内容正文:
第3讲 有关三角形的综合问题
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考情分析 备考关键
考点 正、余弦定理解多个三角形组
合问题及实际应用,三角函数与解三
角形的综合问题.
考法 选择题、填空题和解答题均有
所涉及,其中客观题主要侧重解三角
形的实际应用,解答题主要考查三角
形中的范围、最值问题. 1.构建三角形的模型解三角形的实
际问题.
2.充分利用平面几何图形的性质解
与多个三角形(四边形)有关的解
三角形问题.
3.求解三角形中的最值、范围问题
常用三角函数的有界性及基本不等
式.
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考点一 解三角形的实际应用
[例1] 山东省科技馆新馆(如图1)目前成为济南科教新地标,其主体
建筑采用与地形吻合的矩形设计,将数学符号“ ”完美嵌入其中,寓意
无限未知、无限发展、无限可能和科技无限.如图2,为了测量科技馆最高
点与其附近一建筑物楼顶之间的距离,无人机在点测得点和点 的
俯角分别为 , ,随后无人机沿水平方向飞行到点 ,此时
测得点和点的俯角分别为 和(,,, 在同一铅垂面内),
则,两点之间的距离为______________ .
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3
图1
图2
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【解析】 由题意, , ,
所以 ,
则在 中,
, .
因为 , ,
所以 .
方法一:在中,由正弦定理得, ,
所以 .
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在中, ,
由余弦定理得,
,
所以,故,两点之间的距离为 .
方法二:.在 中,由正
弦定理得, ,
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所以 .
在中, ,
由余弦定理得
,
所以 ,
故,两点之间的距离为 .
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解三角形实际应用问题的步骤
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[对点训练] (2024·江苏南京六校联考)如图,
某中学校园内的红豆树已有百年历史,小明为了测
量红豆树高度,他选取与红豆树根部 在同一水平
面的,两点,在点测得红豆树根部 在北偏西
的方向上,沿正西方向步行到 处,测
得树根部在北偏西 的方向上,树梢 的仰角
为 ,则红豆树的高度为( )
D
A. B. C. D.
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解析:选D.在中, , ,
, ,
所以由正弦定理得, ,
解得 ,
在中, ,
所以,则红豆树的高度为 .
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考点二 复合三角形问题
[例2] 在平面四边形中,, ,
, .
(1)求 的大小;
【解】由题意,设 ,则 , .在 中,
由正弦定理得,即,解得 ,所以
.因为
,所以 .
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(2)求四边形 的面积.
【解】 由(1)可知,,在 中,由正弦定理得
,
即,解得 .
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在中,由余弦定理得
,即,解得 (负值已舍去),故四
边形 的面积为
.
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解多个三角形问题的步骤
(1)把所提供的平面图形拆分成若干个三角形,将数据化归到多个三角
形中;
(2)在各个三角形内利用正弦定理、余弦定理和三角形面积公式解三角形;
(3)寻找各个三角形之间的联系,交叉使用公共条件;
(4)结合三角恒等变换公式进行化简.
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[对点训练] 在中,角,, 的对边分别为
,,,已知,,的面积为 .
(1)求 的值;
解:因为,,的面积为 ,
所以 ,
所以 .
由余弦定理,得 ,
即 .
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(2)如图,为外一点,四边形 为平面四边形,且
,,求对角线 的长.
解:在中,由正弦定理,得 ,
所以 ,
所以在 中,由余弦定理得
.
所以 .
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考点三 三角函数与解三角形
[例3] (2024·上海二模)设
,函数 图象的两条相
邻对称轴之间的距离为 .
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(1)求函数 的解析式;
【解】
,
因为函数图象的两条相邻对称轴之间的距离为 ,所以 ,
则 ,解得 ,
所以 .
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(2)在中,设角,,所对的边分别为,,,若, ,
,求角 .
【解】 由得,,故, ,
因为,所以,即 ,
由正弦定理,得 ,
即,所以, .
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解三角形与三角函数综合问题的一般步骤
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[对点训练] 在中,角,,所对的边分别为,, ,且
.
(1)求角 的大小;
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解:因为 ,
由正弦定理,得 ,即
,
可得 .
由,可得 ,
所以 .
因为,可得 ,
所以 .
因为,所以 .
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(2)若向量,,,试求 的最小值.
解:由,, ,
可得, ,
因为,所以 ,
则
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,
因为,则 ,
所以当 ,
即时,取得最小值,为,所以的最小值为 .
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考点四 三角形中的最值与范围问题
[例4] (2024·郑州名校联盟)在四边形中, ,
,,设与的面积分别为, ,
则 的最大值为_ ___.
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【解析】 因为 ,由正弦定理得
,所以 ,即
,因为 ,所以,所以 ,
所以,, ,
所以, ,
由余弦定理得,所以 ,
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当且仅当时取等号, .
设,则 ,
在中,由余弦定理得 ,
所以
,
当时,取得最大值 .
所以的最大值为 .
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解三角形中的最值、范围问题的一般步骤
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[对点训练] 在中,若,,则 __,
周长的取值范围是___________.
解析:由 及正弦定理,
得 .
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方法一:由正弦定理得 ,所以
.
因为,所以 ,
则,所以 ,
所以 ,
所以周长的取值范围是 .
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方法二:由余弦定理 ,
得
,当且仅当 时,等号成立,
所以 ,
所以,由三角形的性质,得 ,所以
,所以周长的取值范围是 .
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