内容正文:
第2课时 正弦定理的应用
[知识梳理]
现以已知a,b和A解三角形为例,从两个角度予以说明.
(1)代数角度:
由正弦定理得sin B=,
①若>1,则满足条件的三角形个数为0,即无解.
②若=1,则满足条件的三角形个数为1,即一解.
③若<1,则满足条件的三角形个数为1或2.
(2)几何角度:
类别
图形
关系式
解的个数
A为锐角
①a=
b sin A;
②a≥b
一解
b sin A<
a<b
两解
a<b sin A
无解
A为钝角
或直角
a>b
一解
a≤b
无解
[例1] (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=5,b=4,A=120°,有一解
【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B,因为c sin B=20×sin 60°=10,所以c sin B<b<c,故有两解,B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b<a,所以B<A,又A=120°,所以B为锐角,所以有一解,D正确.
【答案】 ABD
(1)若已知两边和其中一边的对角,利用正弦定理解三角形时,则需要判断三角形有几个解,防止漏解或增解.
(2)判断三角形解的个数时可以选择代数法,也可以根据条件画出图形,通过图形直观判断三角形解的个数.
[跟踪训练1] 在△ABC中,a=x,b=,A=,若该三角形有两个解,则x的取值范围是( )
A.(,6) B.(2,2)
C. D.
解析:选D.因为三角形有两个解,
所以b sin A<x<b,即<x<.故选D.
[例2] 在△ABC中,已知==,试判断△ABC的形状.
【解】 由正弦定理===2R(R为△ABC外接圆的半径),得a=2R sin A,b=2R sin B,c=2R sin C,=2R tan A, =2R tan B, =2R tan C,
即tan A=tan B=tan C,因为A,B,C∈(0,π),且A+B+C=π,所以A=B=C,所以△ABC是等边三角形.
判断三角形形状的两种途径
注意 在两种解法的等式变形中,一般两边不要约去公因式,应移项提取公因式,以免漏解.
[跟踪训练2] (1)(2025·德州期中)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:选B.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.
(2)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若sin =,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:选C.因为sin =,∈(0,),所以=,即B=,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),因为有一个角是的等腰三角形是等边三角形,所以△ABC为等边三角形.
[例3] (对接教材例5)在任意△ABC中,求证:a(sin B-sin C)+b(sin C-sin A)+c(sin A-sin B)=0.
【证明】 由正弦定理===2R(R为△ABC外接圆的半径),所以a=2R sin A,b=2R sin B,c=2R sin C,左边=2R(sin A sin B-sin Asin C+sin B sin C-sin Bsin A+sin C sin A-sin C sin B)=0=右边,所以等式成立.
观察、分析问题,确定解题的基本方向是“边化角”,还是“角化边”,再灵活运用相应的公式或其变形公式.在化简有关三角函数的表达式时,应注意利用三角形的有关性质、三角函数的有关公式解决问题,由繁向简的转化是解决问题的关键.
[跟踪训练3] 如图,AD是△ABC外角的平分线,且BC=CD.证明:==.
证明:由题设知S△ABD=2S△ACD,
sin ∠BAD=sin (π-∠CAD)=sin ∠CAD,
所以====.
1.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且b2+c2=a2+bc,若sin B sin C=sin2A,则△ABC是( )
A.等腰且非等边三角形
B.直角三角形
C.等边三角形
D.等腰直角三角形
解析:选C.由题及正弦定理可知bc=a2,所以b2+c2=a2+bc=2bc,即(b-c)2=0,所以b=c,又因为bc=a2,所以a=b=c,所以△ABC是等边三角形.故选C.
2.下列关于△ABC的说法正确的是( )
A.若a=7,b=14,A=30°,则B有两解
B.若a=30,b=25,A=150°,则B只有一解
C.若a=6,b=9,A=45°,则B有两解
D.若b=9,c=10,B=60°,则C无解
解析:选B.A项中,由正弦定理,得sin B===1,所以B=90°,即只有一解,A项错误.
B项中,由正弦定理,得sin B==<1,又A为钝角,故B只有一解,B项正确.
C项中,由正弦定理,得sin B==>1,所以B不存在,即无解,C项错误.
D项中,由正弦定理,得sin C==<1,因为b<c,B=60°,所以sin C>sin 60°,60°<C<120°,所以C有两解,D项错误.
3.(多选)在△ABC中,若a=2b sin A,则B=( )
A. B.
C. D.
解析:选AC.由正弦定理,得sin A=2sin B sin A,
因为0<A<π,0<B<π,所以sin A≠0,所以sin B=,解得B=或B=.
4.(教材P7练习AT3改编)在△ABC中,求证:=.
证明:因为左边==
==
====右边,所以原等式成立.
1.已学习:利用正弦定理求解三角形解的个数以及判断三角形的形状.
2.须贯通:理解并掌握求解三角形解的个数的条件,灵活运用正弦定理证明相关式子.
3.应注意:求解三角形的解的个数时,一定要注意检验.
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