第4章 第6节 第2课时 余弦定理与正弦定理的综合应用-(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(名师划重点)
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模块,涵盖余弦定理、正弦定理的综合应用,具体包括平面图形解三角形、三角形中的最值范围及证明问题三大考点。依据高考评价体系梳理考查要求,通过考点权重分析与常考题型归纳,构建系统备考框架,体现针对性与实用性。
课件亮点在于“考点精研+真题重温”双轨策略,如以平面图形解三角形为例,结合高考真题案例剖析“已知两边及夹角求第三边”等典型题型,培养学生数学思维(推理能力)与数学语言(模型观念)。特设“微练”模块强化运算技巧,助力学生掌握解题规律,教师可据此精准教学,提升备考效率。
内容正文:
赢在微点 高考复习顶层设计 数学 名师划重点
第四章
三角函数与解三角形
第六节
第四章 三角函数与解三角形
余弦定理和正弦定理及其应用
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第2课时
第六节 余弦定理和正弦定理及其应用
余弦定理与正弦定理的综合应用
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考点/精研突破
赢在微点 数学 大一轮
第一部分
——考向探究
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考点一
平面图形中的解三角形问题
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考点二
三角形中的最值、范围问题
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考点三
三角形中的证明问题
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证明
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证明
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真题/重温高考
赢在微点 数学 大一轮
第二部分
——明确方向
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把握高考微点,实现素能提升
完成——微练(三十九)
本部分内容讲解结束
【例1】 (2025·江西模拟)如图,在四边形ABCD中,AD=4,DC=5,cos B=0,cos C=,cos D=.
(1)求cos A;
由cos B=0,又B∈(0,π),得到B=,又cos A=cos[2π-(B+C+D)]=cos=-sin(C+D),又cos C=,cos D=,且C,D∈(0,π),所以sin C==,sin D=
=,得到cos A=-(sin Ccos D+cos Csin D)=
-=-.
(2)求四边形ABCD的面积.
如图,延长DA,CB交于E,设AE=x,CE=y,在△EDC中,由正弦定理得到=,由(1)知sin C=,sin D=,
所以y=(x+4) ①,由余弦定理得到cos D==
②,由①②解得y=
7或,当y=时,x=,此时cos C==<0,又cos C>0,所以y=,x=不合题意,故y=7,x=4,在Rt△ABE中,由cos∠EAB=-cos A=,AE=4,得到AB=,BE=,所以S△ABE=·AB·BE=,又S△EDC=·CD·EC·sin C=×5×7×=10,故S四边形ABCD=S△EDC-S△EAB=.
[规律方法] 平面几何中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.
【训练1】 如图,在平面四边形ABCD中,BC=,BE⊥AC于点E,BE=,且S△ACD=2S△ABC.
(1) 求AD·sin∠DAC的值;
因为S△ACD=·AC·AD·sin∠DAC,S△ABC=·AC·BE,又因为S△ACD=2S△ABC,所以·AC·AD·sin∠DAC=AC·BE.所以AD·sin∠DAC=2BE=2.
(2) 当CD=3时,求线段DE的长.
由题可得CE==1.在△ACD 中,由正弦定理可得=,所以AD·sin∠DAC=CD·sin∠ACD=2.又CD=3,所以sin∠ACD=,所以cos∠ACD=±=±.在△CDE 中,由余弦定理可得DE2=CE2+CD2-2·CE·CD·cos∠ACD.当cos∠ACD=时,DE2
=12+32-2×1×3×=8,解得DE=2(负值已舍去);当cos∠ACD=-时,DE2=12+32-2×1×3×=12,解得DE=2(负值已舍去).又3-1<DE<3+1,即2<DE<4.综上,DE=2或DE=2.
【例2】 记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知acos C+asin C=b+c.
(1)求tan A;
因为acos C+asin C=b+c,所以由正弦定理知sin Acos C+sin Asin C=sin B+sin C,而sin B=sin(A+C)=sin Acos C+sin Ccos A,故sin Acos C+sin Asin C=sin Acos C+sin Ccos A+sin C,从而sin Asin C=cos Asin C+sin C.由于C是三角形内角,故sin C≠0,从而sin A=cos A+1,故(sin A-cos A)2=sin2A+cos2A,即4sin2A=2sin Acos A,显然sin A≠0,故tan A=.
(2)求的取值范围.
因为tan A==>0,sin2A+cos2A=1,又A∈,解得sin A=,cos A=,从而==[(cos Bcos C+sin Bsin C)-(cos Bcos C-sin Bsin C)]=[cos(B-C)-cos(B+C)]=[cos(B-C)+cos A]=+cos(B-C).不妨设B≥C>0,则0≤B-C<B+C=π-A,即
B-C的取值范围是[0,π-A),所以cos(B-C)的取值范围是(cos(π-A),1],而cos(π-A)=-cos A=-,所以cos(B-C)的取值范围是,所以=+cos(B-C)的取值范围是.
[规律方法] 解三角形中的范围问题解决方法
一是将问题表示为边的形式,利用基本不等式求范围;二是将问题用三角形某一个角的三角函数表示,结合角的范围确定所求范围.
【训练2】 (2025·山西模拟)在锐角△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且2asin A=(2b-c)sin B+(2c-b)sin C.
(1)求A的大小;
由题及正弦定理,得2a2=(2b-c)b+(2c-b)c,即bc=b2+c2-a2,则cos A==,因为A∈,所以A=.
(2)求cos B+2cos C的取值范围.
由△ABC为锐角三角形,知故<C<,则cos B+2cos C=-cos+2cos C=cos C+sin C=sin,有<C+<,即<sin<,故cos B+2cos C的取值范围为.
【例3】 (2025·广东广州模拟)已知在△ABC中,a,b,c分别为角A,B,C的对边,△ABC的面积为b2sin C.
(1)求的值;
因为三角形面积S△ABC=absin C=b2sin C,又因为C∈(0,π),则sin C≠0,且b>0,可得a=2b,由正弦定理得==2.
(2)若c=5,证明:<a<10.
由(1)可得b=,结合三角形三边关系,得a+b>c,即>5,可得a>,且a-b<c,即<5,解得a<10,所以<a<10.
[规律方法] 对于三角形中的证明问题,要仔细观察所给的条件和结论之间的关系,发现二者的差异,利用正弦定理、余弦定理及三角恒等变换把条件转换为结论,即为证明过程.
【训练3】 在锐角△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且=≠1.
求证:B=2C.
因为=,所以ab2-a2c=b2c-c3,整理得b2(a-c)=c(a+c)(a-c).又≠1,所以a-c≠0,从而b2=ac+c2=a2+c2-2accos B,整理得a=c(1+2cos B),则sin A=sin C(1+2cos B).由sin A=sin(B+C)=sin Bcos C+cos Bsin C,得sin Bcos C-cos Bsin C=sin C,即sin(B-C)=sin C,结合锐角△ABC中,B-C∈,则B-C=C,即B=2C.
1.(2023·全国乙卷)在△ABC中,已知∠BAC=120°,AB=2,AC=1.
(1)求sin∠ABC;
由余弦定理可得,BC2=a2=b2+c2-2bccos A=1+4-2×1×2×cos 120°=7,则BC=,cos B===,又B∈(0°,60°),所以sin B===.
(2)若D为BC上一点,且∠BAD=90°,求△ADC的面积.
由三角形面积公式可得==4,则S△ACD=S△ABC=×=.
2.(2023·新课标Ⅱ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知△ABC的面积为,D为BC的中点,且AD=1.
(1)若∠ADC=,求tan B;
因为AD为△ABC的中线,所以S△ABC=2S△ADC=2×AD·DCsin∠ADC=2××1××sin=a=,故a=4.在△ADB中,由余弦定理得AB2=c2=AD2+BD2-2AD·BDcos∠BDA,即c2=12+22-2×1×2×=7,得c=.在△ABD中,cos B===>0,故B∈,则sin B=,tan B=.
(2)若b2+c2=8,求b,c.
在△ABC中,由=+,得||2=|+|2=(||2+||2+2·).由余弦定理得2·=||2+||2-||2.故||2=(2||2+2||2-||2),即AD2=(b2+c2)-a2,得a=2.由S△ABC=bcsin∠BAC和b2+c2-a2=2bccos∠BAC,得S△ABC=(b2+c2-a2)tan∠BAC,
得tan∠BAC=-<0,故∠BAC∈,∠BAC=.又因为S△ABC=bcsin∠BAC,所以bc=4.由b2+c2=8和bc=4,得b=c=2.
3.(2024·新课标Ⅱ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin A+cos A=2.
(1)求A;
解法一(辅助角法):由sin A+cos A=2,得sin A+cos A=1,所以sin=1.因为0<A<π,所以<A+<,所以A+=,故A=.
解法二:(同角三角函数的基本关系法)由sin A+cos A=2,得cos A=2-sin A,两边同时平方,得3cos2A=4-4sin A+sin2A,则3(1-sin2A)=4-4sin A+sin2A,整理,得1-4sin A+4sin2A=0,所以(1-2sin A)2=0,则sin A=.因为0<A<π,所以A=或A=.当A=时,sin A+cos A=2成立,符合条件;当A=时,sin A+cos A=2不成立,不符合条件.故A=.
解法三:(同角三角函数的基本关系法)由sin A+cos A=2,得sin A=2-cos A,两边同时平方,得sin2A=4-4cos A+3cos2A,则1-cos2A=4-4cos A+3cos2A,整理,得3-4cos A+4cos2A=0,所以(-2cos A)2=0,则cos A=.因为0<A<π,所以A=.
(2)若a=2,bsin C=csin 2B,求△ABC的周长.
由bsin C=csin 2B,得bsin C=2csin Bcos B,由正弦定理,得bc=2cbcos B,所以cos B=,因为0<B<π,所以B=.C=π-(A+B)=,所以sin C=sin=sin=sincos+cossin=×+×=.
解法一(基本量法):由正弦定理==,得b===2,c===+.所以△ABC的周长为a+b+c=2++3.
解法二(整体思想法):由正弦定理==,得===4,所以a+b+c=4(sin A+sin B+sin C)=4×=2++3,所以△ABC的周长为2++3.
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