摘要:
**基本信息**
聚焦解三角形五大核心定理,构建"定理推导-题型应用-秒解技巧"三阶训练体系,强化数学推理与模型应用能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|射影定理|5(含2023全国乙卷)|边化角秒解三角形形状判断|余弦定理推导→边与角余弦关系应用|
|中线定理|5(含2023新高考Ⅱ卷)|中线长公式简化长度计算|向量平方推导→中线与两边关系|
|角平分线定理|5|角平分线分线段比与长度公式|正弦定理/面积法证明→比例与长度计算|
|张角定理|4|分角正弦关系快速求线段长|面积和推导→分角正弦比应用|
|平行四边形定理|4|中线长与两边平方关系|余弦定理推导→四边形对角线与边关系|
内容正文:
完成时间: 月 日 今日打卡:☐ 已完成
用时: min 自评勋章:
暑假作业06 解三角形的五大秒杀技:射影定理、
中线定理、角平分线定理、张角定理、平行四边形定理
【知识点1 射影定理】
在△ABC中,a=bcos C+ccos B;b=acos C+ccos A;c=bcos A+acos B.
证明:如图,记AB=c,BC=a,AC=b,作于点D,
则
即同理可证b=acos C+ccos A;c=bcos A+acos B.
【知识点2 中线定理】
1. 中线长定理
中, 是边上的中线,则.
2.中线向量定理
在中,若点D是的中点,则=+),
两边平方后,得=,就可以得到中线、∠A及其两邻边的关系.
【知识点3 角平分线定理】
1.角平分线定理
在中,的平分线交于点(如图),则有.
【证明】因为,所以,
在中使用正弦定理有,
在中使用正弦定理有,又,
所以.
该结论也可以由两三角形面积之比得证,即
2.常见推论:
(1);
(2)(库斯顿定理);
(3).
(4)(等面积法).
【知识点4 张角定理】
1.张角定理
在中,角,,所对的边分别为,,,若为上一点(如图),且,,则有.
【证明】 因为,所以,于是等式两边同除以得.
2.张角定理与角平分线的长
特别地,如果在中,角,所对的边分别为,,的平分线交于点,根据张角定理就会有,再使用二倍角公式得到,加以化简也就得到,即,根据这个思路我们就可以处理与角平分线长相关的问题了.
【注】张角定理在选择、填空题中直接用就行,但是在解答题中使用之前需要推理一下.
【知识点5 平行四边形定理】
1.平行四边形定理
若四边形为平行四边形(如图),则.
2.定理的证明
【证明】 因为四边形是平行四边形,所以,,
且,在中使用余弦定理有,
在中使用余弦定理有,
所以.
【题型1 射影定理的应用】
1.(25-26高一下·山东青岛·期中)已知分别为三个内角的对边,若,则的形状为 ( )
A.直角三角形 B.锐角三角形 C.钝角三角形 D.等边三角形
【答案】A
【解析】由正弦定理将边化为角可得,
又,
故,故,
由,故,则,故,
即的形状为直角三角形.
秒解:由射影定理得又由已知得,所以,
故为直角三角形.
2.(2023·全国乙卷)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..C. D.
【答案】C
【解析】由射影定理acos B-bcos A=c=acos B+bcos A,则cos A=0,A=,则B=π-A-C=π--=.故选C.
3.(25-26高一下·云南文山·阶段检测)在中,,,所对的边分别为,,,若,,则的周长为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】B
【解析】,,
由正弦定理,得,
即,
,,.
的周长为.
秒解:由射影定理得,又由已知得,
所以,解得c=1,的周长为.
4.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,c=acos B+2cos A,2b=c,若cos C=-,则△ABC的面积为 .
【答案】
【解析】由三角形中的射影定理c=acos B+bcos A,结合已知条件c=acos B+2cos A,可得b=2,又因为2b=c,所以c=4,由c2=a2+b2-2abcos C,可得16=a2+4-4a×,解得a=3(负值舍去),所以三角形的面积为absin C=×3×2×=.
5.△ABC的面积为S.若bcos C+ccos B=asin A,S=,则角B等于 .
【答案】
【解析】根据题意知bcos C+ccos B=a=asin A,则sin A=1,所以得A=,由S==×2bacos C=basin C,可得tan C=1,0<C<,所以C=,所以B=π-A-C=π--=.
【题型2 中线定理的应用】
1.(2025·广东汕头·二模)在中,为边上的中线,,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
如图,因为边上的中线,则 ,又 ,
则.
故选:D.
2.在中,内角,,所对的边分别为,,,且,设是的中点,若,则面积的最大值是 .
【答案】
【解析】易求得,由中线长定理得,而
所以,,
(当且仅当=时,“=”成立).或求得后,利用“形”易得,当中线即为高线时,面积最大,下一步求出此时的面积,则更简单.
3.(2023·新高考Ⅱ卷)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.
【解析】(1)法一:在△ABC中,因为D为BC的中点,∠ADC=,AD=1,
则S△ADC=AD·DCsin∠ADC=×1×a×=a=S△ABC=,解得a=4,
在△ABD中,∠ADB=,由余弦定理得c2=BD2+AD2-2BD·ADcos∠ADB,
即c2=4+1-2×2×1×=7,解得c=,则cos B==,
sin B== =,
所以tan B==.
法二:在△ABC中,因为D为BC的中点,∠ADC=,AD=1,
则S△ADC=AD·DCsin∠ADC=×1×a×=a=S△ABC=,解得a=4,
在△ACD中,由余弦定理得b2=CD2+AD2-2CD·ADcos∠ADC,
即b2=4+1-2×2×1×=3,解得b=,有AC2+AD2=4=CD2,则∠CAD=,C=,如图,过A作AE⊥BC于E,
于是CE=ACcos C=,AE=ACsin C=,BE=,所以tan B==.
(2)法一:在△ABD与△ACD中,由余弦定理得
整理得a2+2=b2+c2,而b2+c2=8,则a=2,
又S△ADC=××1×sin∠ADC=,解得sin∠ADC=1,而0<∠ADC<π,于是∠ADC=,
所以b=c==2.
法二:在△ABC中,因为D为BC的中点,则2=+,又=-,
于是4+=(+)2+(-)2=2(b2+c2)=16,即4+a2=16,解得a=2,
又S△ADC=××1×sin∠ADC=,解得sin∠ADC=1,而0<∠ADC<π,于是∠ADC=,所以b=c==2.
4.(25-26高一下·四川宜宾·期中)在中,角的对边分别为,向量,且
(1)求角的值;
(2)若是边上的中线,,求的面积.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)因为,所以,
所以,
由正弦定理得,
即,且,则,
可得,因为,
所以.
(2)由题意得,
则,
即有,且,
解得,
所以,
故的面积为.
5.(25-26高一下·贵州毕节·阶段检测)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,.
(1)证明:;
(2)求C;
(3)若,边上的中线,求边a,b的长.
【解析】(1)证明:由正弦定理得:,
即;
(2)解:因为,
即.
则,
因为,
所以;
(3)解:因为,由余弦定理知:,
即,
,,
即,
,,
故,
解得:,或,.
【题型3 角平分线定理的应用】
1.(2026·甘肃武威·模拟预测)在中,,是的平分线,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为为的平分线,且,
由角平分线定理得,
又,所以,则在中,
由余弦定理得,
所以,在中,由正弦定理得,
则.
故选:A.
2.(25-26高一下·重庆·阶段检测)在中,,,,的平分线AD交BC于点D,则______.
【答案】
【解析】由余弦定理,,
所以.
解得(舍去负根).
因为AD平分,所以.
由,
得,
即.
整理得.
3.(2025·山东泰安模拟)已知△ABC内角A,B,C的对边分别为a,b,c,b(sin B+sin C)=(a-c)(sin A+sin C).
(1)求A;
(2)A的平分线AD交BC于D点,9b+c=64,求AD的最大值.
【解析】(1)因为b(sin B+sin C)=(a-c)(sin A+sin C),
由正弦定理得b(b+c)=(a-c)(a+c),整理得b2+c2-a2=-bc,
由余弦定理得cos A===-,且A∈,所以A=.
(2)因为AD为A的角平分线,则∠BAD=∠CAD=∠A=,
由S△ABD+S△ACD=S△ABC,可得c·AD·sin∠BAD+b·AD·sin∠CAD=bcsin∠BAC,
整理得AD=bc,又因为9b+c=64,
可得AD====≤=4,
当且仅当=,即c=3b=16时,等号成立,所以AD的最大值为4.
4(25-26高一下·浙江嘉兴·阶段检测)在中,角,,的对边分别为,,,已知,,
(1)求角的大小;
(2)若点在边上,为的平分线,且,求边长的值.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由和正弦定理可得:,
因为,故,
代入上式化简得:,
在中,,则,
又,因此.
(2)因为是的平分线,可得,
由面积关系,代入可得:,
代入,
化简得:,解得.
【题型4 张角定理的应用】
1.
在△ABC中,角A、B、C所对的边分别为、b、c,已知点D在BC边上,AD⊥AC,sin∠BAC,
AB,AD=3,则CD=( )
A. B. C.4 D.6
【答案】B
【解析】如图:
∵sin∠BAC
∴cos∠BAC
由张角定理得:
即
即,即
解得,
∴
2.在中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,点D在边上,,,,,则______.
【答案】2
【解析】
如图,由题意,,,
由张角定理,,
所以,解得:,故.
3.在中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,,的平分线交于点D,且,则的最小值为______.
【答案】4
【解析】解法1:如图,,
,
所以,故,从而,
当且仅当时取等号,所以的最小值为4.
解法2:如图,由张角定理,,
所以,故,
从而,
当且仅当时取等号,故的最小值为4.
4.在中,角所对的边分别为,是的角平分线,若,,则的最小值为 .
【答案】
【解析】利用张角定理得到,利用基本不等式“1”的妙用求出最小值.
如图:
∵是的角平分线,,
∴,
由张角定理得:,
即,
∵,∴,
∴,
∴,
当且仅当,即时取“=”.
【题型5 平行四边形定理的应用】
1.
在中, ,,c边上的中线长为1,则的外接圆的半径长为 .
【答案】1
【解析】如图,在中,设D为边的中点,
则,,所以,
故,而,
所以 ,则,
由于,故,
所以 ,设的外接圆的半径为R,
则 ,
2.在中,.
1.
求;
1.
求边上的中线长.
【解析】(1)因为,,故,
所以,解得,
故,故.
(2)如图所示,是中点,连接,
根据平行四边形定理可得,
则,
解得,即边上的中线为.
3.(2026·四川绵阳·模拟预测)在中,角,,的对边分别为,,.已知,,.
(1)求的值;
(2)若是边的中点,求的值.
【解析】(1)已知,由正弦定理,
得,显然,
得,由,得,所以,
因为,由余弦定理,
则,
,
解得(舍去).
(2)因为是边的中点,
所以,
所以,
,所以.
解法二:由平行四边形定理得,
即,解得.
4.已知的内角,,的对边分别为,,,且满足
(1)
求角的大小;
(2)
若为钝角,为等腰三角形,且边上的中线长为,求的周长.
【解析】由余弦定理得:,所以,
由正弦定理得:,因为,所以,
所以,,即或
(1)
设等腰三角形腰长为,
即,,且由于,,
在中,,解得,
设BC的中点为D,如图所示:
根据平行四边形定理可得,
则,解得:,
所以,
则的周长为.
1.(25-26高一下·吉林延边·期中)在中,内角的对边分别是,若,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,
由正弦定理可得,
即,
整理可得,由于,故,
所以,又,所以,
又,则.
秒解:由射影定理得,又,
所以cosA=0,又,所以,所以
2.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,acos B+bcos A=3,且sin2=,b=3,则△ABC的形状为( )
A.直角三角形 B.钝角三角形
C.等边三角形 D.等腰直角三角形
【答案】C
【解析】因为acos B+bcos A=3,所以c=acos B+bcos A=3,又因为sin2=,所以==,所以cos C=,所以C=,又因为b=c=3,C=,所以△ABC是等边三角形.故选C.
3.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若a=bcos C+csin B,且△ABC的面积为1+,则b的最小值为( )
A.2 B.3 C. D.
【答案】A
【解析】由射影定理a=bcos C+ccos B和条件a=bcos C+csin B,所以sin B=cos B,又B∈(0,π),所以B=,又S△ABC=1+,所以acsin B=1+,即ac=4+2.所以b2=a2+c2-2accos B=a2+c2-ac≥2ac-ac=4,当且仅当a=c时取等号,所以b的最小值为2.故选A.
3.(2026·陕西延安·模拟预测)已知的内角,,的对边分别为,,,若,,,是中点,则( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【解析】解法1:利用正弦定理结合条件可知:,即,
由余弦定理即,故,,
在中由余弦定理可知:,
在中由余弦定理可知:,
整理得:,即.
故选:D
解法2:同解法1求得,,由平行四边形定理得,
即,解得.
4.(2026·湖南邵阳·模拟预测)已知在中,,,.若的角平分线交边于点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】在中,根据余弦定理,
已知,,,设,则有:
解得或(边长不能为负舍去),所以.
因为AD是角平分线,根据角平分线定理:可得.
又因为,所以.
在中,再根据余弦定理,
将,,代入可得:
所以.的长度为
故选:D.
5.(多选)(25-26高一下·吉林长春·期中)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,D为线段BC上的一点,则下列结论正确的是( )
A.
B.的周长为
C.若AD为的中线,则
D.若AD为的角平分线,则
【答案】ABD
【解析】对于A,因为,解得,故A正确;
对于B,由得,由余弦定理得
,,
所以,故B正确;
对于C,由是的中线,得,
则
,故C不正确;
对于D,依题意可得,
可得,
又因为平分,且,所以,
则,
整理得,故D正确.
6.(多选)(25-26高一下·山东潍坊·阶段检测)已知,,分别为内角,,的对边,下面四个结论正确的是( )
A.“”是“”的必要不充分条件
B.若,则为钝角三角形
C.若,,且有两解,则的取值范围是
D.在中,是边的中线,若,且,,则
【答案】BCD
【解析】对于A,在中,由正弦定理,,故A错误;
对于B,由,令,得,
由余弦定理得,因,故是钝角,故B正确;
对于C,因,,由有两解可得,即,故C正确;
对于D,因,则,
解得,又是边的中线,则,
两边取平方得,
则,故D正确.
故选:BCD
7.(25-26高一下·黑龙江齐齐哈尔·期中)在中,内角所对的边分别为,已知,的面积为,则的最小值为__________
【答案】12
【解析】已知,
由射影定理得
所以,则.
因为的面积为,
所以,解得,
所以,当且仅当时等号成立,
因此的最小值为12.
8.(25-26高一下·山东滨州·期中)如图,设的内角所对的边分别为,且.若点是外一点,,则四边形面积的取值范围为___________.
【答案】
【解析】由题意及正弦定理,得,即.
因为,所以.
又因为,则.
因为,所以,
所以,
所以四边形面积的取值范围为.
9.(25-26高一下·吉林·期中)在中,角的对边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)若,的面积为,求该三角形的周长
(3)若,,为的平分线,求的长.
【解析】(1)解:因为,
由正弦定理,可得,
整理得,
所以,即,
又因为,可得,所以,
因为,可得,所以,即,
又因为,所以.
(2)解:由(1)知:且的面积为,
可得,可得,
因为,由余弦定理知,
可得,可得,
解得,所以的周长为.
(3)解:因为为的平分线且,可得,
由,可得,
又因为,可得,
整理得,所以.
10.(25-26高一下·四川达州·期中)在中,角的对边分别是,且,.
(1)求角的大小;
(2)若边上的中线,求的面积.
(3)若为锐角三角形,求的取值范围.
【解析】(1)由有,
,即,
,,又,故.
(2)由平方得,
所以,即,所以,
又由余弦定理得,所以,
所以的面积为.
(3)由题意得,又,
,
又为锐角三角形,则有,得,
所以,所以,故.
11.(25-26高一下·黑龙江鸡西·阶段检测)在中,内角的对边分别为,满足.
(1)证明:;
(2)若,,点为边上一点,为的平分线,求的值;
(3)若为锐角三角形,求的取值范围.
【解析】(1)由正弦定理得:,
,
,
;
,,
或,
即或(舍),
;
(2)
由(1)知:,又为的平分线,
由角平分线定理得,,
设,则,
,
,
又,
,
,
解得:或(舍),即,
,
;
(3),,,
,
为锐角三角形,
,
解得:,
,
,
.
1.
在△ABC中,,AC边的中线长,则△ABC周长的最大值为( )
A. B.6 C. D.9
【答案】B
【解析】先利用平行四边形定理得到,设,,再由可求出的最大值,从而可求出△ABC周长的最大值.
根据平行四边形定理可得,
即,又因为,且,
所以,即,
设,,
由得,
则,(当且仅当,即,是取等),
∴周长的最大值为6.
故选:B
2.(2023·新课标Ⅱ卷·高考真题)记的内角的对边分别为,已知的面积为,为中点,且.
(1)若,求;
(2)若,求.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)方法1:在中,因为为中点,,,
则,解得,
在中,,由余弦定理得,
即,解得,则,
,
所以.
方法2:在中,因为为中点,,,
则,解得,
在中,由余弦定理得,
即,解得,有,则,
,过作于,于是,,
所以.
(2)方法1:在与中,由余弦定理得,
整理得,而,则,
又,解得,而,于是,
所以.
方法2:在中,因为为中点,则由平行四边形定理得,
即,解得,
又,解得,而,于是,
所以.
3.(25-26高一下·山东济宁·期中)中,角所对的边分别为.为边上的中线,点,分别为边上动点,交于.已知,且.
(1)求;
(2)设,若,求;
(3)在(2)的条件下,若,求的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)因为,
所以由正弦定理,
由余弦定理
因为,所以.
(2)因为为中点,所以,
所以
所以,
即,
解得或,
又,所以,所以的余弦值为.
(3)设
,
,
由三点共线,得,
,
,
所以
,
,
所以,所以.
所以.
所以的取值范围为.
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用时: min 自评勋章:
暑假作业06 解三角形的五大秒杀技:射影定理、
中线定理、角平分线定理、张角定理、平行四边形定理
【知识点1 射影定理】
在△ABC中,a=bcos C+ccos B;b=acos C+ccos A;c=bcos A+acos B.
证明:如图,记AB=c,BC=a,AC=b,作于点D,
则
即同理可证b=acos C+ccos A;c=bcos A+acos B.
【知识点2 中线定理】
1. 中线长定理
中, 是边上的中线,则.
2.中线向量定理
在中,若点D是的中点,则=+),
两边平方后,得=,就可以得到中线、∠A及其两邻边的关系.
【知识点3 角平分线定理】
1.角平分线定理
在中,的平分线交于点(如图),则有.
【证明】因为,所以,
在中使用正弦定理有,
在中使用正弦定理有,又,
所以.
该结论也可以由两三角形面积之比得证,即
2.常见推论:
(1);
(2)(库斯顿定理);
(3).
(4)(等面积法).
【知识点4 张角定理】
1.张角定理
在中,角,,所对的边分别为,,,若为上一点(如图),且,,则有.
【证明】 因为,所以,于是等式两边同除以得.
2.张角定理与角平分线的长
特别地,如果在中,角,所对的边分别为,,的平分线交于点,根据张角定理就会有,再使用二倍角公式得到,加以化简也就得到,即,根据这个思路我们就可以处理与角平分线长相关的问题了.
【注】张角定理在选择、填空题中直接用就行,但是在解答题中使用之前需要推理一下.
【知识点5 平行四边形定理】
1.平行四边形定理
若四边形为平行四边形(如图),则.
2.定理的证明
【证明】 因为四边形是平行四边形,所以,,
且,在中使用余弦定理有,
在中使用余弦定理有,
所以.
【题型1 射影定理的应用】
1.(25-26高一下·山东青岛·期中)已知分别为三个内角的对边,若,则的形状为 ( )
A.直角三角形 B.锐角三角形 C.钝角三角形 D.等边三角形
【答案】A
【解析】由正弦定理将边化为角可得,
又,
故,故,
由,故,则,故,
即的形状为直角三角形.
秒解:由射影定理得又由已知得,所以,
故为直角三角形.
2.(2023·全国乙卷)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..C. D.
【答案】C
【解析】由射影定理acos B-bcos A=c=acos B+bcos A,则cos A=0,A=,则B=π-A-C=π--=.故选C.
3.(25-26高一下·云南文山·阶段检测)在中,,,所对的边分别为,,,若,,则的周长为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】B
【解析】,,
由正弦定理,得,
即,
,,.
的周长为.
秒解:由射影定理得,又由已知得,
所以,解得c=1,的周长为.
4.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,c=acos B+2cos A,2b=c,若cos C=-,则△ABC的面积为 .
【答案】
【解析】由三角形中的射影定理c=acos B+bcos A,结合已知条件c=acos B+2cos A,可得b=2,又因为2b=c,所以c=4,由c2=a2+b2-2abcos C,可得16=a2+4-4a×,解得a=3(负值舍去),所以三角形的面积为absin C=×3×2×=.
5.△ABC的面积为S.若bcos C+ccos B=asin A,S=,则角B等于 .
【答案】
【解析】根据题意知bcos C+ccos B=a=asin A,则sin A=1,所以得A=,由S==×2bacos C=basin C,可得tan C=1,0<C<,所以C=,所以B=π-A-C=π--=.
【题型2 中线定理的应用】
1.(2025·广东汕头·二模)在中,为边上的中线,,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
如图,因为边上的中线,则 ,又 ,
则.
故选:D.
2.在中,内角,,所对的边分别为,,,且,设是的中点,若,则面积的最大值是 .
【答案】
【解析】易求得,由中线长定理得,而
所以,,
(当且仅当=时,“=”成立).或求得后,利用“形”易得,当中线即为高线时,面积最大,下一步求出此时的面积,则更简单.
3.(2023·新高考Ⅱ卷)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.
【解析】(1)法一:在△ABC中,因为D为BC的中点,∠ADC=,AD=1,
则S△ADC=AD·DCsin∠ADC=×1×a×=a=S△ABC=,解得a=4,
在△ABD中,∠ADB=,由余弦定理得c2=BD2+AD2-2BD·ADcos∠ADB,
即c2=4+1-2×2×1×=7,解得c=,则cos B==,
sin B== =,
所以tan B==.
法二:在△ABC中,因为D为BC的中点,∠ADC=,AD=1,
则S△ADC=AD·DCsin∠ADC=×1×a×=a=S△ABC=,解得a=4,
在△ACD中,由余弦定理得b2=CD2+AD2-2CD·ADcos∠ADC,
即b2=4+1-2×2×1×=3,解得b=,有AC2+AD2=4=CD2,则∠CAD=,C=,如图,过A作AE⊥BC于E,
于是CE=ACcos C=,AE=ACsin C=,BE=,所以tan B==.
(2)法一:在△ABD与△ACD中,由余弦定理得
整理得a2+2=b2+c2,而b2+c2=8,则a=2,
又S△ADC=××1×sin∠ADC=,解得sin∠ADC=1,而0<∠ADC<π,于是∠ADC=,
所以b=c==2.
法二:在△ABC中,因为D为BC的中点,则2=+,又=-,
于是4+=(+)2+(-)2=2(b2+c2)=16,即4+a2=16,解得a=2,
又S△ADC=××1×sin∠ADC=,解得sin∠ADC=1,而0<∠ADC<π,于是∠ADC=,所以b=c==2.
4.(25-26高一下·四川宜宾·期中)在中,角的对边分别为,向量,且
(1)求角的值;
(2)若是边上的中线,,求的面积.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)因为,所以,
所以,
由正弦定理得,
即,且,则,
可得,因为,
所以.
(2)由题意得,
则,
即有,且,
解得,
所以,
故的面积为.
5.(25-26高一下·贵州毕节·阶段检测)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,.
(1)证明:;
(2)求C;
(3)若,边上的中线,求边a,b的长.
【解析】(1)证明:由正弦定理得:,
即;
(2)解:因为,
即.
则,
因为,
所以;
(3)解:因为,由余弦定理知:,
即,
,,
即,
,,
故,
解得:,或,.
【题型3 角平分线定理的应用】
1.(2026·甘肃武威·模拟预测)在中,,是的平分线,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为为的平分线,且,
由角平分线定理得,
又,所以,则在中,
由余弦定理得,
所以,在中,由正弦定理得,
则.
故选:A.
2.(25-26高一下·重庆·阶段检测)在中,,,,的平分线AD交BC于点D,则______.
【答案】
【解析】由余弦定理,,
所以.
解得(舍去负根).
因为AD平分,所以.
由,
得,
即.
整理得.
3.(2025·山东泰安模拟)已知△ABC内角A,B,C的对边分别为a,b,c,b(sin B+sin C)=(a-c)(sin A+sin C).
(1)求A;
(2)A的平分线AD交BC于D点,9b+c=64,求AD的最大值.
【解析】(1)因为b(sin B+sin C)=(a-c)(sin A+sin C),
由正弦定理得b(b+c)=(a-c)(a+c),整理得b2+c2-a2=-bc,
由余弦定理得cos A===-,且A∈,所以A=.
(2)因为AD为A的角平分线,则∠BAD=∠CAD=∠A=,
由S△ABD+S△ACD=S△ABC,可得c·AD·sin∠BAD+b·AD·sin∠CAD=bcsin∠BAC,
整理得AD=bc,又因为9b+c=64,
可得AD====≤=4,
当且仅当=,即c=3b=16时,等号成立,所以AD的最大值为4.
4(25-26高一下·浙江嘉兴·阶段检测)在中,角,,的对边分别为,,,已知,,
(1)求角的大小;
(2)若点在边上,为的平分线,且,求边长的值.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由和正弦定理可得:,
因为,故,
代入上式化简得:,
在中,,则,
又,因此.
(2)因为是的平分线,可得,
由面积关系,代入可得:,
代入,
化简得:,解得.
【题型4 张角定理的应用】
1.
在△ABC中,角A、B、C所对的边分别为、b、c,已知点D在BC边上,AD⊥AC,sin∠BAC,
AB,AD=3,则CD=( )
A. B. C.4 D.6
【答案】B
【解析】如图:
∵sin∠BAC
∴cos∠BAC
由张角定理得:
即
即,即
解得,
∴
2.在中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,点D在边上,,,,,则______.
【答案】2
【解析】
如图,由题意,,,
由张角定理,,
所以,解得:,故.
3.在中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,,的平分线交于点D,且,则的最小值为______.
【答案】4
【解析】解法1:如图,,
,
所以,故,从而,
当且仅当时取等号,所以的最小值为4.
解法2:如图,由张角定理,,
所以,故,
从而,
当且仅当时取等号,故的最小值为4.
4.在中,角所对的边分别为,是的角平分线,若,,则的最小值为 .
【答案】
【解析】利用张角定理得到,利用基本不等式“1”的妙用求出最小值.
如图:
∵是的角平分线,,
∴,
由张角定理得:,
即,
∵,∴,
∴,
∴,
当且仅当,即时取“=”.
【题型5 平行四边形定理的应用】
1.
在中, ,,c边上的中线长为1,则的外接圆的半径长为 .
【答案】1
【解析】如图,在中,设D为边的中点,
则,,所以,
故,而,
所以 ,则,
由于,故,
所以 ,设的外接圆的半径为R,
则 ,
2.在中,.
1.
求;
1.
求边上的中线长.
【解析】(1)因为,,故,
所以,解得,
故,故.
(2)如图所示,是中点,连接,
根据平行四边形定理可得,
则,
解得,即边上的中线为.
3.(2026·四川绵阳·模拟预测)在中,角,,的对边分别为,,.已知,,.
(1)求的值;
(2)若是边的中点,求的值.
【解析】(1)已知,由正弦定理,
得,显然,
得,由,得,所以,
因为,由余弦定理,
则,
,
解得(舍去).
(2)因为是边的中点,
所以,
所以,
,所以.
解法二:由平行四边形定理得,
即,解得.
4.已知的内角,,的对边分别为,,,且满足
(1)
求角的大小;
(2)
若为钝角,为等腰三角形,且边上的中线长为,求的周长.
【解析】由余弦定理得:,所以,
由正弦定理得:,因为,所以,
所以,,即或
(1)
设等腰三角形腰长为,
即,,且由于,,
在中,,解得,
设BC的中点为D,如图所示:
根据平行四边形定理可得,
则,解得:,
所以,
则的周长为.
1.(25-26高一下·吉林延边·期中)在中,内角的对边分别是,若,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,
由正弦定理可得,
即,
整理可得,由于,故,
所以,又,所以,
又,则.
秒解:由射影定理得,又,
所以cosA=0,又,所以,所以
2.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,acos B+bcos A=3,且sin2=,b=3,则△ABC的形状为( )
A.直角三角形 B.钝角三角形
C.等边三角形 D.等腰直角三角形
【答案】C
【解析】因为acos B+bcos A=3,所以c=acos B+bcos A=3,又因为sin2=,所以==,所以cos C=,所以C=,又因为b=c=3,C=,所以△ABC是等边三角形.故选C.
3.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若a=bcos C+csin B,且△ABC的面积为1+,则b的最小值为( )
A.2 B.3 C. D.
【答案】A
【解析】由射影定理a=bcos C+ccos B和条件a=bcos C+csin B,所以sin B=cos B,又B∈(0,π),所以B=,又S△ABC=1+,所以acsin B=1+,即ac=4+2.所以b2=a2+c2-2accos B=a2+c2-ac≥2ac-ac=4,当且仅当a=c时取等号,所以b的最小值为2.故选A.
3.(2026·陕西延安·模拟预测)已知的内角,,的对边分别为,,,若,,,是中点,则( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【解析】解法1:利用正弦定理结合条件可知:,即,
由余弦定理即,故,,
在中由余弦定理可知:,
在中由余弦定理可知:,
整理得:,即.
故选:D
解法2:同解法1求得,,由平行四边形定理得,
即,解得.
4.(2026·湖南邵阳·模拟预测)已知在中,,,.若的角平分线交边于点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】在中,根据余弦定理,
已知,,,设,则有:
解得或(边长不能为负舍去),所以.
因为AD是角平分线,根据角平分线定理:可得.
又因为,所以.
在中,再根据余弦定理,
将,,代入可得:
所以.的长度为
故选:D.
5.(多选)(25-26高一下·吉林长春·期中)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,D为线段BC上的一点,则下列结论正确的是( )
A.
B.的周长为
C.若AD为的中线,则
D.若AD为的角平分线,则
【答案】ABD
【解析】对于A,因为,解得,故A正确;
对于B,由得,由余弦定理得
,,
所以,故B正确;
对于C,由是的中线,得,
则
,故C不正确;
对于D,依题意可得,
可得,
又因为平分,且,所以,
则,
整理得,故D正确.
6.(多选)(25-26高一下·山东潍坊·阶段检测)已知,,分别为内角,,的对边,下面四个结论正确的是( )
A.“”是“”的必要不充分条件
B.若,则为钝角三角形
C.若,,且有两解,则的取值范围是
D.在中,是边的中线,若,且,,则
【答案】BCD
【解析】对于A,在中,由正弦定理,,故A错误;
对于B,由,令,得,
由余弦定理得,因,故是钝角,故B正确;
对于C,因,,由有两解可得,即,故C正确;
对于D,因,则,
解得,又是边的中线,则,
两边取平方得,
则,故D正确.
故选:BCD
7.(25-26高一下·黑龙江齐齐哈尔·期中)在中,内角所对的边分别为,已知,的面积为,则的最小值为__________
【答案】12
【解析】已知,
由射影定理得
所以,则.
因为的面积为,
所以,解得,
所以,当且仅当时等号成立,
因此的最小值为12.
8.(25-26高一下·山东滨州·期中)如图,设的内角所对的边分别为,且.若点是外一点,,则四边形面积的取值范围为___________.
【答案】
【解析】由题意及正弦定理,得,即.
因为,所以.
又因为,则.
因为,所以,
所以,
所以四边形面积的取值范围为.
9.(25-26高一下·吉林·期中)在中,角的对边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)若,的面积为,求该三角形的周长
(3)若,,为的平分线,求的长.
【解析】(1)解:因为,
由正弦定理,可得,
整理得,
所以,即,
又因为,可得,所以,
因为,可得,所以,即,
又因为,所以.
(2)解:由(1)知:且的面积为,
可得,可得,
因为,由余弦定理知,
可得,可得,
解得,所以的周长为.
(3)解:因为为的平分线且,可得,
由,可得,
又因为,可得,
整理得,所以.
10.(25-26高一下·四川达州·期中)在中,角的对边分别是,且,.
(1)求角的大小;
(2)若边上的中线,求的面积.
(3)若为锐角三角形,求的取值范围.
【解析】(1)由有,
,即,
,,又,故.
(2)由平方得,
所以,即,所以,
又由余弦定理得,所以,
所以的面积为.
(3)由题意得,又,
,
又为锐角三角形,则有,得,
所以,所以,故.
11.(25-26高一下·黑龙江鸡西·阶段检测)在中,内角的对边分别为,满足.
(1)证明:;
(2)若,,点为边上一点,为的平分线,求的值;
(3)若为锐角三角形,求的取值范围.
【解析】(1)由正弦定理得:,
,
,
;
,,
或,
即或(舍),
;
(2)
由(1)知:,又为的平分线,
由角平分线定理得,,
设,则,
,
,
又,
,
,
解得:或(舍),即,
,
;
(3),,,
,
为锐角三角形,
,
解得:,
,
,
.
1.
在△ABC中,,AC边的中线长,则△ABC周长的最大值为( )
A. B.6 C. D.9
【答案】B
【解析】先利用平行四边形定理得到,设,,再由可求出的最大值,从而可求出△ABC周长的最大值.
根据平行四边形定理可得,
即,又因为,且,
所以,即,
设,,
由得,
则,(当且仅当,即,是取等),
∴周长的最大值为6.
故选:B
2.(2023·新课标Ⅱ卷·高考真题)记的内角的对边分别为,已知的面积为,为中点,且.
(1)若,求;
(2)若,求.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)方法1:在中,因为为中点,,,
则,解得,
在中,,由余弦定理得,
即,解得,则,
,
所以.
方法2:在中,因为为中点,,,
则,解得,
在中,由余弦定理得,
即,解得,有,则,
,过作于,于是,,
所以.
(2)方法1:在与中,由余弦定理得,
整理得,而,则,
又,解得,而,于是,
所以.
方法2:在中,因为为中点,则由平行四边形定理得,
即,解得,
又,解得,而,于是,
所以.
3.(25-26高一下·山东济宁·期中)中,角所对的边分别为.为边上的中线,点,分别为边上动点,交于.已知,且.
(1)求;
(2)设,若,求;
(3)在(2)的条件下,若,求的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)因为,
所以由正弦定理,
由余弦定理
因为,所以.
(2)因为为中点,所以,
所以
所以,
即,
解得或,
又,所以,所以的余弦值为.
(3)设
,
,
由三点共线,得,
,
,
所以
,
,
所以,所以.
所以.
所以的取值范围为.
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