内容正文:
假期作业21 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=csinA=asinC,hC=asinB=bsinA.
(2)三角形的面积公式:S=12absinC
,S=
,S= .
◆[考点一] 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= ( )
A.30° B.45° C.60° D.75°
3.根据气象部门提醒,在距
离某基地正北方向588km
处的热带风暴中心正以
21km/h的速度沿南偏
东45°方向移动,距离风暴中心441km以内
的地区都将受到影响,则该基地受热带风暴
中心影响的时长为 ( )
A.7h B.14h
C.(14 2-7)h D.(14 2+7)h
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] 测度距离和高度问题
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
05
6.一艘海轮从A 处出发,以每小时40海里的
速度沿南偏东40°的方向直线航行,30分钟
后到达B 处,在C 处有一座灯塔,海轮在A
处观察灯塔,其方向是南偏东70°,在B 处
观察灯塔,其方向是北偏东65°,那么B,C
两点间的距离是 ( )
A.10 2海里 B.10 3海里
C.20 3海里 D.20 2海里
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] 三角形的面积问题
9.在△ABC中,A=60°,AC=4,BC=2 3,则
△ABC的面积为 ( )
A.4 3 B.4 C.2 3 D.2 2
10.已知△ABC的内角A,B,C 的对边分别为
a,b,c. 若 △ABC 的 面 积 为
3(a2-b2-c2)
4
,则角A= ( )
A.π6 B.
π
3 C.
2π
3 D.
5π
6
11.在△ABC 中,角A,B,C 所对的边长分别
为a,b,c,b=a+1,c=a+2.
(1)若2sinC=3sinA,求△ABC的面积;
(2)是否存在正整数a,使得△ABC为钝角
三角形? 若存在,求出a的值;若不存在,
说明理由.
15
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.(多选)«数书九章»是南宋时期著名的数学
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
某一卷中提出了“三斜求积”,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.”即已知三角形三边a,b,c,求
面积的公式.若把以上这段文字写成公式,即
S= 14c
2a2-c
2+a2-b2
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
é
ë
êê
ù
û
úú.现 有 △ABC
满足sinA∶sinB∶sinC=2∶3∶ 7,且
△ABC的面积S=6 3,请运用上述公式判
断下列结论正确的是 ( )
A.△ABC的周长为10+2 7
B.△ABC三个内角A,B,C满足2C=A+B
C.△ABC外接圆的直径为4 213
D.△ABC的中线CD 的长为3 2
2.某中学研究性学习小组为测量四门通天铜
雕高度,在和它底部位于同一水平高度的共
线三点A,B,C 处测得铜雕顶端P 处仰角
分别为π
6
,π
4
,π
3
,且AB=BC=20m,则四
门通天铜雕的高度为 m.
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!
25
1
2×2×b×sin60°=
1
2×2×AD×sin30°+
1
2×AD×b×sin30°
,
解得:AD= 3b
1+b2
=2 3
(1+ 3)
3+ 3
=2.
答案:2
11.解:(1)因为A+B=3C,所以A+B=3(π-A-B),所以A
+B=3π4
,所以C=π4
,
另外,由题意得:2sin(A-C)=sin(A+C),
即2sinAcosC-2cosAsinC
=sinAcosC+cosAsinC,
所以sinA=3cosA,变形得sin2A=9(1-sin2A).故sinA
=3 1010 .
(2)由sinA=3cosA,
得cosA=13sinA=
10
10
,
所以sinB=sin(A+C)=3 1010 ×
2
2+
10
10 ×
2
2=
2 5
5
,
由 AC
sinB=
AB
sinC
,解得AC=2 10,
所以S△ABC=
1
2×5×2 10×
3 10
10 =15
,
设AB 边上的高为h,则 12AB
h=15,解得h=6.故 AB
边上的高为6.
12.解:(1)因为S△ABC =2S△ADC =2×
1
2 ×
a
2 ×1×sin60°=
3
4a= 3
,解得a=4,
在△ADC中由余弦定理得b2=12+22-2×1×2×cos π3
=3,
在△ABD中,c2=12+22-2×1×2×cos2π3=7
,
在△ABC中,cosB=c
2+a2-b2
2ca =
7+16-3
2 7×4
= 5
2 7
,sinB
= 1-cos2B= 3
2 7
,因此tanB=sinBcosB=
3
5.
(2)在 △ABC 中,由 中 线 长 公 式 可 得 (2AD)2 +BC2 =
2(AB2+AC2),即22+a2=2(b2+c2)=16,所以a2=12,又
S△ABC=
1
2bcsinA= 3
,因而bcsinA=2 3,又由余弦定理
得a2=b2+c2-2bccosA,即12=8-2bccosA,所以bccosA=
-2,故tanA=- 3⇒cosA=- 12
,所以bc=4,又b2+
c2+2bc=8+8=16=(b+c)2,b2+c2-2bc=8-8=0=
(b-c)2,故可得b=c=2.
新题快递
1.D [在△ABC 中,由已知可得,sinA=
1-cos2A=35.
又cosA=45>0
,所以 A为锐角.
由正弦定理可得,BC
sinA=
AB
sinC
,
所以,sinC=ABsinABC =
3
5x
2 =
3
10x.
要使命题p是真命题,则C有唯一满足条件的解.
若0<x<2,则sinC<35
,显然C有唯一满足条件的解;
若x=2,则C=A,满足;
若x>2,且sinC<1,即310x<1
,
即2<x<103
,此 时 C 有 两 解 满 足 条 件,此 时 命 题 p 是 假
命题;
当x=103
时,此时有sinC=1,C=π2
有唯一解,满足;
当x>103
时,此时有sinC>1,显然C无解,不满足.
综上所述,当0<x≤2或x=103
时,命题p是真命题.]
2.AD [对于 A,由正弦定理得sinA∶sinB∶sinC=a∶b∶
c,所以sinA,sinB,sinC 作为三条线段的长一定能构成三
角形,A正确,对于B,由正弦定理得 1sinA∶
1
sinB∶
1
sinC=
1
a∶
1
b∶
1
c
,例如a=5,b=12,c=13,则 1a =
1
5
,1
b =
1
12
,
1
c=
1
13
,由于1
a=
1
5=
25
125
,1
c +
1
b =
1
12+
1
13=
25
156
,1
c +
1
b<
1
a
,故不能构成三角形的三条边长,故B错误,
对于 C,由正弦定理得sin2A∶sin2B∶sin2C=a2∶b2∶c2,
例如:a=3、b=4、c=5,则a2=9、b2=16、c2=25,
则a2+b2=25=c2,sin2A,sin2B,sin2C作为三条线段的长不
能构成三角形,C不正确;
对于 D,由正弦定理可得 sinA∶ sinB∶ sinC= a∶
b∶c,不妨设a<b<c,则a+b>c,故 a<b<c,且(a+
b)2-(c)2=a+b-c+2 ab>2 ab>0,所以(a+ b)
>c,故 D正确.]
假期作业21
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.B [如图所示建立平面直角坐标系,假设|OE|=|OG|=
441,OF⊥EG,
由题 意 易 知|OF|= 22 ×588=294 2
,则|GF|=
|OG|2-|OF|2= 21609=147,
所以该基 地 受 热 带 风 暴 中 心 影 响 的 时 长|EG|
21 =
147×2
21
=14.]
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
99
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).故选 D.]
6.A [如 图 所 示,易 知,在△ABC 中,AB=
20,∠CAB=30°,∠ACB=45°,
根据正弦定理得 BC
sin30°=
AB
sin45°
,解得BC
=10 2(海里).]
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=
α
2
,
即△P1BP2 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.C [由余弦定理可得(2 3)2=AB2+42-2×4ABcos60°,
整理得AB2-4AB+4=0,解得AB=2,∴△ABC 的面积S=
1
2AC
ABsinA=12×4×2×
3
2=2 3.
故选 C.]
10.C [由余弦定理可得a2=b2+c2-2bccosA,而三角形面
积为1
2bcsinA
,
故 3(b
2+c2-2bccosA-b2-c2)
4 =
1
2bcsinA
,
整理得到tanA=- 3,又A∈(0,π),故A=2π3.
故选 C.]
11.解:(1)2sinC=3sinA,∴2c=3a,又∵c=a+2,
∴a=4,b=5,c=6.
cosA=b
2+c2-a2
2bc =
3
4
,在△ABC中得sinA= 74
,
S△ABC=
1
2bcsinA=
15 7
4 .
(2)由△ABC 为钝角三角形,b=a+1,c=a+2,得c边最
大,所以C角最大
cosC=a
2+b2-c2
2ab =
a2+(a+1)2-(a+2)2
2a(a+1) <0
,
得a2-2a-3<0,
所以-1<a<3,因为a为正整数,所以a=1或a=2,
当a=1时,b=2,c=3,此时a+b=c,与题不符
∴存在正整数a=2,使得△ABC为钝角三角形.
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.ABC [由正弦定理可得a∶b∶c=2∶3∶ 7.设a=2m,b=
3m,c= 7m(m>0),
∴S= 14 7m
24m2- 7m
2+4m2-9m2
2( )
2
[ ]
=3 32 m
2=6 3,解得m=2,
∴△ABC的周长为a+b+c=4+6+2 7=10+2 7,故 A
正确;由余弦定理得cosC=a
2+b2-c2
2ab =
16+36-28
2×4×6 =
1
2
,
∵C∈(0,π),∴C=π3
,∵A+B+C=π,∴A+B=2π3
,∴2C
=A+B,故 B 正 确;由 正 弦 定 理 知,△ABC 外 接 圆 的 直 径
2R= csinC=
2 7
sin π3
=4 213
,故 C正确;由中线定理得a2+
b2=12c
2+2CD2,即CD2= 12 × 16+36-
1
2×28( ) =19,
∴CD= 19,故 D错误.故选 ABC.]
2.解析:设四门通天铜雕PQ 的高度h m,
由∠PAQ= π6
,∠PBQ= π4
,∠PCQ= π3
,可
得AQ= 3h,BQ=h,CQ= 33h
,
在△ABC中,因为∠ABQ+∠QBC=π,
所以cos∠ABQ=-cos∠QBC,
可得AB
2+BQ2-AQ2
2ABBQ =-
BC2+BQ2-CQ2
2BCBQ
,
即400+h
2-(3h)2
2×20×h =-
400+h2- 3
3h
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
2×20×h
,解得h=10 6,
所以四门通天铜雕的高度为10 6m.
答案:10 6m
假期作业22
思维整合室
1.sinαcosβ±cosαsinβ cosαcosβ±sinαsinβ
tanα±tanβ
1∓tanαtanβ
2.2sinαcosα cos2α-sin2α 2cos2α-1 1-2sin2α
技能提升台 素养提升
1.A
2.ABC [对 于 A,tan25°+tan35°+ 3tan25°tan35°=
tan(25°+35°)(1-tan25°tan35°)+ 3tan25°tan35°= 3-
3tan25°tan35°+ 3tan25°tan35°= 3;
对于B,2(sin35°cos25°+cos35°cos65°)=2(sin35°cos25°+
cos35°sin25°)=2sin60°= 3;
对于 C,1+tan15°1-tan15°=
tan45°+tan15°
1-tan45°tan15°=tan60°= 3
;
对于D,
tanπ6
1-tan2 π6
=12×
2tanπ6
1-tan2 π6
=12×tan
π
3=
3
2.
综上,式子的运算结果为 3的选项为 ABC.故选 ABC.]
3.A [原式= 12tan15°
1-tan215°
= 1tan30°= 3.
]
001