第4章 第6节 第2课时 正弦定理与余弦定理的应用-(配套课件)【赢在微点·顶层设计】2027年高考数学高考一轮总复习
2025-09-10
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教辅
摘要:
该高中数学高考复习课件聚焦三角函数与解三角形核心考点,涵盖正弦定理、余弦定理的应用,多边形背景问题及最值范围问题等高考重点。对接高考评价体系,分析解三角形在解答题中的高频考查权重,归纳面积计算、边长求解、范围最值等常考题型,体现备考针对性与实用性。
课件亮点在于高考真题训练与应试技巧指导,如以2025九江一模多边形解三角形为例,通过拆分图形、交叉使用正余弦定理培养学生数学思维,结合基本不等式或三角函数转化突破最值问题。注重用数学语言规范答题步骤,帮助学生掌握边角互化等得分技巧,助力高考冲刺,为教师提供系统复习教学指导。
内容正文:
第四章
三角函数与解三角形
赢在微点 高考复习顶层设计 数学
第六节
第四章 三角函数与解三角形
正弦定理和余弦定理
高考复习顶层设计 数学
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第2课时
第四章 三角函数与解三角形
正弦定理与余弦定理的应用
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关键能力/落实
赢在微点 数学 大一轮
第一部分
——考向探究
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类型一
多边形中的解三角形问题
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类型三
解三角形中的最值(范围)问题
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把握高考微点,实现素能提升
完成——微练(三十八)
本部分内容讲解结束
【例1】 (2025·九江一模)在△ABC中,AC=
,D为∠ABC的平分线上一点,且与点B分别位
于边AC的两侧,若∠ADC=150°,AD=2.
(1)求△DAC的面积;
(1)在△DAC中,AC2=AD2+CD2-2AD·CD·cos∠ADC,即13=4+CD2+2CD,解得CD=(舍负),所以S△DAC=AD·CD·sin∠ADC=×2××=.
(2)若∠ABC=120°,求BD的长.
(2)因为∠ABC=120°,BD平分∠ABC,所以∠DBA=∠DBC=60°.又∠ADC=150°,所以∠DAB+∠DCB=360°-120°-150°=90°.在△ABD中,由正弦定理,得= ①,
在△DBC中,由正弦定理,得=
②,①÷②,得==,
所以=.又sin2∠DCB+cos2∠DCB=1,且∠DCB∈,所以sin∠DCB=.将sin∠DCB=代入②,得=,所以BD=.
多边形背景解三角形问题的求解思路
1.把所提供的平面图形拆分成若干个三角形,然后在各个三角形内利用正弦、余弦定理求解;
2.寻找各个三角形之间的联系,交叉使用公共条件,求出结果.解题时,有时要用到平面几何中的一些知识点,如相似三角形的边角关系、平行四边形的性质,要把这些知识与正弦、余弦定理有机结合,才能顺利解决问题.
【训练1】 在四边形ABCD中,AB∥CD,AD=CD=BD=1.
(1)若AB=,求BC;
(1)在△ABD中,由余弦定理可得cos∠ABD==,因为CD∥AB,所以∠BDC=∠ABD,在△BCD中,由余弦定理可得BC2=BD2+CD2-2BD·CDcos∠BDC=,所以BC=.
(2)若AB=2BC,求cos∠BDC.
(2)设BC=x,则AB=2x,在△ABD中,cos∠ABD===x,在△BCD中,cos∠BDC==,因为CD∥AB,所以∠BDC=∠ABD,所以cos∠BDC=cos∠ABD,即=x,整理可得x2+2x-2=0,因为x>0,解得x=-1,因此,cos∠BDC=cos∠ABD=x=-1.
考向❶:利用基本不等式求解
【例2】 在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且tan A+tan B=.
(1)求角B的大小;
(1)因为tan A+tan B=,所以+=,所以=,所以==,又sin C≠0,所以cos B=.又B∈(0,π)且B≠,所以B=.
(2)若a+c=4,求b的取值范围.
(2)因为a+c=4,B=,所以由余弦定理得b2=a2+c2-2accos B=a2+c2-ac=(a+c)2-3ac=16-3ac,则ac=.因为a+c≥2(当且仅当a=c时取等号),所以4≥2,所以0<ac≤4,即0<≤4,所以4≤b2<16,故2≤b<4,即b的取值范围是[2,4).
利用正、余弦定理转化为边的关系,结合基本不等式求解.
【训练2】 在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,∠ABC=120°,∠ABC的平分线交AC于点D,且BD=2,则4a+c的最小值为( )
A.16 B.18 C.20 D.14
由题意得acsin 120°=a×2×sin 60°+c×2×sin 60°,即ac=2a+2c,即+=1,所以4a+c=(4a+c)=++10≥2+10=8+10=18,当且仅当=,即c=2a=6时取等号.故选B.
考向❷:转化为三角函数求解
【例3】 已知△ABC为锐角三角形,且cos A+sin B=(sin A+cos B).
(1)若C=,求A;
(1)因为cos A+sin B=(sin A+cos B),所以cos A-sin A=cos B-sin B,即cos=cos,又A∈,B∈,所以<A+<,<B+<,所以A+=B+,即B=A+,又A+B+C=π,C=,所以A+A++=π,即A=.
(2)已知点D在边AC上,且AD=BD=2,求CD的取值范围.
(2)因为AD=BD=2,所以∠DBA=∠A,又∠ABC=A+,可得∠DBC=,在△DBC中,=,所以CD==,在△ABC中,sin C=sin(A+B)=sin,因为△ABC为锐角三角形,
所以解得<A<,所以<2A+<,<sin<1,所以∈(1,2),
即CD的取值范围为(1,2).
三角形中最值(范围)问题,如果三角形为锐角三角形,或有其他的限制,一般采用正弦定理边化角,利用三角函数的范围求出最值或范围.
【训练3】 (2025·嘉兴统考)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且=,a=3.
(1)若BC边上的高等于1,求cos A;
(1)由正弦定理,==,所以sin B=cos B,则tan B=1,又0<B<π,所以B=,因为S△ABC=ah=acsin B,所以×3×1=×3×c×,解得c=,又由余弦定理,得b2=a2+c2-2accos B=32+()2-2×3××=5,解得b=,所以cos A===-.
(2)若△ABC为锐角三角形,求△ABC面积的取值范围.
(2)由正弦定理有==,且由(1)可知B=,所以c===,又因为△ABC为锐角三角形,所以解得<A<,所以0<<1,所以<c<3,
所以S△ABC=acsin B=×3×c×=c∈,所以△ABC面积的取值范围是.
定理(一) 射影定理
设△ABC的三边是a,b,c,它们所对的角分别是A,B,C,则有a=bcos C+ccos B;b=ccos A+acos C;c=acos B+bcos A.
【应用体验】
1.(2023·全国乙卷)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若acos B-bcos A=c,且C=,则B=( )
A. B. C. D.
解法一:(射影定理法)因为acos B-bcos A=c,c=acos B+bcos A,所以2bcos A=0,故cos A=0,A=,则B=π-A-C=π--=.故选C.
解法二:由题意结合正弦定理可得sin Acos B-sin Bcos A=sin C,即sin Acos B-sin Bcos A=sin(A+B)=sin Acos B+sin Bcos A,整理可得sin Bcos A=0,由于B∈(0,π),故sin B>0,据此可得cos A=0,A=,则B=π-A-C=π--=.故选C.
2.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,S表示△ABC的面积,若ccos B+bcos C=asin A,S=(b2+a2-c2),则B=( )
A.90° B.60° C.45° D.30°
在△ABC中,由射影定理a=ccos B+bcos C及ccos B+bcos C=asin A,得asin A=a,解得sin A=1,而0°<A<180°,则A=90°.由余弦定理cos C=及S=(b2+a2-c2)得cos C=,而S=absin C,因此,cos C=sin C,即tan C=.又0°<C<180°,则C=30°.所以B=180°-A-C=60°.故选B.
定理(二) 角平分线定理
在△ABC中,若AD是∠BAC的平分线,D在BC上,则有=.
【应用体验】
3.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,∠BAC的平分线交BC于点D,且满足=,∠BAC=60°,a=7,则c=________.
根据角平分线定理有===,所以b=c,又∠BAC=60°,a=7,在△ABC中,由余弦定理的推论得cos∠BAC==,将b=c代入上式,进而得到c2-49=0,因此c=(负值已舍去).
4.在△ABC中,A=2B,AC=9,BC=12,CD平分∠ACB交AB于点D,则BD的长度为________.
4
因为CD平分∠ACB,所以∠ACD=∠BCD.由正弦定理可知=⇒=,=⇒=.因为∠ADC+∠BDC=π,所以sin∠ADC=sin∠BDC,所以有=,即BD=AB.(由CD平分∠ACB交AB于点D,可得===,
所以BD=AB,选填题中可直接使用角平分线定理实现速解,但在解答题中使用该定理需进行简单的证明)由正弦定理可知,=⇒=⇒=⇒cos B=.由余弦定理可知AC2=AB2+BC2-2AB×BC×cos B,即81=AB2+144-2×AB×12×,解得AB=7或AB=9.当AB=7时,BD=4.当AB=9时,因为AC=9,所以AC=AB,因此B=∠ACB,A+B+∠ACB=π⇒2B+B+B=π⇒B=,cos B=≠,所以AB=9不成立.故BD=4.
定理(三) 中线定理
在△ABC中,AD是BC边上的中线,则AD2=(AB2+AC2)-BC2.
【应用体验】
5.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,b=3,BD为AC边上的中线,BD=2,且acos C-2bcos B+ccos A=0,则△ABC的面积为( )
A.2 B.
C. D.
由射影定理知acos C+ccos A=2bcos∠ABC=b,所以cos∠ABC=.因为∠ABC是三角形内角,所以∠ABC=.由余弦定理得b2=a2+c2-2accos∠ABC⇒9=a2+c2-ac.由中线定理知a2+c2=2(BD2+AD2),即a2+c2=2×=,所以ac=,所以S△ABC=acsin∠ABC=××=,故选C.
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