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作业06 利用正、余弦定理解三角形
【知识点1 正弦、余弦定理】
1.正弦、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的外接圆半径,则
定理
正弦定理
余弦定理
内容
===2R.
a2=b2+c2-2bc_cos_A;
b2=c2+a2-2ca_cos_B;
c2=a2+b2-2ab_cos_C
变形
(1)a=2R sin A,b=2R sin B,
c=2R sin C;
(2)a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C;
(3)==2R.
cos A=;
cos B=;
cos C=
2.常用结论
(1)在△ABC中,A>B⇔a>b⇔sin A>sin B.
(2)三角形中的射影定理
在△ABC中,a=b cos C+c cos B;
b=a cos C+c cos A;
c=b cos A+a cos B.
(3)内角和公式的变形
sin (A+B)=sin C;
cos (A+B)=-cos C.
【知识点2 三角形常用面积公式】
(1)S=a·ha(ha表示边a上的高);
(2)S=ab sin C=ac_sin_B=bc_sin_A;
(3)S=r(a+b+c)(r为内切圆半径).
三层必刷:巩固提升+能力培优+创新题型
【题型一:利用正弦定理解三角形(重点)】
1.的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为,所以由正弦定理可得.
故选:C
2.已知a,b,c分别为△ABC内角A,B,C的对边,若a=,b=,B=,则A= ( )
A. B.C.或 D.或
【答案】D
【解析】在△ABC中,由正弦定理可得=,解得sin A=,
因为0<A<π,所以A=或A=,经检验,都符合题意.
故选:D
3.在△ABC中,若AB=1,BC=2,则角C的取值范围是 ( )
A.0<C≤ B.0<C≤
C.<C< D.<C≤
【答案】A
【解析】根据题意,由正弦定理得=,则sin C=sin A,
∵A,C为三角形的内角,∴0<sin A≤1,∴0<sin C≤,
又∵AB<BC,且三角形中大边对大角,∴C<A,∴C是锐角,
∴0<C≤.
故选:A
4.在ABC中,,b=6,下面使得三角形有两组解的a的值可以为( )
A.4 B. C. D.
【答案】C
【解析】 要使三角形有两组解,则,且,即,
所以,所以a的值可以为.
5.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
【解析】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,即,所以,
因为,则,因为,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.
【题型二:利用余弦定理解三角形(重点)】
6.若已知的周长为9,且,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设,,,则有,
解得,∴,,,
则.
故选:A
7.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则A+B的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】 由已知得,所以
又,所以,所以.
8.(多选)在△ABC中,AB=,AC=1,B=,则角A的可能取值为 ( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】由余弦定理,得AC2=BC2+BA2-2BC·BA· cos B,即1=BC2+3-2BC××,解得BC=1或BC=2.
当BC=1时,BC=AC,△ABC为等腰三角形,所以A=B=;
当BC=2时,AB2+AC2=BC2,此时△ABC为直角三角形,所以A=.
故选:AD.
9.在△ABC中,若a=b,b=c,则三个内角中最大角的余弦值为 .
【答案】-
【解析】由题意不妨设c=m,b=m,a=2m(m>0),
利用大边对大角可知A为△ABC中最大的角,
则cos A===-.
【题型三:利用正、余弦定理判断三角形的形状(易错)】
10.在中,角,,所对的边分别为,,,若,则为( )
A.钝角三角形 B.直角三角形
C.锐角三角形 D.等腰三角形
【答案】A
【解析】因为,所以,所以,
所以角为钝角,所以为钝角三角形.
故选:A
11.已知在中,分别是角的对边,若,则是( )
A.锐角三角形 B.钝角三角形
C.等腰直角三角形 D.有一个内角是的直角三角形
【答案】C
【解析】由已知及正弦定理可得,
故,则是等腰直角三角形.
12.(多选)已知的内角的对边分别为,则下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若,,,则三角形有两解
C.若,则为等腰三角形
D.若,则为钝角三角形
【答案】AD
【解析】由大边对大角可知,故A正确;
对于B,若,,,由正弦定理可知,
∴,∴,∵,∴,∴角为锐角,
∴角只有一解,∴只有一解,故B错误;
对于C,若,结合余弦定理可得,
整理分解因式可得,∴或,
∴或,∴为等腰三角形或直角三角形,故C错误;
对于D,∵,结合余弦定理可得,
又∵,则,
∴为钝角三角形,故D正确.
故选:AD.
【方法技巧】判定三角形形状的2种常用途径
角化边
利用正弦定理、余弦定理化角为边,通过代数恒等变换,求出边与边之间的关系进行判断
边化角
通过正弦定理和余弦定理,化边为角,利用三角变换得出三角形内角之间的关系进行判断
【题型四:利用正、余弦定理解三角形】
13.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若sin C=,bcos A+acos B=2,则△ABC的外接圆面积为 ( )
A.3π B.6π C.9π D.12π
【答案】C
【解析】由已知得b×+a×=2,解得c=2,设三角形ABC的外接圆的半径为R,
则2R===6,可得R=3,∴△ABC的外接圆面积S=πR2=9π.
故选:C
14.设△ABC的内角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知b+acos C=0,sin A=2sin(A+C),则= ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】∵sin A=2sin(A+C)=2sin B,∴a=2b.∵b+acos C=0,∴b+a·=0,
∴a2+3b2-c2=0,∴c2=a2+3b2=7b2,则c=b,∴==.
故选:A
15.(多选)在△ABC中,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.sin A∶sin B∶sin C=4∶5∶6
B.△ABC是钝角三角形
C.△ABC的最大内角的余弦值是最小内角的余弦值的
D.cos A∶cos B∶cos C=12∶9∶2
【答案】AD
【解析】因为(a+b)∶(a+c)∶(b+c)=9∶10∶11,
所以可设其中x>0,
解得
所以sin A∶sin B∶sin C=a∶b∶c=4∶5∶6①,所以A正确;
由①可知边c最大,所以三角形ABC中角C最大,
又cos C===>0,所以角C为锐角,所以B错误;
由①可知边a最小,所以三角形ABC中角A最小,
又cos A===≠2×,所以C错误;
cos B===,
所以cos A∶cos B∶cos C=∶∶=12∶9∶2,所以D正确.
故选:AD.
16.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,,且,则的周长为____.
【答案】18
【解析】在中,由,得,而,则,
由,得,由正弦定理得,
则,,由正弦定理得,
由余弦定理得,整理得,
而,解得,所以的周长为18.
17.在中,,,分别是角,,的对边,且.
(1)求的大小;
(2)若,,求的值.
【答案】(1);(2)或
【解析】(1)由已知,
根据正弦定理可得,
即,
则,
又在中,,
即,
又,,所以,,
由,所以;
(2)由余弦定理可知,
即,
即,
解得或.
【题型五:与三角形面积有关的问题(高频)】
18.在△ABC中,∠A=60°,b=1,S△ABC=,则= ( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【解析】 ∵S△ABC=bcsin A=c=,∴c=4.
由余弦定理,得a2=b2+c2-2bccos A=1+16-4=13,∴a=.
∵===2R(R为△ABC外接圆的半径),
∴==2R===.
故选:A
19.在△ABC中,BC=6,A=,sin B=2sin C,则△ABC的面积为 ( )
A.6 B.6 C.9 D.4
【答案】A
【解析】设角A,B,C所对的边分别为a,b,c,则a2=b2+c2-2bccos A,
∴36=b2+c2-bc.①
∵sin B=2sin C,
∴b=2c.②
由①②解得b=4,c=2(负值舍去),
∴△ABC的面积为bcsin A=×4×2×=6.
故选:A
20.已知中角,,的对边分别是,,,且是最小的边,,则的面积为 .
【答案】4或8
【解析】由条件可知,,且,所以,,
所以是等腰直角三角形,或,
时,,得,此时的面积为;
时,,得,此时的面积为.
21.记的内角A,B,C所对边分别为a,b,c,已知,.
(1)求;
(2)若的面积为2,求.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)因为,由正弦定理得,
因为,由余弦定理得,
整理得,所以,则,
所以由余弦定理得.
(2)因为,所以,
所以的面积为,
所以,解得(负值已舍去),
所以.
【技巧点拨】用正、余弦定理求解三角形基本量的方法
【题型一:利用正、余弦定理解多个三角形(重点)】
1.在中,已知,D是边上一点,如图,,则( )
A. B. C.2 D.3
【答案】B
【解析】 ,根据余弦定理,
,,,根据正弦定理,
则.
【方法技巧】对于多个三角形的求解问题,往往抓住两个三角形的公共边、公共角、互余或互补的角,利用正弦、余弦定理构造方程求解.
2.在中,若,,,则c边上的高为
【答案】
【解析】由余弦定理得,
即.设c边上的高为h,则
3.如图,已知平面四边形ABCD中,∠A=45°,∠ABC=75°,∠BDC=30°,BD=2,CD=.
(1)求∠CBD的大小;
(2)求AB的长.
【答案】(1)60°;(2)
【解析】(1)在△BCD中,由余弦定理得BC2=BD2+CD2-2BD·CDcos 30°=1,
∴BC2+CD2=BD2,即∠DCB=90°,
∴∠CBD=60°.
(2)在四边形ABCD中,∠ABD=75°-60°=15°,
∴∠ADB=120°.
在△ABD中,由正弦定理得=,则AB==.
4.在中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,且满足,,边上中线的长为.
(1)求角A和角B的大小;
(2)求的面积.
【答案】(1),;(2)
【解析】(1)由,得.
所以由余弦定理得,因为,所以,
由,根据正弦定理得,
因为,所以,因为,所以;
(2)由(1)得,所以.
设,在中,由余弦定理得,
解得,所以.
【题型二:解三角形与基本不等式的综合(高频)】
5.已知的内角,,的对边分别为,,,且.
(1)求;
(2)若,求周长的最大值.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)在中,,
由正弦定理得,
在中,,则,
则,
得,
在中,,则,所以.
(2)在中,由余弦定理得,
由(1)知,又,
则,
即,
又,则,
得,则,
当且仅当时,等号成立.
所以周长的最大值为.
6.在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(1)求角的大小;
(2)若的角平分线交于D,且,求面积的最小值.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)由余弦定理,得,即
整理得, 所以,
又,所以.
(2)因为,所以.
因为,即
当且仅当时等号成立
所以.故面积的最小值为.
【方法总结】对于解三角形问题中的三角形周长或面积的最值问题,常利用余弦定理构造等量关系,再利用基本不等式进行放缩,从而求得相应的最值.
7.已知中,角,,所对的边分别为,,,其中.
(1)若,求的值;
(2)当取到最大值时,求的值;
(3)已知,,且,记表示,,中最大的数或式,若,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)由可得,,
在中,由正弦定理,,
则,
又由正弦定理,得,因 ,
由余弦定理,得;
(2) 由(1)得:,则,
当取到最大值时,角必为锐角,此时取到最小值;
由余弦定理,,
当且仅当,即时取最小值,此时,
则;
(3)设,则,,,
故,,
因为,,且,
故,故;
又当,时,,即,
【题型三:解三角形与三角函数的综合(重点)】
8.已知函数.
(1)当时,求函数在上的值域;
(2)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,,若的最小正周期是,,,,求的面积.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)
,
当时,,又,故,
又在上单调递增,在单调递减,且,
故函数在上的值域为.
(2)由(1)知,,由其最小正周期为,
可得,又,解得,则;
由,即,
又,可得,则,即,
又,
在三角形中由余弦定理可得,
即,
将代入上式可得:,即,
解得,或(舍去);
故的面积为.
9.设函数,其部分图象与坐标轴交点如图所示.
(1)若,,,求;
(2)在中,记内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(ⅰ)证明:是等腰三角形;
(ⅱ)若,求当的最小正周期为多少时,的中线BD能取得最大值.
【答案】(1);(2)(ⅰ)证明见解析;(ⅱ)最小正周期,BD取得最大值为.
【解析】(1)已知,当时,,所以.
令,即,则(为整数).
解得.当,,得;
当,,得.
,.
根据公式.
(2)(ⅰ)由,代入得:
,化简得.
若,则,与图知条件矛盾,所以. 所以是等腰三角形;
(ⅱ),两边平方.
因为,,由正弦定理可得:,.
代入得.
设,则,当,即时取等号.此时,周期,BD最大值为.
【题型四:解三角形与平面向量的综合(重点)】
10.如图,在中,,,,点在边的延长线上.
(1)求;
(2)若,,求的长.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)中,由正弦定理,
因为,,所以,
所以,
则
.
(2)方法1:因为,所以,
所以,
则.
方法2:在中,由余弦定理得
,
因为为线段上靠近的三等分点,所以.
因为,所以,
因为为锐角,所以,
在中,由余弦定理得,,
所以.
11.在中,角、、所对的边分别为、、,且,,,
(1)求角的大小;
(2)若,的面积为,求的周长.
(3)若三角形为锐角三角形,且,求周长的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1),,
即,
,,
又,,,
(2),,
,
,, 的周长为.
(3)在锐角三角形ABC中,,
因为根据正弦定理,所以,
因为三角形周长为,
又因为,所以,
所以,
因为,即,所以,
即,,
所以.
12.在锐角中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且
(1)求角的大小;
(2)若,求的取值范围;
(3)若点为所在平面内一点,且满足.求的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)因为,即,
整理可得,即,
在中,,故,
又为锐角三角形,故.
(2)因为,可得,
由正弦定理,,即,
则,
又,故,则;
由为锐角三角形可得:,可得,
所以,则,则.
(3)因为,
所以,
所以,,即,
所以为的外心,
所以,,
所以
,
由(2)同理可得,则,
所以,
所以.
【题型一:结构不良题(重点)】
1.已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足.
(1)求角;
(2)若,___________________(从下列问题中任选一个作答,若选择多个条件分别解答,则按选择的第一个解答计分).
①的面积为,求的周长;
②的周长为21,求的面积.
【答案】(1)(2)①周长为②面积为
【解析】(1)由得:
,
即.
由正弦定理得:,即,
,.
(2)①由三角形面积公式得:,解得:.
由(1)知:,
,
的周长为.
②,,
由(1)得:,,解得:,
的面积.
2.在中,内角所对的边分别为a,b,c.从下面两个条件中任选一个作答,如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.①;②.
(1)求角B;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)选①:
由,利用正弦定理边化角得:,
因为,所以有,
可得,
因为,所以;
选②:
由,利用正弦定理边化角得:,
因为,所以有,
可得:因为,所以,且;
(2)若,求的取值范围.
用正弦定理边化角可得:
,
因为,所以,即,
则,所以,即,
则.
3.在中,内角所对的边分别为,.
(1)求;
(2)再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使存在且唯一确定,求边上高线的长.
条件①:;条件②:;条件③:.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1);(2)答案见解析
【解析】(1)因为,
由正弦定理可得,
又,则,
所以,则,
又,解得;
(2)若选条件①:,
由正弦定理知,可得,
又,故满足所选条件的三角形不存在,不满足题意;
若选条件②:,
由余弦定理可得,,
即得(负值舍去),所以满足条件的三角形唯一,
设边上的高为,
由三角形等面积法可知,
即,解得,
故边上高线的长为.
若选条件③:,
由正弦定理可得,即,
所以,
又,解得或,有两解,不符合题意.
4.已知中,点D是边的中点.且①;②;③;④.
(1)求的长;
(2)若四边形为圆内接四边形,求四边形的周长的取值范围.
上面问题的条件有多余,现请你在①,②,③,④中删去一个,并将剩下的三个作为条件解答这个问题,要求答案存在且唯一.你删去的条件是______,请写出用剩余条件解答本题的过程.
【答案】(1)删去条件见解析,;(2)删去条件见解析,
【解析】(1)删去①,设,
在中,由余弦定理可得,
在中,由余弦定理可得,
联立方程解得,所以;符合题意,
删去②,则在中,由余弦定理有,
即,解得或,
则或4,有2解,不满足题意;
删去③,在中,由余弦定理可得,
即,解得或2,有2解,不满足题意;
删去④,设,在中,
由余弦定理有,
同理,在中,由余弦定理得,
因为,所以,
解得,得到;符合题意,
综上,的长为.
(2)首先,我们作出符合题意的图,连接,
由上问得条件②,条件③删去后都不符合题意,则我们保留条件②③,
我们先删去条件④,由题意得;;均成立,
由上问得,在中,由余弦定理得,
因为,所以解得,得到了条件④,
我们再删去条件①,由题意得;,均成立,
由上问得,在中,由余弦定理得,
解得(负根舍去),得到了条件①,
则不论删去条件①还是条件④,都不影响最终结果,故我们直接用所有条件求解即可,
设四边形的周长为,则,
由圆的性质得,在中,由正弦定理得,
得到,,
则,
即,
得到,
即,
因为,所以,
则,得到,
故,即四边形的周长的取值范围为.
【题型二:数学文化题(难点)】
5.十七世纪法国数学家、被誉为业余数学家之王的皮埃尔·德·费马提出一个著名的几何问题:已知一个三角形,求作一点,使其与这个三角形的三个顶点的距离之和最小.其答案如下:当三角形的三个角均小于时,所求的点为三角形的正等角中心,即该点与三角形三个顶点的连线两两成角;当三角形有一内角大于或等于时,所求的点为三角形最大内角的顶点.在费马问题中所求的点被称为费马点.已知分别是的内角的对边,且,若为的费马点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,
所以,
即,因为,所以,
因为,所以,
由三角形内角和性质可知,的三个内角均小于,结合题设易知,点一定在的内部,
由余弦定理可得,3,
解得,
因为
,
所以,
所以,
故选:D.
6.三角形的布洛卡点是法国数学家克洛尔于1816年首次发现,当内一点P满足条件:时,则称点P为的布洛卡点,角为布洛卡角.如图,在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,记的面积为S,点P是的布洛卡点,布洛卡角为,则( )
A.当时,
B.当且时,
C.当时,
D.当,时,
【答案】ACD
【解析】对于A选项,当时,是等腰三角形,,
因为,,
所以,
又因为,所以,
所以,即, A正确;
对于B选项,当时,由A选项知,,
因为,所以,设,则,
因为,所以,所以,
即满足,可得,
在中,,
由正弦定理得,所以,
所以,联立,解得,B错误;
对于C选项,当时,
,
所以,
在中,由余弦定理得,
在中,由余弦定理得,
在中,由余弦定理得,
相加得,
即,C正确;
对于D选项,已知,.
先由余弦定理,所以,进而.
设,则,.
在中,由正弦定理;在中,.
因为,,,.
由正弦定理,,可得.
在中,再用正弦定理,把代入得.
展开,即,化简可得.D正确.
故选:ACD.
7.《数书九章》是中国南宋时期杰出数学家秦九韶的著作,全书十八卷共八十一个问题,分为九类,每类九个问题,《数书九章》中记录了秦九韶的许多创造性成就,其中在卷五“三斜求积”中提出了:已知三角形三边,,,求面积的公式,这与古希腊的海伦公式完全等价,其求法是:“以小斜幂并大斜幂减中斜幂,余半之,自乘于上,以小斜幂乘大斜幂减上,余四约之,为实,一为从隅,开平方得积.”若把以上这段文字写成公式,即:,现有满足,且的面积,请运用上述公式判断下列命题正确的是( )
A.周长为9
B.若点为的外心,则
C.内切圆的面积为
D.的中线长为
【答案】BCD
【解析】对于A,因为,故设,,,
所以,
因为,所以,解得或(舍去),
所以,,,所以的周长为,故A错误;
对于B,因点为的外心,
则,
同理可得,,
则,故B正确;
对于C,记的内切圆半径为,则,即,
则,故内切圆面积为,故C正确;
对于D,因,则,
利用余弦定理可得,,
即,解得,故D正确.
故选:BCD
8.“费马点”是由十七世纪法国数学家费马提出并征解的一个问题.该问题是:“在一个三角形内求作一点,使其与此三角形的三个顶点的距离之和最小.”意大利数学家托里拆利给出了解答,当的三个内角均小于时,使得的点O即为费马点;当有一个内角大于或等于时,最大内角的顶点为费马点.试用以上知识解决下面问题:已知a,b,c分别是三个内角A,B,C的对边,且,点P为的费马点.
(1)求A;
(2)若,求的值;
(3)若,求的最大值.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)法一:因为,
所以,
即,
整理得:,
所以由正弦定理可得,所以;
法二:因为,且,
所以,
所以,整理得,
因为,所以,所以.
(2)由(1)可得,,所以三个内角都小于,
则由费马点的定义可知:,
设,由,
得,整理得:,
所以;
(3)由费马点的定义可知:,
设,则,
又,所以由平面向量基本定理有.
由余弦定理可得:,
,,
因为,所以,
所以有,化简可得:,
将代入上式,化简得.
因为,当且仅当结合解得时等号成立,
设,所以,解得或,
因为,所以,所以,即的最大值为.
9.在中,,,对应的边分别为,,,.
(1)求A;
(2)若为边中点,,求的最大值;
(3)奥古斯丁·路易斯·柯西(Augustin Louis Cauchy,1789年-1857年),法国著名数学家,柯西在数学领域有非常高的造诣,很多数学的定理和公式都以他的名字来命名,如柯西不等式、柯西积分公式.其中柯西不等式在解决不等式证明的有关问题中有着广泛的应用.现在,在(1)的条件下,若,是内一点,过作,,垂线,垂足分别为,,,借助于三维分式型柯西不等式:,,,,当且仅当时等号成立.求的最小值.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)因为,
由正弦定理得,
由余弦定理,
所以,即,
若,等式不成立,则,可得,
因为,所以.
(2)
由余弦定理,即,所以,当且仅当时取等号,
所以,当且仅当时取等号,
因为为边中点,所以,
所以
,
所以,当且仅当时取等号,
所以的最大值为.
(3).
又,
.
由三维分式型柯西不等式有.
当且仅当即时等号成立.
由余弦定理得,
所以,即,
则,
令,则.
因为,得,当且仅当时等号成立,
所以,则,
令,则在上递减,
当即时,有最大值,
此时有最小值(此时与可以同时取到)
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作业06 利用正、余弦定理解三角形
【知识点1 正弦、余弦定理】
1.正弦、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的外接圆半径,则
定理
正弦定理
余弦定理
内容
===2R.
a2=b2+c2-2bc_cos_A;
b2=c2+a2-2ca_cos_B;
c2=a2+b2-2ab_cos_C
变形
(1)a=2R sin A,b=2R sin B,
c=2R sin C;
(2)a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C;
(3)==2R.
cos A=;
cos B=;
cos C=
2.常用结论
(1)在△ABC中,A>B⇔a>b⇔sin A>sin B.
(2)三角形中的射影定理
在△ABC中,a=b cos C+c cos B;
b=a cos C+c cos A;
c=b cos A+a cos B.
(3)内角和公式的变形
sin (A+B)=sin C;
cos (A+B)=-cos C.
【知识点2 三角形常用面积公式】
(1)S=a·ha(ha表示边a上的高);
(2)S=ab sin C=ac_sin_B=bc_sin_A;
(3)S=r(a+b+c)(r为内切圆半径).
三层必刷:巩固提升+能力培优+创新题型
【题型一:利用正弦定理解三角形(重点)】
1.的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,,,则( )
A. B. C. D.
2.已知a,b,c分别为△ABC内角A,B,C的对边,若a=,b=,B=,则A= ( )
A. B.C.或 D.或
3.在△ABC中,若AB=1,BC=2,则角C的取值范围是 ( )
A.0<C≤ B.0<C≤C.<C< D.<C≤
4.在ABC中,,b=6,下面使得三角形有两组解的a的值可以为( )
A.4 B. C. D.
5.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.,,
【题型二:利用余弦定理解三角形(重点)】
6.若已知的周长为9,且,则的值为( )
A. B. C. D.
7.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则A+B的大小为( )
A. B. C. D.
8.(多选)在△ABC中,AB=,AC=1,B=,则角A的可能取值为 ( )
A. B. C. D.
9.在△ABC中,若a=b,b=c,则三个内角中最大角的余弦值为 .
【题型三:利用正、余弦定理判断三角形的形状(易错)】
10.在中,角,,所对的边分别为,,,若,则为( )
A.钝角三角形 B.直角三角形
C.锐角三角形 D.等腰三角形
11.已知在中,分别是角的对边,若,则是( )
A.锐角三角形 B.钝角三角形
C.等腰直角三角形 D.有一个内角是的直角三角形
12.(多选)已知的内角的对边分别为,则下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若,,,则三角形有两解
C.若,则为等腰三角形
D.若,则为钝角三角形
【题型四:利用正、余弦定理解三角形】
13.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若sin C=,bcos A+acos B=2,则△ABC的外接圆面积为 ( )
A.3π B.6π C.9π D.12π
14.设△ABC的内角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知b+acos C=0,sin A=2sin(A+C),则= ( )
A. B. C. D.
15.(多选)在△ABC中,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.sin A∶sin B∶sin C=4∶5∶6
B.△ABC是钝角三角形
C.△ABC的最大内角的余弦值是最小内角的余弦值的
D.cos A∶cos B∶cos C=12∶9∶2
15.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,,且,则的周长为____.
17.在中,,,分别是角,,的对边,且.
(1)求的大小;
(2)若,,求的值.
【题型五:与三角形面积有关的问题(高频)】
18.在△ABC中,∠A=60°,b=1,S△ABC=,则= ( )
A. B. C. D.2
19.在△ABC中,BC=6,A=,sin B=2sin C,则△ABC的面积为 ( )
A.6 B.6 C.9 D.4
20.已知中角,,的对边分别是,,,且是最小的边,,则的面积为 .
21.记的内角A,B,C所对边分别为a,b,c,已知,.
(1)求;
(2)若的面积为2,求.
【题型一:利用正、余弦定理解多个三角形(重点)】
1.在中,已知,D是边上一点,如图,,则( )
A. B. C.2 D.3
2.在中,若,,,则c边上的高为
3.如图,已知平面四边形ABCD中,∠A=45°,∠ABC=75°,∠BDC=30°,BD=2,CD=.
(1)求∠CBD的大小;
(2)求AB的长.
4.在中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,且满足,,边上中线的长为.
(1)求角A和角B的大小;
(2)求的面积.
【题型二:解三角形与基本不等式的综合(高频)】
5.已知的内角,,的对边分别为,,,且.
(1)求;
(2)若,求周长的最大值.
6.在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(1)求角的大小;
(2)若的角平分线交于D,且,求面积的最小值.
7.已知中,角,,所对的边分别为,,,其中.
(1)若,求的值;
(2)当取到最大值时,求的值;
(3)已知,,且,记表示,,中最大的数或式,若,求实数的取值范围.
【题型三:解三角形与三角函数的综合(重点)】
8.已知函数.
(1)当时,求函数在上的值域;
(2)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,,若的最小正周期是,,,,求的面积.
9.设函数,其部分图象与坐标轴交点如图所示.
(1)若,,,求;
(2)在中,记内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(ⅰ)证明:是等腰三角形;
(ⅱ)若,求当的最小正周期为多少时,的中线BD能取得最大值.
【题型四:解三角形与平面向量的综合(重点)】
10.如图,在中,,,,点在边的延长线上.
(1)求;
(2)若,,求的长.
11.在中,角、、所对的边分别为、、,且,,,
(1)求角的大小;
(2)若,的面积为,求的周长.
(3)若三角形为锐角三角形,且,求周长的取值范围.
12.在锐角中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且
(1)求角的大小;
(2)若,求的取值范围;
(3)若点为所在平面内一点,且满足.求的取值范围.
【题型一:结构不良题(重点)】
1.已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足.
(1)求角;
(2)若,___________________(从下列问题中任选一个作答,若选择多个条件分别解答,则按选择的第一个解答计分).
①的面积为,求的周长;
②的周长为21,求的面积.
.
2.在中,内角所对的边分别为a,b,c.从下面两个条件中任选一个作答,如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.①;②.
(1)求角B;
(2)若,求的取值范围.
3.在中,内角所对的边分别为,.
(1)求;
(2)再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使存在且唯一确定,求边上高线的长.
条件①:;条件②:;条件③:.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
4.已知中,点D是边的中点.且①;②;③;④.
(1)求的长;
(2)若四边形为圆内接四边形,求四边形的周长的取值范围.
上面问题的条件有多余,现请你在①,②,③,④中删去一个,并将剩下的三个作为条件解答这个问题,要求答案存在且唯一.你删去的条件是______,请写出用剩余条件解答本题的过程.
【题型二:数学文化题(难点)】
5.十七世纪法国数学家、被誉为业余数学家之王的皮埃尔·德·费马提出一个著名的几何问题:已知一个三角形,求作一点,使其与这个三角形的三个顶点的距离之和最小.其答案如下:当三角形的三个角均小于时,所求的点为三角形的正等角中心,即该点与三角形三个顶点的连线两两成角;当三角形有一内角大于或等于时,所求的点为三角形最大内角的顶点.在费马问题中所求的点被称为费马点.已知分别是的内角的对边,且,若为的费马点,则( )
A. B. C. D.
6.三角形的布洛卡点是法国数学家克洛尔于1816年首次发现,当内一点P满足条件:时,则称点P为的布洛卡点,角为布洛卡角.如图,在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,记的面积为S,点P是的布洛卡点,布洛卡角为,则( )
A.当时,
B.当且时,
C.当时,
D.当,时,
7.(多选)《数书九章》是中国南宋时期杰出数学家秦九韶的著作,全书十八卷共八十一个问题,分为九类,每类九个问题,《数书九章》中记录了秦九韶的许多创造性成就,其中在卷五“三斜求积”中提出了:已知三角形三边,,,求面积的公式,这与古希腊的海伦公式完全等价,其求法是:“以小斜幂并大斜幂减中斜幂,余半之,自乘于上,以小斜幂乘大斜幂减上,余四约之,为实,一为从隅,开平方得积.”若把以上这段文字写成公式,即:,现有满足,且的面积,请运用上述公式判断下列命题正确的是( )
A.周长为9
B.若点为的外心,则
C.内切圆的面积为
D.的中线长为
8.“费马点”是由十七世纪法国数学家费马提出并征解的一个问题.该问题是:“在一个三角形内求作一点,使其与此三角形的三个顶点的距离之和最小.”意大利数学家托里拆利给出了解答,当的三个内角均小于时,使得的点O即为费马点;当有一个内角大于或等于时,最大内角的顶点为费马点.试用以上知识解决下面问题:已知a,b,c分别是三个内角A,B,C的对边,且,点P为的费马点.
(1)求A;
(2)若,求的值;
(3)若,求的最大值.
9.在中,,,对应的边分别为,,,.
(1)求A;
(2)若为边中点,,求的最大值;
(3)奥古斯丁·路易斯·柯西(Augustin Louis Cauchy,1789年-1857年),法国著名数学家,柯西在数学领域有非常高的造诣,很多数学的定理和公式都以他的名字来命名,如柯西不等式、柯西积分公式.其中柯西不等式在解决不等式证明的有关问题中有着广泛的应用.现在,在(1)的条件下,若,是内一点,过作,,垂线,垂足分别为,,,借助于三维分式型柯西不等式:,,,,当且仅当时等号成立.求的最小值.
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