内容正文:
微突破2 三角形中的“特征线”
【基础·回扣】
1.C 2.D 3.
【典例·讲解】
【例】 解:(1)∵AB∥CD,∴∠ABC+∠BCD=π,又∠ABC为钝角,∴∠BCD为锐角.
∵sin∠BCD=,
∴cos∠BCD==.
又BC=2,CD=4,∴在△BCD中,由余弦定理得BD2=BC2+CD2-2BC·CDcos∠BCD=16,得BD=4,
∴在△BCD中,由余弦定理得cos∠BDC==.
(2)如图,在梯形ABCD中,∵AB∥CD,∴∠ABD=∠BDC,
∴cos∠ABD
=cos∠BDC=.
在△ABD中,∵E为AD的中点,
∴=+.
由(1)知,BD=4,即||=4,
又||=BA=2,∴||2=||2+||2+·=||2+||2+||·||cos∠ABD=,
∴||=,即BE=.
变式 解:法一 设CD=x,则在△ABC中,cos∠BAC== ①.
在△ACD中,cos∠ADC==.
在△ADB中,cos∠ADB=.
因为cos∠ADC+cos∠ADB=0,
所以6x2+18-c2=0 ②.
由①②可解得c=6,x=,所以△ABC的周长为3+9.
法二 因为BD=2DC,所以=+=+(-)=+,所以=+·+,即12=c2+×c×3×+×9,即c2+6c-72=0,解得c=6或c=-12(舍去).
由余弦定理得a2=36+9-2×6×3×=27,所以a=3,
所以△ABC的周长为3+3+6=3+9.
【训练1】 (1)- 解析:由于a<b<c,则三边a,b,c上的高之比为ha∶hb∶hc=4∶3∶2,即4∶3∶2=∶∶,设a=3x,则b=4x,c=6x,在△ABC中,由余弦定理得cos C===-.
(2)解:①由tan C+=tan B(tan C-1),
得tan B+tan C=-(1-tan Btan C),
即=-,
即tan(B+C)=-,所以tan(π-A)=-,即tan A=,
又A∈(0,π),所以A=.
②设∠ABC=∠CBD=x,
在△BCD中,∠BDC=,
故x∈(0,),
则∠ACD=2π---2x=π-2x.
在△ABC与△BCD中,由正弦定理有=,=,
则AC=CD=2sin x,
故S△ACD=(2sin x)2sin(π-2x)=4sin3xcos x.
令φ(x)=4sin3xcos x,x∈(0,),
则φ'(x)=12sin2xcos2x-4sin4x
=4sin2x(cos x+sin x)(cos x-sin x),
易知φ'(x)>0,则函数φ(x)=4sin3xcos x在(0,)上单调递增,
又φ(0)=0,φ()=,
所以△ACD面积的取值范围为(0,).
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微突破2 三角形中的“特征线”
【备考指南】 与三角形的特征线(中线、角平分线、高线)有关的解三角形问题是高考的热点,命题形式灵活新颖,实质为在两个三角形中应用正、余弦定理解三角形,难度中等.
1.(1)向量法:=(+);(2)中线长定理:在△ABC中,AD是BC边上的中线,则AD2=(AB2+AC2)-BC2.
1.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a=6,b=5,c=4,则BC边上的中线AD的长为( )
A. B.
C. D.
2.在△ABC中,若AD平分∠BAC:(1)内角平分线定理:=;(2)等面积法:S△ABD+S△ACD=S△ABC.
2.在△ABC中,∠BAC=120°,AB=2,AC=3,D为BC上一点,AD为∠BAC的平分线,则AD=( )
A. B. C. D.
3.求高一般采用等面积法,即求某边上的高,需要求出面积和该边长度.
3.已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且a=2,b=3,cos C=-,则AB边上的高h= .
【思维建模】 三角形中“特征线”问题的解题步骤
【例】 (2025·重庆学业质量调研)在梯形ABCD中,AB∥CD,∠ABC为钝角,AB=BC=2,CD=4,sin∠BCD=.
(1)求cos∠BDC;
(2)设点E为AD的中点,求BE的长.
【常用结论】 如图,在△ABC中,BD=λCD,有两个角度列式:
(1)利用cos∠ADB+cos∠ADC=0,结合余弦定理找关系;
(2)利用=+,平方后找关系.
变式 〔由特殊到一般〕在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若点D在边BC上,且BD=2DC,b=3,AD=2,A=,求△ABC的周长.
【常用结论】 在△ABC中,若h1,h2,h3分别为△ABC边a,b,c上的高,则h1∶h2∶h3=∶∶=∶∶.
【训练】 (1)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a<b<c,三角形三边上的高之比为2∶3∶4,则cos C= ;
(2)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知tan C+=tan B(tan C-1).
①求角A;
②若a=,△ABC所在平面内有一点D满足∠BDC=,且BC平分∠ABD,求△ACD面积的取值范围.
提示:完成课后作业 专题一 微突破2
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