内容正文:
假期作业16 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] 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
13
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= .
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=6.9
cm,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!
23
12.解:(1)由题意得2sinBcosB= 37bcosB
,因为A 为钝角,
则cosB≠0,则 2sinB= 37b
,则 b
sinB=
2
3
7
= asinA=
7
sinA
,解得sinA= 32
,
因为A 为钝角,则A=2π3
,
(2)选择①b=7,又a=7,则sinB= 314b=
3
14×7=
3
2
,因为
A=2π3
,则B 为锐角,则B=π3
,
此时A+B=π,不合题意,舍弃;
选择 ②cosB=1314
,因 为 B 为 三 角 形 内 角,则 sinB=
1- 1314( )
2
=3 314
,
则代入2sinB= 37b
得2×3 314 =
3
7b
,解得b=3,
sinC=sin(A+B)=sin 2π3+B( )=sin
2π
3cosB+cos
2π
3sinB
= 32×
13
14+ -
1
2( )×
3 3
14 =
5 3
14
,
则S△ABC=
1
2absinC=
1
2×7×3×
5 3
14=
15 3
4 .
选择③csinA=52 3
,则有c× 32=
5
2 3
,解得c=5,
则由正弦 定 理 得 a
sinA=
c
sinC
,即 7
3
2
= 5sinC
,解 得 sinC
=5 314
,
因为C为三角形内角,则cosC= 1- 5 3
14
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
=1114
,
则sinB=sin(A+C)=sin 2π3+C( )=sin
2π
3cosC+cos
2π
3
sinC
= 32×
11
14+ -
1
2( )×
5 3
14 =
3 3
14
,
则S△ABC=
1
2acsinB=
1
2×7×5×
3 3
14=
15 3
4 .
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.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 π2-A( ) >cosB,
当cosB<0,cos π2-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16 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°.]
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,
29
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
=α2.∵∠BP1C=∠P1BP2+∠P2
,∴∠P1BP2=
α
2
,
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
4AC
2+ 12AD
DCsin ∠ADC=
3
4
(AD2+DC2-2ADDCcos∠ADC)+12AD
DC
sin∠ADC= 34 ×
(9+1-6cos∠ADC)+ 12 ×3×1
sin∠ADC=5 32 +3sin ∠ADC-
π
3( ) ≤
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( ).]
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17 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
39