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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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
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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. 20 / 20 学科网(北京)股份有限公司 $

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