第四章 §4.8 正弦定理、余弦定理(新高考通用)-【2026年高考数学一轮备考·学霸专练】
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内容正文:
第四章 三角函数与解三角形
§4.8 正弦定理、余弦定理
【考情分析·探规律】
考点
三年考情(2021-2024)
命题趋势
考点1 求面积的值及范围或最值
2024·北京卷
2023·全国甲卷
2023·全国乙卷
2022·浙江卷
掌握正弦定理、余弦定理及其相关变形应用,会用三角形的面积公式解决与面积有关的计算问题,会用正弦定理、余弦定理等知识和方法解决三角形中的综合问题,会利用基本不等式和相关函数性质解决三角形中的最值及范围问题,是新高考卷的必考内容。
考点2 求边长、周长的值及范围或最值
2024·全国新Ⅱ卷
2024·全国新Ⅰ卷
2023·全国新Ⅱ卷
2022·全国新Ⅱ卷
2022·全国乙卷
2022·北京卷
2022·全国新Ⅰ卷
【知识梳理】
1.正、余弦定理
在△ABC中,若角A,B,C所对的边分别是a,b,c,R为△ABC外接圆半径,则
定理
余弦定理
正弦定理
公式
a2=b2+c2-2bccos A;
b2=c2+a2-2cacos B;
c2=a2+b2-2abcos C
===2R
常见变形
cos A=;
cos B=;
cos C=
(1)a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C;
(2)sin A=,sin B=,sin C=;
(3)a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C;
(4)asin B=bsin A,bsin C=csin B,asin C=csin A
2.在△ABC中,已知a,b和A时,解的情况如下:
A为锐角
A为钝角或直角
图形
关系式
a=bsin A
bsin A<a<b
a≥b
a>b
a≤b
解的个数
一解
两解
一解
一解
无解
3.三角形常用面积公式
(1)S=a·ha(ha表示a边上的高).
(2)S=absin C=acsin B=bcsin A=.
(3)S=r(a+b+c)(r为内切圆半径).
【名师点拨】
1.三角形中的三角函数关系
(1)sin(A+B)=sin C;
(2)cos(A+B)=-cos C;
(3)sin=cos;
(4)cos=sin.
2.在△ABC中,两边之和大于第三边,两边之差小于第三边,A>B⇔a>b⇔sin A>
sin B⇔cos A<cos B.
【随堂训练】
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)三角形中三边之比等于相应的三个内角之比.( )
(2)在△ABC中,若sin A>sin B,则A>B.( )
(3)在△ABC的六个元素中,已知任意三个元素可求其他元素.( )
(4)当b2+c2-a2>0时,△ABC为锐角三角形;当b2+c2-a2=0时,△ABC为直角三角形;当b2+c2-a2<0时,△ABC为钝角三角形.( )
2.已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若b=a=1,B=则c等于( )
A. B.2 C. D.3
3.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=80,b=100,A=45°,则符合条件的三角形有( )
A.一个 B.两个
C.0个 D.不能确定
4.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=4,b=5,c=6,则cos A= ,△ABC的面积为 .
【名师点拨】
1.熟记△ABC中的以下常用结论:
(1)A+B+C=π.
(2)任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边.
(3)大边对大角,大角对大边,a>b⇔A>B⇔sin A>sin B,cos A<cos B.
(4)sin(A+B)=sin C;cos(A+B)=-cos C;tan(A+B)=-tan C;sin=cos;cos=sin.
(5)三角形中的射影定理
在△ABC中,a=bcos C+ccos B;b=acos C+ccos A;c=bcos A+acos B.
(6)三角形的面积S=.
(7)在斜△ABC中,tan A+tan B+tan C=tan A·tan B·tan C.
2.谨防两个易误点
(1)已知两边及一边的对角,利用正弦定理解三角形时,注意解的个数讨论,可能有一解、两解或无解.
(2)求角时易忽略角的范围而导致错误,需要根据大边对大角,大角对大边的规则,画图帮助判断.
【必练核心题型】
题型一 利用正弦、余弦定理解三角形
【典例】1.(2025·重庆模拟)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且b2+c2+bc=a2.若b=a=3sin B,则C等于( )
A. B. C. D.
【典例】2.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若b=8,c=3,A=60°,则此三角形外接圆的半径R等于( )
A. B. C. D.
【变式训练】
变式1.(2025·八省联考)在△ABC中,BC=8,AC=10,cos∠BAC=,则△ABC的面积为 ( )
A.6 B.8 C.24 D.48
变式2.(多选)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知a+b=10,c=5,sin 2B+sin B=0,则下列结论正确的是( )
A.a=3 B.b=7
C.B=60° D.sin C=
题型二 正弦定理、余弦定理的简单应用
命题点1 三角形的形状判断
【典例】1.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若c-acos B=(2a-b)cos A,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
命题点2 三角形的面积
【典例】2.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若B=b=6,a2+c2=2ac,则△ABC的面积为 .
命题点3 与平面几何有关的问题
【典例3.已知D是Rt△ABC斜边BC上一点,AC=DC.
(1)若∠DAC=30°,则∠ADC= ;
(2)若BD=2DC,且DC=1,则AD的长为 .
【变式训练】
变式1.设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若(b+c+a)(b+c-a)=3bc,则△ABC的形状为 .
变式2.(2024·新课标全国Ⅰ)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin C=cos B,a2+b2-c2=ab.
①求B;
②若△ABC的面积为3+求c.
【拓展训练】
相关定理在解三角形中的综合应用
1.角平分线定理
在△ABC中,AD为∠BAC的角平分线,则.
进而得到(1)AD2=AB·AC-BD·CD(斯库顿定理).
(2).
2.张角定理
在△ABC中,D为BC边上的一点,连接AD,若∠BAD=α,∠CAD=β,
则.
3.中线长定理
在△ABC中,AD为BC边上的中线,则AB2+AC2=2(AD2+DC2).
【典例】1.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=7,b=8,c=9,则AC边上的中线长为 .
【典例】2.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,AD是∠BAC的角平分线,若∠BAC=,AD=2,则2b+c的最小值为 .
【限时训练】(限时:60分钟)
一、单项选择题(每小题5分,共30分)
1.(2025·海口模拟)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a=2,b=3,sin A=则sin B等于( )
A. B. C. D.
2.在△ABC中,cos C=AC=4,BC=3,则cos B等于( )
A. B. C. D.
3.已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且三边之比a∶b∶c=2∶3∶4,则等于( )
A. B.- C.2 D.-2
4.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin2则△ABC的形状为( )
A.直角三角形 B.等边三角形
C.等腰三角形 D.等腰直角三角形
5.在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且三边满足b2=(a+c)2-4B=则△ABC的面积为( )
A.2- B.4-2
C.2+ D.4+2
6.(2025·上海模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=且c-2b+2cos C=0,则该三角形外接圆的半径为( )
A.1 B. C.2 D.2
二、多项选择题(每小题6分,共12分)
7.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,则下列条件能确定2个三角形的是( )
A.A=b=1,c=2
B.B=b=1,c=2
C.A=b=3,a=
D.B=b=a=2
8.已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,下列四个命题中正确的是( )
A.若acos A=bcos B,则△ABC是等腰三角形
B.若bcos C+ccos B=b,则△ABC是等腰三角形
C.若则△ABC是等边三角形
D.若B=60°,b2=ac,则△ABC是直角三角形
三、填空题(每小题5分,共10分)
9.记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若cos C=a=3b,则cos A= .
10.在△ABC中,AC=1,∠ACB=延长BA到点D,使得AD=∠ADC=则AB的长为 .
四、解答题(共27分)
11.(13分)(2024·新课标全国Ⅱ)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin A+cos A=2.
(1)求A;(5分)
(2)若a=2bsin C=csin 2B,求△ABC的周长.(8分)
12.(14分)(2025·南昌模拟)如图,两块直角三角形模具,斜边靠在一起,其中公共斜边AC=10,∠BAC=∠DAC=BD交AC于点E.
(1)求BD2;(7分)
(2)求AE.(7分)
【尖子拔高训练】13题6分,14题5分,共11分
13.(多选)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,若a=a2+b2-c2=absin C,acos B+bsin A=c,则下列结论正确的是( )
A.tan C=2
B.A=
C.b=
D.△ABC的面积为6
14.已知△ABC的面积S=(b2+c2)(其中b,c为△ABC的边长),则△ABC的形状为 .
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第四章 三角函数与解三角形
§4.8 正弦定理、余弦定理
【考情分析·探规律】
考点
三年考情(2021-2024)
命题趋势
考点1 求面积的值及范围或最值
2024·北京卷
2023·全国甲卷
2023·全国乙卷
2022·浙江卷
掌握正弦定理、余弦定理及其相关变形应用,会用三角形的面积公式解决与面积有关的计算问题,会用正弦定理、余弦定理等知识和方法解决三角形中的综合问题,会利用基本不等式和相关函数性质解决三角形中的最值及范围问题,是新高考卷的必考内容。
考点2 求边长、周长的值及范围或最值
2024·全国新Ⅱ卷
2024·全国新Ⅰ卷
2023·全国新Ⅱ卷
2022·全国新Ⅱ卷
2022·全国乙卷
2022·北京卷
2022·全国新Ⅰ卷
【知识梳理】
1.正、余弦定理
在△ABC中,若角A,B,C所对的边分别是a,b,c,R为△ABC外接圆半径,则
定理
余弦定理
正弦定理
公式
a2=b2+c2-2bccos A;
b2=c2+a2-2cacos B;
c2=a2+b2-2abcos C
===2R
常见变形
cos A=;
cos B=;
cos C=
(1)a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C;
(2)sin A=,sin B=,sin C=;
(3)a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C;
(4)asin B=bsin A,bsin C=csin B,asin C=csin A
2.在△ABC中,已知a,b和A时,解的情况如下:
A为锐角
A为钝角或直角
图形
关系式
a=bsin A
bsin A<a<b
a≥b
a>b
a≤b
解的个数
一解
两解
一解
一解
无解
3.三角形常用面积公式
(1)S=a·ha(ha表示a边上的高).
(2)S=absin C=acsin B=bcsin A=.
(3)S=r(a+b+c)(r为内切圆半径).
【名师点拨】
1.三角形中的三角函数关系
(1)sin(A+B)=sin C;
(2)cos(A+B)=-cos C;
(3)sin=cos;
(4)cos=sin.
2.在△ABC中,两边之和大于第三边,两边之差小于第三边,A>B⇔a>b⇔sin A>
sin B⇔cos A<cos B.
【随堂训练】
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)三角形中三边之比等于相应的三个内角之比.( )
(2)在△ABC中,若sin A>sin B,则A>B.( )
(3)在△ABC的六个元素中,已知任意三个元素可求其他元素.( )
(4)当b2+c2-a2>0时,△ABC为锐角三角形;当b2+c2-a2=0时,△ABC为直角三角形;当b2+c2-a2<0时,△ABC为钝角三角形.( )
【答案】(1)× (2)√ (3)× (4)×
【解析】(1)三角形中三边之比等于相应的三个内角的正弦值之比.
(3)已知三角时,不可求三边.
(4)当b2+c2-a2>0时,△ABC不一定为锐角三角形,仅确定A为锐角.
2.已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若b=a=1,B=则c等于( )
A. B.2 C. D.3
【答案】B
【解析】由余弦定理得cos B=即-整理得c2+c-6=0,解得c=2(负值舍去).
3.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=80,b=100,A=45°,则符合条件的三角形有( )
A.一个 B.两个
C.0个 D.不能确定
【答案】B
【解析】由题意知,a=80,b=100,A=45°,由正弦定理,得所以sin B=.
因为a<b,所以B>A,故B有两解,
即符合条件的三角形有两个.
4.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=4,b=5,c=6,则cos A= ,△ABC的面积为 .
【答案】
【解析】依题意得cos A=
所以sin A=
所以△ABC的面积为bcsin A=.
【名师点拨】
1.熟记△ABC中的以下常用结论:
(1)A+B+C=π.
(2)任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边.
(3)大边对大角,大角对大边,a>b⇔A>B⇔sin A>sin B,cos A<cos B.
(4)sin(A+B)=sin C;cos(A+B)=-cos C;tan(A+B)=-tan C;sin=cos;cos=sin.
(5)三角形中的射影定理
在△ABC中,a=bcos C+ccos B;b=acos C+ccos A;c=bcos A+acos B.
(6)三角形的面积S=.
(7)在斜△ABC中,tan A+tan B+tan C=tan A·tan B·tan C.
2.谨防两个易误点
(1)已知两边及一边的对角,利用正弦定理解三角形时,注意解的个数讨论,可能有一解、两解或无解.
(2)求角时易忽略角的范围而导致错误,需要根据大边对大角,大角对大边的规则,画图帮助判断.
【必练核心题型】
题型一 利用正弦、余弦定理解三角形
【典例】1.(2025·重庆模拟)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且b2+c2+bc=a2.若b=a=3sin B,则C等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】在△ABC中,由b2+c2+bc=a2及余弦定理,可得cos A==-
由0<A<π,可得A=
又b=a=3sin B,
由正弦定理得sin B=
又sin B>0,解得sin B=
又0<B<因此B=
所以C=π-A-B=.
【典例】2.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若b=8,c=3,A=60°,则此三角形外接圆的半径R等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为b=8,c=3,A=60°,
所以a2=b2+c2-2bccos A=64+9-2×8×3×=49,所以a=7,
所以此三角形外接圆的直径2R=所以R=.
【解题技巧】
应用正弦、余弦定理的解题技巧
(1)求边:利用正弦定理变形公式a=等或余弦定理求解.
(2)求角:利用正弦定理变形公式sin A=等或余弦定理的推论求解.
(3)利用式子的特点转化:如出现a2+b2-c2=λab的形式用余弦定理,等式两边是关于边或角的正弦的齐次式用正弦定理.
【变式训练】
变式1.(2025·八省联考)在△ABC中,BC=8,AC=10,cos∠BAC=,则△ABC的面积为 ( )
A.6 B.8 C.24 D.48
【答案】C
【解析】由余弦定理得BC2=AC2+AB2-2AB·ACcos∠BAC,即64=100+AB2-2AB×10×,
∴AB2-12AB+36=0,
∴AB=6,∴AB2+BC2=AC2,∴AB⊥BC,
S△ABC=AB·BC=×6×8=24.
变式2.(多选)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知a+b=10,c=5,sin 2B+sin B=0,则下列结论正确的是( )
A.a=3 B.b=7
C.B=60° D.sin C=
【答案】ABD
【解析】由sin 2B+sin B=0,得
2sin Bcos B+sin B=0,
因为在△ABC中,sin B≠0,得cos B=-
由余弦定理b2=a2+c2-2accos B,
得b2=a2+52-2×a×5×
因为b=10-a,所以(10-a)2=a2+52-2×a×5×解得a=3,所以b=7.
由cos B=-得B=120°,则sin B=.
由正弦定理得sin C=sin B=×.
题型二 正弦定理、余弦定理的简单应用
命题点1 三角形的形状判断
【典例】1.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若c-acos B=(2a-b)cos A,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
【答案】D
【解析】方法一 因为c-acos B=(2a-b)cos A,
C=π-(A+B),
所以由正弦定理得sin C-sin Acos B
=2sin Acos A-sin Bcos A,
所以sin Acos B+cos Asin B-sin Acos B
=2sin Acos A-sin Bcos A,
所以cos A(sin B-sin A)=0,
所以cos A=0或sin B=sin A,
所以A=或B=A或B=π-A(舍去),
所以△ABC为等腰或直角三角形.
方法二 因为c-acos B=(2a-b)cos A,
由余弦定理得
c-a·=(2a-b)·
化简得(a-b)(b2+c2-a2)=0,
所以a-b=0或b2+c2-a2=0,
所以a=b或b2+c2=a2,
故△ABC为等腰或直角三角形.
命题点2 三角形的面积
【典例】2.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若B=b=6,a2+c2=2ac,则△ABC的面积为 .
【答案】3
【解析】由余弦定理得b2=a2+c2-2accos B,
即36=a2+c2+ac=2ac+ac=3ac,
所以ac=6
所以△ABC的面积
S=acsin B=×6×=3.
命题点3 与平面几何有关的问题
【典例3.已知D是Rt△ABC斜边BC上一点,AC=DC.
(1)若∠DAC=30°,则∠ADC= ;
(2)若BD=2DC,且DC=1,则AD的长为 .
【答案】(1)120° (2)
【解析】(1)在△ADC中,由正弦定理得
所以sin∠ADC=×
又∠ADC=B+∠BAD=B+(90°-∠DAC)=B+60°>60°,
所以∠ADC=120°.
(2)由BD=2DC,且DC=1知BC=3,
又AC=DC,则AC=
所以Rt△ABC中,cos C=
在△ADC中,由余弦定理得
AD2=AC2+DC2-2AC·DC·cos C=()2+1-2×1×=2,
所以AD=.
【解题技巧】
(1)判断三角形形状的两种思路
①化边:通过因式分解、配方等得出边的相应关系,从而判断三角形的形状.
②化角:通过三角恒等变换,得出内角的关系,从而判断三角形的形状.
(2)三角形面积公式的应用原则
①对于面积公式S=absin C=acsin B=bcsin A,一般是已知哪一个角就使用哪一个公式.
②与面积有关的问题,一般要用到正弦定理或余弦定理进行边和角的转化.
【变式训练】
变式1.设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若(b+c+a)(b+c-a)=3bc,则△ABC的形状为 .
【答案】等边三角形
【解析】因为
所以所以b=c.
又(b+c+a)(b+c-a)=3bc,
所以b2+c2-a2=bc,
所以cos A=.
因为A∈(0,π),所以A=
所以△ABC是等边三角形.
变式2.(2024·新课标全国Ⅰ)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin C=cos B,a2+b2-c2=ab.
①求B;
②若△ABC的面积为3+求c.
【解析】
①由余弦定理有a2+b2-c2=2abcos C,
因为a2+b2-c2=ab,
所以cos C=
因为C∈(0,π),所以sin C>0,
从而sin C=
又因为sin C=cos B,
即cos B=
又B∈(0,π),所以B=.
②由①可得B=cos C=C∈(0,π),
从而C=sin A=sin(B+C)=sin
=××.
方法一 由正弦定理有
从而b=·c=c,
由三角形面积公式可知,
△ABC的面积可表示为S△ABC=bc·sin A
=·c·c·c2,
由已知△ABC的面积为3+
可得c2=3+所以c=2.
方法二 记R为△ABC外接圆的半径,
由正弦定理得
S△ABC=ab·sin C=2R2sin Asin Bsin C
=2R2···
=·R2=3+.
所以R=2.
所以c=2R·sin C=2×2×=2.
【拓展训练】
相关定理在解三角形中的综合应用
1.角平分线定理
在△ABC中,AD为∠BAC的角平分线,则.
进而得到(1)AD2=AB·AC-BD·CD(斯库顿定理).
(2).
2.张角定理
在△ABC中,D为BC边上的一点,连接AD,若∠BAD=α,∠CAD=β,
则.
3.中线长定理
在△ABC中,AD为BC边上的中线,则AB2+AC2=2(AD2+DC2).
【典例】1.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=7,b=8,c=9,则AC边上的中线长为 .
【答案】7
【解析】方法一 在△ABC中,设BD是AC边上的中线,由中线长定理知,
AB2+BC2=2(BD2+DC2),
即c2+a2=2,
则BD2==49,BD=7,
故AC边上的中线长为7.
方法二 因为a=7,b=8,c=9,由余弦定理得cos B=.
设D是AC的中点,则),
两边平方得||2=+2·)
=×=49,
所以||=7,即AC边上的中线长为7.
【典例】2.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,AD是∠BAC的角平分线,若∠BAC=,AD=2,则2b+c的最小值为 .
【答案】6+4
【解析】如图,∵AD是∠BAC的角平分线,
∴∠BAD=∠CAD
=∠BAC=,
由张角定理得,
即,∴,
∴2b+c=(2b+c)×2
=6+≥6+2
=6+4(当且仅当且,
即c=b=2+2时取等号).
【限时训练】(限时:60分钟)
一、单项选择题(每小题5分,共30分)
1.(2025·海口模拟)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a=2,b=3,sin A=则sin B等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】若a=2,b=3,sin A=
则由正弦定理得即
所以sin B=.
2.在△ABC中,cos C=AC=4,BC=3,则cos B等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】依题意,由余弦定理得,AB2=AC2+BC2-2AC·BC·cos C=42+32-2×4×3×=9,即AB=3,所以cos B=.
3.已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且三边之比a∶b∶c=2∶3∶4,则等于( )
A. B.- C.2 D.-2
【答案】C
【解析】因为在△ABC中,a∶b∶c=2∶3∶4,
设a,b,c分别为2k,3k,4k,k>0,
由余弦定理c2=a2+b2-2abcos C,
可得16k2=4k2+9k2-12k2cos C,
解得cos C=-
可得=2.
4.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin2则△ABC的形状为( )
A.直角三角形 B.等边三角形
C.等腰三角形 D.等腰直角三角形
【答案】A
【解析】∵sin2
∴∴cos A=
∵cos A=
∴b2+c2-a2=2b2,∴b2+a2=c2,
∴△ABC为直角三角形,且C=90°.
5.在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且三边满足b2=(a+c)2-4B=则△ABC的面积为( )
A.2- B.4-2
C.2+ D.4+2
【答案】A
【解析】因为b2=(a+c)2-4=a2+c2+2ac-4所以a2+c2-b2=4-2ac,
因为B=由余弦定理得,
cos B=
所以ac=4-4,
故△ABC的面积
S=acsin B=(4-4)×=2-.
6.(2025·上海模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=且c-2b+2cos C=0,则该三角形外接圆的半径为( )
A.1 B. C.2 D.2
【答案】A
【解析】∵a=∴c-2b+2acos C=0,
∴sin C-2sin B+2sin Acos C=0,
∴sin C-2sin(A+C)+2sin Acos C=0,
∴sin C-2sin Acos C-2sin Ccos A+2sin Acos C=0,
∴sin C-2sin Ccos A=0,
∵sin C>0,∴cos A=
∵A∈(0,π),∴A=
设该三角形外接圆的半径为r,由正弦定理得
=2=2r,
∴r=1.
二、多项选择题(每小题6分,共12分)
7.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,则下列条件能确定2个三角形的是( )
A.A=b=1,c=2
B.B=b=1,c=2
C.A=b=3,a=
D.B=b=a=2
【答案】CD
【解析】对于A,因为两边及其夹角唯一确定一个三角形,所以A选项的条件能确定1个三角形;
对于B,由正弦定理可知,sin C=>1,无解,
故B选项的条件不能确定三角形;
对于C,由正弦定理可知,sin B=<1,又b>a,即B∈
所以B=或B=故C选项的条件能确定2个三角形;
对于D,由正弦定理可知,sin A=<1,
又a>b,即A∈又易知sin A=>sin则sin A=有两个解,
故D选项的条件能确定2个三角形.
8.已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,下列四个命题中正确的是( )
A.若acos A=bcos B,则△ABC是等腰三角形
B.若bcos C+ccos B=b,则△ABC是等腰三角形
C.若则△ABC是等边三角形
D.若B=60°,b2=ac,则△ABC是直角三角形
【答案】BC
【解析】对于A,若acos A=bcos B,则由正弦定理得sin Acos A=sin Bcos B,
∴sin 2A=sin 2B,则2A=2B或2A+2B=180°,即A=B或A+B=90°,则△ABC为等腰三角形或直角三角形,故A错误;
对于B,若bcos C+ccos B=b,则由正弦定理得sin Bcos C+sin Ccos B=sin(B+C)=sin A=sin B,即A=B,则△ABC是等腰三角形,故B正确;
对于C,若则由正弦定理得则tan A=tan B=tan C,即A=B=C,即△ABC是等边三角形,故C正确;
对于D,由于B=60°,b2=ac,由余弦定理可得b2=ac=a2+c2-ac,可得(a-c)2=0,解得a=c,故△ABC是等边三角形,故D错误.
三、填空题(每小题5分,共10分)
9.记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若cos C=a=3b,则cos A= .
【答案】-
【解析】在△ABC中,cos C=a=3b,
由余弦定理可得
cos C=
解得c=b,
再由余弦定理可得
cos A==-.
10.在△ABC中,AC=1,∠ACB=延长BA到点D,使得AD=∠ADC=则AB的长为 .
【答案】
【解析】∵在△ABC中,AC=1,∠ACB=延长BA到点D,使得AD=∠ADC=
∴由正弦定理得
可得sin∠ACD=
可得∠ACD=∴∠BAC=∠ACD+∠ADC=∠ABC=π-
∴在△ABC中,由正弦定理得
即解得AB=.
四、解答题(共27分)
11.(13分)(2024·新课标全国Ⅱ)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin A+cos A=2.
(1)求A;(5分)
(2)若a=2bsin C=csin 2B,求△ABC的周长.(8分)
【解析】
(1)方法一 常规方法(辅助角公式)
由sin A+cos A=2,
可得sin A+cos A=1,
即sin=1,
由于A∈(0,π)⇒A+∈
故A+
解得A=.
方法二 常规方法(同角三角函数的基本关系)
由sin A+cos A=2,
又sin 2A+cos 2A=1,
消去sin A得到
4cos2A-4cos A+3=0⇔(2cos A-)2=0,
解得cos A=
又A∈(0,π),故A=.
(2)由题设条件和正弦定理得,
bsin C=csin 2B⇔sin Bsin C=2sin Csin Bcos B,
又B,C∈(0,π),则sin Bsin C≠0,
进而cos B=得到B=
于是C=π-A-B=
sin C=sin(π-A-B)=sin(A+B)
=sin Acos B+cos Asin B
=
由正弦定理可得,
即
解得b=2c=
故△ABC的周长为2++3.
12.(14分)(2025·南昌模拟)如图,两块直角三角形模具,斜边靠在一起,其中公共斜边AC=10,∠BAC=∠DAC=BD交AC于点E.
(1)求BD2;(7分)
(2)求AE.(7分)
【解析】
(1)因为两块直角三角形斜边靠在一起,其中公共斜边AC=10,∠BAC=∠DAC=BD交AC于点E,
可得AB=AC·cos∠BAC=10×=5,
AD=AC·cos∠DAC=10×=5
因为∠BAD=∠BAC+∠DAC=
所以cos∠BAD=cos cos -sin sin
=××
所以在△ABD中,
BD2=AB2+AD2-2AB·AD·cos∠BAD
=25+50-2×5×5×
=50+25.
(2)因为sin∠BAD=sin
又因为S△ABD=S△ABE+S△ADE,
所以·AB·AD·sin∠BAD=·AB·AE·sin∠BAE+·AE·AD·sin∠EAD,
即×5×5××5×AE××AE×5×
解得AE=5-5.
【尖子拔高训练】13题6分,14题5分,共11分
13.(多选)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,若a=a2+b2-c2=absin C,acos B+bsin A=c,则下列结论正确的是( )
A.tan C=2
B.A=
C.b=
D.△ABC的面积为6
【答案】ABD
【解析】因为a2+b2-c2=absin C,
所以cos C=
所以tan C==2,故A正确;
因为acos B+bsin A=c,利用正弦定理可得
sin Acos B+sin Bsin A=sin C=sin(A+B)=sin Acos B+cos Asin B,
即sin Bsin A=cos Asin B,
因为B∈(0,π),所以sin B≠0,所以tan A=1,
又A∈(0,π),所以A=故B正确;
因为tan C=2,C∈(0,π),
所以sin C=cos C=
又A=所以sin A=cos A=
所以sin B=sin(A+C)=sin Acos C+cos Asin C=××
因为所以b==3故C错误;
S△ABC=absin C=××3×=6,故D正确.
14.已知△ABC的面积S=(b2+c2)(其中b,c为△ABC的边长),则△ABC的形状为 .
【答案】等腰直角三角形
【解析】依题意,△ABC的面积S=(b2+c2),
则bcsin A=(b2+c2),即2bcsin A=b2+c2,
由于0<A<π,所以0<sin A≤1,
所以0<2bcsin A≤2bc,
由基本不等式可知b2+c2≥2bc,
当且仅当b=c时等号成立,
所以sin A=1,A=△ABC是等腰直角三角形.
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