内容正文:
第2课时 正弦定理 [教学方式:深化学习课——梯度进阶式教学]
[课时目标]
1.了解正弦定理的推导过程,掌握正弦定理的内容及公式变形.
2.能利用正弦定理解决一些简单的三角形度量问题.
1.正弦定理
(1)语言叙述:在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等.
(2)公式表达:==.
(3)正弦定理的推广
设R为△ABC外接圆的半径,则===2R.
2.正弦定理的变形
(1)a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C(边化角).
(2)sin A=,sin B=,sin C=(角化边).
(3)a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C(边角互化).
(4)===.
|微|点|助|解|
(1)如已知两边a,b和a的对角A,解的情况如下表:
A>
A=
A<
a>b
一解
一解
一解
a=b
无解
无解
一解
a<b
无解
无解
a>bsin A
两解
a=bsin A
一解
a<bsin A
无解
(2)在△ABC中,sin A>sin B⇔a>b.
(3)记牢15°,75°的正弦值:
sin 15°=,sin 75°=.
基础落实训练
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)正弦定理仅适用于非直角三角形. ( )
(2)在△ABC中,若c2>a2+b2,则△ABC为钝角三角形. ( )
(3)在△ABC中,若已知两边和它们的夹角,求第三边和其他两个角的类型问题,则求解时都只有一个解. ( )
答案:(1)× (2)√ (3)√
2.在△ABC中,A=60°,BC=,则△ABC外接圆的半径为 ( )
A. B.1
C.2 D.3
解析:选B 设R为△ABC外接圆的半径,则由正弦定理,得2R===2,解得R=1.所以△ABC外接圆的半径为1.
3.在△ABC中,A=45°,c=2,则AC边上的高等于__________.
解析:AC边上的高为ABsin A=csin A=2sin 45°=.
答案:
4.在锐角三角形ABC中,角A,B所对的边分别为a,b,若2asin B=b,则A=__________.
解析:在△ABC中,利用正弦定理得2sin Asin B=sin B,∵sin B≠0,∴sin A=.又A为锐角,∴A=.
答案:
题型(一) 已知两角及任意一边解三角形
[例1] (1)在△ABC中,若A=,B=,a=2,则b= ( )
A.2 B.3
C.2 D.3
(2)在△ABC中,已知a=8,B=60°,C=75°,则b=__________.
解析:(1)由正弦定理=,得=,解得b=3.
(2)A=180°-(B+C)=180°-(60°+75°)=45°.
由正弦定理=,得b===4.
答案:(1)B (2)4
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已知两角和任意一边,解三角形的步骤
(1)求角:根据三角形内角和定理求出第三个角;
(2)求边:根据正弦定理,求另外的两边.
[针对训练]
1.一个三角形的两个角分别等于120°和45°,若45°角所对的边长是4,那么120°角所对边长是 ( )
A.4 B.12
C.4 D.12
解析:选D 若设120°角所对的边长为x,则由正弦定理可得=,于是x===12,
故选D.
2.在△ABC中,若B=135°,C=15°,a=5,则此三角形的最大边长为 ( )
A.5 B.4
C.5 D.4
解析:选C 根据题意得A=180°-135°-15°=30°,则此三角形的最大边是b,由正弦定理=,得b===5.
题型(二) 已知两边和其中一边的对角解三角形
[例2] 已知下列各三角形中的两边及其中一边的对角,判断三角形是否有解,有解的作出解答.
(1)a=10,b=20,A=80°;
(2)b=5,c=5,C=60°;
(3)a=2,b=6,A=30°.
解:(1)∵b=20,A=80°,∴bsin A=20sin 80°>20sin 60°=10.又a=10,∴a<bsin A.∴此三角形无解.
(2)∵b=5,c=5,∴b<c.又C=60°<90°,∴此三角形有解.∵sin B===,∴B=30°.∴A=180°-(B+C)=90°.∴a==10.∴A=90°,B=30°,a=10.
(3)∵a=2,b=6,A=30°<90°,∴bsin A=6sin 30°=3.∴bsin A<a<b.∴此三角形有两解.
∵sin B===,∴B=60°或B=120°.当B=60°时,C=90°,c===4;当B=120°时,
C=30°,c=a=2.∴B=60°,C=90°,c=4或B=120°,C=30°,c=2.
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已知两边及其中一边的对角,解三角形的步骤
(1)用正弦定理求出另一边所对角的正弦值,进而求出这个角;
(2)用三角形内角和定理求出第三个角;
(3)根据正弦定理求出第三条边.
[提醒] 已知三角形的两角和任意一边,解三角形,有唯一解,已知两边和其中一边的对角,解三角形,可能出现一解,两解或无解的情况.
[针对训练]
3.在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,A=60°,a=.若这个三角形有两解,则b的取值范围是 ( )
A.(,2] B.(,2)
C.(1,2) D.(1,2]
解析:选B 由正弦定理=可得,b===2sin B.要使△ABC有两解,即B有两解,则应有A<B,且sin B<1,所以=sin A<sin B<1.所以<b<2.故选B.
4.已知△ABC中,b=4,c=2,C=30°,那么此三角形 ( )
A.有一解 B.有两解
C.无解 D.解的个数不确定
解析:选C 由正弦定理和已知条件得=,∴sin B=>1.∴此三角形无解.故选C.
题型(三) 正、余弦定理的综合应用
[例3] (2023·新课标Ⅱ卷改编)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知△ABC的面积为,D为BC的中点,且AD=1.
(1)若∠ADC=,求cos B;
(2)若b2+c2=8,求b,c.
解:(1)因为D为BC的中点,所以S△ABC=2S△ADC=2××AD×DCsin∠ADC=2××1×DC×=,解得DC=2,所以BD=DC=2,a=4.
因为∠ADC=,所以∠ADB=.
在△ABD中,由余弦定理,得c2=AD2+BD2-2AD·BDcos∠ADB=1+4+2=7,所以c=.
在△ABD中,由正弦定理,得=,
所以sin B==,
所以cos B==.
(2)因为D为BC的中点,所以BD=DC.因为∠ADB+∠ADC=π,所以cos∠ADB=-cos∠ADC,
则在△ABD与△ADC中,由余弦定理,得=-,得1+BD2-c2=-(1+BD2-b2),所以2BD2=b2+c2-2=6,所以BD=,所以a=2.
在△ABC中,由余弦定理,得cos∠BAC===-,所以S△ABC=bcsin∠BAC=
bc·=bc= =,解得bc=4.
则由解得b=c=2.
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利用正、余弦定理解三角形的注意点
正、余弦定理都是用来解三角形的,但在解题过程中要有意识地考虑用哪个定理更适合,或是两个定理都要用,应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.
[针对训练]
5.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,sin A-sin B+=0,则△ABC的形状一定为 ( )
A.直角三角形 B.等腰三角形
C.等边三角形 D.钝角三角形
解析:选B 在△ABC中,sin A-sin B+=0,则由正弦定理得(sin A-sin B)+=·(sin A-sin B)=0.因为三角形中,A,B,C∈(0,π),所以sin C>0⇒+1≠0.所以sin A=sin B⇒a=b,则△ABC的形状一定为等腰三角形.故选B.
6.(2024·全国甲卷)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若B=,b2=ac,则sin A+sin C= ( )
A. B.
C. D.
解析:选C 法一:由正弦定理得sin Asin C=sin2B,因为B=,所以sin Asin C=sin2B=.由余弦定理得b2=a2+c2-2accos B=a2+c2-ac=ac,所以a2+c2=ac,即sin2A+sin2C=sin Asin C,所以(sin A+sin C)2=sin2A+sin2C+2sin Asin C=sin Asin C=.又sin A>0,sin C>0,所以sin A+sin C=.
法二:由余弦定理,得b2=a2+c2-2accos B=a2+c2-ac=(a+c)2-3ac.又b2=ac,所以3ac=b2,
所以(a+c)2=b2+3ac=,a+c=b.由正弦定理得sin A+sin C=sin B=.
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