9.1.1 正弦定理-【名师导航】2025-2026学年高中数学必修第四册教师用书word(人教B版)
2026-02-19
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 高中数学人教B版必修第四册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 9.1.1 正弦定理 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 572 KB |
| 发布时间 | 2026-02-19 |
| 更新时间 | 2026-02-19 |
| 作者 | 山东众旺汇金教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 名师导航·高中同步 |
| 审核时间 | 2025-11-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54772717.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦正弦定理核心知识点,以三角形面积公式为基础推导定理,系统梳理定理变形(边角转化、比例关系),应用于解三角形(两角一边、两边一角)、判断三角形形状及面积计算,构建完整知识链。
以“险峰海拔测量”情境引入,培养数学眼光,通过例题分层与母题变式发展逻辑推理、数学运算素养,课时作业分层设计,课中助教师高效授课,课后帮学生巩固提升。
内容正文:
9.1 正弦定理与余弦定理
9.1.1 正弦定理
1.掌握正弦定理的内容及证明方法.(数学抽象、逻辑推理)
2.能利用正弦定理解决三角形度量和边角转化问题,会判断三角形的形状.(数学运算)
3.掌握三角形的面积公式及其应用.(数学运算)
4.能根据正弦定理及题目条件,判断三角形解的个数.(逻辑推理)
“无限风光在险峰”,在充满象征色彩的诗意里,对险峰的慨叹跃然纸上.对于难以到达的险峰,应如何测出其海拔呢?在本节中,我们将学习正弦定理,借助已学的三角形的边角关系解决类似于上述问题的实际问题.
思考:如何才能测量出险峰的海拔?
知识点1 三角形的面积公式
(1)S=aha=bhb=chc(ha,hb,hc分别表示边a,b,c上的高).
(2)S=ab sin C=ac sin B=bc sin A.
(3)S=(a+b+c)·r(r为内切圆半径).
知识点2 正弦定理
(1)使用正弦定理的前提是在同一三角形中.
(2)正弦定理的主要功能是实现三角形中边角关系的相互转化.
1.正弦定理的常用变形
在△ABC中,若内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,其外接圆半径为R,则
(1)a sin B=b sin A,b sin C=c sin B,a sin C=c sin A;
(2)sin A∶sin B∶sin C=a∶b∶c;
(3)====2R;
(4)a=2R sin A,b=2R sin B,c=2R sin C;(可以实现边到角的转化)
(5)sin A=,sin B=,sin C=.(可以实现角到边的转化)
2.三角形中边角的不等关系
(1)若A>B>C,可得a>b>c,则sin A>sin B>sin C(在任意三角形中,大角对大边);
(2)若sin A>sin B>sin C,可得a>b>c,则A>B>C(在任意三角形中,大边对大角).
知识点3 解三角形
(1)习惯上,我们把三角形的3个角与3条边都称为三角形的元素.
(2)已知三角形的若干元素求其他元素一般称为解三角形.
1.利用正弦定理解三角形需要哪些条件?
[提示] 需要两角和一边或两边和其中一边的对角.
知识点4 对三角形解的个数的判断
已知三角形的两角和任意一边,求另两边和另一角,此时有唯一解,三角形被唯一确定.已知两边和其中一边的对角,求其他的边和角,此时可能出现一解、两解或无解的情况,三角形不能被唯一确定.现以已知a,b和A解三角形为例,从两个角度予以说明:
(1)代数角度
由正弦定理得sin B=,
①若>1,则满足条件的三角形个数为0,即无解;
②若=1,则满足条件的三角形个数为1,即一解;
③若<1,则满足条件的三角形个数为1或2.
(2)几何角度
图形
关系式
解的个数
A为锐角
① ②
①a=b sin A;②ab
一解
b sin A<a<b
两解
a<b sin A
无解
A为钝角或直角
a>b
一解
ab
无解
2.在△ABC中,若A>B,一定有sin A>sin B吗?反之,若sin A>sin B,一定有A>B吗?
[提示] 由A>B,得a>b,
所以2R sin A>2R sin B,即sin A>sin B.
由sin A>sin B,得2R sin A>2R sin B,即a>b,
所以A>B.
1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)正弦定理适用于任意三角形. ( )
(2)在△ABC中,等式b sin A=a sin B总能成立. ( )
(3)在△ABC中,已知a,b,A,则此三角形有唯一解. ( )
[答案] (1)√ (2)√ (3)×
[提示] (1)正弦定理适用于任意三角形.
(2)由正弦定理知=,即b sin A=a sin B.
(3)在△ABC中,已知a,b,A,此三角形的解有可能是无解、一解、两解的其中之一,具体情况由a,b,A的值来定.
2.已知△ABC三个内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若A=120°,b=3,c=8,则△ABC的面积等于( )
A.6 B.6
C.12 D.12
B [由题意得,△ABC的面积S=bc sin A=×3×8sin 120°=×3×8×=6,故选B.]
3.不解三角形,判断下列△ABC解的个数.
(1)若a=5,b=4,A=120°,则三角形解的个数为________;________
(2)若a=7,b=14,A=150°,则三角形解的个数为________;
(3)若a=9,b=10,A=60°,则三角形解的个数为________.
(1)1 (2)0 (3)2 [(1)∵A为钝角且a>b,
∴△ABC有一解.
(2)∵A为钝角且a<b,
∴△ABC无解.
(3)∵A为锐角,b sin A<a<b,
∴△ABC有两解.]
类型1 利用正弦定理解三角形
【例1】 【链接教材P4例1、P5例2】
(1)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,b=3,B=,tan A=,则a的值是( )
A.10 B.2
C. D.
(2)在△ABC中,a=,b=1,B=30°,则A=( )
A.30° B.60°
C.60°或120° D.120°
(3)在△ABC中,已知B=,c=,C=,求A,a,b的值.
(1)B (2)C [(1)由已知tan A==,sin2A+cos2A=1,且A为锐角,得sinA=.由正弦定理=,
得a=·sin A==2.
(2)因为a=,b=1,B=30°,
所以根据正弦定理=,
得sin A===,
又a>b,得到A>B,即30°<A<180°,
则A=60°或120°.]
(3)[解] 由三角形内角和定理知A=π-=.
由=,得b===2.
又=,得a===+1.所以A=,a=+1,b=2.
【教材原题·P4例1、P5例2】
例1 已知△ABC中,B=75°,C=60°,a=10,求c.
[解] 由已知可得
A=180°-B-C=180°-75°-60°=45°.
由正弦定理可知=,
所以c===5.
例2 已知△ABC中,a=2,b=2,A=30°,求解这个三角形.
[解] 因为=,
所以sin B===.
由于0°<B<180°,所以B=60°或B=120°.
当B=60°时,有
C=180°-A-B=180°-30°-60°=90°,
此时△ABC是直角三角形,且c为斜边,从而有
c===4;
当B=120°时,有
C=180°-A-B=180°-30°-120°=30°,
此时△ABC是等腰三角形,从而由等角对等边可知c=a=2.
1.已知三角形任意两角和一边解三角形的基本思路
(1)由三角形的内角和定理求出第三个角.
(2)由正弦定理的变形,求另外的两条边.
2.已知三角形两边和其中一边的对角解三角形的方法
(1)首先由正弦定理求出另一边所对角的正弦值.
(2)如果已知的角为大边所对的角时,由三角形中“大边对大角、大角对大边”的法则能判断另一边所对的角为锐角,由正弦值可求锐角唯一.
(3)如果已知的角为小边所对的角时,则不能判断另一边所对的角为锐角,这时由正弦值可求两个角,要分类讨论.
提醒:若已知角不是特殊角,往往先求出其正弦值(这时应注意角的拆并,即将非特殊角转化为特殊角的和或差),再根据上述思路求解.
[跟进训练]
1.(源自人教A版教材)在△ABC中,已知A=15°,B=45°,c=3+,解这个三角形.
[解] 由三角形内角和定理,得
C=180°-(A+B)=180°-(15°+45°)=120°.
由正弦定理,得
a==
=
=
==,
b==
==.
类型2 三角形的面积公式及应用
【例2】 【链接教材P5例3】
在△ABC中,已知sin A=,cos B=,b=4.
(1)求a和sin C的值;
(2)求c和△ABC的面积.
[解] (1)因为cos B=,B∈(0,π),
所以sin B=,又sin A=,b=4,
所以由正弦定理可得,a===,
由b=4>a=,
可知B>A,故A为锐角,故cos A=,
sin C=sin (A+B)=sin A cos B+cos A sin B==.
(2)由正弦定理可得,c===,
所以S△ABC=bc sin A=×4×=.
【教材原题·P5例3】
例3 已知△ABC中,b=3,c=6,B=120°,求A,C及三角形的面积.
[解] 由=得
sin C===.
由于0°<C<180°,所以C=45°或C=135°.
当C=45°时,
A=180°-B-C=180°-120°-45°=15°,
而sin 15°=sin (60°-45°)==,
所以三角形的面积为
S=bc sin A=×3×6×=.
当C=135°时,
A=180°-B-C=180°-120°-135°=-75°,
不合题意,应舍去.
1.三角形面积问题的求解方法
对于面积公式S=ab sin C=ac sin B=bc sin A,一般是已知哪一个角就使用哪一个公式.
2.与三角形面积有关的公式
(1)S=aha=bhb=chc(其中ha,hb,hc分别为边a,b,c上的高).
(2)S△ABC=r(a+b+c)=rl(其中r,l分别为△ABC的内切圆半径及△ABC的周长).
(3)S△ABC=2R2sin A sin B sin C= (其中R为△ABC的外接圆的半径).
(4)海伦公式:S△ABC=.
[跟进训练]
2.在△ABC中,已知B=30°,AB=2,AC=2.求△ABC的面积.
[解] 由正弦定理,得sin C==,
又AB·sin B<AC<AB,故该三角形有两解:C=60°或120°.
当C=60°时,A=90°,
S△ABC=AB·AC=2;
当C=120°时,A=30°,
S△ABC=AB·AC·sin A=.
所以△ABC的面积为2或.
类型3 利用正弦定理判断三角形的形状
【例3】 【链接教材P6例5】
在△ABC中,已知=,且sin2A+sin2B=sin2C.求证:△ABC为等腰直角三角形.
[思路引导] 利用正弦定理,将已知条件=化为边,将sin2A+sin2B=sin2C也化为边的形式证明.
[证明] 因为=,所以=,
又因为=,所以=,
所以a2=b2,即a=b,
设===k(k≠0),
则sin A=,sin B=,sin C=,
又因为sin2A+sin2B=sin2C,
所以=,即a2+b2=c2,
所以△ABC为等腰直角三角形.
[母题探究]
(变条件)若将题设中的条件变为“若sinA=2sin B cos C,且sin2A=sin2B+sin2C”,试判断△ABC的形状.
[解] (法一)在△ABC中,根据正弦定理,得
===2R(R为△ABC外接圆的半径).
因为sin2A=sin2B+sin2C,
所以=+,
即a2=b2+c2,
所以A=90°,所以B+C=90°,
由sinA=2sin B cos C,
得sin 90°=2sin B cos (90°-B),
所以sin2B=.
因为B是锐角,所以sinB=,
所以B=45°,C=45°,
所以△ABC是等腰直角三角形.
(法二)在△ABC中,根据正弦定理,得
sin A=,sin B=,sin C=(R为△ABC外接圆的半径).
因为sin2A=sin2B+sin2C,所以a2=b2+c2,
所以△ABC是直角三角形且A=90°.
因为A=180°-(B+C),sinA=2sin B cos C,
所以sin (B+C)=2sin B cos C.
所以sin B cos C-cos B sin C=0,
即sin (B-C)=0.所以B-C=0,即B=C.
所以△ABC是等腰直角三角形.
【教材原题·P6例5】
例5 在△ABC中,已知sin2A+sin2B=sin2C,求证:△ABC是直角三角形.
[证明] 设===k,则k≠0,且sin A=,sin B=,sin C=.
又因为sin2A+sin2B=sin2C,
所以=,
即a2+b2=c2,因此由勾股定理的逆定理可知△ABC是直角三角形.
判断三角形形状的方法
(1)判断三角形的形状,可以从三边的关系入手,也可以从三个内角的关系入手,从条件出发,利用正弦定理进行代换、转化,呈现出边与边的关系或求出角与角的关系或大小,从而做出准确判断.
(2)判断三角形的形状,主要看其是不是等边三角形、等腰三角形、直角三角形、钝角三角形或锐角三角形,要特别注意“等腰直角三角形”与“等腰三角形或直角三角形”的区别.
[跟进训练]
3.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且sinB sin C=,tan B tan C=.
(1)试判断△ABC的形状;
(2)若a=4,求△ABC的周长C和面积S.
[解] (1)△ABC是等腰三角形,理由如下:
因为sin B sin C=,tan B tan C=,
所以cos B cos C=,
则cos (B+C)=cos B cos C-sin B sin C=,
因为B+C∈(0,π),
所以B+C=,A=,
又因为cos (B-C)=cos B cos C+sin B sin C=1,
因为0<B<,0<C<,
所以-<B-C<,
所以B-C=0,所以B=C=,
所以△ABC是等腰三角形.
(2)因为==,a=4,A=,B=C=,
所以b=c=4,
所以△ABC的周长C=4+4+4=8+4,
△ABC的面积S=bc sin A=×4×4×=4.
类型4 正弦定理的综合应用
【例4】 在锐角三角形ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=2b sin A,求cos A+sin C的取值范围.
[解] 因为a=2b sin A,所以由正弦定理得sin A=2sin B sin A,又sin A≠0,
所以sin B=.因为B为锐角,所以B=.
令y=cos A+sin C=cos A+sin [π-(B+A)]=cos A+sin =cos A+sin cos A+cos sin A=cos A+ sin A=sin .
由锐角三角形ABC知
所以
所以<A<.所以<A+<,
所以<sin <,
所以<sin <,即<y<.
所以cos A+sin C的取值范围是.
三角综合问题的求解策略
利用正弦定理求三角函数式的最值或范围的关键是根据已知条件,灵活运用正弦定理及三角基本关系式,对边角关系进行相互转化,借助三角恒等变换解决问题.
[跟进训练]
4.已知在△ABC中,A+B=3C,2sin (A-C)=sin B.
(1)求sin A;
(2)设AB=5,求AB边上的高.
[解] (1)∵A+B=3C,∴π-C=3C,即C=,
又2sin (A-C)=sin B=sin (A+C),
∴2sin A cos C-2cos A sin C=sin A cos C+cos Asin C,
∴sin A cos C=3cos A sin C,∴sin A=3cos A,
即tan A=3,∴0<A<,
∴sin A==.
(2)由(1)知,cos A==,
∴sin B=sin (A+C)=sin A cos C+cos A sin C
==.
由正弦定理=,
可得AC==2,
∴AB·h=AB·AC·sin A,
∴h=AC·sin A=2=6.
∴AB边上的高为6.
1.在△ABC中,若a=2,b=,A=,则B=( )
A. B.
C. D.或
A [由正弦定理=,得=,解得sin B=,
又a>b,所以A>B,故B=.]
2.(教材P12习题9-1AT1改编)在△ABC中,若=,则△ABC的形状是( )
A.直角三角形 B.等腰或直角三角形
C.不能确定 D.等腰三角形
B [由正弦定理,得==,
∴sin A cos A=sin B cos B,∴sin 2A=sin 2B.又A,B∈(0,π),且A,B不可能同时为钝角,∴2A=2B或2A+2B=π,即A=B或A+B=,
∴△ABC是等腰三角形或直角三角形.]
3.在△ABC中,A=60°,a=5,b=6,则满足条件的△ABC的个数为( )
A.无数个 B.2
C.1 D.0
D [因为A=60°,a=5,b=6,由正弦定理=,即=,所以sin B=,
又sin B=>1,由正弦函数的性质可得角B不存在,所以满足条件的△ABC不存在.故选D.]
4.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若b sin A=a sin C,c=1,则b=__________,△ABC面积的最大值为__________.
1 [因为b sin A=a sin C,所以由正弦定理可得ba=ac,所以b=c=1;所以S△ABC=bc sin A=sin A,当sin A=1,即A=90°时三角形面积最大.]
回顾本节知识,自主完成以下问题:
1.利用正弦定理,我们可以解决哪些类型的解三角形问题?
[提示] 利用正弦定理,可以解决:
(1)已知两边和其中一边的对角解三角形;
(2)已知两角和一边解三角形.
2.判断三角形形状通常有哪两种方法?
[提示] (1)边化角.考查角的关系主要有:
两角是否相等;三个角是否相等;是否有直角等.
(2)角化边.考查边的关系主要有:
两边是否相等;三边是否相等;是否满足勾股定理等.
课时分层作业(一) 正弦定理
一、选择题
1.在△ABC中,下列关系式中一定成立的是( )
A.a>b sin A B.a=b sin A
C.a<b sin A D.ab sin A
D [由正弦定理=,所以a=.
在△ABC中,0<sin B1,故1,所以ab sin A.]
2.在△ABC中,已知b=3,c=8,A=,则△ABC的面积为( )
A.6 B.12
C.6 D.12
C [S△ABC=bc sin A=×3×8×sin =6.故选C.]
3.在△ABC中,a=b sin A,则△ABC一定是( )
A.锐角三角形 B.直角三角形
C.钝角三角形 D.等腰三角形
B [由题意有=b=,则sin B=1,即B为直角,故△ABC是直角三角形.]
4.在△ABC中,a=5,c=10,A=30°,则B=( )
A.105° B.15°
C.105°或15° D.45°或135°
C [由a<c,得A<C,又由sin C==,得C=45°或135°,所以B=105°或15°.]
5.在△ABC中,B=120°,AB=2,A的角平分线AD=2,则AC=( )
A.2 B.2
C.4 D.2
A [在△ABD中,由正弦定理,得=,
所以sin ∠ADB===,
所以∠ADB=45°,则∠BAD=180°-45°-120°=15°,
所以∠BAC=30°,C=∠ADB-∠DAC=45°-15°=30°,
所以BC=AB=2.
在△ABC中,由正弦定理,得=,
所以AC===2.故选A.]
二、填空题
6.在△ABC中,若BC=,sin C=2sin A,则AB=________.
2 [由正弦定理及sin C=2sin A得AB=2BC=2.]
7.已知在△ABC中,BC=15,AC=10,A=60°,则cos B=________.
[由正弦定理得=,
所以sin B===,
因为AC<BC,
所以B<A=60°,则B为锐角,
所以cos B==.]
8.在△ABC中,a,b,c分别是内角A,B,C所对的边.若A=105°,B=45°,b=2,则c=________,△ABC的面积为________.
2 +1 [由题得C=180°-105°-45°=30°.
根据正弦定理=,可知=,解得c=2.故△ABC的面积为S=bc sin A=×2×2×sin 105°=2=+1.]
三、解答题
9.在△ABC中,cos A=-,cos B=.
(1)求sin C的值;
(2)设BC=5,求△ABC的面积.
[解] (1)因为cos A=-,cos B=,A∈(0,π),B∈(0,π),所以sin A=,sin B=,
所以sin C=sin [π-(A+B)]=sin (A+B)
=sin A cos B+cos A sin B==.
(2)由正弦定理得AC===,
所以S△ABC=AC·BC sin C=×5×=.
10.(多选)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,则下列正确的判断是( )
A.若sin 2A=sin 2B,则△ABC为等腰直角三角形
B.若a=b sin C+c cos B,则C=
C.若a=12,b=10,B=60°,则符合条件的△ABC有两个
D.若C为钝角,则sin A<cos B
BD [A选项,sin 2A=sin 2B,A+B∈(0,π),故2A=2B或2A+2B=π,解得A=B或A+B=,所以△ABC为等腰三角形或直角三角形,A错误;B选项,a=b sin C+c cos B,由正弦定理得sin A=sin B sin C+sin C cos B,因为sin A=sin (B+C)=sin B cos C+cos B sin C,
所以sin B sin C+sin C cos B=sin B cos C+cos B sin C,故sin B sin C=sin B cos C,因为B∈(0,π),
所以sin B≠0,故sin C=cos C,tan C=1,
因为C∈(0,π),故C=,B正确;
C选项,若a=12,b=10,B=60°,则a sin B=6>10=b,则符合条件的△ABC有0个,C错误;
D选项,若C为钝角,则A+B<,0<A<,
0<B<,所以0<A<-B<,
因为y=sin x在上单调递增,
所以sin A<sin =cos B,故D正确.
故选BD.]
11.在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,a cos B=(c-b)cos A,则角A的大小为( )
A. B.
C. D.
B [由正弦定理及题意得sin A cos B=(sin C-sin B)·cos A,即sin (A+B)=sin C cos A,即sin C=sin C cos A,所以cos A=,故A=.故选B.]
12.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若a cos B-b cos A=c,且C=,则B=( )
A. B.
C. D.
C [由题意结合正弦定理可得sin A cos B-sin B cos A=sin C,
即sin A cos B-sin B cos A=sin (A+B)
=sin A cos B+sin B cos A,
整理可得sin B cos 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.]
13.在△ABC中,a=2,c=,sin A+cos A=0,则角B的大小为________.
[因为角A是三角形的内角,所以A∈(0,π).又因为sin A+cos A=0,所以tan A=-1.所以A=π,由正弦定理=,则=,所以sin C=.因为A=π,所以C∈,所以C=.由三角形内角和定理可知B=π-A-C=.]
14.在①=,②b(2-cos A)=a sin B中选取一个作为条件,补充在下面的划线处,并解决该问题.
已知△ABC中的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若________,
(1)求内角A的大小;
(2)设a=4,b=4,求△ABC的面积.
[解] (1)若选①:由正弦定理及=得,=,
则=,得tan A==.
因为A∈(0,π),
所以A=.
若选②:由b(2-cos A)=a sin B和正弦定理,
得2sin B=sin A sin B+sin B cos A.
因为在三角形内,sin B>0,
所以sin A+cos A=2.
即sin =1,
因为0<A<π,
所以<A+<,
所以A+=,
所以A=.
(2)由正弦定理=,
得=,
则sin B=,因为A<B<π,则B=或,
若B=,则C=,则S△ABC=ab sin C=8;
若B=,则C=,则S△ABC=ab sin C=4.
所以△ABC的面积为8或4.
15.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;
(2)若a=2,b sin C=c sin 2B,求△ABC的周长.
[解] (1)由sin A+cos A=2,得
sin A+cos A=1,即sin =1,
由于A∈(0,π),所以A+∈,故A+=,
所以A=.
(2)由题设条件和正弦定理得
sin B sin C=2sin C sin B cos B,
又B,C∈(0,π),则sin B sin C≠0,所以cos B=,所以B=,所以C=π-A-B=,
sin C=sin (π-A-B)=sin (A+B)=sin A cos B+sin B cos A=,
由正弦定理==,可得==,解得b=2,c=,
故△ABC的周长为2++3.
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