内容正文:
第六章 平面向量及其应用
6.4.3 余弦定理、正弦定理
第3课时 正弦定理和余弦定理的综合应用(1)
重难探究•能力素养全提升
探究点一 利用正弦定理、余弦定理解三角形
【例1】 在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C所对的边,若bsin A=3csin B,a=3,cos B=,则b=( )
A.14 B.6 C.D.
D
解析 由bsin A=3csin B及正弦定理,得ab=3bc,即a=3c.因为a=3,所以c=1.由余弦定理,得b=.
规律方法 正弦定理、余弦定理解三角形的求解策略
应用正弦定理、余弦定理解三角形,关键是根据已知条件对边和角进行相互转化,化简表达式,通过代数变形或三角恒等变换解决问题.
变式训练1△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知csin C-bsin B=2asin A,c=2b,则sin A=( )
A. B.
C. D.
A
解析 在△ABC中,csin C-bsin B=2asin A,整理得c2-b2=2a2,因为c=2b,所以b=a,a=.故根据余弦定理,得cos A=.因为0<A<π,所以sin A=.故选A.
探究点二 三角形的多解问题
【例2】 在△ABC中,∠A=30°,AB=4,满足此条件的△ABC有两解,则BC边长度的取值范围为( )
A.(2,4) B.(2,4)
C.(4,+∞) D.(2,2)
B
解析 作∠A=30°,在∠A的一条边上取AB=c=4,
过点B作BH垂直于∠A的另一边,垂足为H(图略).
则|BH|=4sin 30°=2,以点B为圆心,BC的长为半径画圆弧,因为2<BC<AB,即2<BC<4,所以圆弧与∠A的另一边有两个交点C1,C2
所以△BAC1,△BAC2均满足条件,所以满足条件的三角形有两个.
规律方法 已知a,b和A,用正弦定理求B时的情况:
(1)当A为锐角时,①若a<bsin A,三角形无解;②若a=bsin A,三角形一解;③若bsin A<a≤b,三角形两解;④若a≥b,三角形一解;
(2)当A为钝角时,①若a≤b,三角形无解;②若a>b,三角形一解.
变式训练2(多选题)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,则满足下列条件的三角形,有唯一解的是( )
A.b=9,B=90°,C=30°
B.b=5,c=4,B=45°
C.a=6,b=3,B=60°
D.a=20,b=30,A=30°
ABC
解析 对于A,若b=9,B=90°,C=30°,则由正弦定理得
,得c=,由勾股定理可得a=,所以三角形有唯一解,故A正确;
对于B,若b=5,c=4,B=45°,因为B为锐角,且b>c,所以三角形有唯一解,故B正确;
对于C,若a=6,b=3,B=60°,因为B为锐角,且asin B=3=b,所以三角形有唯一解,故C正确;
对于D,若a=20,b=30,A=30°,因为A为锐角,且bsin A=15<a<b,所以三角形有两个解,故D错误.故选ABC.
探究点三 正余弦的边角互换
【例3】 设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若=1,
则A= .
解析 在△ABC中,由=1及正弦定理得=1,因为sin C=sin(A+B)=sin Acos B+sin Bcos A,所以=1,整理得sin Acos B-sin Bcos A+sin B=sin Acos B+sin Bcos A,即2sin Bcos A=sin B,
又sin B≠0,因此cos A=,而0<A<π,所以A=.
规律方法 围绕三角形的边角关系,利用正弦或余弦定理进行边角互化,要么把角转化为边,通过代数变形找出边之间的关系,要么把边转化为角,通过三角变换找出角之间的关系,当然也可以边角同时考虑.
变式训练3在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知sin2B+sin2C=sin2A+sin Bsin C.
(1)求角A的大小;
(2)若cos B=,a=3,求c值.
解 (1)由正弦定理可得b2+c2=a2+bc,由余弦定理得cos A=,
∵A∈(0,π),∴A=;
(2)由(1)可知,sin A=,∵cos B=,B为三角形的内角,∴sin B=,
∴sin C=sin(A+B)=sin Acos B+cos Asin B=,由正弦定理,
得c=.
本节要点归纳
1.知识清单:
(1)利用正弦定理、余弦定理解三角形.
(2)利用正弦定理、余弦定理进行边角互化.
2.方法归纳:转化与化归.
3.常见误区:三角形两解问题易忽视.
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