内容正文:
11.2 正弦定理
第1课时 正弦定理
第11章 解三角形
[学习目标] 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.
[素养目标] 水平一:结合教材实例理解正弦定理的推导过程.(逻辑推理)
水平二:能综合应用正弦定理、余弦定理解三角形,证明简单的问题.(数学运算、逻辑推理)
考古专家发现一块类似三角形刀状玉佩,其一角已破损.现测得如下数据:BC=2.57 cm,CE=3.57 cm,BD=4.38 cm,B=45°,C=120°.为了复原,如何计算原玉佩两边的长(精确到0.01 cm).
探究活动1 正弦定理
内容索引
探究活动2 已知三角形的两边和其中一边的对角解三角形
探究活动3 已知两边及其中一边对角判断三角形解的个数
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课时作业 巩固提升
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探究活动1 正弦定理
问题 在课本中,用向量证明了==.你还有其他方法吗?
提示 还可借助外接圆或面积法来证明.
例如外接圆转化法.
如图所示,圆O是△ABC的外接圆,直径为AD=2R,则∠C=∠D,
∴sin C=sin D=,
∴2R=(R为△ABC的外接圆的半径),
同理可得2R=,2R=,
∴==.
1.正弦定理
知识生成
条件 在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c
结论 _______==
文字叙述 三角形的各边与它所对角的_____的比相等
正弦
2.正弦定理的变形
若R为△ABC外接圆的半径,则
(1)a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C.
(2)sin A=,sin B=,sin C=.
(3)sin A∶sin B∶sin C=a∶b∶c.
(4)=2R.
[例1] (1)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若A=45°,B=120°,a=2,则b的值为( )
A.2 B.
C.2 D.3
知识应用
B
解析 由正弦定理=,得=⇒b=.
(2)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a=,sin B=,C=,则b=( )
A.1 B.2
C. D.
A
解析 由sin B=,C=,得B=,则A=.
根据正弦定理=,得b==1.
已知三角形的两角和任意一边解三角形的思路
1.若所给边是已知角的对边时,可由正弦定理求另一角所对的边,再由三角形内角和定理求出第三个角.
2.若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.
1.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知c=10,A=45°,C=30°,求a,b的值.
跟踪训练
解:∵A=45°,C=30°,∴B=180°-(A+C)=105°.
由=得,a===10.
∵sin 105°=sin 75°=sin(30°+45°)=sin 30°cos 45°+cos 30°sin 45°=,
∴b==20×=5+5.
探究活动2 已知三角形的两边和其中一边的对角解三角形
[例2] (1)在△ABC中,若A=60°,BC=,AC=,则角B的大小为( )
A.30° B.45°
C.135° D.45°或135°
知识应用
B
解析 在△ABC中,由正弦定理可知=,即=,
所以sin B=.
因为0°<B<180°,所以B=45°或135°.
因为BC>AC,所以A>B,因此B=45°.
(2)在△ABC中,若a=,b=2,A=30°,则C= .
105°或15°
解析 由正弦定理=,得
sin B===.
因为0°<B<180°且b>a,
所以B=45°或135°,
所以C=180°-45°-30°=105°或C=180°-135°-30°=15°.
已知三角形的两边和其中一边的对角解三角形的方法
1.由正弦定理求出另一边的对角的正弦值.
2.若已知角为大边所对角,由大边对大角知另一边所对的角为锐角,由正弦值可求得唯一角.
3.若已知角为小边所对的角,则不能确定另一边所对的角是不是锐角,由正弦值可求得两个角,此时要分类讨论.
2.在△ABC中,已知a=2,c=,A=45°,解三角形.
跟踪训练
解:∵=,
∴sin C===,
∵0°<C<180°,c>a,
∴C=60°或C=120°.
当C=60°时,B=75°,
b===+1;
当C=120°时,B=15°,
b===-1.
∴b=+1,B=75°,C=60°或b=-1,B=15°,C=120°.
探究活动3 已知两边及其中一边对角判断三角形解的个数
问题 我们知道,已知两边及其中一边的对角解三角形时有时有两个解,有时有一个解或无解,如何判定三角形的解的个数呢?
提示 在△ABC中,已知a,b和A时,可利用sin B=讨论.
(1)若sin B>1,无解.
(2)若sin B=1,有一解.
(3)若sin B<1,则得B的两个值,再由内角和定理或“大边对大角”等性质判定即可.
[例3] 不解三角形,判断下列三角形解的个数.
(1)a=5,b=4,A=120°;
知识应用
解 sin B==×<,
所以三角形有一解.
(2)a=9,b=10,A=60°;
解 sin B==×=,
而<<1.
所以当B为锐角时,满足sin B=的角B的取值范围是60°<B<90°.满足A+B<180°;
当B为钝角时,满足sin B=的角B的取值范围是90°<B<120°,也满足A+B<180°.故三角形有两解.
(3)b=72,c=50,C=135°.
解 sin B==sin C>sin C=.
所以B>45°,
此时B+C>180°,故三角形无解.
已知两边及其中一边的对角判断三角形解的个数的方法
1.应用三角形中大边对大角的性质以及正弦函数的值域判断解的个数.
2.在△ABC中,已知a,b和A,解的个数见下表:
A为钝角 A为直角 A为锐角
a>b 一解 一解 一解
a=b 无解 无解 一解
a<b 无解 无解 a>bsin A 两解
a=bsin A 一解
a<bsin A 无解
3.已知在△ABC中,b=4,c=3,C=30°,那么此三角形( )
A.有一解 B.有两解
C.无解 D.解的个数不确定
跟踪训练
B
解析:由正弦定理和已知条件,得=,
∴sin B=<1,
∵b>c,∴B>C,
故B可能为锐角也可能为钝角.
1.牢记2个知识点
(1)正弦定理.
(2)正弦定理的变形.
2.掌握2种方法——化归转化、数形结合
3.注意1个易错点
已知两边及一边的对角解三角形时易忽略分类讨论.
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1.在△ABC中,一定成立的等式是( )
A.asin A=bsin B B.acos A=bcos B
C.asin B=bsin A D.acos B=bcos A
C
解析:由正弦定理=,
得asin B=bsin A.
2.设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足A=,B=,c=2,则a=( )
A.+1 B.-1
C. D.
C
解析:由题意可得C=π--=,
故由正弦定理=,得a===.
3.已知在△ABC中,b=4,c=2,C=30°,那么此三角形( )
A.有一解 B.有两解
C.无解 D.解的个数不确定
C
解析:由正弦定理和已知条件,得=,
∴sin B=>1,∴此三角形无解.
4.在△ABC中,若AC=5,BC=6,sin A=,则角B的大小为 .
30°
解析:由正弦定理得=,可得sin B===.
由AC<BC,可得B<A,所以B=30°.
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[A组]
1.记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若A=,sin B=,b=2,则a=( )
A. B.
C. D.
A
解析:由正弦定理得a=·sin A=.
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2.在△ABC中,AB=2,AC=3,B=60°,则cos C=( )
A. B.
C. D.
B
解析:由正弦定理,得=,即=,解得sin C=.因为AB<AC,所以C<B,所以cos C==.
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3.已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且c=4,b=4,C=30°,则角A等于( )
A.90° B.60°或120°
C.30° D.30°或90°
D
解析:由正弦定理=,得=,解得sin B=.
因为0<B<180°,且b>c,所以B=60°或120°,
所以角A的度数为90°或30°.
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4.若△ABC的三个内角A,B,C满足sin A∶sin B∶sin C=2∶3∶4,则sin A=( )
A. B.
C. D.
C
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解析:由题意及正弦定理得a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C=2∶3∶4,设a=2t,b=3t,c=4t,(t>0)
所以cos A==,
所以A为锐角,故sin A==.
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5.(多选)下列说法正确的是( )
A.在△ABC中,a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C
B.在△ABC中,若sin 2A=sin 2B,则A=B
C.在△ABC中,若sin A>sin B,则A>B;若A>B,则sin A>sin B
D.在△ABC中,=
ACD
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解析:对于A,由正弦定理===2R,可得a∶b∶c=2Rsin A∶2Rsin B∶2Rsin C=sin A∶sin B∶sin C,故A正确;
对于B,由sin 2A=sin 2B,可得A=B或2A+2B=π,
即A=B或A+B=,故B错误;
对于C,在△ABC中,由正弦定理可得,sin A>sin B⇔a>b⇔A>B,因此A>B是sin A>sin B的充要条件,故C正确;
对于D,由正弦定理===2R,
可得右边===2R=左边,故D正确.
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6.在△ABC中,若a=3,cos A=-,则△ABC的外接圆的半径为 .
解析:由cos A=-,得sin A==,设△ABC的外接圆的半径为R,由正弦定理,得2R==2,即△ABC的外接圆的半径为.
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7.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=3,B=2A,cos A=,则b= .
2
解析:因为cos A=,所以sin A=.因为B=2A,所以sin B=sin 2A=2sin Acos A=,又=,所以b=2.
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8.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且a=3,bsin 2A=asin B.
(1)求角A的大小;
解:由bsin 2A=asin B及正弦定理可知
2sin Bsin Acos A=sin Asin B.
因为sin Asin B≠0,所以cos A=.
因为A∈(0,π),所以A=.
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(2)若sin B=,求c.
解:因为sin A=sin =,
所以sin B<sin A,所以B<A,
所以cos B==.
因为A+B+C=π,
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所以sin C=sin [π-(A+B)]=sin(A+B)
=sin Acos B+cos Asin B=×+×=.
由正弦定理得c==3××=.
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[B组]
9.已知a,b,c分别是△ABC的三个内角A,B,C所对的边.若A=60°,c=6,a=6,则此三角形( )
A.有两个解 B.有一个解
C.无解 D.有无穷多解
B
解析:由等边对等角可得C=A=60°,由三角形的内角和可得B=60°,所以此三角形为正三角形,有唯一解.
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10.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=1,A=,则“b=”是“B=”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
B
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解析:在△ABC中,a=1,A=,若b=,则由正弦定理得=,解得sin B=.
因为b>a,所以B>A,B可为锐角也可为钝角,
所以B=或B=;
若B=,则=,所以b=,
因此“b=”是“B=”的必要不充分条件.
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11.在△ABC中,a,b,c分别是内角A,B,C所对的边,且cos 2B+3cos(A+C)+2=0,b=,则c∶sin C= .
2∶1
解析:因为cos 2B+3cos(A+C)+2=0,
所以2cos2B-3cos B+1=0,
解得cos B=或cos B=1(舍去).
因为0<B<π,所以B=,
由正弦定理得c∶sin C=b∶sin B=2∶1.
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12.在△ABC中,a=,A=,试求△ABC的周长的取值范围.
解:由正弦定理,得==,
即===2,
∴b=2sin B,c=2sin C,
∴△ABC的周长为L=a+b+c=+2sin B+2sin C
=+2sin B+2sin
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=+3sin B+cos B
=+2sin.
又B∈,
∴B+∈,
∴sin∈,
∴L∈(2,3].
即△ABC的周长的取值范围为(2,3].
$$