内容正文:
课时作业(三十) 正弦定理、余弦定理及应用举例
[基础保分练]
1.(2025·镇海模拟)在△ABC中,A=30°,BC=1,则△ABC外接圆的半径为( )
A.1 B. C.2 D.3
答案:A
2.(2025·芜湖模拟)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a cos A+b cos (A+C)=0,则△ABC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
3.(2024·北京昌平二模)在△ABC 中,B=45°,c=4,只需添加一个条件,即可使△ABC 存在且唯一.在条件:①a=3;②b=2;③cos C=-中,所有可以选择的条件的序号为( )
A.① B.①② C.②③ D.①②③
答案:B
4.(2025·北京101中学模拟)岳阳楼与湖北武汉黄鹤楼、江西南昌滕王阁并称为“江南三大名楼”,是“中国十大历史文化名楼”之一,世称“天下第一楼”.小李为测量岳阳楼的高度选取了与底部水平的直线AC,如图,测得∠DAC=30°,∠DBC=45°,AB=14 m,则岳阳楼的高度CD 约为(≈1.414,≈1.732)( )
A.18 m B.19 m C.20 m D.21 m
答案:B
5.(2023·北京卷)在△ABC中,(a+c)(sin A-sin C)=b(sin A-sin B),则C=( )
A. B. C. D.
答案:B
6.(多选)△ABC内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知b sin A=(3b-c)sin B,且cos A=,则下列结论正确的是( )
A.a+c=3b
B.tan A=2
C.△ABC的周长为4c
D.△ABC的面积为a2
答案:ABD
7.(多选)在△ABC中各角所对的边分别为a,b,c,下列结论正确的有( )
A.==,则△ABC 为等边三角形
B.已知(a+b+c)(a+b-c)=3ab,则C=60°
C.已知a=7,b=4,c=,则最小内角的度数为30°
D.在a=5,A=60°,b=4的条件下,解三角形有两解
答案:ABC
8.(2024·北京二模)已知△ABC的三个角A,B,C的对边分别为a,b,c,则能使=成立的一组A,B的值是________.
答案:A=B=(答案不唯一) 解析:由正弦定理得a=2R sin A,b=2R sin B,
∵=,∴=,
∴sin A cos A=sin B cos B,
∴sin 2A=sin 2B,
∵A∈(0,π),B∈(0,π),∴A=B=,或2A+2B=π,A+B=(答案不唯一).
9.(2025·泰州模拟)在锐角△ABC 中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知BC 边上的高等于a.
(1)求证:sin A=sin B sin C;
(2)若∠BAC=45°,求+的值.
(1)证明:设BC 边上的高为AD,则AD=b sin C,
所以a=b sin C,
由正弦定理得sin A=sin B sin C.
(2)解:由余弦定理得a2=b2+c2-2bc cos 45°=b2+c2-bc,
因为bc sin 45°=a·a,所以a2=bc,
所以bc=b2+c2-bc,即b2+c2=bc,所以+=.
[技能提分练]
10.(多选)已知a,b,c分别是△ABC三个内角A,B,C的对边,下列四个命题中正确的是( )
A.若tan A+tan B+tan C>0,则△ABC是锐角三角形
B.若a cos A=b cos B,则△ABC是等腰三角形
C.若b cos C+c cos B=b,则△ABC是等腰三角形
D.若==,则△ABC是等边三角形
答案:ACD
11.(多选)(2024·石家庄模拟)《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a,b,c 求面积的公式,这与古希腊的海伦公式完成等价,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S=.现有△ABC 满足sin A∶sin B∶sin C=2∶3∶,且△ABC的面积S△ABC=6,请运用上述公式判断下列命题正确的是( )
A.△ABC 周长为10+2
B.△ABC 三个内角A,C,B 成等差数列
C.△ABC 外接圆直径为
D.△ABC 中线CD的长为3
答案:ABC
12.(2022·全国甲卷)已知△ABC中,点D在边BC上,∠ADB=120°,AD=2,CD=2BD.当取得最小值时,BD=________.
答案:-1 解析:如图所示,设CD=2BD=2m>0,
则在△ABD中,AB2=BD2+AD2-2BD·AD cos ∠ADB=m2+4+2m,
在△ACD中,
AC2=CD2+AD2-2CD·AD cos ∠ADC=4m2+4-4m,
所以===4-≥4-=4-2,当且仅当m+1=,即m=-1时,等号成立,
所以当取最小值时,m=-1.
13.(2024·南宁二模)已知△ABC的角A,B,C的对边分别为a,b,c,满足(b-a)(sin B+sin A)=(b-c)·sin C.
(1)求A;
(2)从下列条件中:①a=;②S△ABC= 中任选一个作为已知条件,求△ABC周长的取值范围.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
解:(1)因为(b-a)(sin B+sin A)=(b-c)sin C,
由正弦定理得(b-a)(b+a)=(b-c)c,即b2+c2-a2=bc,
由余弦定理得cos A==,A∈(0,π),
所以A=.
(2)选择①a=.由正弦定理===2,
即△ABC周长l=2sin B+2sin C+=2sin B+2sin +=3sin B+cos B+=2sin (B+)+,
∵ B∈,
∴<B+<,<sin ≤1,
即△ABC周长的取值范围为(2,3].
选择②S△ABC=,得S△ABC=bc sin A=bc=,
得bc=4.
由(1)得a2=b2+c2-bc=(b+c)2-3bc=(b+c)2-12,
即△ABC周长l=a+b+c=+b+c,
∵b+c≥2=4,当且仅当b=c=2时等号成立,
∴ l=a+b+c≥+4=6,即△ABC周长的取值范围是[6,+∞).
14.(2025·深圳模拟)在一水域上建一个演艺广场.演艺广场由看台Ⅰ,看台Ⅱ,三角形水域ABC及矩形表演台BCDE四个部分构成(如图).看台Ⅰ,看台Ⅱ分别是以AB,AC为直径的两个半圆形区域,且看台Ⅰ的面积是看台Ⅱ的面积的3倍;矩形表演台BCDE中,CD=10 m;三角形水域ABC的面积为400 m2.设∠BAC=θ.
(1)当θ=时,求BC的长;
(2)若表演台的造价为0.3万元/m2,求表演台的最低造价.
解:因为看台Ⅰ的面积是看台Ⅱ的面积的3倍,
所以AB=AC.
在△ABC中,S△ABC=AB·AC·sin θ=400,
所以AC2=.
由余弦定理可得BC2=AB2+AC2-2AB·AC·cos θ=4AC2-2AC2·cos θ=-2·cos θ=1 600·,
即BC=40,θ∈(0,π).
(1)当θ=时,BC=40=40 m.
(2)设表演台的总造价为W万元.因为CD=10 m,表演台每平方米的造价为0.3万元,
所以W=0.3CD·BC=120,θ∈(0,π).
记f(θ)=,θ∈(0,π),则f′(θ)=.
由f′(θ)==0(θ∈(0,π)),解得θ=,当θ∈时,f′(θ)<0;当θ∈时,f′(θ)>0.
故f(θ)在θ∈上单调递减,在θ∈上单调递增,从而当θ=时,f(θ)取得最小值,最小值为f=1,所以Wmin=120.
所以表演台的最低造价为120万元.
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