内容正文:
6.4.3 余弦定理、正弦定理
第1课时 余弦定理
学习目标
1.了解用向量法推导余弦定理的过程. 2.掌握余弦定理及其推论,会利用它们求解三角形中的边角问题. 3.能运用余弦定理判断三角形的形状.
新知学习 探究
新课导学
千岛湖位于我国浙江省淳安县境内,因湖内有星罗棋布的一千多个岛屿而得名,现有三个岛屿,,,岛屿与之间的距离因,之间有另一个小岛而无法直接测量,但可测得,的距离分别为和,且,的夹角为 .
思考 如何计算岛屿,之间的距离?
提示:可利用向量计算.
因为,
所以.
一 余弦定理及应用
文字语言
三角形中任何一边的平方,等于其他两边①__________减去这两边与它们夹角的②__________________
符号语言
③______________________________
④______________________________
⑤______________________________
【答案】平方的和; 余弦的积的两倍; ; ;
例1
(1) (对接教材例5)在中,内角,,的对边分别为,,,若,, ,则( )
A. 3 B. C. D.
(2) 已知的内角,,的对边分别为,,,,,,则______.
【答案】(1) B
(2) 3
【解析】
(1) 因为,, ,所以.
(2) 由余弦定理得,即,所以.
【变式探究】
1.(综合变式)将本例(1)中的条件“,, ”变为“若,,是三个连续奇数,最大角为 ”,则的周长为( )
A. 13 B. 15 C. 17 D. 19
【答案】B
【解析】选B.不妨设,则 ,且,.所以 ,即,所以 或(舍去).因此,的周长为.故选B.
2.(条件变式)将本例(2)中的条件“,,”改为“,,”,求的值.
解:由余弦定理得,
所以,
即,解得 或.
所以 的值为2或4.
已知两边及一角解三角形的两种思路
(1)若已知角是其中一边的对角,可用余弦定理列出关于第三边的一元二次方程求解.
(2)若已知角是两边的夹角,则直接运用余弦定理求出另外一边,再用余弦定理和三角形内角和定理求其他角.
[跟踪训练1].
(1) 在中,内角,,的对边分别为,,,若,,,则( )
A. 25 B. 5 C. 4 D.
(2) (多选)在中,内角,,的对边分别为,,,若,, ,则的值可以为 ( )
A. . B. . C. D.
【答案】(1) B
(2) AB
【解析】
(1) 选B.在 中,由余弦定理知,所以.
(2) 选.由余弦定理及已知得,即,解得 或.故选.
二 余弦定理的推论及应用
在中,角,,的对边分别是,,,则,①________________________,②________________________.
【答案】;
例2
(1) [2024·重庆市江北区模拟]已知在中,,,,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
(2) 若,,是锐角三角形的三边长,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】(1) C
(2) C
【解析】
(1) 在 中,由,,,得,则,又,所以.
(2) 因为三角形是锐角三角形,所以最大边长 对应的角为锐角,设该角为 ,所以,即,解得 或(舍去).故选C.
已知三角形的三边解三角形的方法
先利用余弦定理的推论求出一个角的余弦值,从而求出第一个角;再利用余弦定理的推论求出第二个角;最后利用三角形的内角和定理求出第三个角.
[注意] 若已知三角形三边的比例关系,常根据比例的性质引入,从而转化为“已知三边解三角形”的问题.
[跟踪训练2].
(1) 在中,,,,分别是角,,的对边,若,则( )
A. B. 或 C. D. 或
(2) 在中,,,为的中点,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】(1) C
(2) C
【解析】
(1) 选C.由已知及余弦定理的推论得,又 ,故 .故选C.
(2) 选C.在 中,由余弦定理的推论得,在 中,由余弦定理得,所以.故选C.
三 判断三角形的形状
例3
(1) 在中,角,,所对的边分别为,,, ,,则一定是( )
A. 等腰直角三角形 B. 钝角三角形
C. 直角三角形 D. 等边三角形
(2) 在中,角,,所对的边分别为,,.若,,则一定是( )
A. 等边三角形 B. 直角三角形
C. 等腰直角三角形 D. 钝角三角形
【答案】(1) D
(2) A
【解析】
(1) 在 中,因为 ,,所以由余弦定理可得,所以,即,所以.结合 可得 一定是等边三角形.故选D.
(2) 由 及余弦定理的推论可得,所以,所以,又,所以,所以.因为,所以,即.因为,所以,,所以,,从而.所以 为等边三角形.
判断三角形形状的基本思想和两条思路
[跟踪训练3].
(1) 在中,角,,所对的边分别为,,,若,则该三角形一定是( )
A. 等腰三角形 B. 直角三角形 C. 等边三角形 D. 钝角三角形
(2) 在中,角,,的对边分别为,,,若,,则的形状为__________________.
【答案】(1) A
(2) 等腰直角三角形
【解析】
(1) 选A.因为,所以由余弦定理的推论得,所以,所以,因为,,所以,所以 一定为等腰三角形.
(2) 由余弦定理的推论知,代入,得,所以,所以 是以 为直角的直角三角形.又,所以,所以,所以 也是等腰三角形.综上所述,是等腰直角三角形.
课堂巩固 自测
1.(教材 改编)已知在中,角,,的对边分别为,,,若,,,则( )
A. B. 6 C. 7 D. 8
【答案】A
【解析】选A.因为,
所以.
因为,,
所以由余弦定理可得.
2.在中,,,则( )
A. B. C. D. 4
【答案】B
【解析】选B.由已知及余弦定理可得.故.
3.(教材P44T3改编)在中,角,,的对边分别为,,.已知,,,则( )
A. B. 1 C. 2 D. 3
【答案】C
【解析】选C.由,得,所以,所以,所以(负值已舍去).
4.[2024·安徽合肥模拟]在中,内角,,的对边分别为,,,若,且,则( )
A. 1 B. C. D. 2
【答案】A
【解析】选A.因为,两边同时乘以 得,
由余弦定理可得,
则,
所以,
又,所以,又因为,所以.
5.在中,角,,的对边分别为,,,已知,则________.
【答案】
【解析】由余弦定理 可得,因为,所以,整理得,所以,又因为,所以.
1.已学习:余弦定理及推论、余弦定理的简单应用.
2.须贯通:在解三角形的过程中,余弦定理及推论可以做到“知三求一”,应用转化与化归、数形结合的思想方法.
3.应注意:三角形的隐含条件,如内角和为 ,两边之和大于第三边.
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