内容正文:
第01讲 正弦定理
课程标准
学习目标
1.结合实例,了解已知两边和夹角的三角形的面积公式的推理过程,掌握三角形面积公式的应用;
2.了解正弦定理的推导过程,掌握正弦定理及其变形;
3.探索三角形边长与角度的关系,掌握正弦定理,能用正弦定理解决简单的解三角形问题。
1.通过对正弦定理的推导及应用正弦定理判断三角形的形状,培养逻辑推理的核心素养;
2.借助利用正弦定理求解三角形的边长或角的大小的学习,培养数学运算的核心素养。
知识点01 三角形的面积公式
1、三角形面积公式:在中,三个内角,,所对的边分别为,,,的面积为S,则,即三角形的面积等于任意两边与它们夹角的正弦值乘积的一半。
2、其他面积公式
在中,内角,,所对的边分别为,,,边,,边上的高分别记作,,,为内切圆半径,为外接圆半径,为内切圆心。
(1) (2) (3)
【即学即练1】(23-24高一下·黑龙江·期末)在中,已知,则( )
A. B. C. D.3
【答案】B
【分析】利用三角形面积公式代入计算可得结果.
【详解】由三角形面积公式可得.
故选:B
知识点02 正弦定理
1、正弦定理的描述
(1)文字语言:在一个三角形中,各边的长和它所对角的正弦的比相等;
(2)符号语言:(2为外接圆直径)
【解读】正弦定理的特点
(1)适用范围:正弦定理对任意的三角形都成立.
(2)结构形式:分子为三角形的边长,分母为相应边所对角的正弦的连等式.
(3)刻画规律:正弦定理刻画了三角形中边与角的一种数量关系,可以实现三角形中边角关系的互化.
2、正弦定理的推广及常用变形公式
在中,若内角,,所对的边分别为,,,其外接圆半径为,则
(1),,;
(2);
(3)(比例性质);
(4),,(可以实现边到角的转化);
(5),,(可以实现角到边的转化)。
3、三角形中的隐含条件
在中,已知内角,,所对的边分别为,,.
(1),,,;.
(2)(大边对大角);.
(3),;;
(4)若三角形为锐角三角形,
【即学即练2】(24-25高一下·全国·课后作业)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.下列等式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】直接由正弦定理即可求解.
【详解】由正弦定理可得,对比选项可知只有B正确.
故选:B.
知识点03 解三角形
1、三角形的元素:把三角形的三个角与三条边都称为三角形的元素。
2、解三角形的定义:己知三角形的若干元素求其他元素一般称为解三角形。
3、利用正弦定理解三角形的类型
(1)已知两角一边,解三角形,有且只有一解;
(2)已知两边及其中一边的对角,解三角形,它可能有两解、一解或无解。
【即学即练3】(24-25高二上·辽宁朝阳·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为,,,若,,,则( )
A. B.1 C. D.
【答案】A
【分析】利用正弦定理计算即可.
【详解】根据正弦定理,得,解得.
故选:A.
题型01 正弦定理解三角形
【典例1】(24-25高三上·山西吕梁·阶段练习)在中,已知,,,则角的值为( )
A.或 B. C. D.或
【答案】B
【分析】利用正弦定理得到值,再根据得到,即可求解.
【详解】,,,
又,且,
,则角的值为.
故选:B.
【变式1】(24-25高一·山东临沂·期末)记内角,,所对的边分别是,,,已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用正弦定理列式计算即得.
【详解】在中,由正弦定理,得.
故选:C.
【变式2】(24-25高二上·甘肃武威·开学考试)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由正弦定理可求得,进而由同角的平方关系可求.
【详解】在中,由正弦定理可得,即,
解得,且不等于0,
当为锐角时,,
当为钝角时,.
综上所述:.
故选:B.
【变式3】(24-25高一下·天津·期中)在中,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由正弦定理可得答案.
【详解】由正弦定理得,解得.
故选:A.
题型02 判断三角形解的个数
【典例2】(2025高一·全国·课堂练习)在中,已知,则此三角形的解的情况是( )
A.有一解 B.有两解
C.无解 D.有解但解的个数不确定
【答案】C
【分析】根据正弦定理计算出,结合正弦值的范围判断.
【详解】由正弦定理得,
则,
故不存在,即满足条件的三角形不存在.
故选:C
【变式1】(24-25高二上·陕西西安·期中)在中,角,,的对边分别为,,,若,,,则此三角形解的情况为( )
A.无解 B.只有一解 C.有两解 D.解的个数不确定
【答案】B
【解析】由正弦定理可得,进而判断解的情况.
【详解】因为,,,
所以由正弦定理可得,,所以或,
当时,,满足题意;
当时,,不能构成三角形,舍去.
综上,,即三角形的解只有一个.
故选:B.
【变式2】(24-25高一下·河南南阳·阶段练习)在中,角所对的边分别为,且.若有两解,则的值可以是( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【答案】B
【分析】由题意画出图形,可得,求出的范围,结合选项得出答案.
【详解】如图,过点作,垂足为,则.
若有两解,所以,则,即,得.
故选:B
【变式3】(24-25高一下·全国·课后作业)在中,已知角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,,,若三角形有两个解,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用正弦定理列式求解即得.
【详解】依题意,,即,由,得,
所以的取值范围是.
故选:C
【变式4】(23-24高一下·江苏扬州·期末)(多选)在中,角所对的边为,根据下列条件解三角形,其中仅有一解的有( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】对于A,B,D,根据三角形全等,易得三角形的形状唯一确定,故解唯一;对于C,可用正弦定理,结合正弦函数的图象,说明符合条件的三角形有两解.
【详解】对于A,三角形中,已知三边,由三角形全等知,三角形的形状唯一确定,故仅有一解,即A正确;
对于B,三角形中,已知两个角和夹边,由三角形全等知,三角形的形状唯一确定,故仅有一解,即B正确;
对于C,由正弦定理,可得,,因,则,
因,结合正弦函数的图象可知角有两解,故C错误;
对于D,三角形中,已知两边和夹角,由三角形全等知,三角形的形状唯一确定,故仅有一解,即D正确.
故选:ABD.
【变式5】(23-24高一下·上海·月考)在中,,,要使被唯一确定,那么的取值范围是 .
【答案】
【解析】根据题意,,,
由正弦定理得:,则,
三角形只有一个解,则或,
则或,即或,
所以的取值范围是.
题型03 三角形面积问题
【典例3】(23-24高一下·四川达州·期末)设中角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,,,则的面积为( ).
A. B. C.12 D.
【答案】B
【分析】利用同角三角函数的基本关系计算出的值,然后利用三角形的面积公式可求得的面积.
【详解】∵,∴,
由三角形的面积公式可知,的面积为.
故选:B
【变式1】(24-25高二上·河南濮阳·期末)在中,,,,,则
A.或 B. C. D.
【答案】C
【分析】由三角形面积公式可得,进而可得解.
【详解】在中,,,,
,可得,所以,
所以
【变式2】(24-25高一下·上海·阶段练习)在中,、、所对的边分别为、、,若,,则的面积等于 .
【答案】
【分析】利用三角形的面积公式求解即可.
【详解】因为,,所以.
所以的面积等于.
故答案为:.
【变式3】(24-25高一上·上海·课前预习)在中,,,,则 .
【答案】
【分析】由正弦定理、三角形内角和求得,结合三角形面积公式即可求解.
【详解】由正弦定理有,即,解得,
而,所以,所以,
所以.
故答案为:.
【变式4】在中,,,则 .
【答案】或
【分析】先由三角形面积公式,得到,求出,即可得出结果.
【详解】因为在中,,,
所以,因此,
所以或.
故答案为或
【变式5】在中,,,,则的面积等于 .
【答案】或
【分析】根据正弦定理得到角的大小,进而得到角的大小,最后可求得面积.
【详解】在中,,,.
由正弦定理可得,得.
,,或.
当时,,;
当时,,.
故的面积是或.
故答案为:或.
题型04 求三角形外接圆半径
【典例4】在中, ,,c边上的中线长为1,则的外接圆的半径长为______.
【答案】1
【解析】如图,在中,设D为边的中点,
则,,所以,
故,而,
所以 ,则,
由于,故,
所以 ,设的外接圆的半径为R,
则.
【变式1】(24-25高一上·全国·课后作业)记的内角,,所对的边分别为,,,若,,,则外接圆的半径为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据正弦定理进行边角互化,再结合三角恒等变换化简可得,再结合正弦定理可得外接圆半径.
【详解】由,则,
由正弦定理得,
所以,即,
解得,
所以,,
故选:B.
【变式2】在中,已知,则的外接圆半径为( )
A.4 B.4 C. D.
【答案】C
【解析】因为在中,已知,
设的外接圆半径为,由正弦定理可得,
解得的外接圆半径为R.故选:C.
【变式3】(24-25高一下·河南郑州·月考)已知,,分别为三个内角,,的对边,且,的外接圆半径为2.则( )
A. B.2 C. D.4
【答案】B
【解析】根据正弦定理知,
又因为,所以,
又,所以,
所以,即,所以,
由正弦定理可得,解得,故选:B.
题型05 判断三角形的形状
【典例5】(24-25高一上·浙江杭州·期末)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
【分析】根据条件,利用倍角公式得到,再利用正弦定理角转边即可得出结果.
【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1】(24-25高二上·浙江杭州·期中)的面积为,且,则的形状是( )
A.等腰三角形(非等边) B.直角三角形
C.正三角形 D.钝角三角形
【答案】B
【分析】利用正弦定理的边角变换,结合诱导公式与倍角公式求得B;利用面积公式与向量数量积的定义求得A,从而得解.
【详解】因为,所以,
因为,所以,所以,所以;
因为,所以,所以,所以,
所以,所以,
因为,所以,
所以,因为,所以,
所以,则是直角三角形,
故选:B.
【变式2】(23-24高一下·江苏盐城·期中)在中,角的对边分别是,若,则的形状为( )
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
【分析】由正弦定理、二倍角的余弦公式和两角和的正弦公式化简已知式即可得出答案.
【详解】由正弦定理可得,
所以,
即,所以,
又因为,所以,则,
又因为,所以.
故选:C.
【变式3】(23-24高一下·四川成都·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则的形状是( )
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】A
【分析】利用正弦定理边角互化,三角函数两角差公式以及三角函数的诱导公式即可得到答案.
【详解】根据正弦定理边角互化若,
则,
又根据诱导公式可知,
将上式可变形为,
根据三角函数两角差公式可化简,
所以
三角形内角和,代入即可求得
所以是直角三角形.
故选:A
题型06 边角互化的应用
【典例6】(2025·四川南充·二模)已知的内角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,若,.则( )
A.2 B.3 C. D.
【答案】D
【分析】根据已知条件,利用三角形的内角和性质,利用两角差的正弦公式求得角,进而利用正弦定理得解.
【详解】由于三角形的内角和为,即:,已知,所以:,
代入到中,得到:,
展开并化简:,即,
整理得到:,即,
根据正弦定理:,即.
故选:D.
【变式1】(2025·江西·一模)的内角的对边分别为.已知,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】A
【分析】根据正弦定理求解即可.
【详解】由正弦定理,得,
所以,
又,所以,所以.
故选:A.
【变式2】(2024高二上·河南安阳·学业考试)在中,内角所对的边分别是,若的面积为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题设及三角形面积公式、余弦边角关系可得,即可求角的大小.
【详解】由题设,又,
所以,则,而,
所以.
故选:D
【变式3】(23-24高一下·黑龙江哈尔滨·阶段练习)在中,角,,的对边分别是,,,,则角( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据正弦定理,结合三角恒等变化,将题中条件化为,从而可求出结果.
【详解】由得,
则,所以,即,
因为为三角形内角,所以,,则,所以;
故选:B
【变式4】(24-25高一下·河北·阶段练习)已知的内角所对的边分别是,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据已知得,再由正弦边角关系即可得比值.
【详解】由,且,则,
所以.
故选:D
题型07 最值与范围问题
【典例7】(24-25高一上·全国·课后作业)在锐角中,,则的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据锐角三角形定义求出的范围,利用正弦定理和三角恒等变换将所求化为关于的三角函数,然后由三角函数性质求解可得.
【详解】在锐角中,,因为,,,
所以,,解得,
所以,,
而,
所以
可得,
所以由正弦定理可知:
,
因为,所以,
所以,即.
故选:A.
【变式1】(23-24高一下·江苏无锡·期末)在锐角中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由三角形内角和定理及两角和的余弦、正弦公式,得,在锐角三角形中,可得.由锐角中,可得角B的范围,可得的范围,再由正弦定理可得的范围.
【详解】在中,可得
因为,可得
整理可得:,
整理可得,在锐角中,可得,可得.则,可得.
由正弦定理可得,.
因为,所以,可得,可得
故选:B.
【变式2】(23-24高一下·安徽合肥·期末)在中,角所对的边分别为,且,则下列结论错误的是( )
A.
B.若,则为直角三角形
C.若为锐角三角形,则的取值范围为
D.若为锐角三角形,的最小值为1
【答案】D
【分析】A:利用正弦定理和三角恒等变换即可判断;B:利用正弦定理边化角,结合A选项结论和三角恒等变换即可求出的三个内角,从而可判断其形状;C和D,根据是锐角三角形和选项A结论求出B的范围,利用函数单调性的方法可分别求两个式子的范围.
【详解】∵,由正弦定理可得,
在中,,
可得,而与不可能互补,
∴,即,∴A选项正确;
选项B中,,可得,由A选项可得,
则,在中,,
可得,则,∴,即为直角三角形,∴B选项正确;
选项C中,为锐角三角形中,
.
设,
∵为锐角三角形,∴,可得,
∴,即,
令,则函数单调递增,
,而,即.
∴,∴,∴C正确;
选项D中,∵为锐角三角形,由A选项可得,
∴,可得,∴,
∴.
设.
设在单调递减,∴,
∴D选项不正确:
故选:D.
【变式3】(23-24高一下·江苏淮安·期末)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,且,则的周长的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】方法一:设的外接圆半径为R,根据正弦定理及已知可将题干等式化为,再结合两角和的正弦公式进行化简,结合可得,最后根据正弦定理以及三角恒等变换用B表示出的周长,根据三角函数的性质求解即可.
方法二:根据三角形三边关系排除即可.
【详解】方法一:设的外接圆半径为R,
则,
因为,
所以,
可得,
即,
可得,
因为,,
所以,
结合,可得,
又,所以,
可得,
则的周长为
,
因为,所以,
则,
可得
故的周长的取值范围为
方法二:由,可知周长,排除ABD,
故选:C
【变式4】(23-24高一下·江苏南京·阶段练习)在锐角中,角,,所对的边分别为,,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】将两边平方结合二倍角公式可得,由正弦定理将边转化为角可计算出,由为锐角三角形可得,结合正弦定理得,即可求解.
【详解】因为,所以,
所以,
由正弦定理得,即,
所以,
所以,即,
所以或(舍去),
则,
因为三角形为锐角三角形,
则,所以,
解得,所以,
因为
,
所以的取值范围为.
故选:D.
一、单选题
1.(24-25高一下·陕西咸阳·阶段练习)在中,内角所对的边分别为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据条件,利用正弦定理,即可求解.
【详解】由正弦定理,得,解得,
故选:C.
2.(24-25高一下·山西·阶段练习)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用同角公式及正弦定理列式求解.
【详解】在中,由,得,
由正弦定理得,所以.
故选:A
3.(24-25高二上·贵州六盘水·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,,则外接圆的半径为( )
A. B. C.8 D.
【答案】A
【分析】由正弦定理可得外接圆直径,进而求得半径.
【详解】解:由正弦定理可知:,
为外接圆的半径,所以.
故选:A
4.(2025高三·全国·专题练习)在三角形中,,,,则( )
A. B. C.或 D.或
【答案】B
【分析】由正弦定理求解出角,然后由内角和定理求解角即可.
【详解】由可得:,
所以,又,
所以,
结合内角和定理,所以.
故选:B
5.(24-25高三上·海南·阶段练习)在中,,,分别为内角,,的对边,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用正弦定理将边化角,整理即可求得.
【详解】,
由正弦定理可得,
又在中,
,
,
,
在中,,
,且为的内角,
,
故选:C.
6.(23-24高一下·河北·期中)在中,角的对边分别为,已知,则的形状是( )
A.等腰三角形 B.等边三角形 C.直角三角形 D.等腰三角形或直角三角形
【答案】D
【分析】先用二倍角公式化简,结合正弦定理和三角形内角和定理化简判断三角形形状;
【详解】化简得:,,
根据正弦定理整理可得,因为
即,所以或,
可得或或,
所以等腰三角形或直角三角形.
故选:D.
7.(24-25高一下·浙江杭州·阶段练习)是斜边上一点,若,则的值( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,结合几何图形,利用正弦定理及二倍角公式列式求解.
【详解】在中,令,由,则,
,,
在中,,由正弦定理,,
即,整理得,
即,因,则有,即的值是.
故选:D
8.(24-25高一下·湖南·阶段练习)锐角三角形的三个内角的对边分别是,若,则角的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据正弦定理可得,由锐角三角形,可求得的范围.
【详解】由正弦定理得:,所以.
又锐角三角形中,,则,即.
所以,由于锐角三角形,所以,
解得.
故选:D.
二、多选题
9.(24-25高一下·安徽·阶段练习)在中,角的对边分别为,则下列说法正确的是( )
A.若,则的外接圆的面积为
B.若,则满足条件的三角形有两个
C.若为锐角三角形,则
D.若,则
【答案】AC
【分析】应用正弦定理有,进而求外接圆的面积判断A;应用正弦定理判断三角形个数判断B;由锐角三角形及诱导公式有、判断C;假设为钝角即可判断D.
【详解】因为,所以(为外接圆的半径),
所以,故的外接圆的面积为,故A正确;
若,则,所以无解,故B错误;
若为锐角三角形,则,所以,
所以,同理,
所以,故C正确;
若为钝角,显然满足,但,不满足,故D错误.
故选:AC
10.(24-25高一下·广东茂名·阶段练习)已知的内角的对边分别为,则下列说法正确的是( )
A.若,则有一解
B.若,则无解
C.若,则有一解
D.若,则有两解
【答案】ABD
【分析】利用正弦定理求解三角形的边或角,结合三角形的边角关系,一一判断各选项中三角形解的情况,即得答案.
【详解】A选项,因为,所以,故,
则是边长为2的等边三角形,有一解,故A正确;
B选项,若,由正弦定理得,即,
解得,无解,故B正确;
C选项,若,由大边对大角可知,此时三角形中有2个钝角,
不可能,则无解,故C错误;
D选项,若,由正弦定理得,
即,解得,因为,所以或,
所以有两解,D正确.
故选:ABD.
11.(24-25高一下·陕西咸阳·阶段练习)在锐角中,内角所对的边分别为,且,则( )
A.
B.
C.
D.若,则
【答案】BCD
【分析】根据已知条件结合正弦定理边化角得到,利用三角形内角关系及两角和的正弦公式整理式子得到,判断A选项;根据,即三角形形状得到关于角的不等式,解不等式即可确定角的取值范围,即可判断B;根据化为,利用基本不等式即可求最值,即可判断C;由已知条件将边化成角,再根据角的范围即可求出的范围,即可判断D.
【详解】由正弦定理及,得,
即,,
整理得,又,,
所以,故,,A错误;
由,得,又为锐角三角形,
所以解得,B正确;
(当且仅当,即时取等号),C正确;
由,得,由正弦定理得:
即,
所以
.
又,所以,故,故D正确.
故选:BCD.
三、填空题
12.(23-24高一下·云南昭通·阶段练习)在中,内角所对的边分别为,若,则 .
【答案】4
【分析】利用正弦定理,边角互化即可求解.
【详解】由正弦定理得,
则,
故答案为:4
13.(24-25高一下·广西南宁·阶段练习)在中角A,B,C所对的边分别为a,b,c若,则当时, ;当时,
【答案】 1
【分析】利用正弦定理可得,进而代入求解即可.
【详解】因为,由正弦定理可得,
且,则,可得,
若,则;
若,则,
且,所以.
故答案为:1;.
14.(2024·海南省直辖县级单位·模拟预测)如图,中,,且的面积为,点在边上,,则的长度等于 .
【答案】
【分析】先利用三角形的面积公式求出的大小,再根据等腰三角形得到的大小,最后在中利用正弦定理即可求解.
【详解】因为中,,且的面积为,
所以,解得,
所以或,
当时,因为,所以,
又,所以,不符合题意;
当时,因为,所以,
又,所以在中,由正弦定理可得,
即.
故答案为:
四、解答题
15.(24-25高一下·云南玉溪·阶段练习)如图,在中,内角,的对边分别为,,,,过点作,交线段于点,且,.
(1)求的大小;
(2)求的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据条件进行边角互化,化简可求出的大小.
(2)由第(1)问的结论,可求出,由边相等可求出,正弦定理可求出结果.
【详解】(1)因为,所以由正弦定理得:,
因为,所以,所以,即,
又因为,所以.
(2)因为,所以,
由(1)知,,所以,
又,所以,
在中,由正弦定理,得,
又因为,
所以,
即.
16.(24-25高一下·河北沧州·阶段练习)在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且,.
(1)求;
(2)若外接圆的半径为,求的周长.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)运用正弦定理进行边角互化,得到,求出,求出,得到即可. (2)运用正弦定理进行边角互化,求出,再用和角公式计算,最后用正弦定理计算即可.
【详解】(1)因为,所以.
由正弦定理可知,所以,则.
因为,所以.
因为,所以,所以.
因为,所以.
(2)由正弦定理可知,
则,,.
由(1)可知,所以,所以.
由(1)可知,所以,所以.
因为,所以,
则,
故的周长为.
17.(24-25高一下·天津静海·阶段练习)已知中的对边分别为.
(1)求;
(2)求的面积.
【答案】(1)
(2)2
【分析】(1)利用正弦定理边化角,结合两角和的正弦公式化简,即可求得答案;
(2)由求出的值,利用三角形面积公式,即可求得答案.
【详解】(1)由题意知,故,
结合,
则,
而,故,则,
又,故;
(2)因为,故,结合,
可得,
故的面积.
18.(24-25高一下·贵州贵阳·阶段练习)的内角,,的对边分别为,,,已知.
(1)求;
(2)若为锐角三角形,,求周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由正弦定理边化角,再结合,即可求解;
(2)由正弦定理结合辅助角公式得到,进而可求解.
【详解】(1)因为,由正弦定理得,
故,
在中,,,所以,,则,
可得,所以,所以.
(2)由正弦定理可得(为外接圆的半径),
所以,
因为,则,,
所以,
因为为锐角三角形,则,解得,
则,,
故周长范围为.
19.(24-25高一下·浙江杭州·阶段练习)已知的内角所对应的边分别为是外一点,若,且.
(1)求角的大小;
(2)若,求四边形面积的最大值.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)应用正弦边角关系及和角正弦公式得,再由三角形内角性质及已知,即可确定角的大小;
(2)由(1)为等边三角形,令,建立直角坐标系并确定相关点坐标,由及三角形面积公式、辅助角公式、正弦型函数的性质求范围.
【详解】(1)由题设,即,
所以,而,故,
又,则,故.
(2)由(1)易知为等边三角形,令,建立如下图的直角坐标系,
则,,,故,
所以
,当时取最大值为.
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第01讲 正弦定理
课程标准
学习目标
1.结合实例,了解已知两边和夹角的三角形的面积公式的推理过程,掌握三角形面积公式的应用;
2.了解正弦定理的推导过程,掌握正弦定理及其变形;
3.探索三角形边长与角度的关系,掌握正弦定理,能用正弦定理解决简单的解三角形问题。
1.通过对正弦定理的推导及应用正弦定理判断三角形的形状,培养逻辑推理的核心素养;
2.借助利用正弦定理求解三角形的边长或角的大小的学习,培养数学运算的核心素养。
知识点01 三角形的面积公式
1、三角形面积公式:在中,三个内角,,所对的边分别为,,,的面积为S,则,即三角形的面积等于任意两边与它们夹角的正弦值乘积的一半。
2、其他面积公式
在中,内角,,所对的边分别为,,,边,,边上的高分别记作,,,为内切圆半径,为外接圆半径,为内切圆心。
(1) (2) (3)
【即学即练1】(23-24高一下·黑龙江·期末)在中,已知,则( )
A. B. C. D.3
知识点02 正弦定理
1、正弦定理的描述
(1)文字语言:在一个三角形中,各边的长和它所对角的正弦的比相等;
(2)符号语言:(2为外接圆直径)
【解读】正弦定理的特点
(1)适用范围:正弦定理对任意的三角形都成立.
(2)结构形式:分子为三角形的边长,分母为相应边所对角的正弦的连等式.
(3)刻画规律:正弦定理刻画了三角形中边与角的一种数量关系,可以实现三角形中边角关系的互化.
2、正弦定理的推广及常用变形公式
在中,若内角,,所对的边分别为,,,其外接圆半径为,则
(1),,;
(2);
(3)(比例性质);
(4),,(可以实现边到角的转化);
(5),,(可以实现角到边的转化)。
3、三角形中的隐含条件
在中,已知内角,,所对的边分别为,,.
(1),,,;.
(2)(大边对大角);.
(3),;;
(4)若三角形为锐角三角形,
【即学即练2】(24-25高一下·全国·课后作业)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.下列等式正确的是( )
A. B.
C. D.
知识点03 解三角形
1、三角形的元素:把三角形的三个角与三条边都称为三角形的元素。
2、解三角形的定义:己知三角形的若干元素求其他元素一般称为解三角形。
3、利用正弦定理解三角形的类型
(1)已知两角一边,解三角形,有且只有一解;
(2)已知两边及其中一边的对角,解三角形,它可能有两解、一解或无解。
【即学即练3】(24-25高二上·辽宁朝阳·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为,,,若,,,则( )
A. B.1 C. D.
题型01 正弦定理解三角形
【典例1】(24-25高三上·山西吕梁·阶段练习)在中,已知,,,则角的值为( )
A.或 B. C. D.或
【变式1】(24-25高一·山东临沂·期末)记内角,,所对的边分别是,,,已知,,,则( )
A. B. C. D.
【变式2】(24-25高二上·甘肃武威·开学考试)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,,,则( )
A. B. C. D.
【变式3】(24-25高一下·天津·期中)在中,,则( )
A. B. C. D.
题型02 判断三角形解的个数
【典例2】(2025高一·全国·课堂练习)在中,已知,则此三角形的解的情况是( )
A.有一解 B.有两解
C.无解 D.有解但解的个数不确定
【变式1】(24-25高二上·陕西西安·期中)在中,角,,的对边分别为,,,若,,,则此三角形解的情况为( )
A.无解 B.只有一解 C.有两解 D.解的个数不确定
【变式2】(24-25高一下·河南南阳·阶段练习)在中,角所对的边分别为,且.若有两解,则的值可以是( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【变式3】(24-25高一下·全国·课后作业)在中,已知角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,,,若三角形有两个解,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式4】(23-24高一下·江苏扬州·期末)(多选)在中,角所对的边为,根据下列条件解三角形,其中仅有一解的有( )
A. B.
C. D.
【变式5】(23-24高一下·上海·月考)在中,,,要使被唯一确定,那么的取值范围是 .
题型03 三角形面积问题
【典例3】(23-24高一下·四川达州·期末)设中角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,,,则的面积为( ).
A. B. C.12 D.
【变式1】(24-25高二上·河南濮阳·期末)在中,,,,,则
A.或 B. C. D.
【变式2】(24-25高一下·上海·阶段练习)在中,、、所对的边分别为、、,若,,则的面积等于 .
【变式3】(24-25高一上·上海·课前预习)在中,,,,则 .
【变式4】在中,,,则 .
【变式5】在中,,,,则的面积等于 .
题型04 求三角形外接圆半径
【典例4】在中, ,,c边上的中线长为1,则的外接圆的半径长为______.
【变式1】(24-25高一上·全国·课后作业)记的内角,,所对的边分别为,,,若,,,则外接圆的半径为( )
A. B. C. D.
【变式2】在中,已知,则的外接圆半径为( )
A.4 B.4 C. D.
【变式3】(24-25高一下·河南郑州·月考)已知,,分别为三个内角,,的对边,且,的外接圆半径为2.则( )
A. B.2 C. D.4
题型05 判断三角形的形状
【典例5】(24-25高一上·浙江杭州·期末)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1】(24-25高二上·浙江杭州·期中)的面积为,且,则的形状是( )
A.等腰三角形(非等边) B.直角三角形
C.正三角形 D.钝角三角形
【变式2】(23-24高一下·江苏盐城·期中)在中,角的对边分别是,若,则的形状为( )
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3】(23-24高一下·四川成都·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则的形状是( )
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
题型06 边角互化的应用
【典例6】(2025·四川南充·二模)已知的内角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,若,.则( )
A.2 B.3 C. D.
【变式1】(2025·江西·一模)的内角的对边分别为.已知,则( )
A. B. C.1 D.2
【变式2】(2024高二上·河南安阳·学业考试)在中,内角所对的边分别是,若的面积为,则( )
A. B. C. D.
【变式3】(23-24高一下·黑龙江哈尔滨·阶段练习)在中,角,,的对边分别是,,,,则角( )
A. B. C. D.
【变式4】(24-25高一下·河北·阶段练习)已知的内角所对的边分别是,若,则( )
A. B. C. D.
题型07 最值与范围问题
【典例7】(24-25高一上·全国·课后作业)在锐角中,,则的范围是( )
A. B. C. D.
【变式1】(23-24高一下·江苏无锡·期末)在锐角中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式2】(23-24高一下·安徽合肥·期末)在中,角所对的边分别为,且,则下列结论错误的是( )
A.
B.若,则为直角三角形
C.若为锐角三角形,则的取值范围为
D.若为锐角三角形,的最小值为1
【变式3】(23-24高一下·江苏淮安·期末)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,且,则的周长的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式4】(23-24高一下·江苏南京·阶段练习)在锐角中,角,,所对的边分别为,,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
一、单选题
1.(24-25高一下·陕西咸阳·阶段练习)在中,内角所对的边分别为,若,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一下·山西·阶段练习)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,,,则( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·贵州六盘水·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,,则外接圆的半径为( )
A. B. C.8 D.
4.(2025高三·全国·专题练习)在三角形中,,,,则( )
A. B. C.或 D.或
5.(24-25高三上·海南·阶段练习)在中,,,分别为内角,,的对边,且,则( )
A. B. C. D.
6.(23-24高一下·河北·期中)在中,角的对边分别为,已知,则的形状是( )
A.等腰三角形 B.等边三角形 C.直角三角形 D.等腰三角形或直角三角形
7.(24-25高一下·浙江杭州·阶段练习)是斜边上一点,若,则的值( )
A. B. C. D.
8.(24-25高一下·湖南·阶段练习)锐角三角形的三个内角的对边分别是,若,则角的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(24-25高一下·安徽·阶段练习)在中,角的对边分别为,则下列说法正确的是( )
A.若,则的外接圆的面积为
B.若,则满足条件的三角形有两个
C.若为锐角三角形,则
D.若,则
10.(24-25高一下·广东茂名·阶段练习)已知的内角的对边分别为,则下列说法正确的是( )
A.若,则有一解
B.若,则无解
C.若,则有一解
D.若,则有两解
11.(24-25高一下·陕西咸阳·阶段练习)在锐角中,内角所对的边分别为,且,则( )
A.
B.
C.
D.若,则
三、填空题
12.(23-24高一下·云南昭通·阶段练习)在中,内角所对的边分别为,若,则 .
13.(24-25高一下·广西南宁·阶段练习)在中角A,B,C所对的边分别为a,b,c若,则当时, ;当时,
14.(2024·海南省直辖县级单位·模拟预测)如图,中,,且的面积为,点在边上,,则的长度等于 .
四、解答题
15.(24-25高一下·云南玉溪·阶段练习)如图,在中,内角,的对边分别为,,,,过点作,交线段于点,且,.
(1)求的大小;
(2)求的长.
16.(24-25高一下·河北沧州·阶段练习)在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且,.
(1)求;
(2)若外接圆的半径为,求的周长.
17.(24-25高一下·天津静海·阶段练习)已知中的对边分别为.
(1)求;
(2)求的面积.
18.(24-25高一下·贵州贵阳·阶段练习)的内角,,的对边分别为,,,已知.
(1)求;
(2)若为锐角三角形,,求周长的取值范围.
19.(24-25高一下·浙江杭州·阶段练习)已知的内角所对应的边分别为是外一点,若,且.
(1)求角的大小;
(2)若,求四边形面积的最大值.
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