,角所对的边分别为已知,,给出下列五个a的值:①;②;③;④2;⑤3.其中能使得△ABC存在且唯一确定的是( )
A.①④ B.②③ C.④⑤ D.②④⑤
【变式3-3】在中,角A,B,C的对边分别为,要使此三角形的解有两个,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
重难点四、三角形的面积问题
【例7】的内角的对边分别为,若,,的面积为,则 .
【例8】在中,角的对边分别为,,,,则的面积为( )
A. B. C. D.
【变式4-1】在中,角,,的对边分别为,,,,,,则 ,的面积为 .
【变式4-2】在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,其中,,且面积为,则的外接圆的半径为( )
A. B. C. D.
【变式4-3】在中,角的对边分别为,且的面积为,,则 .
重难点五、判断三角形的形状
【例9】在中,若,判断的形状.
【例10】在中,角的对边分别为,若,则的形状是( )
A.等腰三角形 B.等边三角形
C.等腰直角三角形 D.等腰或直角三角形
【变式5-1】在中,(分别为角的对边),则的形状为( )
A.正三角形 B.直角三角形 C.等腰三角形 D.等腰三角形或直角三角形
【变式5-2】在中,已知,则的形状一定为( )
A.等腰三角形 B.锐角三角形
C.直角三角形 D.钝角三角形
【变式5-3】在中,,,的对边分别为,,,若,则的形状是( )
A.等腰直角三角形 B.等腰三角形或直角三角形
C.直角三角形 D.等腰三角形
重难点六、正余弦定理的边角互化
【例11】在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且,,则( )
A. B. C. D.
【例12】内角,,所对的边分别为,,,若,,,则的面积为 .
【变式6-1】已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,则( ).
A. B. C. D.
【变式6-2】已知的内角,,的对边分别为,,,且,,则( )
A. B. C. D.
【变式6-3】在中,
(1)求;
(2)若,且的面积为,求的周长.
知识点3实际应用问题中的专用名词与术语
1.基线:在测量过程中,我们把根据测量的需要而确定的线段叫做基线.为使测量具有较高的精确度,应根据实际需要选取合适的基线长度.一般来说,基线越长,测量的精确度越高.
2.仰角和俯角:在目标视线和水平视线所成的角中,目标视线在水平视线上方的角叫仰角,目标视线在水平视线下方的角叫俯角(如图①).
3.方位角:指从正北方向按顺时针转到目标方向线所转过的水平角,如B点的方位角为α(如图②).
4.方向角:从指定方向线到目标方向线所成的小于90°的水平角,如南偏西60°,指以正南方向为始边,顺时针方向向西旋转60°.
解三角形应用题的一般步骤
①审题:阅读问题,理解问题的实际背景有关名词、术语,明确已知与所求理清量与量之间的关系;
②建模:根据题意画出示意图,将实际问题抽象概括并转化为解三角形问题的数学模型
③解模:正确应用正余弦定理及其他有关知识解三角形
④换原:将三角形中的解还原为实际问题的答案
重难点七、高度、距离的测量
【例13】为测量塔的高度,因地理条件的限制,分别选择点和一建筑物的楼顶为测量观测点,已知点为塔底,在水平地面上,塔和建筑物均垂直于地面(如图所示).测得,,在点处测得点的仰角为,在点处测得点的仰角为,则塔的高度约为( )(,精确到)
A. B. C. D.
【例14】如图,在海面上有两个观测点,点B在D的正北方向,距离为2km,在某天观察到某航船在C处,此时测得,5分钟后该船行驶至A处,此时测得,,,则该船行驶的距离( )
A.km B.km C.km D.km
【变式7-1】一船自西向东匀速航行,上午10时到达一座灯塔的南偏西,距灯塔64海里的处,下午2时到达这座灯塔的东南方向处,则该船航行的速度为( )
A.海里/小时 B.海里/小时 C.海里/小时 D.海里/小时
【变式7-2】坐落于某市红梅公园边的天宁宝塔堪称中华之最,也堪称佛塔世界之最.如图,已知天宁宝塔高度为150米,某大楼高度为90米,从大楼顶部C看天宁宝塔的张角,求天宁宝塔与大楼底部之间的距离.
【变式7-3】阿蓬,土家语为“雄奇秀美”之意.阿蓬江为长江二级支流,乌江一级支流,阿蓬江国家湿地公园以河流湿地为主,跨黔江、酉阳两区县,黔江境内自古石城经官渡峡到神龟峡,还有丰富的支流水系,湿地生态系统完整,贯穿黔江境内多个A级景区,有着一江两岸秀美的湿地风光.如图为了测量湿地内A、B两点间的距离,观察者在同一平面内找到在同一条直线上的三点C、D、E,从D点测得,从C点测得,,从E点测得.若测得,,则A,B两点间的距离为( )
A. B. C. D.
重难点八、角度的测量
【例15】如图,是某防汛抗洪大坝的坡面,大坝上有一高为20米的监测塔,.若某科研小组在坝底点测得,坝底至塔顶距离米,则大坝的坡角的余弦值为( ).
A. B. C. D.
【例16】如图,位于A处的信息中心获悉:在其正东方向相距40海里的B处有一艘渔船遇险,在原地等待营救.信息中心立即把消息告知在其南偏西30°,相距20海里的C处的乙船,现乙船朝北偏东θ的方向沿直线CB前往B处救援,求的值.
【变式8-1】相距有两个垂直于水平地面的高塔和,两塔底、的中点为,已知,,则的值是 .
【变式8-2】日常生活中,我们常看到各式各样的简易遮阳棚(板).现有直径为的圆面,在其圆周上选定一个点固定在水平地面上,然后将圆面撑起,做成简易遮阳棚(板).某一时刻的太阳光线与水平地面成角,若要得到最大的遮阴面,则遮阳棚(板)与遮阴面所成角大小为( )
A. B. C. D.
【变式8-3】(多选)初春时节,南部战区海军某登陆舰支队多艘舰艇组成编队,奔赴多个海区开展实战化海上训练.在一次海上训练中,雷达兵在处发现在北偏东方向,相距30公里的水面处,有一艘舰艇发出液货补给需求,它正以每小时50公里的速度沿南偏东方向前进,这个雷达兵立马协调在处的舰艇以每小时70公里的速度,沿北偏东方向与舰艇对接并进行横向液货补给.若规艇要在最短的时间内实现横向液货补给,则( )
A.舰艇所需的时间为2小时
B.舰艇与舰艇对接时距离雷达兵(处)距离为70公里
C.
D.舰艇与舰艇对接时距离处为50公里
重难点九、正余弦定理的综合
【例17】近年来,民宿作为一种具有特色的住宿形式,逐渐受到人们的青睐.小李计划将旧居改造成田园农家民宿,民宿小院用栅栏围成如图所示的等腰梯形形状,临街,长16米,,在上选择一点G开设大门,从大门出发铺两条鹅卵石小路,,小路终点E、F在墙、上,且,为庭院休闲区,为使小院更具田园气息,路面用防腐木铺设.
(1)是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由;
(2)若鹅卵石路面平均每米需花费200元,防腐路面平均每米需花费400元,设修路总费用为S(单位:元),求S最小值.(最终结果保留整数)(参考数据:)
【例18】如图,某城市有一条公路从正西方通过市中心后转向东北方,为了缓解市交通压力,现准备修建一条绕城高速公路,并在上分别设置两个出口,,若部分直线段,且要求市中心与的距离为20千米,则的最短距离为 .
【变式9-1】(多选)如图,的角所对的边分别为,,且,若点在外,,则下列说法中正确的有( )
A.
B.
C.四边形面积的最大值为
D.四边形面积的最大值为
【变式9-2】已知分别为三个内角的对边,且.
(1)求;
(2)若点满足,且,求的面积的最大值;
(3)若,求证:是直角三角形.
【变式9-3】锐角面积为,角的对边分别为,且.
(1)求证:;
(2)求的取值范围.
一、单选题
1.在中,角所对三条边为,已知,则角( )
A. B. C. D.
2.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,,,则该三角形的形状是( )
A.直角三角形 B.等腰三角形 C.等边三角形 D.等腰直角三角形
3.某数学兴趣小组为测量一古建筑物的高度,设计了测算方案.如图,在该建筑物旁水平地面上共线的三点A,B,C处测得其顶点M的仰角分别为,,,且,则该古建筑的高度为( )
A. B. C. D.
4.在中,角,,的对边分别为,,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
5.的面积为S.若,,则角B等于( )
A. B. C. D.
6.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则最大角的余弦值为( )
A. B. C. D.
二、多选题
7.在中,角,,的对边分别是,,,下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若,,,则有两解
C.若,则为锐角三角形
D.若,则为等腰三角形或直角三角形
8.在中,角所对的边分别为,若,且,则下列结论一定成立的是( )
A.
B.的面积为
C.的周长为
D.外接圆半径为
三、填空题
9.中,,则 .
10.在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,,的面积等于,则b的大小为 .
11.如图,已知是半径为的扇形,,是弧上的动点,过点作,垂足为,某地区欲建一个风景区,该风景区由和矩形组成,且,则该风景区面积的最大值为 .
四、解答题
12.根据下列条件解三角形:
(1),,;
(2),,;
13.在中,内角的对边分别为.已知.
(1)求角的大小;
(2)已知.求的面积.
14.梯形中,,,,.
(1)求;
(2)若的面积为8,求的长.
15.在中,已知,
(1)若,求该三角形的外接圆半径;
(2)当时,求该三角形面积的最大值.
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