内容正文:
专题11.2 正弦定理
教学目标
1借助向量运算探索三角形边与角的关系,掌握正弦定理及证明正弦定理的方法.
2能够运用正弦定理解决两类解三角形问题,并弄清解的情况不一样的原因.
3.运用正弦定理解决一些与测量及几何计算有关的实际问题.
4.通过向量的数量积将向量等式转化为数量等式,进而抽象出正弦定理,在此过程中,发展学生的数学抽象素养;在用正弦定理解决三角形问题的过程中,发展学生的数学运算素养.
教学重难点
1.重点
正弦定理的证明及应用.
2.难点
能够通过分析、转化,为应用正弦定理创造条件.
知识点01 正弦定理
1、正弦定理的表示
在△ABC中,若角A,B,C对应的边分别是a,b,c,则有 ==.
若△ABC外接圆半径为,则有===2R
2、正弦定理常见变形:
①=,=,=,aB=bA,aC=cA,bC=cB;
②======;
③a:b:c=A:B:C;
3、三角形的边角关系:
由正弦定理可推导出,在任意三角形中,有“大角对大边,小角对小边”的边角关系.
【即学即练】
1.在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,则下列各式中正确的是( )
A. B.
C. D.
2.若在中,是的( )条件
A.充分非必要 B.必要非充分
C.充要 D.既非充分又非必要
知识点02 正弦定理在解三角形中的应用
1.正弦定理在解三角形中的应用:
(1)已知两角和任意一边,求其他的边和角,推荐使用正弦定理
(2)已知两边和其中一边的对角,求其他的边和角,推荐使用正弦定理
(3)在解三角形题目中,遇到题目条件含有边角的时候,若含有边的齐次式或者sin的齐次式,可以考虑用正弦定理。
(4)三角形中的射影定理:在△ABC中,;;
2.三角形解的个数:
在△ABC中,已知a,b和A时,求B角的时,解的情况如下:
若为锐角时:
若A为直角或者钝角时:
【即学即练】
1.已知中,,则( )
A. B.或 C. D.
2.满足a=4,b=3和A=45°的△ABC的个数为( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.不确定
知识点03 三角形面积公式
1.三角形的面积公式
(1)常用的三角形的面积计算公式
①(分别为边a,b,c上的高).
②将,,代入上式可得,即三角形的面积等于任意两边与它们夹角的正弦值乘积的一半.
(2)三角形的其他面积公式
①=r(a+b+c)= rl,其中r,l分别为△ABC的内切圆半径及△ABC的周长.
②=,=,=
【即学即练】
1.在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C所对的边.若A= ,b=1,△ABC的面积为 ,则a的值为( )
A.1 B.2 C. D.
2.的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,,则的面积为( )
A. B. C. D.
题型01 正弦定理解三角形
【典例1】已知的内角的对边分别为,且,则( )
A. B. C. D.
正弦定理在解三角形中的应用:
公式反映了三角形的边角关系.
由正弦定理的推导过程知,该公式实际表示为:=,=,=.上述的每一个等式都表示了三角形的两个角和它们的对边的关系.从方程角度来看,正弦定理其实描述的是三组方程,对于每一个方程,都可“知三求一”,于是正弦定理可以用来解决两类解三角形的问题:
①已知两角和任意一边,求其他的边和角,
②已知两边和其中一边的对角,求其他的边和角.
【变式1】在中,角、、的对边分别为、、,若,,,则( )
A. B. C. D.或
【变式2】在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,,,则( )
A.2 B. C.3 D.
【变式3】在中,角,,的对边分别为,,,,,,则( )
A. B. C. D.
【变式4】在中,内角、、所对的边分别为、、,,,若,则( )
A. B. C. D.
【变式5】已知中,,则__________
题型02 正弦定理边角互化关系的应用
【典例1】在中,角、、的对边分别为、、.已知,则( )
A. B. C. D.
正弦定理的应用:
①边化角,角化边
②大边对大角 大角对大边
③合分比:
【变式1】已知的内角,,所对的边分别是,,,若,,则的值为( )
A. B. C. D.
【变式2】已知的内角,,所对的边分别是,,,若,则( )
A. B. C. D.
【变式3】在中,内角,,所对的边分别是,,且,则( )
A. B. C. D.
【变式4】已知的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,已知,,则___________
【变式5】在中,角所对的边分别为,已知,则角=___________
题型03 利用正弦定理判定三角形解的个数
【典例1】在中,角所对的边分别为,已知,若三角形有两解,则边的取值范围为( )
A. B. C. D.
对三角形解的个数的研究:
已知三角形的两角和任意一边,求其他的边和角,此时有唯一解,三角形被唯一确定.
已知三角形的两边和其中一边的对角,求其他的边和角,此时可能出现一解、两解或无解的情况,三角形不能被唯一确定.
(1)从代数的角度分析“已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角”时三角形解的情况,下面以已知a,b和A,解三角形为例加以说明.
由正弦定理、正弦函数的有界性及三角形的性质可得:
①若sinB=>1,则满足条件的三角形的个数为0;
②若sinB==1,则满足条件的三角形的个数为1;
③若sinB=<1,则满足条件的三角形的个数为1或2.
显然由0<sinB=<1可得B有两个值,一个大于,一个小于,考虑到“大边对大角”、“三角形内角和等于”等,此时需进行讨论.
(2)从几何的角度分析“已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角”时三角形解的情况,以已知a,b和A,解三角形为例,用几何法探究如下:
图形
关系式
解的个数
A为锐角
①a=bsin A;
②a≥b
一解
bsinA<a<b
两解
a<bsinA
无解
A为钝角或直角
a>b
一解
a≤b
无解
【变式1】在中,内角的对边分别为,分别根据下列条件解三角形,其中有两解的是( )
A. B.
C. D.
【变式2】在解三角形中,已知、、,给出下列说法:
①若,且,则此三角形不存在;
②若,则此三角形最多有一解;
③当,,则三角形不一定存在;
④若,且,则此三角形为直角三角形,且;
⑤当,且,则三角形有两解.
其中正确的说法有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【变式3】在中,角所对的边分别为,若,,,则此三角形解的情况为( )
A.无解 B.有两解 C.有一解 D.有无数解
【变式4】在中,,,若满足上述条件的恰有一解,则边长的取值范围是_____
【变式5】在中,,.分别根据下列条件,求边长a的取值范围.
(1)有一解;
(2)有两解;
(3)无解.
题型04 利用正、余弦定理判定三角形形状
【典例1】已知中,角的对边分别是,若,则是( )
A.钝角三角形 B.等边三角形
C.锐角三角形 D.等腰直角三角形
利用正弦定理判断三角形形状:
(1)方法一:化角为边:将题目中的所有条件,利用正弦定理化角为边,再根据多项式的有关知识(分解因式、配方等)得到边的关系,如a=b,a2+b2=c2等,进而确定三角形的形状.利用的公式为:sinA=,sinB=,sinC=.
(2)方法二:化边为角:将题目中所有的条件,利用正弦定理化边为角,再根据三角函数的有关知识得到三个内角的关系,进而确定三角形的形状.利用的公式为:a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC.
无论使用哪种方法,都不要随意约掉公因式,要移项提取公因式,否则会有漏掉一种形状的可能.注意挖掘隐含条件,重视角的范围对三角函数值的限制.
【变式1】在中,内角,,的对边分别为,,,已知,则是( )
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
【变式2】在中,,则的形状为( )
A.直角三角形 B.等边三角形 C.等腰三角形 D.等腰或直角三角形
【变式3】在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且,则是( )
A.直角三角形 B.等腰三角形
C.等边三角形 D.等腰直角三角形
【变式4】已知的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若则的形状是( )
A.等腰三角形但不是直角三角形 B.直角三角形但不是等腰三角形
C.等腰直角三角形 D.等边三角形
题型05 三角形面积公式的应用
【典例1】在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且则的面积为( )
A. B.2 C.3 D.4
求三角形面积的方法:
(1)若三角形中已知一个角(角的大小或该角的正、余弦值),及其该角的两边,代入公式求面积;
(2)若已知三角形的三边,可先求其一个角的余弦值,再求其正弦值,代入公式求面积.总之,结合图形恰当选择面积公式是解题的关键.
已知三角形面积求边、角的方法:
(1)若求角,就寻求夹这个角的两边的关系,利用面积公式列方程求解;
(2)若求边,就寻求与该边(或两边)有关联的角,利用面积公式列方程求解.
【变式1】的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,,的面积为,则( )
A. B. C. D.
【变式2】在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,D为的中点,,且,则的面积为( )
A. B. C. D.
【变式3】在中,角对应的边分别为,已知,,,且,则的面积为(__________
【变式4】已知的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若.
(1)求角B;
(2)若,,求的面积S.
【变式5】已知的内角所对的边分别为,且满足.
(1)求角B的大小;
(2)若,设的面积为S,满足,求b的值.
题型06 几何图形中的计算
【典例1】在四边形中,,记,,的角平分线与相交于点,且,.
(1)求的大小;
(2)求的值.
【变式1】在中,已知,是边上一点,如图,,,,则( )
A. B. C. D.
【变式2】如图,在中,是边上的点,且,,,则的值为( )
A. B.
C. D.
【变式3】已知四边形是由与拼接而成,如图所示,,.
(1)求证:;
(2)若,,求的长.
题型07 与三角形有关的最值(范围)问题
【典例1】在中,角所对的边分别为若且的外接圆的半径为则面积的最大值为 .
【变式1】在锐角中,角,,的对边分别为,,,为的面积,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式2】在△ABC中,已知,则△ABC面积的最大值为( )
A. B. C. D.
【变式3】已知的三个内角分别为A,B,C,其对边分别为a,b,c,若.
(1)求角A的值;
(2)若,求面积S的最大值.
【变式4】已知的内角的对边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)若于,求的面积的最小值.
题型08 利用正弦定理解决实际问题
【典例1】如图,是海面上位于东西方向相距海里的两个观测点,现位于A点北偏东、B点北偏西的D点有一艘船发出求救信号,位于B点南偏西且与B点相距海里的C点的救援船立即前往营救,其航行速度为30海里/小时,则该救援船到达D点最快所需时间为( )
A.0.2小时 B.0.3小时 C.0.5小时 D.1小时
【变式1】如图,测量河对岸的塔高时可以选与塔底在同一水平面内的两个测点与,测得,并在点测得塔顶的仰角为,则塔高等于( )
A. B. C. D.
【变式2】如图,为了测量某铁塔的高度,测量人员选取了与该塔底在同一平面内的两个观测点与,现测得,,米,在点处测得塔顶的仰角为,则该铁塔的高度约为( )(参考数据:,,,)
A.米 B.米 C.米 D.米
【变式3】重庆是我国著名的“火炉”城市之一,如图,重庆某避暑山庄O为吸引游客,准备在门前两条小路OA和OB之间修建一处弓形花园,使之有着类似“冰淇淋”般的凉爽感,已知,弓形花园的弦长,记弓形花园的顶点为,设.
(1)将用含有的关系式表示出来;
(2)该山庄准备在点处修建喷泉,为获取更好的观景视野,如何设计的长度,才使得喷泉与山庄的距离的值最大?
题型09 利用正弦定理证明边角关系
【典例1】在中,角,,的对边分别为,,,,分别为,边上的高,,.求证:;
【变式1】记的内角所对的边分别为,已知.
证明:;
【变式2】记的内角的对边分别为,已知.
(1)证明:;
(2)记的中点为,若,且,求的周长.
【变式3】在中,点D,E都是边BC上且与B,C不重合的点,且点D在B,E之间,.
(1)求证:.
(2)若,求证:.
1.在中,,,,则( )
A. B. C. D.
2.在中,角所对的边分别为,则满足以下条件的三角形的解个数为两个的是( )
A. B.
C. D.
3.在中,已知角,,的对边分别为,,,且,,,若有两解,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.在中, 记角A,B,C的对边分别为a,b,c, 若,则的形状是( )
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
5.如图所示,在平面四边形中,,,,,则的长度为( )
A. B. C. D.
6.在锐角三角形中,已知,,分别是角,,的对边,且,,则三角形的周长的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.(多选)在中,角,,的对边分别为,,,则下列的结论中正确的是( )
A.若,则
B.若,则一定是等腰三角形
C.若是锐角三角形,则
D.已知不是直角三角形,则
8.(多选)已知,,分别是三个内角,,的对边,下列四个命题中正确的是( )
A.若,则是锐角三角形
B.若,则是等腰三角形
C.若,则是等腰三角形
D.若,则是等边三角形
9.(多选)已知三个内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若,则下列选项正确的是( )
A.的取值范围是
B.若D是AC边上的一点,且,,则的面积的最大值为
C.若三角形是锐角三角形,则的取值范围是
D.若三角形是锐角三角形,BD平分交AC于点D,且,则的最小值为
10.在中,若, ,如果可解,则边a的取值范围是______.
11.如图,在坡度一定的山坡处测得山顶上一建筑物的顶端对于山坡的斜度为,向山顶前进到达处,在处测得对于山坡的斜度为.若,山坡与地平面的夹角为,则等于( )
12.若锐角的内角所对的边分别为,其外接圆的半径为,且,则的取值范围为 .
13.已知的内角的对边分别为,的面积为,已知.
(1)求;
(2)若,求的面积的最大值.
14.如图,在中,,为边上一点且,.
(1)若,求的面积;
(2)求的取值范围.
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专题11.2 正弦定理
教学目标
1借助向量运算探索三角形边与角的关系,掌握正弦定理及证明正弦定理的方法.
2能够运用正弦定理解决两类解三角形问题,并弄清解的情况不一样的原因.
3.运用正弦定理解决一些与测量及几何计算有关的实际问题.
4.通过向量的数量积将向量等式转化为数量等式,进而抽象出正弦定理,在此过程中,发展学生的数学抽象素养;在用正弦定理解决三角形问题的过程中,发展学生的数学运算素养.
教学重难点
1.重点
正弦定理的证明及应用.
2.难点
能够通过分析、转化,为应用正弦定理创造条件.
知识点01 正弦定理
1、正弦定理的表示
在△ABC中,若角A,B,C对应的边分别是a,b,c,则有 ==.
若△ABC外接圆半径为,则有===2R
2、正弦定理常见变形:
①=,=,=,aB=bA,aC=cA,bC=cB;
②======;
③a:b:c=A:B:C;
3、三角形的边角关系:
由正弦定理可推导出,在任意三角形中,有“大角对大边,小角对小边”的边角关系.
【即学即练】
1.在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,则下列各式中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据正弦定理即得.
【解析】在中,由正弦定理,
∴,,故ABD错误,C正确.
故选:C.
2.若在中,是的( )条件
A.充分非必要 B.必要非充分
C.充要 D.既非充分又非必要
【答案】C
【分析】在三角形中,结合正弦定理,利用充分条件和必要条件的定义进行判断.
【解析】解:在三角形中,若,根据大角对大边可得边,由正弦定理,得.
若,则正弦定理,得,根据大边对大角,可知.
所以,“”是“”的充要条件.
故选:C.
知识点02 正弦定理在解三角形中的应用
1.正弦定理在解三角形中的应用:
(1)已知两角和任意一边,求其他的边和角,推荐使用正弦定理
(2)已知两边和其中一边的对角,求其他的边和角,推荐使用正弦定理
(3)在解三角形题目中,遇到题目条件含有边角的时候,若含有边的齐次式或者sin的齐次式,可以考虑用正弦定理。
(4)三角形中的射影定理:在△ABC中,;;
2.三角形解的个数:
在△ABC中,已知a,b和A时,求B角的时,解的情况如下:
若为锐角时:
若A为直角或者钝角时:
【即学即练】
1.已知中,,则( )
A. B.或 C. D.
【答案】C
【分析】根据正弦定理以及大边对大角即可解出.
【解析】因为,所以,解得,而,所以,所以.
故选:C.
2.满足a=4,b=3和A=45°的△ABC的个数为( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.不确定
【答案】B
【分析】通过比较和的大小关系确定三角形的个数.
【解析】
,同时,所以△ABC的个数只有1个.
故选:B.
知识点03 三角形面积公式
1.三角形的面积公式
(1)常用的三角形的面积计算公式
①(分别为边a,b,c上的高).
②将,,代入上式可得,即三角形的面积等于任意两边与它们夹角的正弦值乘积的一半.
(2)三角形的其他面积公式
①=r(a+b+c)= rl,其中r,l分别为△ABC的内切圆半径及△ABC的周长.
②=,=,=
【即学即练】
1.在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C所对的边.若A= ,b=1,△ABC的面积为 ,则a的值为( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】D
【分析】由已知和面积求出,再由余弦定理求出.
【解析】因为A= ,b=1,,
所以,
所以,
由余弦定理得,
所以,
故选:D.
2.的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由给定条件,利用正弦定理边化角求出,再利用余弦定理求出即可求出三角形面积.
【解析】在中,由及正弦定理,得,
而,则,由及余弦定理得,,
因此,,则,
所以的面积为.
故选:B
题型01 正弦定理解三角形
【典例1】已知的内角的对边分别为,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用正弦定理计算易得.
【解析】由正弦定理可得.
故选:A.
正弦定理在解三角形中的应用:
公式反映了三角形的边角关系.
由正弦定理的推导过程知,该公式实际表示为:=,=,=.上述的每一个等式都表示了三角形的两个角和它们的对边的关系.从方程角度来看,正弦定理其实描述的是三组方程,对于每一个方程,都可“知三求一”,于是正弦定理可以用来解决两类解三角形的问题:
①已知两角和任意一边,求其他的边和角,
②已知两边和其中一边的对角,求其他的边和角.
【变式1】在中,角、、的对边分别为、、,若,,,则( )
A. B. C. D.或
【答案】D
【分析】分析可知,即,利用正弦定理求出的值,即可得出的大小.
【解析】在中,因为,,,且,故,
由正弦定理可得,
又因为,故或.
故选:D.
【变式2】在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,,,则( )
A.2 B. C.3 D.
【答案】A
【分析】利用同角的三角函数的基本关系可求得,利用正弦定理可求解.
【解析】由,可得,又,
所以,解得,
又因为,,所以,所以,
由正弦定理可得,所以,解得.
故选:A.
【变式3】在中,角,,的对边分别为,,,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由三角形的内角和公式和正弦定理得到的表示式,再结合两角和的正弦展开式计算即可.
【解析】由题意可得,
根据正弦定理,
,
代入上式可得,化简整理可得.
故选:A
【变式4】在中,内角、、所对的边分别为、、,,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用二倍角公式求出的值,再利用正弦定理可求得的值.
【解析】因为为的内角,则,
由二倍角的余弦公式可得,解得,
由正弦定理可得,所以,.
故选:A.
【变式5】已知中,,则__________
【答案】
【分析】先利用三角函数的基本关系式求得,再利用正弦定理推得为锐角,从而可求得,再利用余弦的和差公式即可求得.
【解析】因为在中,,所以,
所以,由正弦定理可得,故,故为锐角,
所以,
所以.
故答案为:.
题型02 正弦定理边角互化关系的应用
【典例1】在中,角、、的对边分别为、、.已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用正弦定理化简得出的值,结合角的取值范围可得出角的值.
【解析】因为,由正弦定理可得,
因为、,故,所以,
可得,故.
故选:B.
正弦定理的应用:
①边化角,角化边
②大边对大角 大角对大边
③合分比:
【变式1】已知的内角,,所对的边分别是,,,若,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】借助正弦定理计算即可得.
【解析】由正弦定理可得,
则、,
则.
故选:C.
【变式2】已知的内角,,所对的边分别是,,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用角之比求出三个角的大小,再利用正弦定理将转化为即可求解.
【解析】因为,且,
所以,,
所以.
故选:D.
【变式3】在中,内角、、所对的边分别是,,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意可知,再根据正弦定理,可得,可得,由此即可求出角,进而求出结果.
【解析】在中,
所以,
所以,
由正弦定理可知,,
又,
所以,
又,所以,
所以.
故选:A.
【变式4】已知的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,已知,,则___________
【答案】
【分析】由正弦定理角化边结合余弦定理可得.
【解析】根据正弦定理,由可得,
两边同乘可得,由余弦定理,
又,所以.
故答案为:.
【变式5】在中,角所对的边分别为,已知,则角=___________
【答案】
【分析】由正弦定理及三角恒等变换化简可得角C.
【解析】因为,
由正弦定理得,
因为,
即
所以,
因为,所以,
所以,
故或(舍去),得,
故答案为:.
题型03 利用正弦定理判定三角形解的个数
【典例1】在中,角所对的边分别为,已知,若三角形有两解,则边的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用正弦定理列出关系式,将的值代入表示出,求得角的范围,要使得三角形有两解确定出的范围,利用正弦函数的值域,即可求解.
【解析】因为在中,,
由正弦定理,可得,
因为,所以,
要使得三角形有两解,可得且,即,
即,解得.
故选:C.
对三角形解的个数的研究:
已知三角形的两角和任意一边,求其他的边和角,此时有唯一解,三角形被唯一确定.
已知三角形的两边和其中一边的对角,求其他的边和角,此时可能出现一解、两解或无解的情况,三角形不能被唯一确定.
(1)从代数的角度分析“已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角”时三角形解的情况,下面以已知a,b和A,解三角形为例加以说明.
由正弦定理、正弦函数的有界性及三角形的性质可得:
①若sinB=>1,则满足条件的三角形的个数为0;
②若sinB==1,则满足条件的三角形的个数为1;
③若sinB=<1,则满足条件的三角形的个数为1或2.
显然由0<sinB=<1可得B有两个值,一个大于,一个小于,考虑到“大边对大角”、“三角形内角和等于”等,此时需进行讨论.
(2)从几何的角度分析“已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角”时三角形解的情况,以已知a,b和A,解三角形为例,用几何法探究如下:
图形
关系式
解的个数
A为锐角
①a=bsin A;
②a≥b
一解
bsinA<a<b
两解
a<bsinA
无解
A为钝角或直角
a>b
一解
a≤b
无解
【变式1】在中,内角的对边分别为,分别根据下列条件解三角形,其中有两解的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据各选项的条件,结合正弦定理解三角形,判断解的个数,即可得答案.
【解析】对于A,,则,只有一解,A不符合题意;
对于B,,满足,只有一解,B不符合题意;
对于C,,则,
故,结合,
故B有两解,分别在以及之间,C符合题意;
对于D,,则,
故,此时无解,D不符合题意,
故选:C.
【变式2】在解三角形中,已知、、,给出下列说法:
①若,且,则此三角形不存在;
②若,则此三角形最多有一解;
③当,,则三角形不一定存在;
④若,且,则此三角形为直角三角形,且;
⑤当,且,则三角形有两解.
其中正确的说法有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】由已知的、、,根据正弦定理表示出,根据大边对大角和大角对大边与三角形的内角和定理即可判断①②③④;对于⑤,取一个特例时,,由为锐角,得到也为锐角,由此可得结论.
【解析】解:根据正弦定理得:,
对于①若,且,根据大边对大角有,与内角和定理矛盾,则此三角形不存在,故①对;
②若,则为直角或钝角,则一定为锐角,即此三角形最多有一解,故②对;
③当,,根据大边对大角有,与三角形的内角和定理矛盾,则三角形一定不存在,故③错;
④若,且,则,则,故④对;
⑤当时,,此三角形为等腰三角形,只有一解,当,且时,三角形不一定有两解,故⑤错;
则其中正确说法的个数为3个.
故选:C.
【变式3】在中,角所对的边分别为,若,,,则此三角形解的情况为( )
A.无解 B.有两解 C.有一解 D.有无数解
【答案】C
【分析】利用正弦定理可得,由的取值范围可求得的范围,结合大边对大角可知为锐角的一个,由此可得结果.
【解析】由正弦定理得:,
,,则,
,
,,只能为锐角的一个值,只有一个解.
故选:C.
【变式4】在中,,,若满足上述条件的恰有一解,则边长的取值范围是_____
【答案】
【分析】由正弦定理结合图形可求得范围.
【解析】若满足条件的恰有一解,如图
则,或,
当时,,
当时,,
所以AC的取值范围是.
故答案为:
【变式5】在中,,.分别根据下列条件,求边长a的取值范围.
(1)有一解;
(2)有两解;
(3)无解.
【答案】(1)或;(2);(3).
【分析】(1)根据正弦定理,得到.分、、讨论,即可得出;
(2)由已知可得,求解不等式即可得出结果;
(3)由已知可得,求解不等式即可得出结果.
【解析】(1)由正弦定理可得,.
(ⅰ)当,即时,.
①若,即,则不存在,无解,此时;
②若,即, ,有一解,此时;
③若,即,因为,此时可能是锐角或钝角,即此时有两解,此时,即.
综上所述,当时,有一解;
(ⅱ)当,即时,,有一解;
(ⅲ)当,即时,,此时只能是锐角,有一解.
综上所述,有一解时,边长a的取值范围是或.
(2)由(1)知,有两解,应满足,由,即,解得.
(3)由(1)知,无解,应满足,即,解得.
题型04 利用正、余弦定理判定三角形形状
【典例1】已知中,角的对边分别是,若,则是( )
A.钝角三角形 B.等边三角形
C.锐角三角形 D.等腰直角三角形
【答案】B
【分析】由正弦定理,结合诱导公式及二倍角的余弦公式可得,可得,从而可得是等边三角形.
【解析】由,
结合正弦定理可得,所以,
又因为是的内角,故,
所以是等边三角形.
故选:B.
利用正弦定理判断三角形形状:
(1)方法一:化角为边:将题目中的所有条件,利用正弦定理化角为边,再根据多项式的有关知识(分解因式、配方等)得到边的关系,如a=b,a2+b2=c2等,进而确定三角形的形状.利用的公式为:sinA=,sinB=,sinC=.
(2)方法二:化边为角:将题目中所有的条件,利用正弦定理化边为角,再根据三角函数的有关知识得到三个内角的关系,进而确定三角形的形状.利用的公式为:a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC.
无论使用哪种方法,都不要随意约掉公因式,要移项提取公因式,否则会有漏掉一种形状的可能.注意挖掘隐含条件,重视角的范围对三角函数值的限制.
【变式1】在中,内角,,的对边分别为,,,已知,则是( )
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
【答案】D
【分析】由正弦定理,二倍角的正弦函数公式化简已知可求得,结合范围可求或解得或即可得
【解析】可得,
由正弦定理可得: ,即,
可得,
,或,
解得或,即是等腰或直角三角形.
故选:D.
【变式2】在中,,则的形状为( )
A.直角三角形 B.等边三角形 C.等腰三角形 D.等腰或直角三角形
【答案】A
【分析】方法一:利用正弦两角和差公式进行化简得到,再结合题意讨论即可求解;
方法二 :利用正弦定理及余弦定理进行化简可得,再结合题意讨论即可求解;
【解析】方法一 ,,
,
,
,或,
又由可知,,,
,为直角三角形.故A正确.
方法二 :记的内角所对的边分别为,由正弦定理、余弦定理及题设条件可得,且,
化简得,,即,
为直角三角形.故A正确.
故选:A.
【变式3】在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且,则是( )
A.直角三角形 B.等腰三角形
C.等边三角形 D.等腰直角三角形
【答案】C
【分析】将结合正弦定理可得到,与联立可得到,继而得到答案
【解析】解:由及正弦定理得,即①,
又,即②,
将②代入①可得即③,将③代入①得,
所以,从而为等边三角形,
故选:C
【变式4】已知的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若则的形状是( )
A.等腰三角形但不是直角三角形 B.直角三角形但不是等腰三角形
C.等腰直角三角形 D.等边三角形
【答案】B
【分析】利用正弦定理和余弦定理即可求解.
【解析】由,,
所以,
由正弦定理有,
又由余弦定理有,
所以,
所以,即,
又,所以是直角三角形但不是等腰三角形.
故选:B.
题型05 三角形面积公式的应用
【典例1】在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且则的面积为( )
A. B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】由正弦定理可得,再由余弦定理计算,最后由三角形面积公式可得.
【解析】因为,由正弦定理可得,
由余弦定理可得,解得,
所以,
则的面积为.
故选:B.
求三角形面积的方法:
(1)若三角形中已知一个角(角的大小或该角的正、余弦值),及其该角的两边,代入公式求面积;
(2)若已知三角形的三边,可先求其一个角的余弦值,再求其正弦值,代入公式求面积.总之,结合图形恰当选择面积公式是解题的关键.
已知三角形面积求边、角的方法:
(1)若求角,就寻求夹这个角的两边的关系,利用面积公式列方程求解;
(2)若求边,就寻求与该边(或两边)有关联的角,利用面积公式列方程求解.
【变式1】的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,,的面积为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据正弦定理及两角和的正弦公式可得,根据三角形面积公式可求,再由余弦定理即可求解.
【解析】因为,
所以,
整理得,
因为,所以.
又,所以.
因为的面积为,,
所以,解得,,
所以,则.
故选:D.
【变式2】在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,D为的中点,,且,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先由结合余弦定理求出,再由余弦定理得,进而由两边平方得,再由三角形面积公式即可得解.
【解析】因为,
所以由余弦定理得,
整理得,故,
又,所以,
所以由得即,
又由题,
所以
,
即,故,
所以的面积为.
故选:C.
【变式3】在中,角对应的边分别为,已知,,,且,则的面积为(__________
【答案】
【分析】由正弦定理,余弦定理化简已知等式可求的值,即可求解的值,由正弦定理结合已知等式可得可求的值,进而利用三角形的面积公式即可求解.
【解析】由及正弦定理得,
所以,又,
所以,
又由正弦定理,即,
所以,
所以,
所以,
即,
解得或(,舍),
所以的面积.
故答案为:
【变式4】已知的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若.
(1)求角B;
(2)若,,求的面积S.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)根据题设结合正弦定理化简求解即可;
(2)先利用余弦定理求得,再利用三角形的面积公式求解即可.
【解析】(1)由,
根据正弦定理得,
又,则,
因为,所以.
(2)在中,,,,
由余弦定理,,即,
解得或(舍去),
故的面积为.
【变式5】已知的内角所对的边分别为,且满足.
(1)求角B的大小;
(2)若,设的面积为S,满足,求b的值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)切化弦后由正弦定理化边为角,并利用两角和的正弦公式、诱导公式化简变形可得角大小;
(2)由三角形面积公式得,再由正弦定理可求得.
【解析】(1)由,得,
根据正弦定理,得.
因为,
所以,
所以.
因为,所以,所以,则.
(2)由,得.
又由正弦定理得,
所以,解得.
题型06 几何图形中的计算
【典例1】在四边形中,,记,,的角平分线与相交于点,且,.
(1)求的大小;
(2)求的值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)由正弦定理化简得到,再由,两式相除求得,即可求解;
(2)根据题意,利用,求得,结合余弦定理,即可求解.
【解析】(1)在中,由正弦定理得,所以,
因为,两式相除得,所以,
又因为,可得,所以.
(2)因为,所以,
又因为平分,可得,
因为,且,,
所以,
即,解得,
在中,由余弦定理得
,所以.
【变式1】在中,已知,是边上一点,如图,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】在中用余弦定理,求出,之后在中,用正弦定理计算的长度.
【解析】在中,,所以,.
在中, ,,由余弦定理可得,
代入数值:,整理得,解得(舍去负根);
在中,,根据正弦定理:代入数值: .
故选:C.
【变式2】如图,在中,是边上的点,且,,,则的值为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据题中条件,在中先由余弦定理求出,利用同角三角函数关系求出,再利用正弦定理可求出.
【解析】设,则,
在中,由余弦定理可得,,
所以 ,
在中,由正弦定理得,,
则 .
故选:D
【变式3】已知四边形是由与拼接而成,如图所示,,.
(1)求证:;
(2)若,,求的长.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【分析】(1)求出的范围,利用正弦定理即可证明结论;
(2)写出与的关系,进而求出的正弦值和余弦值,求出的长,利用余弦定理即可求出的长.
【解析】(1)由题意证明如下,
在中,,
∴.
∵,
∴.
在中,由正弦定理得, ,
即,,
∴,
∴.
(2)由题意及(1)得
设,,
,,,,,
则在中,由正弦定理得,,即,
可得,①
在中,由正弦定理得,,
可得,
可得,②
联立①②,可得,
可得,可得,.
在中,由正弦定理得,,可得.
在中,由余弦定理得,,
可得,
可得,解得或(舍),
∴的长为.
题型07 与三角形有关的最值(范围)问题
【典例1】在中,角所对的边分别为若且的外接圆的半径为则面积的最大值为 .
【答案】
【分析】由正弦定理和余弦定理得到,再由外接圆半径,由基本不等式得到,由三角形面积公式求出答案.
【解析】在中,
由正弦定理得由余弦定理得
因为为的内角,则,所以
因为的外接圆的半径为由正弦定理得
所以由余弦定理得
即
因为所以当且仅当时取等号,
故的面积所以面积的最大值为
故答案为:
【变式1】在锐角中,角,,的对边分别为,,,为的面积,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由,利用三角形面积公式与余弦定理,可得,再根据同角三角函数的平方关系可得,,然后利用正弦定理与三角恒等变换公式化简可得,结合条件可得取值范围,进而求得的取值范围.
【解析】在中,由余弦定理得,且的面积,
由,得,化简得,
又,,联立解得,,
所以,
为锐角三角形,有,,得,
则有,可得,所以.
故选:C.
【变式2】在△ABC中,已知,则△ABC面积的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用正弦定理化角为边,再利用余弦定理求得,根据基本不等式及三角形面积公式求解面积的最大值.
【解析】在中,,
由正弦定理得,即,
由余弦定理得,
∵,∴,
∵,当且仅当时取等号,
因此,
∴面积,
∴当时,的面积取得最大值.
故选:C.
【变式3】已知的三个内角分别为A,B,C,其对边分别为a,b,c,若.
(1)求角A的值;
(2)若,求面积S的最大值.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)由已知可推得.由正弦定理可得,进而得出,即可得出;
(2)由余弦定理可得,.结合基本不等式可得出,代入面积公式即可得出最小值.
【解析】(1)由已知可得,.
因为,所以,
所以,整理可得,
由正弦定理得,
即.
又,所以.
由于,所以.
(2)由余弦定理,可得.
又,当且仅当时取得等号,
所以.
所以,面积,
所以,面积S的最大值为.
【变式4】已知的内角的对边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)若于,求的面积的最小值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)根据题目信息利用正弦定理可得,再利用余弦定理可得;(2)利用三角形面积公式可以求得,再根据基本不等式即可求得边长的取值范围,即可得面积最小值.
【解析】(1)由可得
,由正弦定理可得
由余弦定理可得,
又,所以.
(2)如下图所示:
三角形面积,
又,所以,
由(1)中可得,当且仅当时,等号成立;
即,得.
所以面积,
故的面积的最小值为
题型08 利用正弦定理解决实际问题
【典例1】如图,是海面上位于东西方向相距海里的两个观测点,现位于A点北偏东、B点北偏西的D点有一艘船发出求救信号,位于B点南偏西且与B点相距海里的C点的救援船立即前往营救,其航行速度为30海里/小时,则该救援船到达D点最快所需时间为( )
A.0.2小时 B.0.3小时 C.0.5小时 D.1小时
【答案】A
【分析】在中,先由正弦定理,求出;在中,根据余弦定理,求出的长,即可求出结果.
【解析】由题意,在中,,,,
所以,
由正弦定理可得,,
则;
又在中,,,
由余弦定理可得,
,所以,
因此救援船到达点需要的时间为小时.
故选:A.
【变式1】如图,测量河对岸的塔高时可以选与塔底在同一水平面内的两个测点与,测得,并在点测得塔顶的仰角为,则塔高等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】在中,由正弦定理,求得,再在中,即求.
【解析】在中,,
则,
由正弦定理得,
解得(m),
又在点测得塔顶的仰角为,即,
在中,(m).
故选:D.
【变式2】如图,为了测量某铁塔的高度,测量人员选取了与该塔底在同一平面内的两个观测点与,现测得,,米,在点处测得塔顶的仰角为,则该铁塔的高度约为( )(参考数据:,,,)
A.米 B.米 C.米 D.米
【答案】C
【分析】在中,由两角和的正弦得到,由同角三角函数关系得到,由正弦定理得到,在中,,代入数值即可得到答案.
【解析】在中,,
则,
,
由正弦定理,可得,
在中,可得.
所以该铁塔的高度约为米.
故选:C.
【变式3】重庆是我国著名的“火炉”城市之一,如图,重庆某避暑山庄O为吸引游客,准备在门前两条小路OA和OB之间修建一处弓形花园,使之有着类似“冰淇淋”般的凉爽感,已知,弓形花园的弦长,记弓形花园的顶点为,设.
(1)将用含有的关系式表示出来;
(2)该山庄准备在点处修建喷泉,为获取更好的观景视野,如何设计的长度,才使得喷泉与山庄的距离的值最大?
【答案】(1),;(2)答案见解析
【分析】(1)在中利用正弦定理可表示出,
(2)在中,由余弦定理表示出,再结合的范围及正弦函数的性质可求出其最大值.
【解析】(1)因为,,
所以,.
(2)因为,
所以,
在中,由余弦定理易得,
因为,所以,
当,即时,
取最大值取最大值,
此时,
,
故当时,取最大值.
题型09 利用正弦定理证明边角关系
【典例1】在中,角,,的对边分别为,,,,分别为,边上的高,,.求证:;
【答案】证明见解析
【分析】应用正弦边角关系及三角恒等变换、三角形内角和性质化简即可证;
【解析】(1)由,则,
则,
所以,
整理可得
则,由,∴或,
当时,可得,,
则,解得,则,
∵,且,∴.
由正弦定理可知,则,显然与矛盾,
所以不符合题意,舍去,所以.
【变式1】记的内角所对的边分别为,已知.
证明:;
【答案】证明见解析
【分析】应用正弦边角关系及三角恒等变换、三角形内角和性质化简即可证;
【解析】,,
两边同时乘以得,,
由正弦定理得,;
在中,,,
,,
又,,,
或,
若,且,则,,不合题意,舍去.
.
【变式2】记的内角的对边分别为,已知.
(1)证明:;
(2)记的中点为,若,且,求的周长.
【答案】(1)证明见解析;(2)16.
【分析】(1)应用正弦边角关系及三角恒等变换、三角形内角和性质化简已知条件为,即可证;
(2)应用余弦定理及,进而得,结合已知(1)结论求边长,即可得.
【解析】(1)由正弦定理,得,
,
,
,
,即,
,即;
(2)由(1)及题设有,又,
在中,由余弦定理得,
在中,由余弦定理得,
显然有,则,
整理得,即,又,
所以,从而,
的周长为.
【变式3】在中,点D,E都是边BC上且与B,C不重合的点,且点D在B,E之间,.
(1)求证:.
(2)若,求证:.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析.
【分析】(1)分别在,,中,利用正弦定理即可得证;
(2)设,则,,在,中,利用正弦定理即可得证.
【解析】(1)如图.在中,由正弦定理,得.
在中,由正弦定理,得.
在中,由正弦定理,得.
所以,
所以.
(2)因为,
所,所以.
由可知,均为锐角.
由(1)知,.
设,则,.
由,得.
在中,由正弦定理,得.
在中,由正弦定理,得.
所以.
1.在中,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用正弦定理直接求解即可.
【解析】因为,,所以,
由正弦定理,即,解得.
故选:D.
2.在中,角所对的边分别为,则满足以下条件的三角形的解个数为两个的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据题意,结合正弦定理和余弦定理,以及三角形的内角和定理,逐项分析判断,即可求解.
【解析】对于A中,由正弦定理,可得,
则这样的三角形不存在,所以A错误;
对于B中,由,可得,
又由,则这样的三角形是唯一的,所以B不符合题意;
对于C中,由余弦定理,可得,
所以,则这样的三角形是唯一的,所以C不符合题意;
对于D中,由正弦定理,可得,
因为,可得,所以或,则这样的三角形有两个,所以D符合题意.
故选:D.
3.在中,已知角,,的对边分别为,,,且,,,若有两解,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据正弦定理求出关于的表达式,再结合三角形有两解的条件确定的取值范围.
【解析】已知,,,由正弦定理可得:
,即.
因为,所以.
要使有两解,则,且,此时的取值范围是.
由,且,可得.得到.
的取值范围是,
故选:B.
4.在中, 记角A,B,C的对边分别为a,b,c, 若,则的形状是( )
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
【答案】D
【分析】由正弦定理得,进一步讨论得或即可判断.
【解析】因为,所以,
所以,所以,
因为,所以,所以符号相同,
若,则,而这会导致,这与三角形内角和矛盾,
从而只能,所以,
所以或,
所以或,
所以的形状是等腰三角形或直角三角形.
故选:D.
5.如图所示,在平面四边形中,,,,,则的长度为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】在中,由余弦定理求得,从而求得,设,由正弦定理求得,然后在中,用余弦定理求解.
【解析】在中,由余弦定理得,
即,则,
又,,所以,
设,由正弦定理得,即,
从而,
在中,由余弦定理得:,
即,则.
故选:A.
6.在锐角三角形中,已知,,分别是角,,的对边,且,,则三角形的周长的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由正弦定理化简已知可得,再由是锐角,得到,然后根据正弦定理和三角形内角和将周长用表示,结合三角恒等变化和三角函数图象即可求得范围.
【解析】因为,
根据正弦定理得,,
因为为锐角,所以,
所以,即,而A为锐角,
所以,
因为根据正弦定理,
所以,
因为三角形周长为,
又因为,所以,
所以,
因为,即,
所以,
即,,
所以.
故选:C.
7.(多选)在中,角,,的对边分别为,,,则下列的结论中正确的是( )
A.若,则
B.若,则一定是等腰三角形
C.若是锐角三角形,则
D.已知不是直角三角形,则
【答案】ACD
【分析】结合正弦定理以及三角函数与三角形的性质、三角恒等变换以及两角和与差的三角函数公式逐项判断即可.
【解析】解:因为,,且在上单调递减,故由,得,故,结合正弦定理得,故A正确;
,故,或,
即,或,故三角形是等腰三角形或直角三角形,故B错误;
若三角形为锐角三角形,则,故,
同理可得,,
三式相加得,故C正确;
不是直角三角形,即 ,,都不是直角,因为=,
整理得,故D正确.
故选:ACD.
8.(多选)已知,,分别是三个内角,,的对边,下列四个命题中正确的是( )
A.若,则是锐角三角形
B.若,则是等腰三角形
C.若,则是等腰三角形
D.若,则是等边三角形
【答案】ACD
【分析】由两角和的正切公式结合诱导公式以及,,为的内角可判断A;由正弦定理化边为角结合正弦的二倍角公式可判断B;由正弦定理化边为角,逆用两角和的正弦公式可判断C;利用正弦定理化边为角结合同角三角函数基本关系可判断D,进而可得正确选项.
【解析】对于A,因为,所以,
所以,
因为,,为的内角,所以,,都是锐角,所以是锐角三角形,故选项A正确;
对于B:由及正弦定理,可得,
即,所以或,所以或,
所以是等腰三角形或直角三角形,故选项B错;
对于C:由及正弦定理化边为角,
可知,即,
因为,为的内角,所以,所以是等腰三角形,故选项C正确;
对于D:由和正弦定理化边为角,易知,所以,因为,,为的内角,所以,所以是等边三角形,故选项D正确;
故选:ACD.
9.(多选)已知三个内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若,则下列选项正确的是( )
A.的取值范围是
B.若D是AC边上的一点,且,,则的面积的最大值为
C.若三角形是锐角三角形,则的取值范围是
D.若三角形是锐角三角形,BD平分交AC于点D,且,则的最小值为
【答案】AC
【分析】A选项,由正弦定理和余弦定理得到,从而求出,结合三角恒等变换得到,结合,求出答案;B选项,整理得到,两边平方后得到,由基本不等式求出,进而求出面积最值;C选项,变形得到,根据,得到答案;D选项,由角平分线以及面积公式得,利用基本不等式“1”的妙用求出最小值.
【解析】A选项,因为,
所以,所以,
即,
由余弦定理得,即,
又,所以,
,
因为,所以,所以,
所以,故A正确;
B选项,因为,所以,
所以,又,
所以,
即,当且仅当,即时,等号成立,
所以,即的面积的最大值为,故B错误;
,
因为,所以,所以,
所以,所以,故C正确;
D选项,由题意得:,由角平分线以及面积公式得,
化简得,所以,
所以,
当且仅当,即时取等号,
此时,
而,所以,与三角形是锐角三角形矛盾,所以等号不成立,故D错误;
故选:AC
10.在中,若, ,如果可解,则边a的取值范围是______.
【答案】
【分析】由题意确定,由正弦定理可求得,结合可解以及C的范围,列出不等式,求得a的范围.
【解析】由题意在中,若,则,
由正弦定理得,
可解,则需有,解得,
故边a的取值范围是,
故答案为:
11.如图,在坡度一定的山坡处测得山顶上一建筑物的顶端对于山坡的斜度为,向山顶前进到达处,在处测得对于山坡的斜度为.若,山坡与地平面的夹角为,则等于( )
【答案】
【分析】先求出,在中,由正弦定理求出,在中,由正弦定理,再由,即可求解.
【解析】因为,所以,
在中,由正弦定理得,
又,
解得,
在中,由正弦定理得,
解得,
即,
所以.
故答案为:
12.若锐角的内角所对的边分别为,其外接圆的半径为,且,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】首先利用三角恒等变换求得,结合正弦定理边化角可得,进一步结合是锐角三角形、即可得解.
【解析】因为,
所以,
即,由正弦定理得,
显然,所以,所以,
因为,所以.
因为外接圆的半径为,所以,所以,
所以,
因为为锐角三角形,所以,所以,即.
令,
根据对勾函数的性质可知函数在上单调递减,在上单调递增,
且,所以,即,
所以,即的取值范围为.
故答案为:.
13.已知的内角的对边分别为,的面积为,已知.
(1)求;
(2)若,求的面积的最大值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)根据三角形面积公式及余弦定理,结合题中条件即可求解;
(2)用余弦定理结合重要不等式可得,利用三角形面积公式即可求解.
【解析】(1)由余弦定理可得,所以.
由三角形面积公式可知及,可得,即.
因为,所以.又,所以.
(2)由(1)知.
因为,所以由余弦定理可得.
由不等式可得,所以,即,
当且仅当时等号成立,有最大值为16.
所以,
所以的面积的最大值为.
14.如图,在中,,为边上一点且,.
(1)若,求的面积;
(2)求的取值范围.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)在中,利用正弦定理可求出的值,进而求出的值,然后利用三角形的面积公式可求得的面积;
(2)利用正弦定理得出,,由三角形的内角和定理得出,且,利用三角恒等变换化简得出,利用正弦型函数的基本性质可求得的取值范围.
【解析】(1),,,且为锐角,
在中,由正弦定理得,
解得,,
,
.
(2)在中,由正弦定理得,可得,
在中,由正弦定理得,可得,
,
,,且,
,
,,,
故的取值范围为.
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