内容正文:
4.4 解三角形
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五年高考
考点1 利用正弦、余弦定理解三角形
1.★(2025全国二卷,5,5分)在△ABC中,BC=2,AC=1+ ,AB= ,则A= ( )
A.45° B.60° C.120° D.135°
A
解析 由余弦定理的推论,得cos A= = = ,又0<A<180,所以A=45.故选A.
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2.★★(2023全国乙文,4,5分)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若acos B-bcos A
=c,且C= ,则B= ( )
A. B. C. D.
C
解析 ∵acos B-bcos A=c,
∴sin Acos B-sin Bcos A=sin C,
∴sin(A-B)=sin C,∴A-B=C【A-B+C=π舍去】,又C= ,∴A-B= ,A+B= ,∴B= ,
故选C.
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一题多解 由acos B-bcos A=c得sin Acos B-sin B·cos A=sin C,即sin Acos B-sin Bcos A=
sin Acos B+cos Asin B,
∴cos Asin B=0,又知sin B≠0,
∴cos A=0,又∵A∈(0,π),∴A= .
∴B= -C= - = .故选C.
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3.★★(2021全国甲文,8,5分)在△ABC中,已知B=120,AC= ,AB=2,则BC= ( )
A.1 B. C. D.3
D
解析 设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,在△ABC中,由题意知b= ,c=2,由余
弦定理b2=c2+a2-2cacos B,得19=4+a2-2·2a·cos 120°,整理得a2+2a-15=0,解得a=3或a=-5
(舍),所以BC=3.故选D.
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4.★★★(多选)(2025全国一卷,11,6分)已知△ABC的面积为 ,cos 2A+cos 2B+2sin C=2,
cos Acos Bsin C= ,则 ( )
A.sin C=sin2A+sin2B B.AB=
C.sin A+sin B= D.AC2+BC2=3
ABC
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解析 设A,B,C的对边分别为a,b,c.
对于A,由cos 2A+cos 2B+2sin C=2得1-2sin2A+1-2sin2B+2sin C=2,化简得sin C=sin2A+sin2B,
故A正确.
对于B,由A及正弦定理得c=asin A+bsin B,又c=acos B+bcos A,【三角形中的射影定理】
所以sin A=cos B,sin B=cos A,则A+B= ,所以C= .
所以由cos Acos Bsin C= 得cos Acos B= ,又sin A=cos B,所以sin 2A= ,不妨取A=15°,则
B=75°.
由S△ABC= ab= 得ab= ,
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由 = 得 = ,即b=(2+ )a,所以(2+ )a2= .
所以c2=a2+b2=a2+(7+4 )a2=(8+4 )a2=(8+4 )× =2.因此c=AB= ,故B正确.
对于C,sin A+sin B=sin 15+sin 75= + = ,故C正确.
对于D,AC2+BC2=b2+a2=c2=2≠3,故D错误.
故选ABC.
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5.★★(2021全国乙文,15,5分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为 ,B=60,
a2+c2=3ac,则b=__________.
2
解析 由S△ABC= acsin B= ac= 得ac=4.由b2=a2+c2-2ac·cos B=a2+c2-ac,结合a2+c2=3ac
得到b2=2ac=8,∴b=2 .
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6.★★★(2024新课标Ⅱ,15,13分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin A+
cos A=2.
(1)求A;
(2)若a=2, bsin C=csin 2B,求△ABC的周长.
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解析 (1)由已知得 sin A+ cos A=sin =1,因为0<A<π,所以 <A+ < ,所以A
+ = ,即A= .
(2)由 bsin C=2csin Bcos B及 = ,得 sin Bsin C=2sin Csin Bcos B,又sin B≠0,
且sin C≠0,所以cos B= ,则sin B= ,则b= ·sin B= × =2 ,又sin C=sin(A+B)=
sin Acos B+cos Asin B= × + × = ,所以c= ·sin C= × = + ,
即a+b+c=2+3 + ,所以△ABC的周长为2+3 + .
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7.★★★(2024新课标Ⅰ,15,13分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知sin C=
cos B,a2+b2-c2= ab.
(1)求B;
(2)若△ABC的面积为3+ ,求c.
解析 (1)由余弦定理的推论得cos C= = = ,又0<C<π,∴C= .由sin C=
cos B得 cos B=sin = ,∴cos B= ,由0<B<π得B= .
(2)由(1)得B= ,C= .
∵ = ,∴ = .
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令 = =t,t>0,则b= t,c= t,
∵A=π-B-C= ,
∴sin A=sin = ,
∵S△ABC= bcsin A= × t× t× =3+ ,∴t=2,因此c=2 .
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8.★★★(2021新高考Ⅰ,19,12分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知b2=ac,
点D在边AC上,BD·sin∠ABC=asin C.
(1)证明:BD=b;
(2)若AD=2DC,求cos∠ABC.
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解析 (1)证明:由题设得BD= ,
在△ABC中,由正弦定理知 = ,即 = ,
代入BD= 中,得BD= ,
又b2=ac,∴BD=b. (4分)
(2)由AD=2DC得AD= b,DC= ,
在△ABD中,cos A= = = ,
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在△ABC中,cos A= = .故 = ,化简得3c2-11b2+6
a2=0,
又b2=ac, (7分)
所以3c2-11ac+6a2=0,即(c-3a)(3c-2a)=0,
所以c=3a或c= a. (8分)
当c=3a时,b2=ac=3a2,所以b= a,此时a+b<c,故a,b,c构不成三角形; (10分)
当c= a时,b2=ac= a2,所以b= a,
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此时a,b,c可以构成三角形, (11分)
故c= a,b= a,所以在△ABC中,cos∠ABC= = = . (12分)
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三年模拟
1.★(2025届安徽合肥八中三模,3)已知△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=3,b=
,c=7,则cos(A+B)= ( )
A.- B.- C. D.
C
解析 依题意,得cos(A+B)=-cos C=- =- = .
故选C.
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2.★(2026届河北保定质量检测,3)在△ABC中,若AC= ,C= ,AB=2,则△ABC解的个数
为 ( )
A.0 B.1 C.2 D.不确定
C
解析 由正弦定理,得 = ,所以 = ,即sin B= ,又AC>AB,所以B> ,B=
或 ,所以△ABC解的个数为2.故选C.
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3.★★(2026届辽宁省实验中学二模,5)在△ABC中,若sin A∶sin B∶sin C=3∶5∶7,且该
三角形的面积为15 ,则△ABC的最小边长等于 ( )
A.3 B.6 C.9 D.12
B
解析 由sin A∶sin B∶sin C=3∶5∶7以及正弦定理可得a∶b∶c=3∶5∶7,设a=3k,b=
5k,c=7k,k>0,
由余弦定理的推论得cos A= = = ,
由于A∈(0,π),sin A= = ,
则S△ABC= bcsin A= × =15 ,解得k=2,又最小的边长为a,故a=3k=6,
故选B.
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4.★★(2026届安徽合肥一中月考,4)连接圆形花圃圆周上的三点A,B,C,△ABC的内角A,
B,C的对边分别为a,b,c,若△ABC的面积为S,且a=10,4S=b2+c2-100,则该花圃的面积为
( )
A.10 π B.50π C.125π D.200π
B
解析 由题意可得4× bcsin A=b2+c2-a2,
根据余弦定理得2bccos A=b2+c2-a2,则2bcsin A=2bccos A,所以tan A=1,
又A∈(0,π),则A= ,
设△ABC外接圆的半径为R,由正弦定理可得2R= = =10 ,
可得R=5 ,故花圃的面积即为△ABC外接圆的面积πR2=50π.故选B.
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5.★★(2026届河北定州中学开学考,4)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且 +
= ,则b= ( )
A. B. C.1 D.2
A
解析 因为 + = ,所以由正、余弦定理得 + = ,
即a2+c2-b2+a2+b2-c2=2a×2ab,化简得b= .故选A.
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6.★★★(2025届广东佛山顺德二模,6)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若bsin A
+ acos B=0,b2= ac,则 ( )
A.c=3a B.c=2a C.a=2c D.a=c
D
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解析 因为bsin A+ acos B=0,所以由正弦定理得,sin Bsin A+ sin Acos B=0.
因为sin A>0,所以sin B+ cos B=0,所以sin B=- cos B,
又因为sin2B+cos2B=1,
所以 或 (舍去).
由余弦定理可知b2=a2+c2-2accos B=a2+c2+ ac,又b2= ac,
所以a2+c2=2ac,故a=c.故选D.
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7.★★★(2026届河北沧州四校期中联考,7)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,
sin(B-A)= , =b2-a2,则sin C的值为 ( )
A. B. C. D.
C
解析 因为 =b2-a2,所以由余弦定理得 =(a2+c2-2accos B)-a2=c2-2accos B,
则c=4acos B,由正弦定理可得4sin Acos B=sin C=sin(A+B)=sin A·cos B+cos Asin B,
所以cos Asin B=3sin Acos B①,
又sin(B-A)=cos Asin B-sin Acos B= ②,故联立①②可得sin Acos B= ,
故sin C=4sin Acos B=4× = .故选C.
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8.★★★(2026届山西太原十二中月考,3)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已
知a-ccos B=b-ccos A,且c2=a2+b2-ab,则△ABC的形状为 ( )
A.钝角三角形 B.等腰直角三角形
C.直角三角形 D.等边三角形
D
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解析 解法一 由c2=a2+b2-ab得a2+b2-c2=ab,所以cos C= = ,又C∈(0,π),所以C
= .
由a-ccos B=b-ccos A,【利用正弦定理将边化角,通过角的关系确定三角形形状】
根据正弦定理可得sin A-sin Ccos B=sin B-sin Ccos A,
又sin A=sin(B+C)=sin Bcos C+cos B·sin C,sin B=sin(A+C)=sin Acos C+cos Asin C,
所以sin Bcos C=sin Acos C,又cos C≠0,所以sin B=sin A,由正弦定理得a=b.
因为a=b,C= ,所以△ABC是等边三角形.故选D.
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解法二 由解法一知C= ,
由a-ccos B=b-ccos A及余弦定理的推论得a-c· =b-c· ,整理得
= ,因为c2=a2+b2-ab,所以a2+b2-c2≠0,所以2a=2b,即a=b,因为a=b,C=
,所以△ABC是等边三角形.故选D.
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9.★★★★(2026届广东深圳罗湖翠园中学开学考,8)已知a,b,c分别为△ABC三个内
角A,B,C的对边,且acos C+ asin C-b-c=0,a=2,△ABC的面积为 ,则 ( )
A.b=1 B.b=2 C.b=3 D.b=2
D
解析 由正弦定理得sin Acos C+ sin Asin C-sin B-sin C=0.
因为B=π-(A+C),
所以sin B=sin[π-(A+C)]=sin(A+C).
则sin Acos C+ sin Asin C-(sin Acos C+cos Asin C)-sin C=0,
即 sin Asin C-cos Asin C-sin C=0.
因为0<C<π,所以sin C≠0,
则 sin A-cos A-1=0,
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即2 -1=0⇒sin = ,
又0<A<π,所以A- = ⇒A= ,
由S= bcsin A= ⇒bc=4①,
由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A⇒b2+c2=8②,
联立①②解得b=c=2.故选D.
解题思路 利用正弦定理,三角形内角和,两角和的正弦公式将acos C+ asin C-b-c=0
化简为 sin A-cos A-1=0,从而得到sin = ,求出角A,再结合面积公式及余弦定理
求出b.
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10.★★★★(多选)(2026届安徽蚌埠开学考,11)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,
且b=c+2bcos(B+C),则下列结论正确的是 ( )
A.若B= ,则△ABC为直角三角形
B.若a= b,则△ABC为直角三角形
C.若b=3,c=1,则BC边上的中线长为2
D.若△ABC为锐角三角形,则 的取值范围是
ABD
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解析 b=c+2bcos(B+C)=c+2bcos(π-A)=c-2bcos A,利用正弦定理,
可知sin B=sin C-2sin Bcos A=sin(A+B)-2sin Bcos A=sin Acos B+sin Bcos A-2sin Bcos A=
sin Acos B-sin Bcos A=sin(A-B),又A,B∈(0,π),因此B=A-B或B+A-B=π(舍去),所以A=2B.
选项A,当B= 时,A=2B= ,角A为直角,所以△ABC为直角三角形,故A正确.
选项B,sin A=sin 2B=2sin Bcos B,因为a= b,所以由正弦定理,得cos B= = = ,
又B∈(0,π),所以B= ,则A=2B= ,C=π-A-B= ,所以角C为直角,所以△ABC为直角三角
形,故B正确.
选项C,令BC的中点为M,由b=3,c=1,b=c+2bcos(B+C),
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得3=1-6cos A,解得cos A=- .
由余弦定理,得a2=b2+c2-2bccos A=9+1-2×3×1× =12,即a=2 ,
所以BM=CM= .
由∠AMB+∠AMC=π,可得cos∠AMB+cos∠AMC=0,
所以 + =0,
即 + =0,解得AM 2=2,即BC边上的中线长为 ,故C错误.
选项D,A=2B,C=π-A-B=π-3B,△ABC为锐角三角形,
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则 解得 <B< .
由正弦定理,得 = = = =
=
= =2cos B- ,
令t=2cos B,t∈( , ),易得函数f(t)=t- 在( , )上单调递增,
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又f( )= , f( )= ,从而 的取值范围是 ,故D正确.
故选ABD.
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11.★★(2026届浙江金华十校一模,13)△ABC的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,满足
C= ,且a2+b2-c2=4,则△ABC的面积为_________.
1
解析 因为C= ,a2+b2-c2=4,所以由余弦定理得a2+b2-c2=2abcos C=4,
化简得ab=2 ,
所以S△ABC= absin C= ×2 × =1.
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12.★★(2026届山东泰安新泰中学月考,12)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已
知△ABC的面积为S= (b2-a2-c2),则角B=_________.
解析 由面积公式可得S= acsin B,
即 acsin B= (b2-a2-c2),
化简得 sin B=- =-cos B,解得tan B=- ,又B∈(0,π),所以B= .
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13.★★★(2026届重庆入学考,15)在△ABC中,a,b,c分别是内角A,B,C的对边,且tan
=3.
(1)求tan A;
(2)若2csin A= asin B,证明:△ABC为直角三角形.
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解析 (1)tan A=tan = = .
(2)证明:因为2csin A= asin B,
所以2ac= ab,所以c= b.
由(1)知tan A= ,所以cos A= ,
由余弦定理a2=b2+c2-2bccos A,
得a2=b2+ b2-2b× b× = b2,
所以a2+b2= b2=c2,
所以C为直角,故△ABC为直角三角形.
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14.★★★(2026届湖南长沙长郡中学期中,15)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,
b,c,已知a+2b=2ccos A.
(1)求角C;
(2)若△ABC的面积S= ,a+b=5,求边c的大小.
解析 (1)由正弦定理得,sin A+2sin B=2sin Ccos A,
则sin A+2sin(A+C)=sin A+2sin Acos C+2cos Asin C=2sin Ccos A,
∴sin A+2sin Acos C=sin A(1+2cos C)=0,
在△ABC中,0<A<π,得sin A>0,
∴1+2cos C=0,∴cos C=- ,
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∵0<C<π,∴C= .
(2)S△ABC= absin C= ,
∵cos C=- ,0<C<π,∴sin C= ,
则S△ABC= ab· = ,得ab=4,
又a+b=5,
则由余弦定理得c2=a2+b2-2abcos C=(a+b)2-ab=25-4=21,∴c= .
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15.★★★(2026届山东青岛二中期中,15)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知
2bcos C=ac-2ccos B.
(1)求c;
(2)若D为AB的中点,CD= ,∠ACB=60°,求△ABC的面积.
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解析 (1)由2bcos C=ac-2ccos B及余弦定理的推论得2b· =ac-2c· ,
化简得a2c=2a2,因为a≠0,所以c=2.
(2)因为D为AB的中点,
所以 = ( + ),
则 = ( + +2 · ),
即( )2= (b2+a2+2abcos∠ACB),
则8=a2+b2+ab①,由余弦定理得c2=a2+b2-2abcos∠ACB,即4=a2+b2-ab②,
①-②得2ab=4,则ab=2,所以S△ABC= ·absin∠ACB= ×2× = .
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考点2 解三角形及其综合应用
五年高考
1.★★★(2021全国甲理,8,5分)2020年12月8日,中国和尼泊尔联合公布珠穆朗玛峰最新
高程为8 848.86(单位:m),三角高程测量法是珠峰高程测量方法之一.三角高程测量法的
一个示意图如图所示,现有A,B,C三点,且A,B,C在同一水平面上的投影A',B',C'满足∠A'C'B'
=45°,∠A'C'B'=60°.由C点测得B点的仰角为15°,BB'与CC'的差为100;由B点测得A点的
仰角为45°,则A,C两点到水平面A'C'B'的高度差AA'-CC'约为( ≈1.732)( )
B
A.346 B.373 C.446 D.473
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解析 如图,过点C分别作A'C',B'C'的平行线,分别交A'A与B'B于点D和E,连接DE,则DE
∥A'B',过点B作DE的平行线BF,交AA'于点F.
故△A'B'C'≌△DEC,
∴∠DCE=∠A'C'B'=45°,
∠CDE=∠C'A'B'=180°-∠A'C'B'-∠A'B'C'=75°.
在Rt△BCE中,可得tan 15°= ,
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即2- = ,
∴CE= =100(2+ ),
在△CDE中,由正弦定理可得 = ,∴DE= ·CE=100( +1),
又知在Rt△ABF中,∠ABF=45°,所以AF=BF,所以AA'-CC'=AD=AF+DF=AF+BE=BF+BE
=DE+BE=100(2+ )≈373.故选B.
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2.★★★★(2022全国甲,理16,文16,5分)已知△ABC中,点D在边BC上,∠ADB=120°,AD=
2,CD=2BD.当 取得最小值时,BD=___________.
-1
解析 设BD=m(m>0),则CD=2m.
在△ABD中,根据余弦定理及已知,
得AB2=AD2+BD2-2AD·BD·cos∠ADB=m2+2m+4,
在△ACD中,根据余弦定理及已知,
得AC2=AD2+CD2-2AD·CD·cos∠ADC=4m2-4m+4.
∴ = =4- =4- ,
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∵m>0,∴m+1>1,∴m+1+ ≥2 ,当且仅当m+1= ,即m= -1时取“=”,
此时, 取得最小值,即 取得最小值.
所以当 取得最小值时,BD= -1.
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3.★★★(2023新课标Ⅰ,17,10分)已知在△ABC中,A+B=3C,2sin(A-C)=sin B.
(1)求sin A;
(2)设AB=5,求AB边上的高.
解析 (1)∵A+B+C=π,A+B=3C,∴C= ,B= -A,又∵2sin(A-C)=sin B,
∴2sin =sin ,
即2 = cos A- sin A,整理得sin A=3cos A,
又∵sin2A+cos2A=1,A∈ ,∴sin A= . (5分)
(2)由(1)知C= ,sin A= ,cos A= ,
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则sin B=sin = cos A+ sin A= . (6分)
在△ABC中,由正弦定理得 = = ,∴ = = ,
∴AC=2 ,BC=3 , (8分)
∴S△ABC= AC·BC·sin C= ×2 ×3 × =15. (9分)
设AB边上的高为h,则 ×5h=15,
∴h=6. (10分)
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4.★★★(2022新高考Ⅱ,18,12分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,分别以a,b,c
为边长的三个正三角形的面积依次为S1,S2,S3.已知S1-S2+S3= ,sin B= .
(1)求△ABC的面积;
(2)若sin Asin C= ,求b.
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解析 (1)由题意得
S1= a2,S2= b2,S3= c2,
∴S1-S2+S3= (a2-b2+c2)= ,即a2-b2+c2=2,
由cos B= 得a2+c2-b2=2accos B,
故2accos B=2,∴accos B=1, (3分)
又∵sin B= ,∴cos B= 或cos B=- (舍),∴ac= ,
∴S△ABC= acsin B= × × = . (6分)
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(2)由正弦定理 = = 得 = ,
又知ac= ,sin Asin C= , (9分)
∴ = ,∴ = ,
∴b= sin B= × = . (12分)
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5.★★★(2024北京,16,13分)在△ABC中,∠A为钝角,a=7,sin 2B= bcos B.
(1)求∠A;
(2)再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得△ABC存在,求
△ABC的面积.
条件①:b=7;
条件②:cos B= ;
条件③:csin A= .
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,
按第一个解答计分.
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解析 (1)∵sin 2B= bcos B,
∴2sin Bcos B= bcos B,
∵∠A为钝角,∴B≠ ,∴cos B≠0,
∴2sin B= b.
又∵a=7,∴2sin B= ·b= ,
∴sin A= ,又∵∠A为钝角,∴A= .
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(2)若选①,b=7,则a=b=7,又A= ,∴B= ,∴A+B>π,此时三角形不存在,∴不能选①.
若选②,cos B= ,则sin B= ,
由 = ,A= ,a=7,得
b= × =3,
易得sin C=sin(A+B)=sin Acos B+cos Asin B= × + × = .
∴S△ABC= absin C= ×7×3× = .
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若选③,csin A= ,∴c= =5.
解法一 由 = ,A= ,a=7,得sin C= = ,又∵0<C<π-A= ,∴cos C=
= ,∴sin B=sin(A+C)=sin Acos C+cos Asin C= × + × = ,
∴S△ABC= acsin B= ×7×5× = .
解法二 由A= ,a=7,c=5及a2=c2+b2-2bccos A得25+b2+5b=49,得b2+5b-24=0,
∴(b+8)(b-3)=0,∴b=3(负值舍去),
∴S△ABC= bcsin A= ×3×5× = .
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6.★★★(2021新高考Ⅱ,18,12分)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足b=a+
1,c=a+2.
(1)若2sin C=3sin A,求△ABC的面积;
(2)是否存在正整数a,使得△ABC为钝角三角形?若存在,求a;若不存在,说明理由.
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解析 (1)2sin C=3sin A⇒2c=3a,
又∵c=a+2,
∴2(a+2)=3a,∴a=4,
∴b=a+1=5,c=a+2=6,
∴cos A= = = ,∴sin A= = ,
∴S△ABC= bcsin A= ×5×6× = . (6分)
(2)由已知得c>b>a,
若△ABC为钝角三角形,则角C为钝角,
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∴cos C= <0⇒a2+b2<c2⇒a2+(a+1)2<(a+2)2⇒a2-2a-3<0⇒-1<a<3,又a>0,∴a∈
(0,3). (9分)
同时还应考虑构成△ABC的条件,
即a+b>c⇒a+(a+1)>a+2⇒a>1.
综上所述,当a∈(1,3)时,△ABC为钝角三角形.
∴存在正整数a=2,使得△ABC为钝角三角形. (12分)
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7.★★★★(2023新课标Ⅱ,17,10分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知
△ABC面积为 ,D为BC的中点,且AD=1.
(1)若∠ADC= ,求tan B;
(2)若b2+c2=8,求b,c.
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解析 由题意知S△ABC= ,BD=DC,
∴S△ADC= .
(1)∵S△ADC= DA·DC·sin∠ADC= ,DA=1,∠ADC= ,
∴ DCsin = ,∴DC=2,∴BD=2,
易知∠ADB= , (2分)
在△ADB中,由余弦定理得AB2=BD2+DA2-2DA·DB·cos∠ADB,即AB2=22+12-2×1×2×
=7,
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∴AB= , (3分)
∴cos B= = = ,
∴sin B= = = , (4分)
∴tan B= = . (5分)
(2)如图所示,延长AD至E,使DE=AD,连接BE,CE,
易得四边形ABEC为平行四边形【对角线互相平分的四边形是平行四边形】,∴AB=
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CE,AC=BE,由余弦定理得BC2=AB2+AC2-2AB·ACcos∠BAC,AE2=AC2+CE2-2AC·CE·
cos∠ACE,两式相加得BC2+AE2=2(AB2+AC2)【注意cos∠BAC+cos∠ACE=0】,
即BC2+AE2=2(b2+c2)=16,又AE=2AD=2,∴BC2=12,
∴BC=2 , (7分)
∵S△ADC= AD·DC·sin∠ADC= ,AD=1,DC= ,
∴sin∠ADC=1,∴AD⊥BC,∴b=c, (9分)
又b2+c2=8,∴b=c=2. (10分)
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8.★★★★(2022新高考Ⅰ,18,12分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知
= .
(1)若C= ,求B;
(2)求 的最小值.
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解析 (1)∵ = = 【采分点:出现二倍角公式给1分】, (1分)
即 = ,
∴cos Acos B-sin Asin B=sin B,
即cos(A+B)=sin B,又C= , (3分)
∴sin B=cos(A+B)=-cos C=-cos = ,
∵0<B< ,∴B= . (4分)
(2)由(1)知,sin B=cos(A+B)=-cos C,
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∵sin B>0恒成立,∴C∈ ,
∵-cos C=sin ,
∴C- =B或B+C- =π(不合题意,舍去), (5分)
∴A= -2B,∵A>0,∴B∈ , (6分)
∴ = =
= , (8分)
令cos2B=t,t∈ ,
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∴ = =4t+ -5≥4 -5,当且仅当4t= ,即t= 时,取“=”【扣分点:
不写扣1分】. (11分)
∴ 的最小值为4 -5. (12分)
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三年模拟
1.★★(2026届山西大学附中模块检测,5)在△ABC中,a∶b∶c=3∶5∶7,则这个三角形
的最大内角为 ( )
A.30° B.90° C.120° D.60°
C
解析 设三角形的三边长分别为3,5,7,根据大边对大角可知边c所对的角最大,设为θ,则
cos θ= =- ,因为0°<θ<180°,所以θ=120°.
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2.★★(2026届江西九江质量监测,7)位于灯塔P的正西方向且相距40海里的M处有一艘
甲船,需要海上加油,位于灯塔P的东北方向的C处有一艘乙船,在甲船的北偏东75°方向
上,则乙船前往支援M处的甲船需要航行的最短距离是 ( )
A.20 海里 B.40 海里
C.40 海里 D.30海里
B
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解析 画出示意图,如图,则PM=40海里,∠PMC=90-75=15,∠MPC=90+45=135,所
以∠PCM=180-135-15=30,根据正弦定理可得 = ,解得MC= MP=40
海里,则乙船前往支援M处的甲船需要航行的最短距离是40 海里.
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3.★★★(2026届江苏常州一中质检,6)在锐角△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,
且b=2,2cos A-acos B=a,则下列判断正确的是 ( )
A. <A< B. <A<
C. <A< D. <A<
A
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解析 因为b=2,所以2cos A-acos B=a⇒bcos A-acos B=a,
根据正弦定理得sin Bcos A-sin Acos B=sin A⇒sin(B-A)=sin A,
因为△ABC是锐角三角形,所以B,A∈ ,即B-A∈ ,
因为函数y=sin x在 单调递增,所以由sin(B-A)=sin A⇒B-A=A⇒B=2A,
故C=π-A-B=π-3A,
因为△ABC是锐角三角形,
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所以 ⇒
所以 <A< .故选A.
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4.★★★(2026届安徽江淮十校第一次联考,8)在△ABC中,BC=4,4=2sin(B+C)+3cos Bcos
C,则△ABC的面积为 ( )
A.1 B. C.2 D.4
C
解析 由2sin(B+C)+3cos Bcos C=4,得2sin A+ cos(B+C)+ cos(B-C)=4,即2sin A- cos A
+ cos(B-C)=4,因此 sin(A-θ)+ cos(B-C)=4,θ为锐角,且tan θ= ,当且仅当
时,等号成立,因此sin A=cos θ= ,cos A=-sin θ=- 且B=C∈ ,由2sin A+3cos Bcos C=
4得2× +3cos2B=4,解得cos B= ,由B=C知AB=AC,由余弦定理得16=AB2+AB2+2AB2×
,解得AB=AC= ,因此△ABC的面积为 AB·AC·sin A= ×( )2× =2.故选C.
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5.★★★★(知识交汇)(2026届重庆联考,8)若点O为△ABC的外心,且满足2 · +
· =0,则tan C的最大值为 ( )
A. B.1 C. D.
C
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解析 2 · + ·
=2 ·( - )+ ·( - )
=2 · -2 · + · - · =2× -2× + - =c2- a2- b2=0,
∴2c2=a2+b2,
∴cos C= =
= ≥ = ,当且仅当a=b时取等.
∵0<C<π,∴0<C≤ ,
则tan C的最大值为 .
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6.★★(2026届陕西师大附中开学考,13)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,a=2,
且(2+b)·(sin A-sin B)=(c-b)sin C,则△ABC面积的最大值为_________.
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解析 因为a=2,且(2+b)(sin A-sin B)=(c-b)sin C,
所以(a+b)(sin A-sin B)=(c-b)sin C,
由正弦定理得(a+b)(a-b)=(c-b)c,即b2+c2-a2=bc,
又由余弦定理的推论,可得cos A= = ,因为A∈(0,π),所以A= ,
由b2+c2-a2=bc且a=2,可得b2+c2-bc=4,所以4=b2+c2-bc≥2bc-bc=bc,当且仅当b=c=2时,等号
成立,即bc≤4,
所以S△ABC= bcsin A≤ ×4× = ,
所以△ABC面积的最大值为 .
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7.★★★(2026届吉林一中第一次质检,13)在△ABC中,若cos 2A+cos 2B=2cos 2C,则sin C
的取值范围为_________.
解析 由cos 2A+cos 2B=2cos 2C,得1-2sin2A+1-2sin2B=2-4sin2C,由正弦定理得a2+b2=2c2,
则cos C= = ≥ = ,当且仅当a=b时取等.
又C∈(0,π),且余弦函数y=cos x在(0,π)上单调递减,则C∈ ,
而正弦函数y=sin x在 上单调递增,因此sin C∈ ,
所以sin C的取值范围为 .
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8.★★★(2026届江苏盐城七校联盟学情检测,16)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,
c,已知△ABC恰好满足下面四个条件中的三个:①cos A= ,②cos B=- ,③a= ,④b=1.
(1)△ABC满足的是哪三个条件?请列举出来,并说明理由;
(2)求△ABC的面积.
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解析 (1)△ABC满足的条件是①③④,
若cos A= ,因为A∈(0,π),则A= ,
若cos B=- ,因为B∈(0,π),则B= ,
而A+B=π,则条件①和②不可能同时满足,故③和④都满足,
由a>b⇒A>B,∴B为锐角,应有cos B>0,从而条件②不能满足,
故△ABC满足的条件是①③④.
(2)由(1)可得cos A= ,a= ,b=1,A= .
解法一 由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A,
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∴1+c2-c=3,即c2-c-2=0,
解得c=2或c=-1(舍去),
∴△ABC的面积为S= bcsin A= ×1×2× = .
解法二 由 = ,得 = ,∴sin B= ,
由(1)知B为锐角,∴B= ,故C= .
∴△ABC的面积为S= ab= ×1× = .
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9.★★★(2026届浙江杭州四中月考,16)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知c
= .
(1)证明:c=2b;
(2)当角B最大时,求角A的大小.
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解析 (1)证明:已知c= ,
则c-ccos A=b+acos C,
由正弦定理得sin C-sin Ccos A=sin B+sin Acos C,
sin C=sin B+sin Acos C+sin Ccos A=sin B+sin(A+C)=2sin B,
由 = ,可得c=2b.
(2)由余弦定理的推论得cos B= = = = + ≥2 = ,
当且仅当 = ,即c= a=2b时等号成立,此时B取到最大值,为 ,
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此时c>a>b,所以A∈ ,
由 = 可得sin A= = sin B= ,所以A= .
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10.★★★★(2026届安徽江淮十校第二次联考,18)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别
为a,b,c,且bsin A=a+c-bcos A.
(1)求角B的大小;
(2)若b=4,求此时△ABC的内切圆半径的最大值;
(3)求 的取值范围.
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解析 (1)由正弦定理得sin Bsin A=sin A+sin C-sin Bcos A
=sin A+sin(A+B)-sin Bcos A
=sin A+sin Acos B+cos Asin B-sin Bcos A
=sin A+sin Acos B,
因为A∈(0,π),所以sin A>0.
两边同除以sin A,整理得sin B-cos B=1,
即 sin =1,
所以sin = ,
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又B∈(0,π),则B- ∈ ,
所以B- = ,即B= ,于是角B的大小为 .
(2)由(1)知a2+c2=b2=16,
根据重要不等式 ≥ 可知a+c≤4 ,当且仅当a=c时取“=”.
又根据直角三角形内切圆半径公式知内切圆半径为 ,
所以 ≤ =2 -2.
于是△ABC的内切圆半径的最大值为2 -2,此时△ABC是等腰直角三角形.
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(3)在Rt△ABC中, =sin A+cos A= sin ,
因为A∈ ,所以A+ ∈ .
于是sin ∈ ,
设t= ,所以t∈(1, ],
又b2=a2+c2=(a+c)2-2ac,
所以 = (t2-1),
因此 = (t2-1)-t= (t-1)2-1∈ .
所以 的取值范围是 .
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