内容正文:
第3课时 用余弦、正弦定理解三角形
学习目标
1.利用正弦、余弦定理研究三角形中边与角的关系. 2.掌握三角形的面积公式,能熟练求出三角形的面积. 3.掌握正弦、余弦定理的综合应用.
新知学习 探究
新课导学
我们前两节课学习了余弦定理和正弦定理,利用这两个定理可以求解下列条件下的三角形问题:
(1)已知两边和夹角;
(2)已知三边;
(3)已知两角和一边;
(4)已知两边和其中一边的对角.
思考 你能用三角形的边和角的正弦表示三角形的面积吗?
提示:.
一 三角形面积的计算
(1),,分别表示,,上的高.
(2).
(3)为内切圆的半径.
(4)其中.
例1 在,,这三个条件中任选一个,补充到下面的问题中并作答.
在中,内角,,的对边分别为,,,且 .
(1) 求角的大小;
(2) 若,,求的面积.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】
(1) 【解】选条件①.
因为,
所以.
因为 ,所以,
所以,
即,因为 ,
所以,
则,.
选条件②.
因为,
所以,
所以.
因为 ,所以,
所以,即.
又 ,所以.
选条件③.
因为,
所以,
即.
因为 ,所以,所以,即.
又 ,所以.
(2) 因为, ,所以.
由,
可得,
所以,
则 的面积.
求三角形面积的解题思路
在应用三角形面积公式求解时,一般是已知哪个角就使用哪一个相应的公式.
[跟踪训练1].
(1) 在中,已知,且的面积为,则( )
A. B. C. 或 D. 或
(2) 在中,,,分别是角,,的对边,若,,,则的面积为________.
【答案】(1) D
(2)
【解析】
(1) 选D.由面积公式,解得,所以 或 .故选D.
(2) 依题意,由正弦定理得,,,所以,所以,所以 的面积为.
二 多边形中的计算问题
例2 如图,在平面四边形中,,,,.求:
(1) ;
(2) 的长.
【答案】
(1) 【解】在 中,由余弦定理得,即,所以(负值已舍去).
由正弦定理可得,
即.
(2) 在 中,由正弦定理得
,
所以.
在 中,由正弦定理得
,
所以.
因为,,
所以,
所以,
所以,所以.
多边形中计算问题的解题思路
(1)正确挖掘图形中的几何条件,简化运算是解题要点,还要善于应用正弦定理、余弦定理.只需通过解三角形,一般问题便能很快解决.
(2)解决此类问题的关键是仔细观察,发现图形中较隐蔽的几何条件.
[跟踪训练2].如图,在圆内接四边形中, ,,,的面积为.求:
(1) ;
(2) .
【答案】
(1) 解:因为 的面积为,
所以.
又因为 ,,所以.
由余弦定理得,,所以.
(2) 因为四边形 为圆内接四边形,且 ,所以 .
又,由正弦定理可得,故.
因为,所以 ,
所以 .
三 正弦定理、余弦定理的综合问题
例3 [2024·新课标Ⅰ卷]记的内角,,的对边分别为,,,已知,.
(1) 求;
(2) 若的面积为,求.
【答案】
(1) 【解】由余弦定理得,
又 ,所以.
所以,所以,
又 ,所以.
(2) 由(1)得,
.
由正弦定理,得,所以.
所以 的面积,得.
利用正弦定理、余弦定理求解综合问题
(1)三角形中的综合应用问题常常把正弦定理、余弦定理、三角形面积公式、三角恒等变换等知识联系在一起,解答此类题目,首先要正确应用所学知识“翻译”题目条件,寻找三角形中的边角关系.
(2)抓住两个定理的特点:正弦定理“边对角”,余弦定理“边夹角”,正确选择定理是解决此类题目的关键.
[跟踪训练3].[2024·浙江金华期中](多选)在中,内角,,的对边分别是,,,且满足,则( )
A.
B. 若,则周长的最大值为
C. 若为的中点,且,则的面积的最大值为
D. 若角的平分线与边的相交于点,且,则的最小值为9
【答案】ACD
【解析】选.由 及正弦定理可得,又,所以,所以,则,因为,所以,故A正确;
若,则 的外接圆直径,所以,由,,得,,所以,所以 周长的最大值为9,故B错误;若D为 的中点,且,
则,
则,所以,当且仅当 时,等号成立,所以,故C正确;
由题意得,
即,即,即,
所以,当且仅当 时,等号成立,故D正确.故选.
课堂巩固 自测
1.(教材 改编)在中,若,, ,则( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】A
【解析】选A.由余弦定理,得,即 ,化简得,解得 或(舍去).故选A.
2.[2024·河南南阳期中]已知,,分别表示中内角,,所对的边长,若 ,,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】选A.因为 ,,,所以 ,所以.由余弦定理可知,所以,,所以由正弦定理得.故选A.
3.(多选)在中,,,,则的面积可以是( )
A. B. 1 C. D.
【答案】AD
【解析】选.因为,,,由余弦定理,得,
所以,
所以 或.
当 时,,
当 时,.
综上,或.
4.(教材P54T22改编)已知的内角,,的对边分别为,,,且.
(1) 求;
(2) 若,求面积的最大值.
【答案】
(1) 解:根据正弦定理及,
得.
因为,所以,所以,因为 ,所以.
(2) 由(1)知,又,由余弦定理得,
即,所以,
即,当且仅当 时取等号.
所以.
所以 面积的最大值为.
1.已学习:三角形的面积公式及正弦、余弦定理的综合应用.
2.须贯通:结合条件能顺利选择三角形的面积公式、正确选择正弦或余弦定理结合三角恒等变换实现边与角的互化,应用转化与化归、数形结合的思想方法.
3.应注意:利用正弦定理进行边和角的相互转化的等价性.
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