内容正文:
期末复习讲义03 解三角形
【考点一】 余弦定理解三角形
【考点四】 三角面积公式及其应用
【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、三角形的基本关系
在中,内角的对边分别为,外接圆半径为,内切圆半径为,半周长。
1. 内角和与边角关系
内角和:(),故,,。
大边对大角:。
三边关系:,,;。
2. 面积公式(高频必考)
基础式:(为边上的高)。
边角式(核心):。
外接圆式:。
内切圆式:。
海伦公式:。
二、正弦定理
1. 定理内容
公式:(为外接圆半径)。
文字:三角形各边与它所对角的正弦值之比相等,且等于外接圆直径。
2. 常见变形(边角互化核心)
边化角:,,。
角化边:,,。
比例关系:。
3. 适用场景
已知两角及一边,求其余边与角。
已知两边及其中一边的对角,求其余边与角(注意多解)。
边角互化,化简或证明恒等式、判断三角形形状。
4. 易错点:多解判定(期末难点)
已知,解的个数:
为锐角:
① :无解; ② :一解(直角);
③:两解; ④ :一解。
为钝角/直角:
① :无解; ② :一解。
三、余弦定理
1. 定理内容
边的平方:
角的余弦(推论):
2. 适用场景
已知三边,求三个角。
已知两边及其夹角,求第三边及其他角。
判断三角形形状(通过余弦符号定角类型):
为锐角; 为直角; 为钝角。
四、正、余弦定理综合应用(期末核心)
1. 解三角形的基本类型与方法
已知条件
解题步骤
所用定理
两角一边
① 求第三角;② 正弦定理求边
内角和+正弦定理
两边夹角
① 余弦定理求第三边;② 正弦定理求小角
余弦定理+正弦定理
三边
① 余弦定理求两角;② 内角和求第三角
余弦定理
两边一对角
① 正弦定理求对角;② 内角和求第三角;③ 正弦/余弦定理求第三边(注意多解)
正弦定理(+余弦定理)
2. 判断三角形形状(高频)
化边为角:利用正弦定理将边化为角的正弦,结合三角恒等变换判断角的关系(如、)。
化角为边:利用正弦、余弦定理将角化为边,结合代数变形判断边的关系(如、)。
常见结论:
① 等边三角形;
② 直角三角形();
③ 且 等腰直角三角形;
④ 钝角三角形。
3. 范围与最值问题(期末压轴)
边的最值:已知一角及对边,用余弦定理+基本不等式求周长或边长最值。
面积最值:已知一角及对边,用+余弦定理+基本不等式求面积最值。
角的范围:利用余弦定理结合余弦函数单调性,或正弦定理结合边角关系求角的范围。
五、实际应用
1. 常见测量模型
距离测量:两点间不可直达(如河两岸),构造三角形,用正、余弦定理求解。
高度测量:底部不可到达(如山峰、高楼),测仰角/俯角,构造直角或斜三角形求解。
角度测量:方位角、方向角问题,按题意画示意图,转化为三角形内角求解。
2. 解题步骤
建模:根据题意画出示意图,确定已知量、未知量,抽象为三角形模型。
选定理:根据已知条件,选择正弦定理或余弦定理。
求解:代入公式计算,注意单位统一。
还原:将结果还原为实际问题答案,检验合理性。
【考点一】余弦定理解三角形
1.(24-25高一下·四川成都·期末)已知钝角的三边为,,,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据三角形三边长关系,结合余弦定理列不等式组即可得解.
【详解】由钝角的三边为a,,,
则,解得,
则实数a的取值范围是.
故选:B.
2.(24-25高一下·黑龙江大庆·期末)在中,已知,,的周长为9,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由条件可得,利用余弦定理求得,再由同角的三角函数关系式求出.
【详解】已知,,的周长为9,则,
则,
又,则.
故选:C.
3.(24-25高一下·河北雄安·期末)已知的内角,的对边分别为,,,内角的平分线交边于点.若,,,则( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【分析】先利用余弦定理求出角,再结合角平分线定理求解即可.
【详解】因为,
所以,
即,
由余弦定理得:,
又,所以,
在中,因为为角的平分线,,
由角平分线定理得:,
设,则,
由余弦定理:,
即 ,解得:,
所以,即,
故选:A.
4.(多选)(24-25高一下·河南商丘·期末)在中,内角,,的对边分别为,,,且,,,则的可能取值为( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【分析】由余弦定理,代入求解方程即可.
【详解】在中,由余弦定理得,
即,
解得或.
故选:BC.
5.(多选)(24-25高一下·重庆·期末)已知内角的对边分别为点为的重心,,,则下列说法正确的是( ).
A. B.
C.的面积最大值为 D.a的最小值为
【答案】ACD
【分析】根据三角形重心的性质、向量的线性运算即可求解A,根据模长公式以及基本不等式即可求解B,由三角形的面积公式即可求解C ,根据余弦定理,结合不等式即可求解D.
【详解】
设边中点为,因为点为的重心,则
又因为,所以,故选项A正确;
已知,两边平方可得
因为,所以,又则
根据基本不等式,可得,即
所以,故B错误;
因为,,所以
由,可得,当且仅当时取等号,故C正确;
由余弦定理,将变形为代入可得:
因为,所以,即,当且仅当时取等号,故D正确.
故选:ACD
6.(24-25高一下·甘肃白银·期末)在锐角中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且,则_____.
【答案】3
【分析】利用余弦定理化简可得,然后简单判断即可.
【详解】依题意,,由余弦定理得,整理得.
由于是锐角三角形,所以,则.
故答案为:3
7.(24-25高一下·陕西西安·期末)在中,,,锐角C满足,________
【答案】
【分析】根据给定条件求出,再利用余弦定理求出及.
【详解】由,且为锐角,得,
由余弦定理,得,解得,
由余弦定理得.
故答案为:
8.在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,,则__________.
【答案】
【分析】利用余弦定理和平面向量数量积运算公式求解.
【详解】因为,所以,
所以,
因为,所以,
所以,
故答案为:.
9.(24-25高一下·广东梅州·期末)在中,,,.
(1)求的值;
(2)取一点,使得,求点到直线的距离.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)过点作,在和中,分别由勾股定理及直角三角形中正弦和余弦的定义求解即可;
(2)过作,交的延长线于,即为点到直线的距离. 在中,由余弦定理先求出,再利用,即可求出.
【详解】(1)过点作,垂足为.
在中,因为,,
所以.
因为,所以,
在中,由勾股定理可得,
,
因此.
(2)因为,所以点为靠近点的三等分点,
因此,.
过作,交的延长线于,
所以即为点到直线的距离.
在中,由余弦定理可得
,
发现,因此,
又,因此,于是,
所以,即点到直线的距离为.
10.(24-25高一下·广东潮州·期末)如图,四点在同一个圆上,,,为钝角,且.
(1)求;
(2)记为α,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先解,用余弦定理求出,由圆内接四边形性质可得,从而得到,然后在中由余弦定理求;
(2)在中由余弦定理,求出,然后由两角和的正弦公式求解.
【详解】(1)为钝角,,则,
在中,由余弦定理,,则,
圆内接四边形对角互补,于是,又,则,
由题知为钝角,则是锐角,于是,
在中,由余弦定理,,
即,解得(负值舍去)
(2)由(1)知,,由余弦定理,,
显然,,则,
【考点二】正弦定理解三角形
11.(24-25高一下·甘肃临夏·期末)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.
【详解】由正弦定理可得.
故选:A.
12.(24-25高一下·河北唐山·期末)在中,已知,,,则为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【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,
而,即,所以.
故选:A
13.(24-25高一下·辽宁·期末)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,,,则C和a的值分别为( )
A., B., C., D.,
【答案】D
【分析】利用正弦定理求解.
【详解】由三角形内角和可得,
由正弦定理可得,解得.
故选:D.
14.(24-25高一下·福建泉州·期末)已知的内角所对的边分别为,若,则( )
A. B.2 C. D.3
【答案】C
【分析】应用正弦定理计算求解.
【详解】中,若,
则,再应用正弦定理得,
则.
故选:C
15.(24-25高一下·辽宁鞍山·期末)P是内一点,,,,则________.
【答案】/
【分析】在中,由余弦定理可得BC的值,在中,由正弦定理可得AB的值,在中,由余弦定理可得AP的值,再由余弦定理可得.
【详解】如图,在中,,,所以;
设,则,可得.
因为,所以,.
在中,,,
所以.
由正弦定理得,即,可得.
在中,由余弦定理得,
可得,所以.
故答案为:.
16.(24-25高一下·甘肃白银·期末)如图所示,在梯形中,,,,,,则______.
【答案】
【分析】先由正弦定理求得,利用诱导公式得,然后在中由正弦定理求解即可.
【详解】在中,由正弦定理得,即,
所以.
在中,由正弦定理得,得.
故答案为:
17.(24-25高一下·福建漳州·期末)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,,,则______.
【答案】
【分析】根据三角形内角和得,再利用正弦定理求解即可.
【详解】因为,,所以,
根据正弦定理得.
故答案为:
18.在中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.已知,,则______.
【答案】
【分析】根据,由正弦定理得到,再由,得到,然后由二倍角公式求解.
【详解】因为,
所以由正弦定理得:,
即,
因为,所以,
即,所以,
所以,
故答案为:
19.(24-25高一下·内蒙古巴彦淖尔·期末)在中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,且.
(1)证明:;
(2)求的取值范围;
(3)若,求外接圆面积的最小值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【分析】(1)利用两角差的正弦公式和正弦定理可得,进而利用余定理可得结论;
(2)由余弦定理可得,利用基本不等式与(1)可得的取值范围;
(3)利用(2)求得,进而求得外接圆的半径的最小值,可求面积的最小值.
【详解】(1)因为,所以,
由正弦定理得,
由余弦定理:,
所以,
即,
所以;
(2)由余弦定理得
又因为,所以
所以的取值范围是:;
(3)由(2)可得,
所以外接圆,
所以外接圆面积的最小值为.
20.(24-25高一下·云南玉溪·期末)设锐角内部的一点满足,且.
(1)证明:;
(2)求角;
(3)若,,,求的最大值.
【答案】(1)证明见解析
(2)或
(3)
【分析】(1)根据题意知点为三角形外心,根据圆周角和圆心角的关系,以及数量积的定义,证明等式;
(2)根据向量的减法以及对向量等式进行数量积运算,化简可得,结合三角形形状可求出角;
(3)先根据几何知识求出,再根据余弦定理求出,然后根据三角不等式即可求出线段长的最大值.
【详解】(1)
如图所示,锐角内部的一点满足,则为的外接圆的圆心,
,
又,
.
(2)
设的外接圆的半径为,
因为,
所以,
所以,
即,
所以,
所以,
所以,
即,
所以,因为,所以或,所以或.
(3),由(2)可得,,
由正弦定理可得,,
易知,
所以,
,当且仅当、、三点共线时取得最大值,
.
【考点三】正弦定理求外接圆半径
21.(24-25高一下·广西北海·期末)在中,,,则的外接圆的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据正弦定理计算可得外接圆的半径,再利用圆的面积公式计算即可.
【详解】由正弦定理得的外接圆的半径,
所以的外接圆的面积.
故选:A.
22.(24-25高一下·广东潮州·期末)在中,已知,,则的外接圆直径为( )
A.2 B. C. D.
【答案】A
【分析】根据正弦定理可直接求出外接圆直径.
【详解】因为,
根据正弦定理得,其中为三角形外接圆半径.
所以三角形外接圆直径为.
故选:A.
23.(24-25高一下·黑龙江·期末)已知的内角所对的边分别为,若,则的外接圆的半径为( )
A.4 B. C.2 D.
【答案】D
【分析】由正弦定理即可得解.
【详解】设的外接圆的半径为,
因为,
所以,解得.
故选:D.
24.(24-25高一下·河南商丘·期末)在中,内角,,的对边分别为,,,且,,则外接圆的直径为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用正弦定理求出外接圆直径.
【详解】设外接圆的半径为,则,
即外接圆的直径为.
故选:B.
25.(24-25高一下·重庆·期末)在中,角,,的对边分别为,,.已知,,.外接圆的半径为( )
A.6 B.3 C. D.9
【答案】B
【分析】由余弦定理可求得,利用正弦定理可求得外接圆的半径.
【详解】因为,,,
所以由余弦定理可得,
所以,设外接圆的半径为,
又,,所以,
由正弦定理可得外接圆的半径为,解得.
故选:B.
26.(多选)(24-25高一下·安徽蚌埠·期末)的内角A、B、C的对边分别为a、b、c,若,则( )
A. B.
C.的外接圆半径为8 D.的外接圆半径为4
【答案】ABD
【分析】根据正弦定理即可判断选项.
【详解】根据正弦定理得,则.
所以的外接圆半径为4,所以C错误D正确;
根据正弦定理可得,
所以,所以A,B正确;
故选:ABD.
27.(多选)(24-25高一下·湖南郴州·期末)如图,在平面直角坐标系中,,,,则下列说法正确的有( )
A. B.四边形的面积为
C.的外接圆的周长为 D.
【答案】ABC
【分析】利用向量的坐标运算求得即可求解选项A;根据四边形的面积为求解选项B;利用正弦定理求解选项C;利用向量数量积公式求解选项D.
【详解】由题意得:,,A正确,
,,
,,
过点C作x轴的垂线,设垂足为点E,,,
四边形的面积为,B正确
在直角三角形AEC中,,
设外接圆的半径为R,由正弦定理,解得,故外接圆的周长为,C正确;
,,,
,D错误
故选:ABC
28.(25-26高一上·上海浦东新·期末)已知中,,则外接圆半径为____________.
【答案】//
【分析】根据正弦定理,即可求解.
【详解】中,,
根据正弦定理可知,,即,得.
故答案为:
29.(24-25高一下·吉林·期末)在中,角的对边分别为,若,,则外接圆的周长为______.
【答案】
【分析】由,可得,由,可得,由正弦定理可得,即可得答案.
【详解】因为,
由余弦定理得,
所以.
又,所以.
所以外接圆直径,
所以周长为.
故答案为:
30.(24-25高一下·贵州遵义·期末)已知的内角A、B、C所对的边分别为a、b、c,若,,且,则外接圆的面积为_________.
【答案】
【分析】根据两角和差的余弦公式,化简求,再根据正弦定理求三角形外接圆的半径,即可求圆的面积.
【详解】,则,
根据正弦定理,则,
所以外接圆的面积为.
故答案为:
【考点四】三角面积公式及其应用
31.(24-25高一下·云南曲靖·期末)在中,三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】应用余弦定理可得,再由三角形面积公式求面积.
【详解】由题设,即,又,
所以,则的面积为.
故选:A
32.(24-25高一下·湖南·期末)在中,,,,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】直接根据三角形的面积公式计算即可.
【详解】依题意,在中,,,,
则的面积为.
故选:C.
33.(24-25高一下·安徽宣城·期末)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,若角A的平分线的长为1,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用正弦定理的边角互化可得,再由,根据三角形的面积公式可得,即,再由基本不等式即可求解.
【详解】由及正弦定理,得,
所以,所以
因为,,
所以,即.
,
所以,
所以,即,所以,
所以,,
当且仅当,,即时,等号成立,
所以的最小值为.
故选:C
34.(多选)(24-25高一下·贵州六盘水·期末)已知的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,,,,的面积为,的面积为.则下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【分析】对A,由题可得,由三角形面积公式得解;对B,在中,由正弦定理,结合条件运算得解;对CD,在,中,分别由余弦定理,得,,得或,讨论当时不合题意,运算得解.
【详解】对于A,,,
所以,即,故A正确;
对于B,由正弦定理,得,又,
所以,即,故B正确;
对于C,D,在中,由余弦定理, ,
在中,,则,
化简整理得,又,所以,
解得或,
当时,,则,不合题意;
当时,,则,故C错误,D正确.
故选:ABD.
35.(多选)(24-25高一下·四川成都·期末)在中,,,,点为边上一动点,则( )
A.
B.当为边上的高线时,
C.当为边上的中线时,
D.当为角的角平分线时,
【答案】AC
【分析】对于A,由余弦定理验算即可;对于B,由等面积法验算即可;对于C,由公式验算即可;对于D,将所求转换为即可.
【详解】对于A,由余弦定理有,故A正确;
对于B,当为边上的高线时,由等面积法有,
即,解得,故B错误;
对于C,当为边上的中线时,
,故C正确;
对于D,当为角的角平分线时,设,
由三点共线可知,,解得,
所以,故D错误.
故选:AC.
36.在中,若,则__________.
【答案】
【分析】根据三角形面积公式直接计算.
【详解】因为,
所以.
故答案为:9
37.(24-25高一下·江西南昌·期末)在中,角、、的对边分别为、、,点在边上,,,,,则______.
【答案】2
【分析】由及三角形面积公式求,进而求即可.
【详解】
由题设,,又,
所以,
则,可得,故.
故答案为:2
38.(24-25高一下·山东临沂·期末)在中,,,记,,,则_______.
【答案】
【分析】利用等面积法结合三角形的面积公式求解即可.
【详解】,
故,
即,
故,
所以.
故答案为:
39.(24-25高一下·内蒙古·期末)已知平行四边形的三个顶点,且按逆时针方向排列.
(1)求点的坐标;
(2)求向量与夹角的余弦值;
(3)求平行四边形的面积.
【答案】(1)
(2)
(3)5
【分析】(1)设点的坐标,根据向量相等直接得到所求点的坐标.
(2)由向量与的数量积直接计算向量的夹角余弦值.
(3)由(2)向量的夹角余弦计算正弦,再由面积公式计算平行四边形的面积.
【详解】(1)由题意得,
设,则.
由,得得
所以点的坐标为.
(2)由题意得,
,,,
所以向量与夹角的余弦值为.
(3)由(2)得向量与夹角的正弦值为,
所以平行四边形的面积为.
40.(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期末)中,内角A,B,C所对的边为,,边上的高为,.
(1)求角;
(2)求边.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用余弦定理求角;
(2)由三角形面积公式可得,又,利用等式,可求边.
【详解】(1)已知,由余弦定理有,
得 ,故,
又,所以.
(2)设边上的高为,则三角形面积,
面积也可表示为,
联立得,即,
由,得,
代入题目条件,得,
将代入上式,得,即,
得,解得.
【考点五】正、余弦定理在几何中的应用
41.(24-25高一下·河南安阳·期末)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;
【详解】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.
42.(24-25高一下·黑龙江·期末)已知锐角三角形边长分别为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据已知,利用三角形三边关系及余弦边角关系列不等式求边长的范围.
【详解】由三角形三边关系有,又三角形为锐角三角形,
若,则,可得,即,
若,则,可得,即,
综上,.
故选:D
43.(24-25高一下·吉林松原·期末)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.
【详解】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:.
故答案为:C
44.(多选)(25-26高一上·浙江台州·期末)在中,角,,的对边分别为,,,若,,则下列结论正确的是( )
A. B.若,则的面积为
C.若,则是等腰三角形 D.若,则
【答案】ABD
【分析】对于A,利用三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边即可判断;对于B,由余弦定理求出,利用三角形面积公式即可求解;对于C,利用余弦定理即可求解;对于D,由,结合正弦定理求,可得是直角三角形,利用勾股定理即可求解.
【详解】对于A,由,可得,故A正确,
对于B,若,则,所以,则的面积为,故B正确;
对于C,若,则,即,解得:或,满足条件,
当时,则是等腰三角形,
当时,则是直角三角形,故C不正确;
对于D,若,则,由正弦定理可得:,
所以,因为,所以,,,
则是直角三角形,,故D正确;
故选:ABD
45.(多选)(25-26高一上·江苏南通·期末)如图,在圆的内接四边形中,,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.四边形的面积为
【答案】AD
【分析】连接,利用圆内接四边形对角互补及余弦定理求出判断A;利用数量积的定义、余弦定理、三角形面积公式求解判断BCD.
【详解】在圆内接四边形中,连接,,,
对于A,由余弦定理得,,
即,解得,而,则,A正确;
对于B,,B错误;
对于C,,解得,C错误;
对于D,四边形的面积,D正确.
故选:AD
46.(24-25高一下·辽宁丹东·期末)的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,,,则周长的取值范围是______.
【答案】
【分析】由正弦定理边角互化结合余弦定理可得,则,然后由和差化积公式结合三角函数性质可得答案.
【详解】因为,所以,
由正弦定理得,
则由余弦定理得,又,所以.
则.
因,则,由和差化积公式得:
.
因,则,.
从而,则.
故答案为:.
47.(24-25高一下·江苏南京·期末)在中,满足,则的形状为_________.
【答案】等腰或直角三角形
【分析】利用正弦定理边化角得,再利用二倍角公式化简即可得解.
【详解】根据题意,,
即,
利用正弦定理,得,
则,,
所以或,
即或,
则的形状为等腰或直角三角形.
故答案为:等腰或直角三角形
48.在平面四边形中,,,,,则_____.
【答案】
【分析】根据正弦定理求得,再根据已知条件求得,利用余弦定理即可求得的长.
【详解】由题意,在中,由正弦定理得,
即,
在中,,所以,
在中,由余弦定理得,
,解得.
故答案为:.
49.(25-26高一上·浙江金华·期末)在中,内角的对边分别是.
(1)求的值;
(2)若,求周长的最大值;
(3)若,求证:.
【答案】(1);
(2);
(3)证明见解析
【分析】(1)由正弦定理可得;
(2)由正弦定理和三角恒等变换得到,所以,由余弦定理和基本不等式得到,得到周长最大值;
(3)由余弦定理得,因为,所以,所以,故.
【详解】(1)因为,由正弦定理得,所以,所以;
(2)因为,所以,
,展开化简得:,
因为,所以,
所以,
因为,所以,所以,
所以,当且仅当时,取等号,
所以周长的最大值为;
(3)因为,所以,又因为,
所以所以,
所以,
因为,
所以,
化简得,
因为,所以,
所以或,
所以或(舍去),
故.
50.(24-25高一下·辽宁沈阳·期末)在中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且
(1)求角A的大小;
(2)若是的角平分线,且,,求线段的长;
(3)若,判断的形状.
【答案】(1)
(2)
(3)直角三角形
【分析】(1)由三角形面角公式、数量积的定义得,结合即可求解;
(2)根据等面积法即可求解;
(3)法一:根据题目得到即可;法二:只需说明即可.
【详解】(1)由,可得,
即,即,因为,所以;
(2)因为AD是△ABC的角平分线,且,,设,
因为,可得,
即,解得,即.
(3)法一:(1)知,
由余弦定理得,
因为,平方得,即,
代入上式,可得,即,
将代入,可得,解得或
当时,可得,此时,可得△ABC为直角三角形;
当时,此时(不成立,舍去);
综上可得,△ABC为直角三角形.
法二:由,则,
所以,
,
又因为,所以,,综上,△ABC为直角三角形.
【考点六】正、余弦定理的实际应用
51.(24-25高一下·吉林长春·期末),是海面上相距海里的两个观测点,位于的正东方向.现位于点北偏东45°方向,点北偏西60°方向的点有一艘船发出求救信号,位于点南偏西60°方向且与点相距8海里的点的救援船立即前往营救,其航行速度为海里/小时,则该救援船到达点所需的最短时间为( )
A.0.2小时 B.0.3小时 C.0.4小时 D.0.5小时
【答案】C
【分析】作出辅助线,设,根据得到方程,求出,得到,进而在中,由余弦定理得到,求出答案.
【详解】过点作⊥于点,
在中,,,设,则,
所以,解得(海里),
所以,故,
在中,,,,
由余弦定理得,
故(海里),
故该救援船到达点所需的最短时间为(小时).
故选:C
52.(24-25高一下·河南郑州·期末)如图,为了测量某塔楼的高度,将一无人机(视为质点)飞升至离地面高为h 米的点A 处时,测得塔尖C 的俯角为α,无人机沿水平方向飞行b 米后至点B 处时,测得塔尖C的俯角为β,则塔尖C距离地面( )
A.米
B.米
C.米
D.米
【答案】B
【分析】根据给定条件,求出塔尖C到飞行线路的距离即可.
【详解】作于,如图:
则,而,即,
解得,所以塔尖C距离地面.
故选:B
53.(24-25高一下·辽宁·期末)海洋洞是地球罕见的自然地理现象,被喻为“地球留给人类保留宇宙秘密的最后遗产”,我国拥有世界上最深的海洋蓝洞.若要测量如图所示的蓝洞的口径A,B两点间的距离,现在珊瑚群岛上取两点C,D,测得,,,,则A、B两点的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】依题意在中利用正弦定理得,在中可得,从而在中利用余弦定理即可得解.
【详解】如图,在中,,,
,所以,
由正弦定理得,解得,
在中,,,
,
所以,故,
所以在中,由余弦定理得
,
则,即A,B两点间的距离为.
故选:D.
54.(24-25高一下·吉林长春·期末)如图,在山脚A处测得山顶P的仰角为,朝山顶沿坡度为15°的斜坡向上走4km到点B处,此时测得山顶P的仰角为,则山高为( ) km
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】过点作于,根据题设条件,结合图形,推出,借助于与,利用三角函数的定义即可求得山高.
【详解】如图, ,则,过点作于,
则,,
则,,则,
因,
,
故.
故选:C.
55.(24-25高一下·贵州安顺·期末)如图,一同学想利用所学习的解三角形知识测量河对岸的塔高AB,他选取了与塔底B在同一水平面内的两个测量基点C与D,,,,在点C处测得塔顶A的仰角为60°,则塔高为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】在中利用正弦定理求得的值,在中根据即可求解
【详解】由题可知,在中,,,故,
由正弦定理,得,
因为.
所以,
因为在中,.
故选:C.
56.(24-25高一下·贵州黔东南·期末)相看两不厌,只有敬亭山.李白曾七次登顶拜访的敬亭山位于安徽省宣城市北郊,其上有一座太白独坐楼(如图(1)),如图(2),为了测量该楼的高度,一研究小组选取了与该楼底部B在同一水平面内的两个测量基点C与D,现测得,,,在C点处测得该楼顶端A的仰角为60°,则该楼的高度为______m.
【答案】
【分析】先由正弦定理求出,然后在直角中即可求解.
【详解】中,由正弦定理得,
所以,
直角中,.
故答案为:.
57.(24-25高一下·山东潍坊·期末)如图所示,在倾斜角等于的山坡上有一根旗杆,当太阳的仰角是时,旗杆在山坡上的影子的长是米,则旗杆的高为_____米.
【答案】
【分析】如图,在中,根据题设条件求三个内角的大小及的长度,再利用正弦定理,即可求解.
【详解】如图,在中,由题知,,
又旗杆与水平面垂直,所以,则,
由正弦定理知,得到,
故答案为:.
58.(24-25高一下·四川凉山·期末)如图,A,B两点在河的两岸,在B同侧的河岸边选取点C,测得,,,则A,B两点间的距离为______m.
【答案】
【分析】由题设得,利用正弦定理求两点间的距离.
【详解】由题设,
在中,由正弦定理,得
∴m.
故答案为:.
59.(24-25高一下·四川成都·期末)如图,测量河对岸塔楼的高度时,可以选取与塔底在同一水平面内的两个测量基点与,现测得,,米,在点测得塔顶的仰角,则塔高为______米.
【答案】
【分析】应用正弦定理求,再由即可求塔高.
【详解】由题设,
由正弦定理知,即,
所以米.
故答案为:
60.(24-25高一下·广东汕头·期末)已知海岛四周海里内有暗礁,有一货轮由西向东航行,在处望见岛在北偏东,航行海里后,在处望见岛在东偏北.
(1)请在图中作出岛的位置.(作图要求:标出题干中相关方向角)
(2)若货轮不改变航向继续前进,有无触礁危险?说明理由.
(提示:)
【答案】(1)
(2)无触礁危险,理由见解析
【分析】(1)根据方向角的定义在图中确定岛的位置;
(2)通过解三角形求出岛到货轮航行路线的距离,与8海里比较大小,判断有无触礁危险.
【详解】(1)
(2)在中, (海里),
.
由正弦定理得,
又,
所以(海里).
故A到航线的距离为(海里).
由,
则,所以货轮无触礁危险.
1
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期末复习讲义03 解三角形
【考点一】 余弦定理解三角形
【考点四】 三角面积公式及其应用
【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、三角形的基本关系
在中,内角的对边分别为,外接圆半径为,内切圆半径为,半周长。
1. 内角和与边角关系
内角和:(),故,,。
大边对大角:。
三边关系:,,;。
2. 面积公式(高频必考)
基础式:(为边上的高)。
边角式(核心):。
外接圆式:。
内切圆式:。
海伦公式:。
二、正弦定理
1. 定理内容
公式:(为外接圆半径)。
文字:三角形各边与它所对角的正弦值之比相等,且等于外接圆直径。
2. 常见变形(边角互化核心)
边化角:,,。
角化边:,,。
比例关系:。
3. 适用场景
已知两角及一边,求其余边与角。
已知两边及其中一边的对角,求其余边与角(注意多解)。
边角互化,化简或证明恒等式、判断三角形形状。
4. 易错点:多解判定(期末难点)
已知,解的个数:
为锐角:
① :无解; ② :一解(直角);
③:两解; ④ :一解。
为钝角/直角:
① :无解; ② :一解。
三、余弦定理
1. 定理内容
边的平方:
角的余弦(推论):
2. 适用场景
已知三边,求三个角。
已知两边及其夹角,求第三边及其他角。
判断三角形形状(通过余弦符号定角类型):
为锐角; 为直角; 为钝角。
四、正、余弦定理综合应用(期末核心)
1. 解三角形的基本类型与方法
已知条件
解题步骤
所用定理
两角一边
① 求第三角;② 正弦定理求边
内角和+正弦定理
两边夹角
① 余弦定理求第三边;② 正弦定理求小角
余弦定理+正弦定理
三边
① 余弦定理求两角;② 内角和求第三角
余弦定理
两边一对角
① 正弦定理求对角;② 内角和求第三角;③ 正弦/余弦定理求第三边(注意多解)
正弦定理(+余弦定理)
2. 判断三角形形状(高频)
化边为角:利用正弦定理将边化为角的正弦,结合三角恒等变换判断角的关系(如、)。
化角为边:利用正弦、余弦定理将角化为边,结合代数变形判断边的关系(如、)。
常见结论:
① 等边三角形;
② 直角三角形();
③ 且 等腰直角三角形;
④ 钝角三角形。
3. 范围与最值问题(期末压轴)
边的最值:已知一角及对边,用余弦定理+基本不等式求周长或边长最值。
面积最值:已知一角及对边,用+余弦定理+基本不等式求面积最值。
角的范围:利用余弦定理结合余弦函数单调性,或正弦定理结合边角关系求角的范围。
五、实际应用
1. 常见测量模型
距离测量:两点间不可直达(如河两岸),构造三角形,用正、余弦定理求解。
高度测量:底部不可到达(如山峰、高楼),测仰角/俯角,构造直角或斜三角形求解。
角度测量:方位角、方向角问题,按题意画示意图,转化为三角形内角求解。
2. 解题步骤
建模:根据题意画出示意图,确定已知量、未知量,抽象为三角形模型。
选定理:根据已知条件,选择正弦定理或余弦定理。
求解:代入公式计算,注意单位统一。
还原:将结果还原为实际问题答案,检验合理性。
【考点一】余弦定理解三角形
1.(24-25高一下·四川成都·期末)已知钝角的三边为,,,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一下·黑龙江大庆·期末)在中,已知,,的周长为9,则( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一下·河北雄安·期末)已知的内角,的对边分别为,,,内角的平分线交边于点.若,,,则( )
A. B. C.2 D.
4.(多选)(24-25高一下·河南商丘·期末)在中,内角,,的对边分别为,,,且,,,则的可能取值为( )
A. B. C. D.
5.(多选)(24-25高一下·重庆·期末)已知内角的对边分别为点为的重心,,,则下列说法正确的是( ).
A. B.
C.的面积最大值为 D.a的最小值为
6.(24-25高一下·甘肃白银·期末)在锐角中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且,则_____.
7.(24-25高一下·陕西西安·期末)在中,,,锐角C满足,________
8.在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,,则__________.
9.(24-25高一下·广东梅州·期末)在中,,,.
(1)求的值;
(2)取一点,使得,求点到直线的距离.
10.(24-25高一下·广东潮州·期末)如图,四点在同一个圆上,,,为钝角,且.
(1)求;
(2)记为α,求的值.
【考点二】正弦定理解三角形
11.(24-25高一下·甘肃临夏·期末)已知的内角的对边分别为,且,则( )
A. B. C. D.
12.(24-25高一下·河北唐山·期末)在中,已知,,,则为( )
A. B. C. D.
13.(24-25高一下·辽宁·期末)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,,,则C和a的值分别为( )
A., B., C., D.,
14.(24-25高一下·福建泉州·期末)已知的内角所对的边分别为,若,则( )
A. B.2 C. D.3
15.(24-25高一下·辽宁鞍山·期末)P是内一点,,,,则________.
16.(24-25高一下·甘肃白银·期末)如图所示,在梯形中,,,,,,则______.
17.(24-25高一下·福建漳州·期末)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,,,则______.
18.在中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.已知,,则______.
19.(24-25高一下·内蒙古巴彦淖尔·期末)在中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,且.
(1)证明:;
(2)求的取值范围;
(3)若,求外接圆面积的最小值.
20.(24-25高一下·云南玉溪·期末)设锐角内部的一点满足,且.
(1)证明:;
(2)求角;
(3)若,,,求的最大值.
【考点三】正弦定理求外接圆半径
21.(24-25高一下·广西北海·期末)在中,,,则的外接圆的面积为( )
A. B. C. D.
22.(24-25高一下·广东潮州·期末)在中,已知,,则的外接圆直径为( )
A.2 B. C. D.
23.(24-25高一下·黑龙江·期末)已知的内角所对的边分别为,若,则的外接圆的半径为( )
A.4 B. C.2 D.
24.(24-25高一下·河南商丘·期末)在中,内角,,的对边分别为,,,且,,则外接圆的直径为( )
A. B. C. D.
25.(24-25高一下·重庆·期末)在中,角,,的对边分别为,,.已知,,.外接圆的半径为( )
A.6 B.3 C. D.9
26.(多选)(24-25高一下·安徽蚌埠·期末)的内角A、B、C的对边分别为a、b、c,若,则( )
A. B.
C.的外接圆半径为8 D.的外接圆半径为4
27.(多选)(24-25高一下·湖南郴州·期末)如图,在平面直角坐标系中,,,,则下列说法正确的有( )
A. B.四边形的面积为
C.的外接圆的周长为 D.
28.(25-26高一上·上海浦东新·期末)已知中,,则外接圆半径为____________.
29.(24-25高一下·吉林·期末)在中,角的对边分别为,若,,则外接圆的周长为______.
30.(24-25高一下·贵州遵义·期末)已知的内角A、B、C所对的边分别为a、b、c,若,,且,则外接圆的面积为_________.
【考点四】三角面积公式及其应用
31.(24-25高一下·云南曲靖·期末)在中,三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若,则的面积为( )
A. B. C. D.
32.(24-25高一下·湖南·期末)在中,,,,则的面积为( )
A. B. C. D.
33.(24-25高一下·安徽宣城·期末)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,若角A的平分线的长为1,则的最小值为( )
A. B. C. D.
34.(多选)(24-25高一下·贵州六盘水·期末)已知的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,,,,的面积为,的面积为.则下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
35.(多选)(24-25高一下·四川成都·期末)在中,,,,点为边上一动点,则( )
A.
B.当为边上的高线时,
C.当为边上的中线时,
D.当为角的角平分线时,
36.在中,若,则__________.
37.(24-25高一下·江西南昌·期末)在中,角、、的对边分别为、、,点在边上,,,,,则______.
38.(24-25高一下·山东临沂·期末)在中,,,记,,,则_______.
39.(24-25高一下·内蒙古·期末)已知平行四边形的三个顶点,且按逆时针方向排列.
(1)求点的坐标;
(2)求向量与夹角的余弦值;
(3)求平行四边形的面积.
40.(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期末)中,内角A,B,C所对的边为,,边上的高为,.
(1)求角;
(2)求边.
【考点五】正、余弦定理在几何中的应用
41.(24-25高一下·河南安阳·期末)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
42.(24-25高一下·黑龙江·期末)已知锐角三角形边长分别为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
43.(24-25高一下·吉林松原·期末)在中,已知,是边上一点,如图,,,,则( )
A. B. C. D.
44.(多选)(25-26高一上·浙江台州·期末)在中,角,,的对边分别为,,,若,,则下列结论正确的是( )
A. B.若,则的面积为
C.若,则是等腰三角形 D.若,则
45.(多选)(25-26高一上·江苏南通·期末)如图,在圆的内接四边形中,,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.四边形的面积为
46.(24-25高一下·辽宁丹东·期末)的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,,,则周长的取值范围是______.
47.(24-25高一下·江苏南京·期末)在中,满足,则的形状为_________.
48.在平面四边形中,,,,,则_____.
49.(25-26高一上·浙江金华·期末)在中,内角的对边分别是.
(1)求的值;
(2)若,求周长的最大值;
(3)若,求证:.
50.(24-25高一下·辽宁沈阳·期末)在中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且
(1)求角A的大小;
(2)若是的角平分线,且,,求线段的长;
(3)若,判断的形状.
【考点六】正、余弦定理的实际应用
51.(24-25高一下·吉林长春·期末),是海面上相距海里的两个观测点,位于的正东方向.现位于点北偏东45°方向,点北偏西60°方向的点有一艘船发出求救信号,位于点南偏西60°方向且与点相距8海里的点的救援船立即前往营救,其航行速度为海里/小时,则该救援船到达点所需的最短时间为( )
A.0.2小时 B.0.3小时 C.0.4小时 D.0.5小时
52.(24-25高一下·河南郑州·期末)如图,为了测量某塔楼的高度,将一无人机(视为质点)飞升至离地面高为h 米的点A 处时,测得塔尖C 的俯角为α,无人机沿水平方向飞行b 米后至点B 处时,测得塔尖C的俯角为β,则塔尖C距离地面( )
A.米
B.米
C.米
D.米
53.(24-25高一下·辽宁·期末)海洋洞是地球罕见的自然地理现象,被喻为“地球留给人类保留宇宙秘密的最后遗产”,我国拥有世界上最深的海洋蓝洞.若要测量如图所示的蓝洞的口径A,B两点间的距离,现在珊瑚群岛上取两点C,D,测得,,,,则A、B两点的距离为( )
A. B. C. D.
54.(24-25高一下·吉林长春·期末)如图,在山脚A处测得山顶P的仰角为,朝山顶沿坡度为15°的斜坡向上走4km到点B处,此时测得山顶P的仰角为,则山高为( ) km
A. B.
C. D.
55.(24-25高一下·贵州安顺·期末)如图,一同学想利用所学习的解三角形知识测量河对岸的塔高AB,他选取了与塔底B在同一水平面内的两个测量基点C与D,,,,在点C处测得塔顶A的仰角为60°,则塔高为( )
A. B.
C. D.
56.(24-25高一下·贵州黔东南·期末)相看两不厌,只有敬亭山.李白曾七次登顶拜访的敬亭山位于安徽省宣城市北郊,其上有一座太白独坐楼(如图(1)),如图(2),为了测量该楼的高度,一研究小组选取了与该楼底部B在同一水平面内的两个测量基点C与D,现测得,,,在C点处测得该楼顶端A的仰角为60°,则该楼的高度为______m.
57.(24-25高一下·山东潍坊·期末)如图所示,在倾斜角等于的山坡上有一根旗杆,当太阳的仰角是时,旗杆在山坡上的影子的长是米,则旗杆的高为_____米.
58.(24-25高一下·四川凉山·期末)如图,A,B两点在河的两岸,在B同侧的河岸边选取点C,测得,,,则A,B两点间的距离为______m.
59.(24-25高一下·四川成都·期末)如图,测量河对岸塔楼的高度时,可以选取与塔底在同一水平面内的两个测量基点与,现测得,,米,在点测得塔顶的仰角,则塔高为______米.
60.(24-25高一下·广东汕头·期末)已知海岛四周海里内有暗礁,有一货轮由西向东航行,在处望见岛在北偏东,航行海里后,在处望见岛在东偏北.
(1)请在图中作出岛的位置.(作图要求:标出题干中相关方向角)
(2)若货轮不改变航向继续前进,有无触礁危险?说明理由.
(提示:)
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