内容正文:
[课下巩固检测练(十四)] 解三角形
(单选题、填空题每题5分,多选题每题6分,解答题每题10分)
一、单选题
1.(2025·陕西渭南二模)在△ABC中,AB=7,BC=3,∠ACB=,则△ABC的面积为( )
A. B.
C. D.
解析:选A.AB=7,BC=3,∠ACB=,
由余弦定理得cos∠ACB===-,
解得AC=5,AC=-8舍去,
则△ABC的面积为AC×BCsin∠ACB=×5×3×=.
2.记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若acos A+bcos=0,则△ABC为( )
A.等腰三角形
B.直角三角形
C.等腰直角三角形
D.等腰或直角三角形
解析:选D.由acos A+bcos=0,得acos A-bcos B=0,
由正弦定理得sin Acos A-sin Bcos B=0,所以sin 2A=sin 2B,
因为0<2A<2π,0<2B<2π,所以2A=2B或2A+2B=π,
所以A=B或A+B=.即△ABC是等腰或直角三角形.
3.(2025·河南鹤壁二模)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,btan B+btan A=-2ctan B,则A=( )
A. B.
C. D.
解析:选B.根据正弦定理,原等式可化为sin B×+sin B×=-2sin C×,
进一步化为cos Asin B+sin Acos B=-2sin Ccos A,则sin=-2sin Ccos A,
所以sin C=-2sin Ccos A,又0<C<π,所以sin C≠0,所以cos A=-,
又因为0<A<π,A=.
4.(2025·河北秦皇岛三模)已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若9sin2B=4sin2A,cos C=-,则=( )
A. B.
C. D.
解析:选D.因为9sin2B=4sin2A,所以=,根据正弦定理可得=,所以b=.
因为cos C=-,所以根据余弦定理cos C=,可得=-,
化简可得c2=,所以=.
因为a,c为△ABC的边,a>0,c>0,所以=.
5.(2025·江西景德镇三模)如图,圭表是我国古代一种通过测量正午日影长度来推定节气的天文仪器,它包括一根直立的标竿(称为“表”)和一把呈南北方向水平固定摆放的与标竿垂直的长尺(称为“圭”).当正午太阳照射在表上时,日影便会投影在圭面上,太阳光与圭面成角也就是太阳高度角.圭面上日影长度最长的那一天定为冬至,投影点为冬至线.日影长度最短的那一天定为夏至,投影点为夏至线.已知景德镇冬至正午太阳高度角为36.9°,夏至正午太阳高度角为θ,表高42 cm,圭面上冬至线与夏至线之间的距离为50 cm,则sin的值为( )
A. B.
C. D.
解析:选C.如图,tan∠ABC=tan 36.9°≈,AC=42,所以BC=56.
又BD=50,所以CD=6,根据勾股定理AD=30.
在△ABD中,根据正弦定理可知=,
即=,
解得sin=.
二、多选题
6.在△ABC中,A,B,C的对边分别为a,b,c,且a>c.已知·=2,cos B=,b=3,则( )
A.a=3 B.c=2
C.cos C= D.cos=
解析:选ABD.由·=2得c·acos B=2,又cos B=,所以ac=6.
由余弦定理得a2+c2=b2+2accos B.
又b=3,所以a2+c2=9+2×2=13.
由得或
因为a>c,所以a=3,c=2,故A、B正确.
在△ABC中,sin B===,
由正弦定理,得sin C=sin B=×=.
因为a=b>c,所以C是锐角,
因此cos C===,故C错误.
易知cos=cos Bcos C+sin Bsin C=×+×=,故D正确.
7.(2025·山西临汾三模)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若角A,B,C成等差数列,则( )
A.A=,B=,C=
B.当b=2时,△ABC周长的最大值为6
C.当b=2时,△ABC面积的最大值为
D.当cos A+2cos Bcos C=1时,△ABC为等边三角形
解析:选BCD.∵角A,B,C成等差数列,
∴A+C=2B,即A+B+C=3B=π,∴B=,A,C不确定,故A错;
当b=2时,b2=a2+c2-2accos B=a2+c2-ac=-3ac,
即4=-3ac≥-=,
2<a+c≤4,即△ABC周长的最大值为6,故B正确;
当b=2时,b2=a2+c2-2accos B=a2+c2-ac≥2ac-ac=ac,
∴ac≤4,∴S△ABC=acsin B=ac≤,即△ABC面积的最大值为,故C正确;
当cos A+2cos Bcos C=1,cos A+2cos Bcos C=-cos(B+C)+2cos Bcos C=-cos Bcos C+sin Bsin C+2cos Bcos C=cos Bcos C+sin Bsin C=cos=1,
∴B-C=2kπ,k∈Z,即B=2kπ+C,k∈Z,
∵B,C∈,∴B=C=,A=,即△ABC为等边三角形,故D正确.
三、填空题
8.(2025·浙江绍兴二模)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若bsin B+csin C-asin A=bsin C,则A= .
解析:∵bsin B+csin C-asin A=bsin C,由正弦定理可得,b2+c2-a2=bc,又由余弦定理可得,cos A==,∵A∈,∴A=.
答案:
9.为加快推进“5G+光网”双千兆城市建设,如图,在东北某地地面有四个5G基站A,B,C,D.已知C,D两个基站建在松花江的南岸,距离为10 km;基站A,B在江的北岸,测得∠ACB=75°,∠ACD=120°,∠ADC=30°,∠ADB=45°,则A,B两个基站的距离为 .
解析:∠CAD=180°-120°-30°=30°,所以∠CAD=∠CDA,CA=CD=10,∠BCD=120°-75°=45°,
在△ACD中,AD=2AC·cos 30°=30,
在△BCD中,∠CBD=180°-∠BCD-∠CDB=180°-45°-75°=60°,
由正弦定理得=,即=,得BD=10,
在△ABD中,AB===10.
答案:10
四、解答题
10.(2025·浙江温州三模)已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且cos C(acos B+bcos A)=c.
(1)求角C的大小;
(2)点D在边BC上,且CD=2,BD=AD=1,求△ABC的周长.
解:(1)由cos C=c及正弦定理得cos C=sin C,
所以cos Csin=sin C,所以cos Csin C=sin C,
因为sin C>0,所以cos C=,C∈,所以C=.
(2)在△ADC中,=cos C=,解得b=,
在△ABC中,c2=a2+b2-2abcos C=9+3-2×3×cos=3,所以c=,
所以周长为a+b+c=3++=3+2.
11.(2025·湖北宜昌二模)如图所示,在△ABC中,sin C=3sin B,AD平分∠BAC,且AD=kAC.
(1)若DC=2,求BC的长度;
(2)求k的取值范围;
(3)若S△ABC=,求k为何值时,BC最短.
解:(1)因为sin C=3sin B,由正弦定理得c=3b,
在△ABD中,由正弦定理得=,
在△ACD中,由正弦定理得=,
因为AD平分∠BAC,所以∠BAD=∠CAD,
因为∠ADB+∠ADC=π,所以sin∠ADB=sin∠ADC,所以=,
因为c=3b,DC=2,所以=3,得BD=6,所以BC=8.
(2)因为S△ABC=S△ABD+S△ADC,设∠BAD=∠CAD=θ,
所以AB·ACsin 2θ=AB·ADsin θ+AC·ADsin θ,
因为c=3b,AD=kAC,所以3AC·AC·2sin θcos θ=3AC·kACsin θ+AC·kACsin θ,
因为sin θ≠0,所以6cos θ=4k,所以k=cos θ,
因为θ∈,所以cos θ∈,所以k∈.
(3)由余弦定理得BC2=c2+b2-2c·bcos∠BAC=2b2(5-3cos∠BAC),
因为S△ABC=,所以bcsin 2θ=,因为c=3b,所以b2=,
所以BC2=(5-3cos∠BAC)=2·,
方法一:令y=,则ysin∠BAC+3cos∠BAC=5,
所以sin(∠BAC+φ)=5(其中tan φ=),
所以当sin(∠BAC+φ)=1时,y取得最小值4,
即当∠BAC+φ=时,y取得最小值4,此时tan φ=,
所以cos∠BAC=cos=sin φ=,
因为cos∠BAC=2cos2θ-1,所以2cos2θ-1=,所以cos θ=,
由(2)知k=cos θ,所以k=×=,即当k=时,BC最短.
方法二:BC2=2·======8tan θ+≥8,
当且仅当8tan θ=,即tan θ=时,故此时cos θ=,即k=.
[创新题]
12.“不以规矩,不成方圆”.出自《孟子·离娄章句上》.“规”指圆规,“矩”指由相互垂直的长短两条直尺构成的角尺,用来测量、画圆和方形图案的工具.有一圆形木板,以“矩”量之,较长边为10 cm,较短边为5 cm,如图所示,将这个圆形木板截出一块三角形木板,三角形定点A,B,C都在圆周上,角A,B,C分别对应a,b,c,满足c=4 cm.若S△ABC=8 cm2,且a>c,则( )
A.sin C=
B.△ABC周长为12+4 cm
C.△ABC周长为15+4 cm
D.圆形木板的半径为2 cm
解析:选B.对于D:由题意可得圆形木板的直径2R==5 cm,即半径R= cm,故D错误;
对于A:由正弦定理=2R,可得sin C===,故A错误;
对于B、C:由题意可得S△ABC=absin C=×ab×=8,解得ab=20,
因为a>c,则A>C,可知C为锐角,可得cos C==,
余弦定理cos C==,即=,
解得a+b=12,所以△ABC周长为12+4 cm,故B正确,C错误.
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