内容正文:
第六章 平面向量及其应用
6.4 平面向量的应用
6.4.3 余弦定理、正弦定理
第2课时 正弦定理
课程标准:借助向量的运算,探索三角形边长与角度的关系,掌握正弦定理.
教学重点:1.用向量的方法推导正弦定理.2.用正弦定理解三角形.
教学难点:正弦定理、余弦定理在解三角形中的综合应用.
核心素养:1.通过正弦定理的推导过程培养逻辑推理素养.2.通过正弦定理的应用培养数学运算素养.
(教师独具内容)
核心概念掌握
核心素养形成
随堂水平达标
目录
课后课时精练
核心概念掌握
正弦
两角和一边
两边和其中一边的对角
核心概念掌握
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核心概念掌握
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核心概念掌握
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核心概念掌握
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核心概念掌握
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核心素养形成
题型一 已知两角及一边解三角形
例1 已知△ABC中,a=10,A=30°,C=45°,求角B,边b,c.
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【感悟提升】 已知两角及一边解三角形的基本思路
(1)当所给边是已知角的对边时,可由正弦定理求另一角所对边,由三角形内角和定理求出第三个角,再由正弦定理求第三边.
(2)当所给边不是已知角的对边时,先由三角形内角和定理求出第三个角,再由正弦定理求另外两边.
注意:若已知角不是特殊角,往往先求出其正弦值(这时应注意角的转化,即将非特殊角转化为特殊角的和或差,如75°=45°+30°),再根据上述思路求解.
核心素养形成
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(2)已知三角形的两角分别是45°和60°,它们所夹边的长为1,则最小边的长为________.
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【感悟提升】 已知两边及一边的对角解三角形的方法
(1)首先由正弦定理求出另一边对角的正弦值.
(2)如果已知的角为大边所对的角,由三角形中“大边对大角,大角对大边”的法则能判断另一边所对的角为锐角,由正弦值可求锐角(唯一).
(3)如果已知的角为小边所对的角,则不能判断另一边所对的角为锐角,这时由正弦值可求得两个角,要分类讨论.
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核心素养形成
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【感悟提升】 从几何的角度分析“已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角”时三角形解的情况,以已知a,b和A,解三角形为例,用几何法探究如下:
图形 关系式 解的个数
A为锐角 ①a=bsinA;
②a≥b 一解
bsinA<a<b 两解
a<bsinA 无解
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A为钝角或直角 a>b 一解
a≤b 无解
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题型四 判断三角形的形状
例4 在△ABC中,若sinA=2sinBcosC,且sin2A=sin2B+sin2C,试判断△ABC的形状.
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【感悟提升】 判断三角形形状的方法
(1)判断三角形的形状,可以从考查三边的关系入手,也可以从三个内角的关系入手,从条件出发,利用正弦定理进行代换、转化,呈现出边与边的关系或求出角与角的关系或大小,从而作出准确判断.
(2)利用正弦定理把已知条件转化为内角的三角函数间的关系,通过三角函数恒等变形得出内角的关系,从而判断出三角形的形状,此时要注意应用A+B+C=π这个结论.在两种解法的等式变形中,一般两边不要约去公因式,应移项提取公因式,以免漏解.
(3)判断三角形的形状,主要看是否是正三角形、等腰三角形、直角三角形、钝角三角形或锐角三角形,要特别注意“等腰直角三角形”与“等腰三角形或直角三角形”的区别.
核心素养形成
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【跟踪训练】
4.在△ABC中,已知a2tanB=b2tanA,则△ABC的形状是( )
A.锐角三角形 B.直角三角形
C.钝角三角形 D.等腰三角形或直角三角形
核心素养形成
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随堂水平达标
1.在锐角三角形ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若b=2asinB,则角A等于( )
A.30° B.45°
C.60° D.75°
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课后课时精练
基础题(占比50%) 中档题(占比40%) 拔高题(占比10%)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
难度 ★ ★ ★ ★ ★★ ★ ★ ★★
对点 正弦定理边角互化 已知两边一对角求角 正弦定理边角互化 判断三角形的形状 三角形解的个数的判断 已知两角一对边
求边 已知边角关系求角 已知边角关系求角
题号 9 10 11 12 13 14 15
难度 ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★ ★★★
对点 已知两边一对角或两角一对边解三
角形 正弦定理与余弦定理的综合应用 已知边角关系求边角比值 正弦定理与余弦定理的综合应用 由三角形解的个数求边的取值范围 已知边角关系求边和角 正弦定理与三角函数的综合应用
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5.(多选)在△ABC中,分别根据下列条件解三角形,其中只有一解的是( )
A.a=7,b=14,A=30°
B.a=30,b=25,A=150°
C.a=6,b=9,A=45°
D.a=30,b=40,A=30°
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7.在△ ABC中,已知a,b,c分别为内角A,B,C的对边,若b=2a,B=A+60°,则A=________.
30°
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R
知识点 正弦定理
在一个三角形中,各边和它所对角的_____的比相等,即eq \f(a,sinA)=_________=
________.
利用正弦定理可以解决的两类解三角形问题:
①已知______________,解三角形.
②已知______________________,解三角形.
eq \f(b,sinB)
eq \f(c,sinC)
[提示] (1)设三角形的三边长分别为a,b,c,外接圆的半径为R,正弦定理有如下变形:
①a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC;
②sinA=eq \f(a,2R),sinB=eq \f(b,2R),sinC=eq \f(c,2R);
③a∶b∶c=sinA∶sinB∶sinC;
④eq \f(a,sinA)=eq \f(b,sinB)=eq \f(c,sinC)=eq \f(a+b+c,sinA+sinB+sinC).
(2)判定三角形形状通常有两种途径:①通过正弦定理、余弦定理,化边为角(如:a=2RsinA,a2+b2-c2=2abcosC等),利用三角变换得出三角形内角之间的关系进行判断.常见的三角恒等式所体现的角之间的关系.如:sinA=sinB⇔A=B;sin(A-B)=0⇔A=B;sin2A=sin2B⇔A=B或A+B=eq \f(π,2)等;②利用正弦定理、余弦定理,化角为边,如:sinA=eq \f(a,2R),cosA=eq \f(b2+c2-a2,2bc)等,通过代数恒等变换,求出三条边之间的关系进行判断.
1.(已知两边一对角求角)在△ABC中,若a=14,b=7eq \r(6),B=60°,则C=( )
A.30°
B.45°
C.60°
D.75°
2.(已知边角关系判断三角形形状)(2024·安徽芜湖高一下期末)已知△ABC的三个角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足asinA-bsinB=0,则△ABC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.等腰或直角三角形
3.(利用正弦定理求边长)已知△ABC外接圆的半径是2,A=60°,则BC边长
为________.
4.(利用正弦定理化简求值)在△ABC中,a=2,b=3,c=4,则eq \f(asinC,sinB)=________.
2eq \r(3)
eq \f(8,3)
解 ∵A=30°,C=45°,
∴B=180°-(A+C)=105°,
又由正弦定理,得c=eq \f(asinC,sinA)=10eq \r(2),
b=eq \f(asinB,sinA)=eq \f(10sin105°,sin30°)=20sin(60°+45°)=5(eq \r(6)+eq \r(2)),
∴B=105°,b=5(eq \r(6)+eq \r(2)),c=10eq \r(2).
【跟踪训练】
1.(1)(2024·湖南长沙第一中学高一下期末)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若A=105°,B=45°,b=10eq \r(2),则c=________.
解析:在△ABC中,因为A=105°,B=45°,所以C=30°.由正弦定理,得eq \f(b,sinB)=eq \f(c,sinC),即eq \f(10\r(2),sin45°)=eq \f(c,sin30°),解得c=10.
eq \r(3)-1
解析:设△ABC的三个内角中,A=45°,B=60°,则C=75°.∵C>B>A,∴最小边为a.∵c=1,∴由正弦定理,得a=eq \f(csinA,sinC)=eq \f(1×sin45°,sin75°)=eq \f(\f(\r(2),2),\f(\r(6)+\r(2),4))=eq \r(3)-1,即最小边的长为eq \r(3)-1.
题型二 已知两边及一边的对角解三角形
例2 根据下列条件解三角形:
(1)b=eq \r(3),B=60°,c=1;
(2)c=eq \r(6),A=45°,a=2.
解 (1)∵eq \f(b,sinB)=eq \f(c,sinC),
∴sinC=eq \f(csinB,b)=eq \f(1×sin60°,\r(3))=eq \f(1,2).
∵b>c,B=60°,∴C<60°,
∴C=30°,A=90°,∴a=eq \r(b2+c2)=2.
(2)∵eq \f(a,sinA)=eq \f(c,sinC),
∴sinC=eq \f(csinA,a)=eq \f(\r(6)sin45°,2)=eq \f(\r(3),2),
∵c>a,A=45°,∴C>45°,∴C=60°或120°.
当C=60°时,B=75°,b=eq \f(csinB,sinC)=eq \f(\r(6)sin75°,sin60°)=eq \r(3)+1.
当C=120°时,B=15°,b=eq \f(csinB,sinC)=eq \f(\r(6)sin15°,sin120°)=eq \r(3)-1.
∴b=eq \r(3)+1,B=75°,C=60°或b=eq \r(3)-1,B=15°,C=120°.
【跟踪训练】
2.根据下列条件解三角形:
(1)a=2,C=60°,c=eq \r(6);
(2)b=eq \r(2),B=30°,c=2.
解:(1)因为eq \f(a,sinA)=eq \f(c,sinC),所以sinA=eq \f(asinC,c)=eq \f(\r(2),2).
因为c>a,所以C>A,所以A为锐角,所以A=45°.
所以B=75°,b=eq \f(csinB,sinC)=eq \f(\r(6)sin75°,sin60°)=eq \r(3)+1.
(2)由正弦定理,得sinC=eq \f(csinB,b)=eq \f(2sin30°,\r(2))=eq \f(\r(2),2),
因为c>b,0°<C<180°,所以C=45°或135°.
当C=45°时,A=105°,a=eq \f(bsinA,sinB)=eq \f(\r(2)sin105°,sin30°)=eq \r(3)+1,
当C=135°时,A=15°,a=eq \f(bsinA,sinB)=eq \f(\r(2)sin15°,sin30°)=eq \r(3)-1.
所以a=eq \r(3)+1,C=45°,A=105°或a=eq \r(3)-1,C=135°,A=15°.
题型三 三角形解的个数的判断
例3 已知下列各三角形中的两边及其中一边的对角,判断三角形是否有解,有解的作出解答.
(1)a=10,b=20,A=80°;
(2)a=2eq \r(3),b=6,A=30°.
解 (1)a=10,b=20,a<b,A=80°<90°,
讨论如下:∵bsinA=20sin80°>20sin60°=10eq \r(3),
∴a<bsinA,∴本题无解.
(2)a=2eq \r(3),b=6,a<b,A=30°<90°,
∵bsinA=6sin30°=3,∴bsinA<a<b,∴本题有两解.
由正弦定理,得sinB=eq \f(bsinA,a)=eq \f(6sin30°,2\r(3))=eq \f(\r(3),2),
又0°<B<180°,∴B=60°或120°.
当B=60°时,C=90°,c=eq \f(asinC,sinA)=eq \f(2\r(3)sin90°,sin30°)=4eq \r(3);
当B=120°时,C=A=30°,c=a=2eq \r(3).
∴B=60°时,C=90°,c=4eq \r(3);B=120°时,C=30°,c=2eq \r(3).
【跟踪训练】
3.(1)在△ABC中,a=x,b=2,B=45°,若三角形有两解,则x的取值范围是( )
A.{x|x>2}
B.{x|x<2}
C.{x|2<x<2eq \r(2)}
D.{x|2<x<2eq \r(3)}
解析:解法一:要使三角形有两解,则a>b且sinA<1.由正弦定理,得sinA=eq \f(asinB,b)=eq \f(\r(2),4)x.∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x>2,,\f(\r(2),4)x<1,))∴2<x<2eq \r(2).
解法二:要使三角形有两解,则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(b<a,,b>asinB,))即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2<x,,2>xsin45°,))∴2<x<2eq \r(2).
(2)已知下列各三角形中的两边及其中一边的对角,先判断三角形是否有解,有解的作出解答.
①b=4,c=8,B=30°;
②b=4eq \r(3),c=2,C=30°.
解:①∵b=4,c=8,b<c,B=30°<90°,
又csinB=8sin30°=4=b,即c>b=csinB,
∴本题有一解.
由正弦定理,得sinC=eq \f(csinB,b)=eq \f(8sin30°,4)=1.
又c>b,∴C>B,∴30°<C<180°,∴C=90°.
∴A=180°-(B+C)=60°.
∴a=eq \r(c2-b2)=4eq \r(3).
②解法一:由正弦定理和已知条件,得
eq \f(4\r(3),sinB)=eq \f(2,sin30°),∴sinB=eq \r(3).
∵eq \r(3)>1,∴此三角形无解.
解法二:∵c=2,bsinC=2eq \r(3),
∴c<bsinC.故此三角形无解.
解法三:在角C的一边上确定顶点A,使AC=b=4eq \r(3),作∠ACD=30°,以顶点A为圆心,AB=c=2为半径画圆,如图所示,该圆与CD没有交点,说明该三角形解的个数为0.
解 由正弦定理,得eq \f(a,sinA)=eq \f(b,sinB)=eq \f(c,sinC).
∵sin2A=sin2B+sin2C,∴a2=b2+c2.
∴A=eq \f(π,2),B+C=eq \f(π,2).
∵sinA=2sinBcosC,即sinA=2sinBcoseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-B)),
∴1=2sin2B,∵B∈(0,π),∴sinB=eq \f(\r(2),2),∴B=eq \f(π,4),C=eq \f(π,4).
∴△ABC为等腰直角三角形.
解析:将a=2RsinA,b=2RsinB(R为△ABC的外接圆的半径)代入已知条件,得sin2AtanB=sin2BtanA,则eq \f(sin2AsinB,cosB)=eq \f(sinAsin2B,cosA).
∵sinAsinB≠0,∴sin2A=sin2B,∴2A=2B或2A=π-2B,∴A=B或A+B=eq \f(π,2),故△ABC为等腰三角形或直角三角形.
解析:∵b=2asinB,∴利用正弦定理的变式得sinB=2sinAsinB.∵sinB≠0,∴sinA=eq \f(1,2),∵A为锐角,∴A=30°.故选A.
2.在△ABC中,已知a=8,B=60°,C=75°,则b等于( )
A.4eq \r(2)
B.4eq \r(3)
C.4eq \r(6)
D.eq \f(32,3)
解析:A=180°-(B+C)=45°,由正弦定理得b=eq \f(asinB,sinA)=eq \f(8×\f(\r(3),2),\f(\r(2),2))=4eq \r(6).故选C.
3.已知a,b,c分别是△ABC的内角A,B,C的对边.若eq \f(c,b)<cosA,则△ABC的形状为( )
A.钝角三角形
B.直角三角形
C.锐角三角形
D.等边三角形
解析:由题意知eq \f(c,b)<cosA,由正弦定理得sinC<sinBcosA,∴sin(A+B)<sinBcosA,∴sinAcosB+sinBcosA<sinBcosA,∴sinAcosB<0.又A是△ABC的一个内角,∴0<A<π,∴sinA>0,∴cosB<0,即B为钝角.故选A.
4.(2024·浙江温州期中)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,
且满足eq \f(bcosA,cosB)+a=2c,则角B=________.
解析:由于eq \f(bcosA,cosB)+a=2c,整理得bcosA+acosB=2ccosB,利用正弦定理,得sinBcosA+sinAcosB=2sinCcosB,所以sin(A+B)=2sinCcosB,即sinC=2sinCcosB.由于sinC≠0,所以cosB=eq \f(1,2),由于B∈(0,π),所以B=eq \f(π,3).
eq \f(π,3)
5.在△ABC中,内角A,B所对的边分别为a,b,且A=60°,a=eq \r(6),b=4,那么满足条件的△ABC有几个?
解:由正弦定理eq \f(a,sinA)=eq \f(b,sinB),得eq \f(\r(6),sin60°)=eq \f(4,sinB),∴sinB=eq \f(4×\f(\r(3),2),\r(6))=eq \r(2)>1,∴无解,∴没有满足条件的三角形.
一、选择题
1.在△ABC中,A∶B∶C=4∶1∶1,则a∶b∶c=( )
A.4∶1∶1
B.2∶1∶1
C.eq \r(2)∶1∶1
D.eq \r(3)∶1∶1
解析:∵A+B+C=180°,A∶B∶C=4∶1∶1,∴A=120°,B=30°,C=30°.由正弦定理的变形公式,得a∶b∶c=sinA∶sinB∶sinC=sin120°∶sin30°∶sin30°=eq \f(\r(3),2)∶eq \f(1,2)∶eq \f(1,2)=eq \r(3)∶1∶1.故选D.
2.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知a=eq \r(15),b=2,A=60°,则tanB=( )
A.1
B.eq \f(1,2)
C.eq \f(5,2)
D.eq \f(\r(3),2)
解析:由正弦定理,得sinB=eq \f(bsinA,a)=eq \f(2,\r(15))×eq \f(\r(3),2)=eq \f(1,\r(5)),根据题意,得b<a,故B<A=60°,因此B为锐角.于是cosB=eq \r(1-sin2B)=eq \f(2,\r(5)),故tanB=eq \f(sinB,cosB)=eq \f(1,2).
3.(2023·全国乙卷)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若acosB-bcosA=c,且C=eq \f(π,5),则B=( )
A.eq \f(π,10)
B.eq \f(π,5)
C.eq \f(3π,10)
D.eq \f(2π,5)
解析:由题意结合正弦定理可得sinAcosB-sinBcosA=sinC,即sinAcosB-sinBcosA=sin(A+B)=sinAcosB+sinBcosA,整理可得sinBcosA=0,由于B∈(0,π),故sinB>0,据此可得cosA=0,A=eq \f(π,2),则B=π-A-C=π-eq \f(π,2)-eq \f(π,5)=eq \f(3π,10).故选C.
4.(2024·黑龙江齐齐哈尔普高联谊校高一下期末)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若eq \f(sin2\f(A,2),a)=eq \f(sin2\f(B,2),b),则△ABC一定是( )
A.等腰三角形
B.钝角三角形
C.直角三角形
D.等腰直角三角形
解析:由题设eq \f(sin2\f(A,2),sinA)=eq \f(sin2\f(B,2),sinB),则eq \f(sin2\f(A,2),2sin\f(A,2)cos\f(A,2))=eq \f(sin2\f(B,2),2sin\f(B,2)cos\f(B,2))⇒eq \f(sin\f(A,2),cos\f(A,2))=eq \f(sin\f(B,2),cos\f(B,2))⇒taneq \f(A,2)=taneq \f(B,2),又A,B∈(0,π),则eq \f(A,2),eq \f(B,2)∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2))),故eq \f(A,2)=eq \f(B,2),即A=B,所以△ABC一定是等腰三角形.故选A.
解析:对于A,bsinA=14sin30°=7=a,故△ABC只有一解;对于B,a=30,b=25,故a>b,又A=150°,故△ABC只有一解;对于C,bsinA=9sin45°=eq \f(9\r(2),2)>6=a,故△ABC无解;对于D,bsinA=40sin30°=20,因为bsinA<a<b,故△ABC有两解.故选AB.
二、填空题
6.设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且cosA=eq \f(3,5),cosB=eq \f(5,13),b=3,则c=________.
解析:∵cosA=eq \f(3,5),cosB=eq \f(5,13),∴sinA=eq \f(4,5),sinB=eq \f(12,13),∴sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB=eq \f(56,65).又sinC=sin[π-(A+B)]=sin(A+B),∴sinC=eq \f(56,65),由正弦定理,得eq \f(b,sinB)=eq \f(c,sinC),∴c=eq \f(3×\f(56,65),\f(12,13))=eq \f(14,5).
eq \f(14,5)
解析:∵b=2a,∴sinB=2sinA,又B=A+60°,∴sin(A+60°)=2sinA,即sinAcos60°+cosAsin60°=2sinA,化简,得sinA=eq \f(\r(3),3)cosA,∴tanA=eq \f(\r(3),3),又0°<A<180°,∴A=30°.
8.在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且eq \f(2a-c,c)=eq \f(tanB,tanC),则角B的大小为________.
解析:∵eq \f(2a-c,c)=eq \f(tanB,tanC),根据正弦定理,得eq \f(2sinA-sinC,sinC)=eq \f(tanB,tanC)=eq \f(sinBcosC,sinCcosB).化简,得2sinAcosB-cosBsinC=sinBcosC,∴2sinAcosB=sin(B+C).在△ABC中,sin(B+C)=sinA,0°<A<180°,∴cosB=eq \f(1,2).∵0°<B<180°,∴B=60°.
三、解答题
9.(1)在△ABC中,已知a=2eq \r(2),A=30°,B=45°,解三角形;
(2)在△ABC中,已知b=6eq \r(3),c=6,C=30°,解三角形.
解:(1)因为eq \f(a,sinA)=eq \f(b,sinB)=eq \f(c,sinC),
所以b=eq \f(asinB,sinA)=eq \f(2\r(2)sin45°,sin30°)=eq \f(2\r(2)×\f(\r(2),2),\f(1,2))=4.
因为C=180°-(A+B)=180°-(30°+45°)=105°,
所以c=eq \f(asinC,sinA)=eq \f(2\r(2)sin105°,sin30°)=eq \f(2\r(2)sin75°,\f(1,2))=2+2eq \r(3).
(2)由正弦定理,得eq \f(b,sinB)=eq \f(c,sinC),
得sinB=eq \f(bsinC,c)=eq \f(\r(3),2).
因为b>c,所以B>C=30°,
所以B=60°或120°.
当B=60°时,A=90°,a=eq \f(csinA,sinC)=eq \f(6sin90°,sin30°)=12.
当B=120°时,A=C=30°,a=c=6.
所以a=6,A=30°,B=120°或a=12,A=90°,B=60°.
10.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知a=2,b=eq \r(2),同时还可能满足以下某些条件:
①A=eq \f(π,4);②B>A;③sinB<sinA;④c=4.
(1)直接写出所有可能满足的条件序号;
(2)在(1)的条件下,求B及c的值.
解:(1)①,③.
(2)由eq \f(a,sinA)=eq \f(b,sinB),可得eq \f(2,sin\f(π,4))=eq \f(\r(2),sinB),
∴sinB=eq \f(\r(2)×sin\f(π,4),2)=eq \f(\r(2)×\f(\r(2),2),2)=eq \f(1,2).
∵a=2>b=eq \r(2),∴A>B,∴B=eq \f(π,6).
由a2=b2+c2-2bccosA,
得22=(eq \r(2))2+c2-2×eq \r(2)×c×eq \f(\r(2),2),
解得c=eq \r(3)+1或c=-eq \r(3)+1(舍去).
11.(2024·河南商丘第一中学高一下期末)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若sinA=sinBcosC且c=2eq \r(3),A=eq \f(π,6),则eq \f(c+a,sinC+sinA)=( )
A.8eq \r(3)
B.4eq \r(3)
C.8
D.4
解析:在△ABC中,由sinA=sinBcosC,可得sin(B+C)=sinBcosC,即sinBcosC+cosBsinC=sinBcosC,所以cosBsinC=0,因为B,C∈(0,π),所以sinC≠0,且cosB=0,所以B=eq \f(π,2),又A=eq \f(π,6),可得C=eq \f(π,3),由正弦定理可得eq \f(c+a,sinC+sinA)=eq \f(c,sinC)=eq \f(2\r(3),\f(\r(3),2))=4.故选D.
12.(多选)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且(a+b)∶(a+c)∶(b+c)=9∶10∶11,则下列结论正确的是( )
A.sinA∶sinB∶sinC=4∶5∶6
B.△ABC是钝角三角形
C.△ABC的最大内角是最小内角的2倍
D.若c=6,则△ABC外接圆的半径为eq \f(8\r(7),7)
解析:因为(a+b)∶(a+c)∶(b+c)=9∶10∶11,所以可设eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a+b=9x,,a+c=10x,,b+c=11x))(x>0),解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=4x,,b=5x,,c=6x,))所以sinA∶sinB∶sinC=a∶b∶c=4∶5∶6,所以A正确;由上可知,c最大,所以△ABC中角C最大,又cosC=eq \f(a2+b2-c2,2ab)=eq \f((4x)2+(5x)2-(6x)2,2×4x×5x)=eq \f(1,8)>0,所以C为锐角,所以B错误;由上可知,a最小,所以△ABC中角A最小,又cosA=eq \f(c2+b2-a2,2cb)=eq \f((6x)2+(5x)2-(4x)2,2×6x×5x)=eq \f(3,4),所以cos2A=2cos2A-1=eq \f(1,8),
所以cos2A=cosC.因为△ABC中角C最大且C为锐角,可得2A∈(0,π),C∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2))),所以2A=C,所以C正确;设△ABC外接圆的半径为R,由正弦定理得2R=eq \f(c,sinC),又sinC=eq \r(1-cos2C)=eq \f(3\r(7),8),所以2R=eq \f(6,\f(3\r(7),8)),解得R=eq \f(8\r(7),7),所以D正确.故选ACD.
13.(2024·广东广雅中学花都校区高一下期中)若满足条件c=2eq \r(2),eq \f(sinA,a)=eq \f(cosC,c)的△ABC有两个,则边长BC的取值范围是________.
解析:因为eq \f(sinA,a)=eq \f(cosC,c),所以acosC=csinA,由正弦定理可得sinAcosC=sinCsinA,因为三角形中sinA≠0,所以tanC=1,即C=eq \f(π,4).过B作AC边上的高BD,垂足为D,则BD=eq \f(\r(2),2)BC,若存在两个△ABC,则BC>2eq \r(2)>eq \f(\r(2),2)BC,解得BC∈(2eq \r(2),4).
(2eq \r(2),4)
14.(2024·新课标Ⅱ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sinA+eq \r(3)cosA=2.
(1)求A;
(2)若a=2,eq \r(2)bsinC=csin2B,求△ABC的周长.
解:(1)解法一(利用辅助角公式求解):
由sinA+eq \r(3)cosA=2,
可得eq \f(1,2)sinA+eq \f(\r(3),2)cosA=1,
即sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(A+\f(π,3)))=1,
由于A∈(0,π)⇒A+eq \f(π,3)∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3),\f(4π,3))),
故A+eq \f(π,3)=eq \f(π,2),解得A=eq \f(π,6).
解法二(利用同角三角函数的基本关系求解):
由sinA+eq \r(3)cosA=2,又sin2A+cos2A=1,消去sinA,
得4cos2A-4eq \r(3)cosA+3=0⇔(2cosA-eq \r(3))2=0,
解得cosA=eq \f(\r(3),2),
又A∈(0,π),故A=eq \f(π,6).
(2)由题设条件和正弦定理,得
eq \r(2)bsinC=csin2B⇔eq \r(2)sinBsinC=2sinCsinBcosB,
又B,C∈(0,π),则sinBsinC≠0,得cosB=eq \f(\r(2),2),故B=eq \f(π,4),
于是sinC=sin(π-A-B)=sin(A+B)
=sinAcosB+cosAsinB=eq \f(\r(2)+\r(6),4),
由正弦定理eq \f(a,sinA)=eq \f(b,sinB)=eq \f(c,sinC),得eq \f(2,sin\f(π,6))=eq \f(b,sin\f(π,4))=eq \f(c,sinC),
解得b=2eq \r(2),c=eq \r(2)+eq \r(6),故△ABC的周长为2+3eq \r(2)+eq \r(6).
15.(2024·福建福州高级中学第四学段期末考试)已知A,B,C为△ABC的三内角,其对边分别为a,b,c,若2sinBcosC-sin2A=cos2A-2cosBsinC.
(1)求A;
(2)若△ABC是锐角三角形,a=1,求eq \r(3)b-c的取值范围.
解:(1)由2sinBcosC-sin2A=cos2A-2cosBsinC,
得2sinBcosC+2cosBsinC=cos2A+sin2A,
即2sin(B+C)=1,
由A+B+C=π,
得2sin(B+C)=2sin(π-A)=2sinA=1,sinA=eq \f(1,2),
由A∈(0,π),
得A=eq \f(π,6)或eq \f(5π,6).
(2)由△ABC为锐角三角形,得A=eq \f(π,6),由正弦定理且a=1,
得eq \f(b,sinB)=eq \f(c,sinC)=eq \f(a,sinA)=2,即b=2sinB,c=2sinC,
eq \r(3)b-c=2eq \r(3)sinB-2sinC=2eq \r(3)sinB-2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(π-\f(π,6)-B))
=2eq \r(3)sinB-2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(sin\f(5π,6)cosB-cos\f(5π,6)sinB))
=2eq \r(3)sinB-cosB-eq \r(3)sinB=eq \r(3)sinB-cosB
=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(B-\f(π,6))),因为A=eq \f(π,6),B,C∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2))),A+B+C=π,所以B∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3),\f(π,2))),则B-eq \f(π,6)∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\f(π,3))),即eq \r(3)b-c∈(1,eq \r(3)).
$$