内容正文:
三角函数与解三角形
1.已知、、分别为三个内角、、的对边,且.
(1)求;
(2)若,求外接圆的面积.
2.在中,角、、所对的边分别为、、,已知,.
(1)求;
(2)若的面积为,是上的点,且,求的长.
3.在中,内角的对边分别为,已知.
(1)求证:;
(2)若,求的面积.
4.在中,设角A,B,C的对边长分别为a,b,c.
(1)若,,,求的周长;
(2)若点D是边上一点,且,,,求的长.
5.在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,满足.
(1)求证:;
(2)若是锐角三角形,且角A的平分线交BC边于D,且,求边b的取值范围.
6.已知,,分别是的内角,,的对边,且.
(1)求;
(2)若是边上一点,且,,求的值.
7.已知在中,角所对的边分别为,若.
(1)求角;
(2)若点在线段上,且,求的长度.
8.在中,角所对的边分别是,且满足
(1)求角的大小;
(2)若,求面积的最大值;
(3)求的取值范围.
9.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且有.
(1)求角A;
(2)若△ABC的面积为,,求△ABC的周长.
10.在中,内角,,的对边分别为,,,,.
(1)若,求,;
(2)求的取值范围.
注:.
参考答案
1.(1)
(2)
(1)利用正弦定理结合二倍角的正弦公式化简得出的值,结合角的范围即得;
(2)利用正弦定理求出外接圆的半径,结合圆的面积公式可求.
(1)因为,由正弦定理可得,
即,即,
因为、,所以,,,则有,故.
(2)设外接圆的半径为,由正弦定理,,故,
因此,外接圆的面积为.
2.(1)
(2)
(1)由已知得出,利用余弦定理结合可得出,再利用余弦定理可求得的值;
(2)利用三角形的面积公式结合(1)中的结论可求出、、的值,求出的值,利用正弦定理可求出的长.
(1)因为,所以,,即,
因为,则,即,故,
由余弦定理可得.
(2)因为,则,
因为,可得,
因为,,故,,,
是上的点,且,则,,
所以,,
在中,由正弦定理可得,
故.
3.(1)见解析
(2)
(1)根据正弦定理以及和差角公式即可证明.
(2)根据正弦定理求得,再根据余弦定理求出,利用面积公式求出的面积.
(1)因为,
根据正弦定理得:
又,所以,
所以,
即,
所以,或(舍),
所以.
(2)根据正弦定理得,即,
有余弦定理,得,
解得或,
当时,,,,则,,
而,矛盾,舍去,故,
所以的面积为
4.(1)
(2)1
(1)由,,可得,从而得的值,再根据正弦定理转化即可求的周长;
(2)设,结合余弦定理列方程求解即可得的值,从而得结论.
(1)因为,,
所以.
由正弦定理,得,
所以.
(2)
设,在三角形与三角形中分别使用余弦定理得,
,,
即①,②,
①×2+②得,,
因为,所以,解得,
即的长为1.
5.(1)证明见解析
(2)
(1)根据已知条件,利用正弦定理以及两角和差的正弦公式化简得到,再根据角的范围即可证明;
(2)根据三角形形状及交的关系确定角的范围,在中利用正弦定理求得关于角的表达式,构造函数,利用函数的单调性求解即可.
(1)因为,由正弦定理有:,
所以,
,
,
,
因为、,所以,
又因为,所以,所以,
因为,
所以有:,,或,(舍),
所以得证.
(2)因为是锐角三角形,,所以,
所以,解得,
因为为的平分线,且,
所以,所以,
在中,,,
由正弦定理有:,即,
所以
,
因为,所以,
令,则,,
令,,
根据函数解析式,在上单调递减,
因为,,所以,
所以.
6.(1)
(2)
(1)利用余弦定理化简已知条件,从而求得.
(2)利用三角恒等变换求得,利用正弦定理列方程来求得.
(1)由得,
由余弦定理得,∵,∴.
(2)设,∵,∴,
∴,
在中,由正弦定理得,
在中,由正弦定理得,
∵,∴,
∴,
∴.
7.(1)或.
(2)
(1)由可得答案;
(2)根据的值和,求出,再由正弦定理可得答案.
(1)由得,,
因为,所以或;
(2)当时,因为,所以为等边三角形,
,不符合题意;
当时,因为,所以,
由正弦定理得得.
所以的长度为.
8.(1)
(2)
(3)
(1)根据正弦定理,结合辅助角公式进行求解即可;
(2)根据余弦定理结合基本不等式求得,利用三角形面积公式进行求解即可;
(3)根据将式子化简成只关于角A的函数,然后利用换元的方法,结合二次函数性质求解值域即可.
(1)由正弦定理得,即,
因为,所以,
所以,所以,
又因为,所以.
(2)由余弦定理得:
,代入得:,
根据基本不等式,得:,当且仅当时,等号成立,
的面积为:,故面积的最大值为.
(3)
令,则,
所以可化为:
因为,
由二次函数的图像性质得到,
当时,原式大于,
当时,原式取得最大值,
故的取值范围为
9.(1)
(2)
(1)由正弦定理结合两角和的正弦函数公式化简已知可得,由为三角形内角,结合范围,即可求得的值.
(2)由已知利用三角形的面积公式可求的值,进而根据余弦定理可求的值,即可得解的周长.
(1)因为.
由正弦定理得,
计算得,化简得
而,所以
又因为,则,,
所以,得;
(2)∵的面积为,∴,由(1)知,∴,
由余弦定理得:,
∴,解得,
∴的周长为.
10.(1),
(2)
(1)先利用余弦定理求出三角形的边、的值,再通过正弦定理将边转化为角,(2)利用三角函数的和角公式化简式子,最后根据角的范围,借助三角函数求出式子的取值范围.
(1)因为,,,
由余弦定理得,
所以, 解得, 所以.
(2)因为,所以,,
所以
,
因为,所以,
所以,
即,
即的取值范围为
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