内容正文:
假期作业5 余弦定理、正弦定理的应用
1.解三角形应用题的基本思想
解三角形应用题时,通常都要根据题意,从
实际问题中抽象出一个或几个三角形,然后
通过解三角形,得到实际问题的解,求解的
关键是将实际问题转化为
问题.
2.运用正弦定理、余弦定理解决实际问题
的基本步骤
(1)分析:理解题意,弄清已知与未知,画出
示意图(一个或几个三角形);
(2)建模:根据已知条件与求解目标,把已
知量与待求量尽可能地集中在有关三
角 形 中,建 立 一 个 解 三 角 形 的 数 学
模型;
(3)求解:利用正弦定理、余弦定理解三角
形,求得数学模型的解;
(4)检验:检验所求的解是否符合实际问
题,从而得出实际问题的解.
3.三角形面积公式
(1)三 角 形 的 高 的 公 式:hA =bsinC=
csinB,hB =csin A =asinC,hC =
asinB=bsinA.
(2)三 角 形 的 面 积 公 式:S=12absinC
,
S= ,S= .
◆[考点一] 利用正、余弦定理测量角度
问题
1.若水平面上点B 在点A 南偏东30°方向
上,则在点A 处测得点B 的方位角是
( )
A.60° B.120° C.150° D.210°
2.如图,两座相距60m 的建
筑物 AB,CD 的高度分别
为20m,50m,BD 为 水 平
面,则从建筑物 AB 的顶端A 看建筑物
CD 的张角∠CAD 等于 ( )
A.30° B.45° C.60° D.75°
3.如图,前卫斜塔位于辽宁省
葫芦岛市绥中县,始建于辽
代,又名瑞州古塔,其倾斜
度(塔与地面所成的角)远超
著名的意大利比萨斜塔.现有一个斜塔的塔
身长10m,一旅游者在正午时分(太阳光线
与地面垂直)测得塔在地面上的投影长为
5m,则该塔的倾斜度(塔与地面所成的角)
为 ( )
A.60° B.45° C.30° D.15°
4.如图所示,位于A 处的
信息中心获悉:在其正
东方向相距40海里的B
处有一艘渔船遇险,在
原地等待营救,信息中心立即把消息告知
在其南偏西30°、相距20海里的C处的乙
船,现乙船朝北偏东θ的方向沿直线CB
前往B处救援,则cosθ的值为 .
◆[考点二] 利用正、余弦定理测量距离
与高度问题
5.如图,巡航艇在海上
以60km/h的速度沿
南偏东40°的方向航
行.为了确定巡航艇
9
的位置,巡航艇在B 处观测灯塔A,其方
向是南偏东70°,航行12h
到达C 处,观
测灯塔A 的方向是北偏东65°,则巡航艇
到达C处时,与灯塔A 的距离是 ( )
A.10km B.10 2km
C.15km D.15 2km
6.圭表是我国古代一种
通过测量正午日影长
度来推定节气的天文
仪器,它包括一根呈南北方向的水平长尺
(称为“圭”)和一根直立于圭面的标杆(称为
“表”),如图.成语有云:“立竿见影”,«周髀
算经»里记载的二十四节气就是通过圭表测
量日影长度来确定的.利用圭表测得某市在
每年夏至日的早上8:00和中午13:00的太
阳 高 度 角 分 别 为 23°(∠ABC)和 83°
(∠ADC).设表高AC为1米,则影差BD≈
( )
(参考数据:sin16°≈0.276,3≈1.732)
A.1.986米 B.2.126米
C.2.232米 D.2.346米
7.为运输方便,某工程队
将从 A 到D 修建一条
湖底隧道,如图,工程队从A 出发向正东
行10 3km到达B,然后从B 向南偏西
45°方向行了一段距离到达C,再从C 向
北偏西75°方向行了4 2km到达 D,已
知C在A 南偏东15°方向上,则A 到D
的距离为 ( )
A.15 6km B.2 38km
C.10 2km D.15 3km
8.如图,一位同学从P1 处观
测塔顶B 及旗杆顶A,得
仰角分别为α和90°-α.
后退lm 至点 P2 处再观
测塔顶B,仰角变为原来的一半,设塔CB
和旗杆BA 都垂直于地面,且C,P1,P2 三
点在同一条水平线上,则塔 BC 的高为
m;旗杆BA 的高为 m.
(用含有l和α的式子表示)
◆[考点三] 正、余弦定理在平面几何中
的应用
9.在面积为S的△ABC中,内角A,B,C的对
边分别为a,b,c,若b2+c2=3+ 4StanA
,则a=
( )
A.1 B.3 C.2 D.3
10.(多选)如图,△ABC 的
内角A,B,C 所对的边
分别为a,b,c,3(acosC
+ccosA)=2bsinB,且
∠CAB=π3.
若 D 是 △ABC 外 一 点,
DC=1,AD=3,则下列说法中正确的
是 ( )
A.△ABC的内角B=π3
B.∠ACB=π3
C.四边形ABCD 面积的最大值为5 32
+3
D.四边形ABCD 的面积无最大值
11.如图,在△ABC 中,已知点
D 在BC 边上,AD⊥AC,
sin∠BAC=2 23
,AB=3 2,AD=3,则
BD= .
01
12.如图,已知扇形的圆心角
∠AOB=2π3
,半径为4 2,
若点C是AB
︵
上的一动点(不与点A,B
重合).
(1)若弦BC=4(3-1),求BC
︵
的长;
(2)求四边形OACB 面积的最大值.
1.(2025山东济南历城二中开学考试)某
艺术爱好者对«蒙娜丽莎»的同比例影像
作品进行了测绘.将画中女子的嘴唇近
似看作一个圆弧,在嘴角A,C 处作圆弧
的切线,两条切线交于B 点,测得如下数
据:AB=6.9cm,BC=7.1cm,AC=12.
6cm.根据测量得到的结果推算女子嘴
唇视作的圆弧对应的圆心角的范围为
( )
A.π6
,π
4
æ
è
ç
ö
ø
÷ B.π4
,π
3
æ
è
ç
ö
ø
÷
C.π3
,5π
12
æ
è
ç
ö
ø
÷ D.5π12
,π
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2.如 图,现 有 一 直 径
AB=2百米的半圆
形广场,AB 所在直线上存在两点C,D,
满足OC=OD=2百米(O 为AB 的中
点),市政规划要求,从广场的半圆弧AB
上选取一点E,各修建一条地下管道EC
和ED 通往C、D 两点.
(1)设∠EOB=θ,试将管道总长(即线段
EC+ED)表示为变量θ的函数;
(2)求管道总长的最大值.
中国女排打了8场,赢了5场,输了3
场,冠军!
塞尔维亚打了8场,赢了6场,输了2
场,亚军!
美国女排打了8场,赢了7场,输了1
场,季军!
[总结] 人生呀,关键不在于你赢过
多少次,而在于你在什么时候,什么场次赢
了什么对手!
11
因为sinAsinB≠0,所以sinAcosB=
sinB
cosA
,
所以sin2A=sin2B,所以2A=2B 或2A=π-2B,
所以A=B或A+B=π2
,故△ABC为等腰三角形或直角三
角形.]
8.C [设AB=x,根据余弦定理BC2
=AC2 + AB2 -2AC AB
cos∠BAC,
已知BC=8,AC=10,cos∠BAC=
3
5
,代入可得:
82=102+x2-2×10×x×35
,
即x2-12x+36=0,解得x=6,
由于BC2+AB2=64+36=100=AC2,则△ABC 为直角三
角形,
则S=12×6×8=24.
]
9.解析:由S△ABC=
1
2acsinB
,得 3=12acsin60°
,即 3=
3
4ac
,得ac=4,所以a2+c2=3ac=12,
则由余弦定理,得b2=a2+c2-2accos60°=12-2×4×
1
2=8
,所以b=2 2.
答案:2 2
10.解析:由已知及余弦定理可得cosA=AB
2+AC2-BC2
2ABAC
=9
2+82-72
2×9×8 =
2
3.
设中线长为x,由余弦定理得x2=
AC
2( )
2
+AB2-2AC2
ABcosA=42+92-2×4
×9×23=49
,即x=7.所以AC边上的中线长为7.
答案:7
11.解:(1)由余弦定理可得:cosC=a
2+b2-c2
2ab =
2
2
,
因为C∈(0,π),所以C=π4
,所以 2cosB=sinC= 22
,
即cosB=12
,
因为B∈(0,π),所以B=π3.
(2)由(1)可得A=π-B-C=512π
,设△ABC 外接圆的
半径为R,
由正弦定理可得: a
sinA=
b
sinB=
c
sinC=2R
,所以b=
3R,c= 2R,sinA=sin(B+C)
=sinBcosC+cosBsinC= 6+ 24
,
所以S△ABC=
1
2bcsinA=
1
2
3R 2R 6+ 24 =
3+ 3,解得R=2,
所以c=2 2.
12.解:(1)2 1
2sinA+
3
2cosA
æ
è
ç
ö
ø
÷=2,
sin A+π3( )=1,
∵A 为三角形ABC 的内角,
∴A+π3=
π
2
,∴A=π6.
(2)∵ 2bsinC=csin2B,
∵sinBsinC≠0,
∴ 2sinBsinC=sinCsin2B=2sinCsinBcosB,
∴ 2=2cosB,∴cosB= 22
,
∴B=π4
,C=7π12
,
a
sinA=
b
sinB=
c
sinC
,
2
1
2
=b
2
2
= c
6+ 2
4
,∴b=2 2,c= 6+ 2,
∴△ABC的周长为2+ 6+3 2.
新题快递
1.D [∵AB=3,AC=4,BC=5,满足32+42=52,
∴∠BAC=90°,故cos∠ABC=35
,
∵AD 是∠BAC的角平分线,∴BDDC=
AB
AC=
3
4
,∴BD=
3
7×5=
15
7
,
在△ABD 中,由 余 弦 定 理 AD2=AB2+BD2-2AB
BDcos∠ABD,
得AD2=32+ 157( )
2
-2×3×157×
3
5=
288
49
,
解得AD=12 27
或者AD=-12 27
(舍去).]
2.ABD [在△ABC中,若a>b,则根据正弦定理可得sinA
>sinB,选项 A正确;由sinA>sinB 及正弦定理得a>
b,则 A >B,选 项 B 正 确;若 sinA>cosB,即 cos
π
2-A( ) >cosB,当 cosB<0,cos
π
2-A( ) >0 时,
△ABC为钝角三角形,选项 C错误;若△ABC 为锐角三
角形,则A+B>π2
,
则有 π
2>A>
π
2-B>0
,
又正弦函数在 0,π2( ) 上单调递增,
所以sinA>sin π2-B( ) ,即sinA>cosB,选项D正确.]
假期作业5 余弦定理、
正弦定理的应用
思维整合室
1.解三角形 3.(2)12bcsinA
1
2casinB
技能提升台 素养提升
1.C 2.B
3.A [如 图 所 示,线 段 AC 表 示 塔 身,线 段
AB 为塔在地面上的投影,CB⊥AB,所以在
Rt△ABC中,cosA=ABAC=
1
2
,因为0°<A
<90°,所以A=60°.]
25
4.解析:在△ABC中,AB=40,AC=20,∠BAC=120°,
由余弦定理得BC2=AB2+AC2-2ABACcos120°=
2800⇒BC=20 7.
由正弦定理,得 AB
sin∠ACB=
BC
sin∠BAC
⇒sin∠ACB=ABBC
sin∠BAC= 217 .
由∠BAC=120°,知∠ACB为锐角,则cos∠ACB=2 77 .
由θ=∠ACB+30°,得cosθ=cos(∠ACB+30°)
=cos∠ACBcos30°-sin∠ACBsin30°= 2114 .
答案: 21
14
5.D [在△ABC中,BC=60× 12=30
(km),∠ABC=70°
-40°=30°,∠ACB=40°+65°=105°,则 ∠A=180°-
(30°+105°)=45°,由正弦定理,可得AC=15 2(km).]
6.C [在 Rt△ACD 中,AD= ACsin83°=
1
cos7°
,
在△ABD 中,由正弦定理,得 BDsin∠BAD=
AD
sin∠ABD
,即
BD
sin(83°-23°)=
AD
sin23°
,
则BD= 32sin23°cos7°.
因为sin30°=sin(23°+7°)=sin23°cos7°+cos23°
sin7°,
且sin16°=sin(23°-7°)=sin23°cos7°-cos23°sin7°,
所以2sin23°cos7°=sin30°+sin16°≈0.776,
所以|BD|≈1.7320.776≈2.232.
]
7.B [连接AC,由题意,∠ABC=
45°,∠ACD =75°-15°=60°,
∠BCD=75°+45°=120°,
∠ACB=60°,AB=10 3,CD=
4 2,
在△ABC 中,由正弦定理得, ABsin∠ACB=
AC
sin∠ABC
,即
10 3
3
2
=AC
2
2
,则AC=10 2,
在△ACD 中,由余弦定理得,AD2=AC2+CD2-2AC
CDcos∠ACD=152,
则AD=2 38km.]
8.解析:在 Rt△BCP1 中,∠BP1C=α,在 Rt△P2BC 中,
∠P2=
α
2.∵ ∠BP1C= ∠P1BP2 + ∠P2
,∴ ∠P1BP2
=α2
,
即△BP1P2 为等腰三角形,BP1=P1P2=l,
∴BC=lsinα.
在 Rt△ACP1 中,
AC
CP1
= AClcosα=tan
(90°-α),
∴AC=lcos
2α
sinα
,则 BA=AC-BC=lcos
2α
sinα -lsinα=
l(cos2α-sin2α)
sinα =
lcos2α
sinα .
答案:lsinα lcos2αsinα
9.B [由三角形的面积公式得b2+c2=3+2bcsinAtanA
,即b2
+c2=3+2bccosA.由余弦定理得a2=b2+c2-2bccosA
=3,所以a= 3.]
10.ABC [∵ 3(acosC+ccosA)=2bsinB,∴由正弦定
理可得 3(sinAcosC+sinCcosA)=2sin2B,
∴ 3sin(A+C)=2sin2B,∴ 3sinB=2sin2B.
又∵sinB≠0,∴sinB= 32.
∵∠CAB=π3
,∴B∈ 0,2π3( ) ,∴B=
π
3
,∴∠ACB=π
-∠CAB-∠B=π3
,因此 A,B正确.四边形ABCD 面
积等 于 S△ABC +S△ACD =
3
4 AC
2 + 12 AD
DC
sin∠ADC= 34
(AD2+DC2-2ADDCcos∠ADC)
+12AD
DCsin∠ADC= 34×
(9+1-6cos∠ADC)
+ 12 × 3 × 1
sin∠ADC = 5 32 + 3sin
∠ADC-π3( ) ≤
5 3
2 +3
,当且仅当∠ADC-π3=
π
2
,
即∠ADC=5π6
时,等号成立,因此 C正确,D错误.]
11.解析:∵sin∠BAC=sin π2+∠BAD( )=cos∠BAD,
∴cos∠BAD=2 23 .
在△ABD 中,由余弦定理得BD2
=AB2+AD2-2ABADcos∠BAD=(3 2)2+32-2
×3 2×3×2 23 =3
,∴BD= 3.
答案:3
12.解:(1)在△OBC 中,BC=4(3-1),OB=OC=4 2,
所 以 由 余 弦 定 理 得 cos∠BOC=OB
2+OC2-BC2
2OBOC =
3
2
,所以∠BOC=π6
,
于是BC︵ 的长为 π64 2=
2 2
3 π.
(2)设∠AOC=θ,θ∈ 0,2π3( ) ,则∠BOC=
2π
3-θ
,
S四边形OACB=S△AOC+S△BOC=
1
2×4 2×4 2sinθ+
1
2×
4 2×4 2sin 2π3-θ( )=24sinθ+8 3cosθ
=16 3sinθ+π6( ) ,由于θ∈ 0,
2π
3( ) ,
所以θ+π6∈
π
6
,5π
6( ).所以16 3sinθ+
π
6( ) ∈
(8 3,16 3],所以四边形OACB面积的最大值为16 3.
新题快递
1.B [根据余弦定理,得cos∠ABC=AB
2+BC2-AC2
2ABBC =
6.92+7.12-12.62
2×6.9×7.1 =
-30.37
48.99 <0
,所 以 π
2 <∠ABC<
π.设AC
︵
对应的圆心角为α,则有α+∠ABC=π,则cosα
=cos(π-∠ABC)=-cos∠ABC=30.3748.99
且0<α< π2.
因为1
2<
30.37
48.99<
2
2
,所以α∈ π4
,π
3( ).]
35
2.解:(1)在△DOE 中,由余弦定理得:
ED2=OD2+OE2-2ODOEcos∠EOD=4+1-2×
2×cosθ=5-4cosθ,
在△COE 中,由余弦定理得:
EC2=OC2+OE2-2OCOEcos∠EOC=
4+1-2×2×cos(π-θ)=5+4cosθ,
所以EC+ED= 5+4cosθ+ 5-4cosθ=f(θ),θ∈
[0,π],
∴将 管 道 总 长 (即 线 段 EC+ED)表 示 为 变 量θ 的 函
数为:
f(θ)= 5+4cosθ+ 5-4cosθ,θ∈[0,π],
(2)由(1)可得:
[f(θ)]2=( 5+4cosθ+ 5-4cosθ)2
= 10 + 2 5+4cosθ 5-4cosθ = 10 +
2 25-16cos2θ,
因为,θ∈[0,π],所以0≤cos2θ≤1,
[f(θ)]2=10+2 25-16cos2θ≤10+2 25=20(百
米)
当且仅当cos2θ=0,即θ=π2
时取等号,
因为f(θ)= 5+4cosθ+ 5-4cosθ>0,∴f(θ)=
20=2 5(百米).
∴管道总长的最大值为2 5百米.
假期作业6 复数
思维整合室
1.(1)a b (2)= ≠ = ≠ (3)a=c且b=d
(4)a=c且b=-d (5)|z| |a+bi| 3.(1)(a+c)+(b+
d)i
(a-c)+(b-d)i (ac-bd)+(ad+bc)i ac+bd
c2+d2
+
bc-ad
c2+d2
i (2)z2+z1 z1+(z2+z3)
技能提升台 素养提升
1.C [|z|= (-1)2+(-1)2= 2.]
2.C [由题意:|2-4i|= 22+(-4)2=2 5.]
3.BD [∵z= 21-i=
2(1+i)
(1-i)(1+i)=1+i
,
∴|z|= 2,z2=2i,z的共轭复数为1-i,z的虚部为1.
故 A,C错,B,D正确.]
4.A [由题知(1+3i)(3-i)=3-i+9i-3i2=6+8i,所以
该复数在复平面内对应的点为(6,8),位于第一象限.]
5.D [由题意(x+yi)+2=(x+2)+yi=(3-4i)+2yi=
3+(2y-4)i,所以
x+2=3
y=2y-4{ ,解得x=1,y=4,所以x+y=
5.]
6.BCD [若z1>z2,则z1,z2 为实数,当z1=1,z2=-2
时,满足z1>z2,但|z1|<|z2|,故C项不正确;因为两个
虚数之间只有等与不等,不能比较大小,所以 D 项不正
确;当两个复数不相等时,它们的模有可能相等,比如1-i
≠1+i,但|1-i|=|1+i|,所以 B项不正确;因为当两个
复数相等时,模一定相等,所以 A项正确.]
7.C [由 题 知z=(1+i)(z-1),z=1+ii =1-i.
故 选
择:C.]
8.A [因为z=5+i,所以z=5-i,故i(z+z)=10i.]
9.C [zi=-1-i
,则z=i(-1-i)=-i-i2=1-i.]
10.解析:(5+i)(5-2i)=5+ 5i-2 5i+2=7- 5i.
答案:7- 5i
11.解:设z=a+bi(a,b∈R),由|z|=1+3i-z,
得 a2+b2-1-3i+a+bi=0,
则 a
2+b2+a-1=0,
b-3=0,{ 所以
a=-4,
b=3,{
所以z=-4+3i.
则
(1+i)2(3+4i)2
2z =
2i(3+4i)2
2(-4+3i)
=2
(-4+3i)(3+4i)
2(-4+3i) =3+4i.
12.解:(1)设z=a+bi(a,b∈R),
由已知条件得:a2+b2=2,z2=a2-b2+2abi,所以2ab=2.
所以a=b=1或a=b=-1,即z=1+i或z=-1-i.
(2)当z=1+i时,z2=(1+i)2=2i,z-z2=1-i,所以
点A(1,1),B(0,2),C(1,-1),
所以S△ABC=
1
2AC×1=
1
2×2×1=1
;
当z=-1-i时,z2=(-1-i)2=2i,z-z2=-1-3i.
所以点A(-1,-1),B(0,2),C(-1,-3),所以S△ABC
=12|AC|×1=
1
2×2×1=1.
即△ABC的面积为1.
新题快递
1.AC [z=r(cosθ+isinθ),则z2=r2(cos2θ+isin2θ),则
|z2|=|r2(cos2θ+isin2θ)|=r2,|z|2=|r(cosθ+isinθ)|2
=r2,所 以 A 正 确;当 r = 1,θ = π3
时,z3 =
cosπ3+isin
π
3( )
3
=cosπ+isinπ=-1,所以 B错误;
当r=1,θ=π3
时,z=cosπ3+isin
π
3=
1
2+
3
2i
,则z=
1
2-
3
2i
,所以 C正确;当r=1,θ= π4
时,zn=cosnπ4+
isinnπ4
,
当n为偶数时,设n=2k,k∈Z,
则zn=coskπ2+isin
kπ
2
,k∈Z,
所以当k为奇数时,zn 为纯虚数,当k为偶数时,zn 为实
数,所以 D错误.]
2.AC [对于 A,当b2-4ac=0时,x1=x2=-
b
2a∈R
,故
正 确;对 于 B,当 b2 - 4ac < 0 时,则 x1 =
-b-i -b2+4ac
2a
,x2=
-b+i -b2+4ac
2a
,则x1∉R,
x2∉R,且x1≠x2,故错误;对于C,由一元二次方程根与系
数的关系可得x1+x2=-
b
a
,x1x2=
c
a
,故正确;对于 D,
(x1-x2)2=
b2-4ac
a2
,故错误.]
假期作业7 基本立体图形及
立体图的直观图
思维整合室
1.互相平行 公共顶点 平行于
2.(2)45°(或135°) 变为原来的一半
技能提升台 素养提升
1.B 2.C
3.BCD [当任意两点与球心在一条直线上时,可作无数个圆,
故A错;B正确;C正确;根据球的半径的定义可知D正确.]
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