内容正文:
第2课时 正弦定理
1
新课导入 学习目标
在现代生活中,得益于科技的发展,距离的测量能借助红外测距仪、激光测距仪等工具直接完成.不过,在这些工具没有出现之前,你知道人们是怎样间接获得两点间距离的吗?如图所示,若想知道河对岸的一点A与岸边一点B之间的距离,而且已经测量出了BC的长、∠ABC与∠ACB的大小,你能借助这三个量,求出AB的长吗?
1.了解正弦定理的推导过程,掌握正弦定理及其变形公式.
2.能用正弦定理解三角形,并能判断三角形的形状.
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新知学习探究
1
课堂巩固自测
2
内
容
索
引
新知学习探究
PART
01
第一部分
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[知识梳理]
1.正弦定理
正弦
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2.正弦定理的变形
(1)a sin B=b sin A,b sin C=c sin B,a sin C=c sin A.
(2)sin A∶sin B∶sin C=a∶b∶c.
(3)a=2R sin A,b=2R sin B,c=2R sin C(R为△ABC外接圆的半径).
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角度1 已知两角及一边解三角形
[例1] 在△ABC中,已知B=30°,C=105°,b=4,解三角形.
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已知两角及一边解三角形的基本思路
(1)由三角形内角和定理求出第三个角.
(2)由正弦定理的变形公式,求另外的两条边.
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母题探究 若本例中,“B=45°”改为“A=60°”,其他条件不变,解此三角形.
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已知两边及其中一边的对角解三角形的步骤
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(2)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,A=45°,C=30°,c=1,则a=________.
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【解】 因为b<a,所以B<A,又A=120°,所以B为锐角,所以三角形有一解.
(2)a=9,b=10,A=60°;
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(3)b=72,c=50,C=135°.
【解】 因为b>c,所以B>C=135°,三角形中不可能出现两个钝角,所以三角形无解.
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三角形解的个数的判断方法
(1)应用三角形中大边对大角的性质以及正弦函数的值域判断解的个数.
(2)在△ABC中,已知a,b和A,以点C为圆心,以边长为a为半径画弧,此弧与除去顶点A的射线AB的公共点的个数即为三角形解的个数,解的个数见下表:
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类别 A为钝角 A为直角 A为锐角
a>b 一解 一解 一解
a=b 无解 无解 一解
a<b 无解 无解 a>b sin A 两解
a=b sin A 一解
a<b sin A 无解
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[跟踪训练2] (多选)根据下列条件,判断三角形解的情况,其中正确的是( )
A.a=8,b=16,A=30°,有一解
B.b=18,c=20,B=60°,有两解
C.a=5,c=2,A=90°,无解
D.a=30,b=25,A=150°,有一解
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√
√
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解析:对于A,因为b sin A=16×sin 30°=8=a,故只有一解,A正确;
对于C,因为A=90°,a=5,c=2,a>c,故有一解,C错误;
对于D,因为A为钝角,又b<a,所以有一解,D正确.
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方法二(利用角的关系来判断):由2cos A sin B=sin C,
得2cos A sin B=sin A cos B+cos A sin B,
所以sin (A-B)=0.
又A与B均为△ABC的内角,所以A=B,
所以△ABC为等腰三角形.
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利用正弦定理判断三角形形状的两种途径
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[跟踪训练3] (1)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若b sin B=c sin (A+B)-a sin A,则△ABC为( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.锐角三角形 D.钝角三角形
解析:因为b sin B=c sin (A+B)-a sin A,又sin (A+B)=sin (π-C)=
sin C,即b sin B=c sin C-a sin A,由正弦定理可得b2=c2-a2,即a2+b2=c2,所以△ABC为直角三角形.
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课堂巩固自测
PART
02
第二部分
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√
√
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1.已学习:正弦定理及公式变形、利用正弦定理解三角形.
2.须贯通:在解三角形的过程中,正弦定理及公式变形实现了边角互化,应用了转化与化归、数形结合的思想方法.
3.应注意:已知两边及其中一边对角解三角形时一般要分类讨论.
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eq \a\vs4\al(一 正弦定理)
思考1 在Rt△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若C= eq \f(π,2),则有sin A= eq \f(a,c),sin B= eq \f(b,c).从这两个式子能得到关于A,B,a,b怎样的定量关系?
提示: eq \f(a,sin A)= eq \f(b,sin B)=c= eq \f(c,sin C).
思考2 在斜三角形ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c, eq \f(a,sin A)= eq \f(b,sin B)= eq \f(c,sin C)是否成立?如何证明呢?
提示:如图,若△ABC为锐角三角形,过点B作BD⊥AC于点D,则BD=a sin C=c sin A,所以 eq \f(a,sin A)= eq \f(c,sin C).同理可得 eq \f(b,sin B)= eq \f(c,sin C).因此 eq \f(a,sin A)= eq \f(b,sin B)= eq \f(c,sin C).
若△ABC为钝角三角形,仿照上述方法,同样可得 eq \f(a,sin A)= eq \f(b,sin B)= eq \f(c,sin C).
文字语言
在一个三角形中,各边和它所对角的_____的比相等
符号语言
eq \f(a,sin A)=_______=_______
eq \f(b,sin B)
eq \f(c,sin C)
【解】 因为B=30°,C=105°,
所以A=180°-(30°+105°)=45°,
sin 105°=sin (60°+45°)=sin 60°cos 45°+
cos 60°sin 45°= eq \f(\r(3),2)× eq \f(\r(2),2)+ eq \f(1,2)× eq \f(\r(2),2)= eq \f(\r(6)+\r(2),4),
所以由正弦定理 eq \f(a,sin A)= eq \f(b,sin B)= eq \f(c,sin C)得,
a= eq \f(b sin A,sin B)= eq \f(4×sin 45°,sin 30°)= eq \f(4×\f(\r(2),2),\f(1,2))=4 eq \r(2),
c= eq \f(b sin C,sin B)= eq \f(4×sin 105°,sin 30°)= eq \f(4×\f(\r(6)+\r(2),4),\f(1,2))
=2( eq \r(6)+ eq \r(2)),
所以A=45°,a=4 eq \r(2),c=2( eq \r(6)+ eq \r(2)).
角度2 已知两边及其中一边的对角解三角形
[例2] (对接教材例8)在△ABC中,已知B=45°,b= eq \r(2),a= eq \r(3),解三角形.
【解】 由正弦定理 eq \f(a,sin A)= eq \f(b,sin B),
知sin A= eq \f(a sin B,b)= eq \f(\r(3),2),
因为b<a,所以A=60°或A=120°,
当A=60°时,C=180°-A-B=75°,
所以c= eq \f(b sin C,sin B)= eq \f(\r(2)×sin 75°,sin 45°)= eq \f(\r(6)+\r(2),2);
当A=120°时,C=180°-A-B=15°,
所以c= eq \f(b sin C,sin B)= eq \f(\r(2)×sin 15°,sin 45°)= eq \f(\r(6)-\r(2),2).
故当A=60°时,C=75°,c= eq \f(\r(6)+\r(2),2);
当A=120°时,C=15°,c= eq \f(\r(6)-\r(2),2).
解:由正弦定理 eq \f(a,sin A)= eq \f(b,sin B),知sin B= eq \f(b sin A,a)= eq \f(\r(2),2),因为b<a,所以B=45°,所以C=75°,
所以c= eq \f(b sin C,sin B)= eq \f(\r(2)×sin 75°,sin 45°)= eq \f(\r(6)+\r(2),2).
[跟踪训练1] (1)在△ABC中,AB=2,AC=3,B=60°,则cos C=( )
A. eq \f(\r(3),3)
B. eq \f(\r(6),3)
C. eq \f(\r(3),2)
D. eq \f(\r(6),2)
解析:由正弦定理,得 eq \f(AB,sin C)= eq \f(AC,sin B),即 eq \f(2,sin C)= eq \f(3,sin 60°),解得sin C= eq \f(\r(3),3),因为AB<AC,所以C<B,所以cos C= eq \r(1-sin2C)= eq \f(\r(6),3).
解析:由正弦定理 eq \f(a,sinA)= eq \f(c,sin C),
得 eq \f(a,sin 45°)= eq \f(1,sin 30°),即 eq \f(a,\f(\r(2),2))= eq \f(1,\f(1,2)),解得a= eq \r(2).
eq \r(2)
eq \a\vs4\al(二 三角形解的个数)
[例3] 不解三角形,判断下列三角形解的个数.
(1)a=5,b=4,A=120°;
【解】 因为a<b,A为锐角,且b sin A=10×sin 60°=5 eq \r(3),所以b sin A<a<b,所以三角形有两解.
对于B,因为c sin B=20×sin 60°=10 eq \r(3),所以c sin B<b<c,故有两解,B正确;
eq \a\vs4\al(三 判断三角形形状)
[例4] 在△ABC中,已知2cos A sin B=sin C,试确定△ABC的形状.
【解】 方法一(利用边的关系来判断):由正弦定理得 eq \f(sin C,sin B)= eq \f(c,b),由2cos A sin B=sin C,
得cos A= eq \f(sin C,2sin B)= eq \f(c,2b).
又cos A= eq \f(b2+c2-a2,2bc),所以 eq \f(c,2b)= eq \f(b2+c2-a2,2bc),
即c2=b2+c2-a2,所以a=b,
所以△ABC为等腰三角形.
(2)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若sin eq \f(B,2)= eq \f(1,2),且
a sin B=c sin A,则该三角形的形状是( )
A.三边均不相等的三角形
B.等腰非等边三角形
C.等边三角形
D.等腰直角三角形
解析:因为sin eq \f(B,2)= eq \f(1,2), eq \f(B,2)∈(0, eq \f(π,2)),所以 eq \f(B,2)= eq \f(π,6),即B= eq \f(π,3),又由a sin B=
c sin A,结合正弦定理得sin A sin B=sin C sin A,易知sin A≠0,故sin B=sin C,则b=c(也可结合正弦定理得ab=ca,即b=c),因为有一个角是 eq \f(π,3)的等腰三角形是等边三角形,所以△ABC为等边三角形.
1.(教材P48T3改编)已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若A= eq \f(π,6),a=3,sin B= eq \f(1,3),则b=( )
A. eq \f(1,3)
B. eq \f(1,2)
C.1
D.2
解析:由正弦定理 eq \f(a,sin A)= eq \f(b,sin B),得b= eq \f(a sin B,sin A)= eq \f(3×\f(1,3),\f(1,2))=2.
解析:根据题意可得,满足条件的△ABC有两个,所以AB×sin B<AC<AB,解得 eq \f(3,2)<AC< eq \r(3).
2.(多选)在△ABC中,AB= eq \r(3),B=60°,若满足条件的三角形有两个,则AC边的取值可能是( )
A.1.5
B.1.6
C.1.7
D.1.8
3.(教材P48T2(1)改编)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a=3,b= eq \r(6),A= eq \f(2π,3),则B=________.
解析:由题知a=3,b= eq \r(6),A= eq \f(2π,3),在△ABC中,由正弦定理,得 eq \f(a,sin A)= eq \f(b,sin B),所以 eq \f(3,sin \f(2π,3))= eq \f(\r(6),sin B),解得sin B= eq \f(\r(2),2),因为在△ABC中,A= eq \f(2π,3),所以B∈(0, eq \f(π,3)),所以B= eq \f(π,4).
eq \f(π,4)
4.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若3b=2 eq \r(3)a sin B,cos A=cos C,试判断△ABC的形状.
解:因为3b=2 eq \r(3)a sin B,由正弦定理可得3sin B=2 eq \r(3)sin A sin B.
因为0°<B<180°,
所以sin B≠0,
所以sin A= eq \f(\r(3),2),
又0°<A<180°,
所以A=60°或A=120°,
又因为cos A=cos C,
所以A=C=60°,
故△ABC为等边三角形.
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