内容正文:
期中复习讲义03 解三角形
【考点一】 余弦定理
【考点四】 三角形面积公式及其应用
【考点二】 正弦定理解三角形
【考点五】 正、余弦定理在几何中的应用
【考点三】 正弦定理求外接圆半径
【考点六】 正、余弦定理的实际应用
一、解三角形基础(基础考点,必记衔接)
1. 核心前提(衔接三角恒等变换)
解三角形的核心是利用正弦定理、余弦定理,结合三角形内角和定理、三角恒等变换公式,解决三角形的边、角求解、面积计算及形状判定问题,核心前提的常用结论如下:
三角形内角和定理:(为三角形三个内角,对应边分别为),常用变形:,
三角恒等变换常用结论(适配解三角形化简):,,
边角对应关系:在中,“大角对大边,大边对大角”,即(可由正弦定理证明)
2. 核心思想
以正弦定理、余弦定理为工具,实现三角形中边与角的相互转化,核心方法:根据已知条件(边、角)选择合适的定理,结合内角和定理、面积公式,解决求值、化简、判定问题,遵循“有斜用弦、有直用勾、有边用余弦、有角用正弦”的原则。
二、正弦定理(期中必考,核心考点)
1. 核心公式(含几何意义,易记易用)
在任意中,各边与它所对角的正弦的比相等,核心公式及几何意义如下:
标准公式:
几何意义:为外接圆的直径(为外接圆半径),是正弦定理变形应用的核心依据
核心变形(高频应用,解题关键):
边化角:,,(将边的关系转化为角的关系,适配化简、求值)
角化边:,,(将角的关系转化为边的关系,适配判定三角形形状)
边角比例:(快速判断边角对应关系)
2. 适用场景(精准匹配,规避误用)
正弦定理主要适用于已知“两角一边”或“两边及其中一边的对角”的解三角形问题,具体分为两类:
已知两角和任一边(如):先由内角和定理求第三角,再用正弦定理求另外两边,解唯一。
已知两边和其中一边的对角(如):需判断三角形解的个数(重点易错点),结合“大边对大角”及正弦函数值域分析,具体判定方法见下文专项说明。
3. 三角形解的个数判定(高频易错,专项突破)
已知(为的对边,为的对边),解的个数分三种情况,结合代数与几何角度判定:
当为锐角时:
若无解(无法构成三角形);
若:一解(直角三角形,);
若:两解(为锐角或钝角,均满足三角形内角和定理);
若:一解(为锐角,且)。
当为钝角或直角时:
若:一解(为锐角,且);
若:无解(,无法满足三角形内角和定理)。
三、余弦定理(期中必考,重点难点)
1. 核心公式(三种形式,按需选用)
余弦定理揭示了三角形三边与其中一角的关系,是勾股定理的推广,适用于任意三角形,核心公式及变形如下:
基础形式(已知两边及夹角,求第三边):
. . .
变形形式(已知三边,求任意角,高频应用):
. . .
2. 适用场景(与正弦定理互补,精准选用)
余弦定理主要适用于已知“两边及夹角”或“三边”的解三角形问题,解唯一(无需判断解的个数),具体应用场景:
已知两边和它们的夹角(如):直接用基础形式求第三边,再用变形形式求另外两个角(或用正弦定理,优先选余弦定理,避免判断解的个数)。
已知三角形三边():用变形形式求任意两个角,再由内角和定理求第三个角,注意角的范围()。
判断三角形形状(高频应用):通过余弦定理判断角的类型,进而确定三角形形状(锐角、直角、钝角三角形)。
3. 三角形形状判定(结合余弦定理,精准高效)
在中,设最大边为,对应最大角为,则:
若,则,,三角形为直角三角形(勾股定理,余弦定理特例);
若,则,,三角形为锐角三角形;
若,则,,三角形为钝角三角形。
四、三角形面积公式(期中高频,灵活应用)
1. 核心公式(多种形式,按需选用)
三角形面积公式可结合正弦定理、余弦定理变形,适配不同已知条件,核心公式如下(表示的面积):
基础形式(已知底和高):(简单直观,适用于已知底和对应高的情况);
边角形式(高频应用,适配解三角形):
(已知两边及夹角,优先选用);
结合正弦定理变形:(已知角及外接圆半径);
结合余弦定理变形:,可由(为锐角)推导,适配已知三边求面积。
2. 核心应用场景
直接求值:已知两边及夹角、一边及对应高、三角及外接圆半径等,直接套用对应公式计算面积。
综合应用:结合正弦定理、余弦定理,先求未知的边或角,再计算面积(期中大题高频考法,如“求三角形面积的最大值”)。
证明与化简:利用面积公式推导正弦定理,或结合三角恒等变换,化简与面积相关的表达式。
【考点一】余弦定理
1.(24-25高一下·浙江杭州·期中)在中,,则a等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用余弦定理直接计算即可得出结论.
【详解】由余弦定理,可得,
解得.
故选:A
2.(24-25高一下·广东深圳·期中)在中,若,则的最大角与最小角之和是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先由三边大小关系判断最大角与最小角,利用余弦定理求出第三角,由内角和即得.
【详解】因,即角与角分别为的最大角与最小角,
由余弦定理,,
因,则,故.
故选:B.
3.(23-24高一下·甘肃天水·期中)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据余弦定理边角互化即可求解.
【详解】由得,
由于,所以,故,
故选:B
4.(24-25高一下·四川成都·期中)已知海上岛在岛的北偏东方向距离岛5海里处,岛在岛的北偏西方向,岛与岛相距7海里,则岛与岛的距离为________海里.
【答案】
【分析】利用余弦定理解三角形即可.
【详解】如图,由题意得,
由余弦定理得,
即,解得(舍去),
所以岛与岛的距离为海里.
故答案为:.
5.(24-25高一下·湖南·期中)在中,,则__________.
【答案】
【分析】根据余弦定理计算即可求解.
【详解】在中,由余弦定理可得
,
故答案为:.
6.(24-25高一下·浙江·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,,,则______.
【答案】/
【分析】应用余弦定理及已知列方程求边长.
【详解】由题设,则,
所以,可得,负值舍去.
故答案为:
7.(22-23高一下·陕西西安·期中)在中,已知角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则角B的最大值为______.
【答案】
【分析】利用余弦定理和基本不等式求解.
【详解】由余弦定理,代入,得,
整理得:,
则,
当仅当时取“”,
由因为,所以,
所以角B的最大值为.
故答案为:.
8.(24-25高一下·福建福州·期中)在中,边的长分别为.
(1)利用向量知识证明:;
(2)已知,求.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)由,将两边平方由数量积的运算律及定义即可得证;
(2)利用余弦定理计算可得.
【详解】(1)
在中,∵,
∴
.
∵、、的长分别为、、,
∴,,,
∴.
(2)因为,
由余弦定理,即,
即,解得,
所以.
9.(23-24高一下·广东汕尾·期中)在△ABC中角A,B,C所对的边分别为a、b、c,若,,
(1)求边a的值;
(2)求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】由余弦定理得出以及,进而得出,最后由二倍角公式求解即可.
【详解】(1)
(2)
10.(24-25高一下·云南昭通·期中)已知在中,,,分别为边,上的点,且,.
(1)若,用向量方法求证:;
(2)若,求边上的中线的长.
【答案】(1)证明见解析
(2).
【分析】(1)结合图形,利用向量的加法法则表示出两向量,再由数量积的运算律结合向量垂直的条件可证明;
(2)在中由余弦定理计算可得.
【详解】(1)
证明:因为,所以.
又因为,所以.
因为,,所以,
所以,
即,得证.
(2)在中,由余弦定理得:,
在中由余弦定理得:,则.
【考点二】正弦定理解三角形
11.(24-25高一下·广东深圳·期中)已知分别为三个内角所对的边,若,则( )
A. B. C.或 D.
【答案】A
【分析】利用正弦定理求得,结合三角形边角关系即可求出角.
【详解】由正弦定理,,可得,
因,则,故.
故选:A.
12.(24-25高一下·四川成都·期中)在中,已知,,,则( )
A. B. C.3 D.
【答案】D
【分析】根据两角和差的正弦公式计算,再结合正弦定理即可.
【详解】由题意可知,,
又,
则由正弦定理可得,.
故选:D
13.(24-25高一下·四川泸州·期中)在中,,则大小为( )
A.或 B.或 C. D.
【答案】B
【分析】利用正弦定理求解即得.
【详解】在中,由及正弦定理,得,
而,则,所以或.
故选:B
14.(24-25高一下·吉林长春·期中)在中角A,B,C的对边分别为a,b,c,,,,则__________.
【答案】/
【分析】根据给定条件,利用正弦定理求解即得.
【详解】在中,由正弦定理得.
故答案为:
15.(24-25高一下·吉林延边·期中)在中,,则________.
【答案】或
【分析】利用正弦定理可求得,进而求得,利用三角形内角和定理可求.
【详解】在中,由正弦定理可得,又,
所以,解得,
因为,所以,所以或,
当时,,当时,,
综上所述:或.
故答案为:或.
16.(24-25高一下·浙江台州·期中)的三个内角满足,则最小角的余弦值为__________.
【答案】
【分析】利用正弦定理、余弦定理可得答案.
【详解】因为的三个内角满足,
所以由正弦定理得,设,
则是最小角,由余弦定理得.
故答案为:.
17.(24-25高一下·四川成都·期中)如图,在测量河对岸的塔高时,测量者选取了与塔底在同一水平面内的两个测量基点与,并测得,,米,在点处测得塔顶A的仰角为,则塔高______.
【答案】米;
【分析】先根据正弦定理求得,进而在中,利用求解.
【详解】在中,,,,
则,
由正弦定理得,
所以.
在中,,
所以米.
故答案为:米
18.(23-24高一下·陕西西安·期中)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c;
(1)若, , ,求a;
(2)若, , ,求B;
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用余弦定理直接求解.
(2)利用正弦定理直接求解.
【详解】(1)在中,, , ,
由余弦定理得,,
所以.
(2)在中,, , ,
由正弦定理得,,即,由,得,
所以.
19.(24-25高一下·山东淄博·期中)在中,角的对边分别为.已知.
(1)求的值;
(2)求c的值;
(3)求的值.
【答案】(1);
(2);
(3).
【分析】(1)应用正弦定理求;
(2)由题设得,结合三角形内角的性质、和角余弦公式得,再应用余弦定理求边长;
(3)由(2)应用平方关系求.
【详解】(1)由题设;
(2)由题设,易知为锐角,则,且,
所以,
由;
(3)由题设及(2),有为锐角,则.
20.(24-25高一下·新疆·期中)如图,在中,点在线段上,且,.
(1)若是正三角形,求的长;
(2)若,,求的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由余弦定理计算即可求得;
(2)由两角差的正弦公式即可求得,再由正弦定理求,从而得.
【详解】(1)因为是正三角形,则,所以,
因为,,所以,
在中,
由余弦定理得.
(2)因为,则为锐角,所以,
则,
在中,由正弦定理,得,
因为,所以.
【考点三】正弦定理求外接圆半径
21.(23-24高一下·浙江温州·期中)若的外接圆的半径,,则( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】C
【分析】根据正弦定理求解即可.
【详解】由正弦定理可得:,
所以.
故选:C
22.(24-25高一下·新疆克拉玛依·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且,,则外接圆的周长为( )
A. B. C.2 D.1
【答案】A
【分析】由正弦定理求出外接圆的半径,即可求出外接圆的周长.
【详解】设外接圆的半径为,
因为,,所以,
所以,所以外接圆的周长为.
故选:A.
23.(24-25高一下·湖南娄底·期中)在中,角的对边分别为,则的外接圆面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】应用余弦定理求得,由正弦定理求外接圆半径,进而求圆的面积.
【详解】由题设,则,
所以外接圆半径,故圆的面积为.
故选:D
24.(24-25高一下·山东·期中)已知平面向量满足,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】构造平面图形,利用正弦定理可求的最大值.
【详解】
如图,设,,则,
故,,故外接圆的半径为,
且在优弧上运动变化,设外接圆的圆心为,的中点为,
延长至,使得,连接,
则,且,,
而,故,
故,当且仅当过时取最大值,
此时在优弧上,
故选:C.
25.(23-24高一下·云南昆明·期中)“不以规矩,不能成方圆”,出自《孟子・离娄章句上》.“规”指圆规,“矩”指由相互垂直的长短两条直尺构成的角尺,是用来测量、画圆和方形图案的工具.有一块圆形木板,以“矩”量之,较长边为,较短边为,若将这块圆形木板截出一块三角形木块,三角形顶点都在圆周上,角的对边分别为,满足,则______.
【答案】/
【分析】运用正弦定理,结合外接圆可解.
【详解】设的外接圆半径为,则(cm),
由正弦定理,可得.
故答案为:.
26.(23-24高一下·福建莆田·期中)在中,角A、B、C所对的边分别为a、b、c,且,若,则外接圆半径为______.
【答案】
【分析】根据正弦定理结合两角和的正弦公式化简求解,再由得,最后由正弦定理求得外接圆半径即可.
【详解】由及正弦定理得,
即,即,由,则,所以,
因为,所以,所以,
所以由正弦定理得,的外接圆半径为.
故答案为:
27.(23-24高一下·黑龙江大庆·期中)在中,已知,是的外心,若,则______.
【答案】
【分析】通过正弦定理,求出外接圆的半径,求出与的数量积,列方程求得结果.
【详解】中,已知,由余弦定理可得:
,则,
是的外心,设的外接圆半径为,
由正弦定理可得:,可得,
分别为的中点,如图所示,
,,
,,
,
又,,
解得,所以.
故答案为:.
28.(24-25高一下·福建福州·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,
(1)求的外接圆半径;
(2)周长的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)利用正弦定理角化边,再利用余弦定理求出角,进而求出三角形外接圆半径.
(2)由(1)中信息,利用基本不等式求出周长范围.
【详解】(1)在中,由,得,
由正弦定理得,即,
由余弦定理得,而,则,
所以的外接圆半径.
(2)由(1)知,
则,当且仅当时取等号,
因此,解得,而,即,
则,所以周长的取值范围是.
29.(24-25高一下·海南·期中)在中,内角,,的对边分别为,,,已知.
(1)若,求的外接圆面积;
(2)若,求角.
【答案】(1)
(2)或.
【分析】(1)设的外接圆的半径为,由条件利用正弦定理化边为角可得,化简可得,由此可求,再求的外接圆面积;
(2)由正弦定理化边为角,结合(1)可得,利用三角恒等变换公式可得,结合角的范围及特殊角三角函数值可得结论.
【详解】(1)设的外接圆的半径为,由正弦定理可得,
所以,
在中,由,
可得,又
所以
所以
所以,
所以,
而,所以,即,
因为为内角,所以,所以
所以,故,
所以外接圆的面积为,
(2)由,可得,
在中,由正弦定理得,由(1)
所以,
因为,所以,
所以,
则,得,
,或,
或.
30.(23-24高一下·江西抚州·期中)已知中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,其中,,.
(1)求的外接圆半径;
(2)求周长的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由,利用商数关系和平方关系化简求得,再利用正弦定理求解;
(2)先利用余弦定理得到,再利用基本不等式求解.
【详解】(1)解:依题意,
解得,
故的外接圆半径.
(2)由余弦定理得,
因为,则,
则,故,
当且仅当时等号成立,
故周长的最大值为.
【考点四】三角形面积公式及其应用
31.(24-25高一下·辽宁沈阳·期中)在中,其内角的对边分别为,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据已知条件直接利用三角形的面积公式求解即可.
【详解】因为在中,,
所以的面积为.
故选:D
32.(24-25高一下·广东深圳·期中)在中,角所对的边分别为,且,的面积,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【分析】利用三角形的面积公式和余弦定理计算易得.
【详解】由题意,,可得;
由余弦定理,,
代入条件,可得,解得.
故选:B.
33.(23-24高一下·福建厦门·期中)已知的内角 的对边分别为 , 且, 若, 则 的面积为 ( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【分析】由正弦定理角化边,结合余弦定理及三角形面积公式即可求解.
【详解】由正弦定理角化边得到:,
即 ,
所以 ,,
,
又,
且,
得,即,
所以 .
故选:A
34.(24-25高一下·浙江·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为的面积__________.
【答案】/
【分析】由三角形的面积公式求解即可.
【详解】,
故答案为:
35.(24-25高一下·甘肃武威·期中)已知的面积为,则的值为_____;
【答案】/
【分析】由三角形的面积公式和余弦定理结合同角的三角函数关系化简可得.
【详解】由三角形的面积公式可得,
变形可得,
又余弦定理有,解得.
故答案为:.
36.(24-25高一下·吉林长春·期中)设内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,,,的平分线交边BC于点D,则线段AD的长度为__________.
【答案】
【分析】利用三角形面积公式得到,又,从而得到方程,求出答案.
【详解】在中,由面积公式得,
又,
故,解得
故答案为:
37.(24-25高一下·山东烟台·期中)如图,在四边形ABCD中,,,设.①当时,BF的长为______,②四边形BFDE面积的最大值为__________.
【答案】
【分析】(1)根据题意,得到为的中点,且为的平分线,由,得到,结合,再由,可得,求得,,结合为的中点,得到,结合三角函数的性质,即可求解.
【详解】解:由,且,
所以为的中点,且为的平分线,
因为,可得,
所以,
则,
所以.
由,可得,且,
所以,,
因为为的中点,可得,
所以,
因为,可得,则,
当时,即时,可得的最大值为.
38.(24-25高一下·广东深圳·期中)已知中,分别为内角的对边,且,
(1)求角的大小;
(2)设点为上一点,是的角平分线,且,求的长度.
【答案】(1)
(2)2
【分析】(1)由正弦定理进行角化边,然后利用余弦定理即可得到答案
(2)利用三角形的面积关系解出即可
【详解】(1)在中,由正弦定理及得:,
化简可得:,
由余弦定理得,
又,所以
(2) 是的角平分线,则,
由可得
因为,,即有,
故.
39.(24-25高一下·吉林长春·期中)已知,,分别为三个内角,,的对边,且.
(1)求;
(2)若,,设为的角平分线,求的长.
(3)若,且的面积为,求的周长.
【答案】(1);
(2);
(3).
【分析】(1)利用正弦定理将边化角,即可得解.
(2)利用三角形面积公式列式求解即得.
(3)利用余弦定理及面积公式列式求出,即可求得周长.
【详解】(1)在中,由及由正弦定理,得,
而,则,又,
所以.
(2)由(1)知,由为的角平分线,得,
即,而,,
所以.
(3)由(1)知,由,得,
又,由余弦定理,得,
即,解得,
所以的周长为.
40.(24-25高一下·安徽合肥·期中)如图,P是边长为2的正三角形所在平面上一点(点,,,逆时针排列),且满足,记.
(1)用表示PA的长度;
(2)求的面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理列出关于的表达式,化简即可.
(2)先求出,再根据三角形面积得到关于的表达式,利用二倍角和辅助角等公式化简,最后根据的取值范围即可求解.
【详解】(1)由,则,则,
在中,由正弦定理有,即,
化简,得.
(2)由面积公式得,
由以上可得
,
又,且,则,,
,则,
故的取值范围为.
【考点五】正、余弦定理在几何中的应用
41.(24-25高一下·山东青岛·月考)在中,,且,则的形状是( )
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】首先由余弦定理得,再由题干条件结合正弦定理得,故是等边三角形.
【详解】由,得,所以;
又,由正弦定理得,所以是等边三角形.
故选:C.
42.(23-24高一下·陕西咸阳·期中)在锐角中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据正弦定理边角互化得,进而将问题转化为,根据锐角三角形得角的范围,即可根据三角函数的性质求解.
【详解】由正弦定理以及可得,故,
又,
由于为锐角三角形,故,故,
因此,
故,
故选:A
43.(24-25高一下·广东广州·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,C.已知,则的形状一定是( )
A.等边三角形 B.直角三角形
C.等腰三角形 D.等腰直角三角形
【答案】C
【分析】利用余弦定理变形,再结合余弦函数的性质判断即可.
【详解】在中,由余弦定理得,整理得,
而,函数在上单调递减,因此,
所以是等腰三角形.
故选:C
44.(24-25高一下·湖北·期中)在中,已知,,且满足条件的三角形有两个,则边的取值范围是______;
【答案】
【分析】由题意可得,求解即可.
【详解】满足三角形有两个的条件为,又因为,,
所以,所以.
故答案为:.
45.(24-25高一下·河南·期中)在中,,设边长为,若满足条件的有且只有两个,则的取值范围是__________.
【答案】
【分析】根据题意,求得边上的高为,由满足条件的有且只有两个,得到,即可求解.
【详解】因为,可得边上的高为,
若满足条件的有且只有两个,则满足,
所以的取值范围是.
故答案为:.
46.(24-25高一下·江苏南通·期中)在中,三边长分别为4,6,8,则为______________三角形.(选填“锐角”、“直角”、“钝角”)
【答案】钝角
【分析】设边长为8的边对应的角为,利用余弦定理可判断.
【详解】设边长为8的边对应的角为,
由余弦定理可得,
所以为钝角,因此,三角形为钝角三角形,
故答案为:钝角.
47.(24-25高一下·浙江杭州·期中)中,若,,则的面积的取值范围______.
【答案】
【分析】由已知可求得,利用正弦定理可得,利用,结合边化角与三角恒等变换可求得的面积的取值范围.
【详解】由和余弦定理,
可得,
即,所以,
因为,所以,
又因为,
由正弦定理,,
则得,
,
因为,所以,
所以,则,
故的面积的取值范围.
故答案为:.
48.(24-25高一下·山东青岛·期中)在中,角,,所对的边分别为,,,已知.
(1)求角的大小;
(2)若,当的周长取最大值时,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据正弦定理得到,再根据倍角公式得,进而得到;
(2)根据余弦定理得,再利用均值不等式得,当且仅当时取等号,此时周长最大,再由面积公式求得此时的面积.
【详解】(1)因为,由正弦定理得,
因为,所以,
又因为,且,所以,
又因为,,
所以,即.
(2)在中,由余弦定理,
得,即,
所以,当且仅当时取等号,
所以周长的最大值为,
此时面积.
49.(24-25高一下·浙江杭州·期中)已知的三个内角所对的边分别为,满足是的中点,.
(1)求B;
(2)求的面积;
(3)求线段的长度.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)结合已知条件和正弦定理即可求出b,再根据余弦定理求出cosB,从而可求B;
(2)根据三角形面积公式即可求解;
(3)利用向量及其数量积计算法则即可计算.
【详解】(1)∵
∴根据正弦定理得,
又∵,.
根据余弦定理得,
又∵,
(2).
(3)∵E是中点,
,
∴.
50.(25-26高一上·四川绵阳·期中)已知的内角A,B,C的对边为a,b,c,且.
(1)求;
(2)设的面积为,,判断的形状.
【答案】(1)
(2)为钝角三角形.
【分析】(1)根据正弦定理以及余弦定理可得,再根据以及求解即可.
(2)由三角形面积公式可求得,求解与,再由,,的关系即可求解.
【详解】(1)由题意可得,,根据正弦定理可得,
即,
所以,由,可得,
因为,所以,可得.
(2)因为的面积为,所以,所以,因为,,
所以,解得或,所以或,
当,时,根据余弦定理,即,
同理当,时,解得,
因为,可得为钝角三角形.
【考点六】正、余弦定理的实际应用
51.(24-25高一下·广西·期中)3月31日,2025年“广西三月三八桂嘉年华”开幕式暨全国“四季村歌”活动在南宁民歌湖举行,主舞台设在南宁民歌湖边.小明在湖对岸,现想测量与主舞台的距离,如右图所示,A(小明),B(主舞台)两点在湖的两岸,通过确定与A同侧的湖岸边一点C,测出A,C的距离为100m,,,计算出A,B两点的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用正弦定理列式计算得解.
【详解】在中,,则,而,
由正弦定理得.
故选:A
52.(23-24高一下·甘肃白银·期中)新疆国际大巴扎丝绸之路观光塔,是乌鲁木齐的地标性建筑.如图,某同学为测量观光塔的高度,在观光塔的正西方向找到一座高为40米的建筑物,在地面上点处(,,三点共线且在同一水平面上)测得建筑物的顶部的仰角为,测得观光塔的顶部的仰角为,在建筑物的顶部处测得观光塔的顶部的仰角为,则观光塔的高为( )
A.米 B.80米 C.米 D.米
【答案】B
【分析】由题意可得,结合正弦定理计算即可求解.
【详解】由题意可得,米,,
则.
在中,由正弦定理可得,
即,解得米.
故选:B
53.(24-25高一下·云南文山·期中)小明和小王周末相约去爬300m高的山,爬到山顶发现山下有一座信号塔,两人通过测量测得塔顶与塔底的俯角分别是,,如图,那么塔高为( )
A.200m B.m C.m D.100m
【答案】A
【分析】设山顶为A,塔底为C,塔顶为D,过点A作CD的垂线,交CD的延长线于点B,利用直角三角形边角关系求出的长即可得解.
【详解】设山顶为A,塔底为C,塔顶为D,过点A作CD的垂线,交CD的延长线于点B,
则,,,
易得,,
所以.
故选:A.
54.(24-25高一下·广东·期中)两座灯塔和与海洋观察站的距离分别为,,灯塔在观察站的北偏东方向上,灯塔在观察站的南偏东方向上,则灯塔与的距离为_____km.
【答案】7
【分析】首先画出方位图,得到,再利用余弦定理求解即可
【详解】如图所示:由题意可得,且,,
所以由余弦定理可得,即.
故答案为:.
55.(24-25高一下·江西萍乡·期中)萍乡是秋收起义策源地,1927年毛泽东在安源主持召开秋收起义军事会议,并于9月9日亲自发动和领导了秋收起义,第一次高举起工农革命军的旗帜.如图,两点相距36米,与秋收起义纪念碑(底部不可到达)的底部在同一水平直线上,利用高为0.3米的测角仪器,在两点测得纪念碑的顶点的仰角分别为和,则该纪念碑的高度__________米.
【答案】
【分析】根据仰角概念解三角形求得,利用直角三角形求出,即可确定长.
【详解】如图,依题意,,,
故,则,
在中,,
故米.
故答案为:.
56.(24-25高一下·甘肃白银·期中)如图,某港口要将一件重要物品用小艇送到一艘正在航行的轮船上.在小艇出发时,轮船位于港口北偏西方向且与该港口相距20nmile的处,并以15nmile/h的航行速度沿正东方向匀速行驶.假设该小艇沿直线方向以mile的航行速度匀速行驶,经过与轮船相遇,则的最小值为______.
【答案】2
【分析】画出图形,利用余弦定理建立方程求解即可.
【详解】如图,假设小艇与轮船在点相遇,
由题意得,,.
由余弦定理得,得,
解得或4.故的最小值为2.
故答案为:2
57.(24-25高一下·重庆北碚·期中)抗战胜利纪功碑暨人民解放纪念碑(简称“解放碑”)位于重庆市渝中区解放碑商业步行街中心地带,是抗战胜利的精神象征,也是中国唯一一座纪念中华民族抗日战争胜利的纪念碑,同时象征着中国人民反法西斯战争的胜利、重庆解放的历史意义.小西为测量解放碑的高度,选取了由西到东相距米的两个观测点A和B.在点A处测得解放碑的基座中心点C位于北偏东75°方向(A、B、C在同一水平面上),且楼顶D的仰角为30°;在点B处测得解放碑基座中心点C位于北偏西45°方向,则解放碑的高度为________米.
【答案】27.5/
【分析】在中,利用正弦定理求出,在根据计算即可得出结果.
【详解】因为在点处测得解放碑的基座中心点位于北偏东方向,在点处测得位于北偏西方向,、、在同一水平面上,
所以,,所以.
由正弦定理可得:,
米,,.
所以米.
在中,,根据正切函数,
所以米.
故答案为:27.5
58.(24-25高一下·吉林松原·期中)如图,,是海上相距海里的两个观测塔,位于的正南方向.观测塔发现其南偏东方向处有一艘轮船发出求救信号,同时,观测塔也发现其北偏东方向上处发出求救信号.此时位于观测塔南偏西方向且与相距海里的处有一艘救援船,其航行的最大速度为30海里/时.
(1)求处到观测塔的距离;
(2)处的救援船应该朝北偏东多少度的方向沿直线前往处救援?至少航行多长时间才能到达处?
【答案】(1)海里
(2)北偏东的方向, 2小时
【分析】(1)由条件确定,,,再结合,即可求解;
(2)在中,由余弦定理先求得,再由,求得,即可求解.
【详解】(1)由在的南偏东,在的北偏东方向,
得在中,,,,
由正弦定理,得,所以,
又,
所以海里,即处到观测塔的距离为海里.
(2)在中,,,,
由余弦定理,得,
所以海里,航行时间至少为小时.
又,
且,所以,所以在的北偏东方向.
故处的救援船应该朝北偏东的方向沿直线前往处救援,至少航行2小时才能到达处.
59.(23-24高一下·江苏宿迁·期中)某三甲医院开展用直升飞机接送危重病人业务,为了保证直升飞机的降落准确、安全,在门诊楼AB 和综合楼CD的楼上安装导航标记,已知两楼的地面距离, 在A,C之间取一导航标志观测点P ,当点P 在AC 中点时,测得两楼顶导航标记的张角 若
(1)求两导航标记距离地面的高度AB、CD;
(2)要使在点P 处看两楼顶导航标记的张角最大,点P应在何处?
【答案】(1)
(2)时,张角最大
【分析】(1)利用直角三角形知识可求,利用两角和的正切公式可求;
(2)利用两角和的正切公式表示出,利用基本不等式可求答案.
【详解】(1)由题意,在中,,
所以;
在中,,
在中,,
因为,所以,
所以,
解得,所以.
(2)设,则;
在中,,
在中,,
于是
设,则
.
当且仅当时,即时,等号成立;
又恒成立,所以,所以;
由正切函数在上为增函数,所以取最大值时,也最大.
当时,张角最大.
60.(24-25高一下·四川巴中·期中)如图,为了测量河对岸,两点之间的距离,观察者找到一个点,从点可以观察到点,;找到一个点,从点可以观察到点,;找到一个点,从点可以观察到点,,并测量得到一些数据:,,,,,,.(其中)
(1)求,两点之间的距离;
(2)求,两点之间的距离.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)在中,应用正弦定理求解即可;
(2)在中,应用正弦定理,求出,再在中,由余弦定理求得答案.
【详解】(1)由题意知,在中,.
由正弦定理得.
(2)在中, ,由正弦定理得,
在中,由余弦定理得,
∴
1
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期中复习讲义03 解三角形
【考点一】 余弦定理
【考点四】 三角形面积公式及其应用
【考点二】 正弦定理解三角形
【考点五】 正、余弦定理在几何中的应用
【考点三】 正弦定理求外接圆半径
【考点六】 正、余弦定理的实际应用
一、解三角形基础(基础考点,必记衔接)
1. 核心前提(衔接三角恒等变换)
解三角形的核心是利用正弦定理、余弦定理,结合三角形内角和定理、三角恒等变换公式,解决三角形的边、角求解、面积计算及形状判定问题,核心前提的常用结论如下:
三角形内角和定理:(为三角形三个内角,对应边分别为),常用变形:,
三角恒等变换常用结论(适配解三角形化简):,,
边角对应关系:在中,“大角对大边,大边对大角”,即(可由正弦定理证明)
2. 核心思想
以正弦定理、余弦定理为工具,实现三角形中边与角的相互转化,核心方法:根据已知条件(边、角)选择合适的定理,结合内角和定理、面积公式,解决求值、化简、判定问题,遵循“有斜用弦、有直用勾、有边用余弦、有角用正弦”的原则。
二、正弦定理(期中必考,核心考点)
1. 核心公式(含几何意义,易记易用)
在任意中,各边与它所对角的正弦的比相等,核心公式及几何意义如下:
标准公式:
几何意义:为外接圆的直径(为外接圆半径),是正弦定理变形应用的核心依据
核心变形(高频应用,解题关键):
边化角:,,(将边的关系转化为角的关系,适配化简、求值)
角化边:,,(将角的关系转化为边的关系,适配判定三角形形状)
边角比例:(快速判断边角对应关系)
2. 适用场景(精准匹配,规避误用)
正弦定理主要适用于已知“两角一边”或“两边及其中一边的对角”的解三角形问题,具体分为两类:
已知两角和任一边(如):先由内角和定理求第三角,再用正弦定理求另外两边,解唯一。
已知两边和其中一边的对角(如):需判断三角形解的个数(重点易错点),结合“大边对大角”及正弦函数值域分析,具体判定方法见下文专项说明。
3. 三角形解的个数判定(高频易错,专项突破)
已知(为的对边,为的对边),解的个数分三种情况,结合代数与几何角度判定:
当为锐角时:
若无解(无法构成三角形);
若:一解(直角三角形,);
若:两解(为锐角或钝角,均满足三角形内角和定理);
若:一解(为锐角,且)。
当为钝角或直角时:
若:一解(为锐角,且);
若:无解(,无法满足三角形内角和定理)。
三、余弦定理(期中必考,重点难点)
1. 核心公式(三种形式,按需选用)
余弦定理揭示了三角形三边与其中一角的关系,是勾股定理的推广,适用于任意三角形,核心公式及变形如下:
基础形式(已知两边及夹角,求第三边):
. . .
变形形式(已知三边,求任意角,高频应用):
. . .
2. 适用场景(与正弦定理互补,精准选用)
余弦定理主要适用于已知“两边及夹角”或“三边”的解三角形问题,解唯一(无需判断解的个数),具体应用场景:
已知两边和它们的夹角(如):直接用基础形式求第三边,再用变形形式求另外两个角(或用正弦定理,优先选余弦定理,避免判断解的个数)。
已知三角形三边():用变形形式求任意两个角,再由内角和定理求第三个角,注意角的范围()。
判断三角形形状(高频应用):通过余弦定理判断角的类型,进而确定三角形形状(锐角、直角、钝角三角形)。
3. 三角形形状判定(结合余弦定理,精准高效)
在中,设最大边为,对应最大角为,则:
若,则,,三角形为直角三角形(勾股定理,余弦定理特例);
若,则,,三角形为锐角三角形;
若,则,,三角形为钝角三角形。
四、三角形面积公式(期中高频,灵活应用)
1. 核心公式(多种形式,按需选用)
三角形面积公式可结合正弦定理、余弦定理变形,适配不同已知条件,核心公式如下(表示的面积):
基础形式(已知底和高):(简单直观,适用于已知底和对应高的情况);
边角形式(高频应用,适配解三角形):
(已知两边及夹角,优先选用);
结合正弦定理变形:(已知角及外接圆半径);
结合余弦定理变形:,可由(为锐角)推导,适配已知三边求面积。
2. 核心应用场景
直接求值:已知两边及夹角、一边及对应高、三角及外接圆半径等,直接套用对应公式计算面积。
综合应用:结合正弦定理、余弦定理,先求未知的边或角,再计算面积(期中大题高频考法,如“求三角形面积的最大值”)。
证明与化简:利用面积公式推导正弦定理,或结合三角恒等变换,化简与面积相关的表达式。
【考点一】余弦定理
1.(24-25高一下·浙江杭州·期中)在中,,则a等于( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一下·广东深圳·期中)在中,若,则的最大角与最小角之和是( )
A. B. C. D.
3.(23-24高一下·甘肃天水·期中)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且,,则( )
A. B. C. D.
4.(24-25高一下·四川成都·期中)已知海上岛在岛的北偏东方向距离岛5海里处,岛在岛的北偏西方向,岛与岛相距7海里,则岛与岛的距离为________海里.
5.(24-25高一下·湖南·期中)在中,,则__________.
6.(24-25高一下·浙江·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,,,则______.
7.(22-23高一下·陕西西安·期中)在中,已知角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则角B的最大值为______.
8.(24-25高一下·福建福州·期中)在中,边的长分别为.
(1)利用向量知识证明:;
(2)已知,求.
9.(23-24高一下·广东汕尾·期中)在△ABC中角A,B,C所对的边分别为a、b、c,若,,
(1)求边a的值;
(2)求的值.
10.(24-25高一下·云南昭通·期中)已知在中,,,分别为边,上的点,且,.
(1)若,用向量方法求证:;
(2)若,求边上的中线的长.
【考点二】正弦定理解三角形
11.(24-25高一下·广东深圳·期中)已知分别为三个内角所对的边,若,则( )
A. B. C.或 D.
12.(24-25高一下·四川成都·期中)在中,已知,,,则( )
A. B. C.3 D.
13.(24-25高一下·四川泸州·期中)在中,,则大小为( )
A.或 B.或 C. D.
14.(24-25高一下·吉林长春·期中)在中角A,B,C的对边分别为a,b,c,,,,则__________.
15.(24-25高一下·吉林延边·期中)在中,,则________.
16.(24-25高一下·浙江台州·期中)的三个内角满足,则最小角的余弦值为__________.
17.(24-25高一下·四川成都·期中)如图,在测量河对岸的塔高时,测量者选取了与塔底在同一水平面内的两个测量基点与,并测得,,米,在点处测得塔顶A的仰角为,则塔高______.
18.(23-24高一下·陕西西安·期中)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c;
(1)若, , ,求a;
(2)若, , ,求B;
19.(24-25高一下·山东淄博·期中)在中,角的对边分别为.已知.
(1)求的值;
(2)求c的值;
(3)求的值.
20.(24-25高一下·新疆·期中)如图,在中,点在线段上,且,.
(1)若是正三角形,求的长;
(2)若,,求的长.
【考点三】正弦定理求外接圆半径
21.(23-24高一下·浙江温州·期中)若的外接圆的半径,,则( )
A.1 B. C.2 D.
22.(24-25高一下·新疆克拉玛依·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且,,则外接圆的周长为( )
A. B. C.2 D.1
23.(24-25高一下·湖南娄底·期中)在中,角的对边分别为,则的外接圆面积为( )
A. B. C. D.
24.(24-25高一下·山东·期中)已知平面向量满足,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
25.(23-24高一下·云南昆明·期中)“不以规矩,不能成方圆”,出自《孟子・离娄章句上》.“规”指圆规,“矩”指由相互垂直的长短两条直尺构成的角尺,是用来测量、画圆和方形图案的工具.有一块圆形木板,以“矩”量之,较长边为,较短边为,若将这块圆形木板截出一块三角形木块,三角形顶点都在圆周上,角的对边分别为,满足,则______.
26.(23-24高一下·福建莆田·期中)在中,角A、B、C所对的边分别为a、b、c,且,若,则外接圆半径为______.
27.(23-24高一下·黑龙江大庆·期中)在中,已知,是的外心,若,则______.
28.(24-25高一下·福建福州·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,
(1)求的外接圆半径;
(2)周长的取值范围.
29.(24-25高一下·海南·期中)在中,内角,,的对边分别为,,,已知.
(1)若,求的外接圆面积;
(2)若,求角.
30.(23-24高一下·江西抚州·期中)已知中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,其中,,.
(1)求的外接圆半径;
(2)求周长的最大值.
【考点四】三角形面积公式及其应用
31.(24-25高一下·辽宁沈阳·期中)在中,其内角的对边分别为,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
32.(24-25高一下·广东深圳·期中)在中,角所对的边分别为,且,的面积,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
33.(23-24高一下·福建厦门·期中)已知的内角 的对边分别为 , 且, 若, 则 的面积为 ( )
A. B. C. D.2
34.(24-25高一下·浙江·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为的面积__________.
35.(24-25高一下·甘肃武威·期中)已知的面积为,则的值为_____;
36.(24-25高一下·吉林长春·期中)设内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,,,的平分线交边BC于点D,则线段AD的长度为__________.
37.(24-25高一下·山东烟台·期中)如图,在四边形ABCD中,,,设.①当时,BF的长为______,②四边形BFDE面积的最大值为__________.
38.(24-25高一下·广东深圳·期中)已知中,分别为内角的对边,且,
(1)求角的大小;
(2)设点为上一点,是的角平分线,且,求的长度.
39.(24-25高一下·吉林长春·期中)已知,,分别为三个内角,,的对边,且.
(1)求;
(2)若,,设为的角平分线,求的长.
(3)若,且的面积为,求的周长.
40.(24-25高一下·安徽合肥·期中)如图,P是边长为2的正三角形所在平面上一点(点,,,逆时针排列),且满足,记.
(1)用表示PA的长度;
(2)求的面积的取值范围.
【考点五】正、余弦定理在几何中的应用
41.(24-25高一下·山东青岛·月考)在中,,且,则的形状是( )
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
42.(23-24高一下·陕西咸阳·期中)在锐角中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
43.(24-25高一下·广东广州·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,C.已知,则的形状一定是( )
A.等边三角形 B.直角三角形
C.等腰三角形 D.等腰直角三角形
44.(24-25高一下·湖北·期中)在中,已知,,且满足条件的三角形有两个,则边的取值范围是______;
45.(24-25高一下·河南·期中)在中,,设边长为,若满足条件的有且只有两个,则的取值范围是__________.
46.(24-25高一下·江苏南通·期中)在中,三边长分别为4,6,8,则为______________三角形.(选填“锐角”、“直角”、“钝角”)
47.(24-25高一下·浙江杭州·期中)中,若,,则的面积的取值范围______.
48.(24-25高一下·山东青岛·期中)在中,角,,所对的边分别为,,,已知.
(1)求角的大小;
(2)若,当的周长取最大值时,求的面积.
49.(24-25高一下·浙江杭州·期中)已知的三个内角所对的边分别为,满足是的中点,.
(1)求B;
(2)求的面积;
(3)求线段的长度.
50.(25-26高一上·四川绵阳·期中)已知的内角A,B,C的对边为a,b,c,且.
(1)求;
(2)设的面积为,,判断的形状.
【考点六】正、余弦定理的实际应用
51.(24-25高一下·广西·期中)3月31日,2025年“广西三月三八桂嘉年华”开幕式暨全国“四季村歌”活动在南宁民歌湖举行,主舞台设在南宁民歌湖边.小明在湖对岸,现想测量与主舞台的距离,如右图所示,A(小明),B(主舞台)两点在湖的两岸,通过确定与A同侧的湖岸边一点C,测出A,C的距离为100m,,,计算出A,B两点的距离为( )
A. B. C. D.
52.(23-24高一下·甘肃白银·期中)新疆国际大巴扎丝绸之路观光塔,是乌鲁木齐的地标性建筑.如图,某同学为测量观光塔的高度,在观光塔的正西方向找到一座高为40米的建筑物,在地面上点处(,,三点共线且在同一水平面上)测得建筑物的顶部的仰角为,测得观光塔的顶部的仰角为,在建筑物的顶部处测得观光塔的顶部的仰角为,则观光塔的高为( )
A.米 B.80米 C.米 D.米
53.(24-25高一下·云南文山·期中)小明和小王周末相约去爬300m高的山,爬到山顶发现山下有一座信号塔,两人通过测量测得塔顶与塔底的俯角分别是,,如图,那么塔高为( )
A.200m B.m C.m D.100m
54.(24-25高一下·广东·期中)两座灯塔和与海洋观察站的距离分别为,,灯塔在观察站的北偏东方向上,灯塔在观察站的南偏东方向上,则灯塔与的距离为_____km.
55.(24-25高一下·江西萍乡·期中)萍乡是秋收起义策源地,1927年毛泽东在安源主持召开秋收起义军事会议,并于9月9日亲自发动和领导了秋收起义,第一次高举起工农革命军的旗帜.如图,两点相距36米,与秋收起义纪念碑(底部不可到达)的底部在同一水平直线上,利用高为0.3米的测角仪器,在两点测得纪念碑的顶点的仰角分别为和,则该纪念碑的高度__________米.
56.(24-25高一下·甘肃白银·期中)如图,某港口要将一件重要物品用小艇送到一艘正在航行的轮船上.在小艇出发时,轮船位于港口北偏西方向且与该港口相距20nmile的处,并以15nmile/h的航行速度沿正东方向匀速行驶.假设该小艇沿直线方向以mile的航行速度匀速行驶,经过与轮船相遇,则的最小值为______.
57.(24-25高一下·重庆北碚·期中)抗战胜利纪功碑暨人民解放纪念碑(简称“解放碑”)位于重庆市渝中区解放碑商业步行街中心地带,是抗战胜利的精神象征,也是中国唯一一座纪念中华民族抗日战争胜利的纪念碑,同时象征着中国人民反法西斯战争的胜利、重庆解放的历史意义.小西为测量解放碑的高度,选取了由西到东相距米的两个观测点A和B.在点A处测得解放碑的基座中心点C位于北偏东75°方向(A、B、C在同一水平面上),且楼顶D的仰角为30°;在点B处测得解放碑基座中心点C位于北偏西45°方向,则解放碑的高度为________米.
58.(24-25高一下·吉林松原·期中)如图,,是海上相距海里的两个观测塔,位于的正南方向.观测塔发现其南偏东方向处有一艘轮船发出求救信号,同时,观测塔也发现其北偏东方向上处发出求救信号.此时位于观测塔南偏西方向且与相距海里的处有一艘救援船,其航行的最大速度为30海里/时.
(1)求处到观测塔的距离;
(2)处的救援船应该朝北偏东多少度的方向沿直线前往处救援?至少航行多长时间才能到达处?
59.(23-24高一下·江苏宿迁·期中)某三甲医院开展用直升飞机接送危重病人业务,为了保证直升飞机的降落准确、安全,在门诊楼AB 和综合楼CD的楼上安装导航标记,已知两楼的地面距离, 在A,C之间取一导航标志观测点P ,当点P 在AC 中点时,测得两楼顶导航标记的张角 若
(1)求两导航标记距离地面的高度AB、CD;
(2)要使在点P 处看两楼顶导航标记的张角最大,点P应在何处?
60.(24-25高一下·四川巴中·期中)如图,为了测量河对岸,两点之间的距离,观察者找到一个点,从点可以观察到点,;找到一个点,从点可以观察到点,;找到一个点,从点可以观察到点,,并测量得到一些数据:,,,,,,.(其中)
(1)求,两点之间的距离;
(2)求,两点之间的距离.
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