内容正文:
11.2 正弦定理
第十章
三角恒等变换
学 习 目 标
1
2
3
理解并掌握正弦定理的核心内容:在任意△ABC 中,各边和它所对角的正弦的比相等.
能熟练运用正弦定理解决已知两角和任一边、已知两边和其中一边的对角两类解三角形问题.
在定理推导、例题探究、习题演练的过程中,提升逻辑推理能力、数学运算能力、直观想象能力.
新课导入
上节课我们学习了余弦定理,你能说出它的核心公式和推导方法吗?
公式: 、 等;
方法:将向量等式 两边平方,把向量问题转化为数量问题.
既然平方能实现向量等式的数量化,那除了平方,还有其他途径将向量等式 数量化吗?
比如知道 、 和边 ,该如何求其余的边和角?余弦定理无法解决这类问题,那就一定还有其他关系.
这就是本节课要探究的关系这个关系 —— 正弦定理.
探究一:几何作高法推导正弦定理
新知探究
如图, 在 中,分别能由哪些边角表示?由这两个表达式,能得到怎样的边角等式?
在 中,
因此 ,变形得
那如何得到关于边 和的比例关系?这个比例式对任意三角形都成立吗?
过点 B 作 ,用同样的方法可推得
因此
在 中,;
新知探究
探究二:向量法验证正弦定理
对向量等式两边做什么运算,能实现数量化且简化计算?
即
当C为锐角或直角时,;当C为钝角时,
则
对等式两边点乘,得;
因为,左边,右边展开得
两边同时点乘与垂直的向量,因为垂直的两个向量数量积为0,能让等式左边为0,简化计算.
新知探究
经历以上的推导,你能发现什么规律?
即
与几何法结论完全一 致,验证了结论的正确性。
正弦定理:
在向量法验证时,最终推得
在任意ABC 中,各边和它所对角的正弦的比相等
即
即时训练
1.在中,内角A,B,C所对的边分别为下列等式正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】直接由正弦定理即可求解.
【详解】由正弦定理可得
对比选项可知只有B正确.
B
知识小结
正弦定理
①文字描述:
在任意ABC 中,各边和它所对角的正弦的比相等.
②符号语言:
例1
典例分析
如图,在中,,,,求,(精确到)。
【分析】先利用三角形内和定理求角,再用正弦定理求边
因此,,的长分别为和。
解:因为,,所以
因为,所以
例2
典例分析
根据下列条件解三角形(边长精确到0.01,角度精确到0.1°):
(1) ,,; (2) ,,.
【分析】先根据正弦定理求出的值,判断角的解的个数(一解或两解),再根据三角形内角和定理求出角,最后用正弦定理求出边.
解 :(1)由正弦定理,得
所以 或 .
因为 ,所以 也符合要求,从而 有两解(如图):
典例分析
当 时,
当 时,
典例分析
(2)由正弦定理,得
或
因为
所以 不符合要求,从而 只有一解(如图)
(1)已知两角和任一边,求其他两边和一角;
新知探究
利用正弦定理,可以解决以下两类解三角形的问题:
特点:三角形的形状和大小是唯一确定的,解唯一
思路与步骤:
利用三角形内角和定理求未知角
代入已知角和边求解:
特点:三角形的形状和大小可能不唯一,解的个数需要判断
(2)已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角.
例3
典例分析
如图,某登山队在山脚A处测得山顶B的仰角为35°,沿倾斜角为20°的斜坡前进1000 m后到达D处,又测得山顶的仰角为65°,求山的高度BC(精确到1 m).
【分析】 要求BC,要先求出AB,为此考虑解△ABD.
在Rt△ABC中,
答:山的高度约为811 m.
解:过点
因为
于是
又因为
在△ABD中,由正弦定理,得
例4
典例分析
在中,已知,试判断的形状.
【分析】用正弦定理化边为角,推出,从而判定为正三角形.
解:令,由正弦定理,得
代入已知条件,得
即
又因为,所以. 故为正三角形.
例5
典例分析
在△ABC中,AD是∠BAC的平分线(如图),
用正弦定理证明:
【分析】在两个小三角形中分别用正弦定理,利用角平分线和补角正弦相等,推出比例关系.
证明:设,则
在△ABD和△ACD中分别运用正弦定理,得
又因为 sin(180°−β)=sinβ,所以
即
巩固提升
题型1 正弦定理解三角形
A. B. C.或 D.或
【分析】根据正弦定理解三角形,求出角的正弦值,判断角的大小即可.
又,所以,所以.
1.已知的内角所对的边分别为,若,则( )
【详解】由正弦定理知,,
即,解得,
A
巩固提升
题型2 正弦定理判断三角形解的个数
2.在中,内角的对边分别为,根据下列条件解三角形,其中有两解的是( )
A. B.
C. D.
【分析】利用正弦定理判断三角形解的情况.
【详解】A选项,三角形的三个角确定,一条边确定,则三角形只有一个解,故A错;
B选项,所以三角形无解,故B错;
C选项,,所以三角形有两个解,故C正确;
D选项,,所以,三角形只有一个解,故D错.
C
巩固提升
题型3 正弦定理判断三角形形状
3.在中,已知,则的形状是 ________.
【分析】利用正弦定理和余弦定理将角转化为边求解.
【详解】根据正弦定理和余弦定理
可化为,
∴
即,则
∴ 为等腰三角形
等腰三角形
巩固提升
题型4 正弦定理边角互化应用
4.设的内角A,B,C所对的边长分别为a,b,c,若,则_________.
【分析】先利用正弦定理将已知等式进行边化角,再利用两角和差公式和诱导公式即可得解.
【详解】因为,所以由正弦定理可得:
即
因为
所以,所以.
课堂总结
一起来看看这节课我们学到了些什么?
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要点回顾
感谢聆听!
正弦定理
苏教版 · 必修二
知识点回顾
易错点警示
解题技巧
知识点回顾
掌握正弦定理的核心定义与推导逻辑
定理内容
在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等,即
a
sin A
=
b
sin B
=
c
sin C
=
2R
其中 R 为三角形外接圆的半径。
常见变形
边化角
a = 2R sin A
b = 2R sin B
c = 2R sin C
角化边
sin A =
a2R
sin B =
b2R
sin C =
c2R
比例关系:
a : b : c =
sin A :
sin B :
sin C
易错点警示
避开常见陷阱,提升解题准确率
!
忽视解的个数
在已知两边和其中一边的对角解三角形时(如已知 a, b, A),可能出现一解、两解或无解的情况。
💡 建议:作图辅助判断,或利用 b sin A 与 a 的大小关系进行检验。
!
忽视隐含条件
在求出 sin B 后求角 B 时,容易忽略 A + B < 180° 以及 大边对大角 的原则。
!
混淆 2R 的含义
公式中的 2R 指的是直径,而非半径。在计算外接圆面积时需注意区分。
解题技巧
掌握核心模型,快速突破难题
模型一:已知两角及一边
唯一解
此类问题解是唯一的。先利用三角形内角和定理求出第三个角,再利用正弦定理求其他两边。
步骤:
C = 180° - (A + B)
a = c sin Asin C
模型二:已知两边及其中一边的对角
需讨论
如已知 a, b, A,求 B。需先求 sin B,再根据范围确定 B 的值。
数形结合
分类讨论
💡 核心策略:边角互化
当等式中同时出现边和角(如 a cos B = b sin A)时,
优先考虑统一为边或统一为角。通常统一为角处理较为方便,利用三角恒等变换求解。
$