射影定理及应用 课件-2027届高三数学一轮复习
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内容正文:
高三数学一轮复习——射影定理及应用
射影定理又称“第一余弦定理”,即在△ABC中,若角A,B,C的
对边分别是a,b,c,则a=b cos C+c cos B,b=c cos A+a cos C,c
=a cos B+b cos A.
试以“a=b cos C+c cos B”为例证明.
证明:法一(几何法)
如图,在△ABC中,AD⊥BC,则b cos C=CD,c cos B
=BD,
故b cos C+c cos B=CD+BD=BC=a,即a=b cos C
+c cos B.
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法二(正弦定理)
因为a=2R sin A=2R sin (B+C)=2R sin B cos C+2R cos B sin C=
b cos C+c cos B,
所以a=b cos C+c cos B成立.
法三(余弦定理)
因为b cos C+c cos B=b· +c· = =a,
所以a=b cos C+c cos B成立.
法四(平面向量)
因为在△ABC中有 = + ,所以 = · + · ,
即a2=ac cos B+ab cos C,故a=b cos C+c cos B.
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(1)(2026·四川遂宁诊断)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别
为a,b,c,若 = ,c=4,C= ,则△ABC的面积为
( B )
A. 2 B. 4
C. 12 D. 16
B
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解析: 由 = ,即2c=a+a cos C+c cos A,由射影定理可得a+
b=2c,因为c=4,所以a+b=2c=8,又C= ,所以由余弦定理得,
cos C= = = = ,解得ab=16,所以
△ABC的面积为 ab sin C= ab sin = ab=4 .故选B.
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(2)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若3b cos C+
3c cos B=5a sin A,且A为锐角,则当 取最小值时, 的值
为 .
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解析:由3b cos C+3c cos B=5a sin A及射影定理得3a=5a sin A,可得 sin
A= .而A是锐角,所以 cos A= ,则由余弦定理得a2=b2+c2-2bc cos
A=b2+c2- bc,所以 = = - ≥ - = ,当且
仅当b=c时, 取得最小值 ,此时a2= b2,即a= b,所以 =
.
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1. 在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若△ABC为锐
角三角形,且满足 sin B(1+2 cos C)=2 sin A cos C+ cos A sin C,则下列
等式成立的是( )
A. a=2b B. b=2a
C. A=2B D. B=2A
√
解析: 由正弦定理及射影定理,得b+2b cos C=2a cos C+c cos A=a
cos C+(a cos C+c cos A)=a cos C+b,即2b cos C=a cos C,又因为
△ABC为锐角三角形,所以 cos C≠0,则2b=a.
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2. 已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,AD是△ABC的
中线.若AD=2,且b2+c2+bc=(b cos C+c cos B)2,则△ABC面积的
最大值为 .
解析:由b cos C+c cos B=a,又b2+c2+bc=(b cos C+c cos B)2,可
得b2+c2+bc=a2, cos A= =- ,又A∈(0,π),所以A=
,因为AD是△ABC中BC边上中线,则 = + ,即2 =
+ ,所以4 = + +2 · ,所以16=b2+c2-
bc≥2bc-bc,可得bc≤16,当且仅当b=c=4时等号成立,故S△ABC=
bc sin A= bc≤4 ,即△ABC面积的最大值为4 .
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3. (2023·全国甲卷17题)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,
b,c,已知 =2.
(1)求bc;
解: 由余弦定理,得 = =2bc=2,所以bc=1.
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(2)若 - =1,求△ABC的面积.
解: (利用射影定理)由a cos B+b cos A=c,可得 -
=1,
a cos B-b cos A=c+b,
a· -b· =c+b,
化简可得a2-b2=c2+bc, cos A=- .
又0<A<π,所以 sin A= ,
故△ABC的面积为S△ABC= bc sin A= ×1× = .
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