摘要:
**基本信息**
以正余弦定理为核心,系统梳理解三角形11类题型,从基础应用到几何元素、综合交汇,构建从定理直接应用到复杂建模的逻辑链条,培养几何直观与推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|正(余)弦定理应用|4题|已知边边角等条件求边或角|定理直接应用,奠定基础|
|解的个数判断|3题|判断三角形解的唯一性或多解性|深化定理应用的边界条件分析|
|形状判断|3题|通过边或角关系判断三角形类型|结合定理与三角恒等变换|
|周长/面积问题|各3题|利用定理求周长或面积|应用定理解决几何量计算|
|高线/中线/角平分线|各3题|结合几何元素性质转化问题|几何直观与定理结合|
|最值/向量/四边形/外接圆|4-5题|综合应用定理解决复杂问题|从单一应用到综合建模,体现模型意识|
内容正文:
人教A版高一数学必修二期末备考05
解三角形基本题型梳理
题型一、正(余)弦定理的应用
1.在中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】用正弦定理进行边角互化,结合三角形的内角和,可求角B.
【详解】由正弦定理,,可得或.又,且,可得或(舍去).故选:C
2.在中,角、、的对边分别为、、,若,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用两角差的正弦公式和边角互化思想可求得,可得出,然后利用余弦定理求出的值,最后利用正弦定理可求出的值.
【详解】,即,
即,,,得,,.
由余弦定理得,由正弦定理,
因此,.故选:B.
【点睛】本题考查三角形中角的正弦值的计算,考查两角差的正弦公式、边角互化思想、余弦定理与正弦定理的应用,考查运算求解能力,属于中等题.
3.设的内角,,的对边分别为,,,若,,则__.
【答案】
【详解】因为,则由正弦定理可得,所以,又,所以,
由余弦定理可得,又因为,所以.
4.在中,已知,,,则________.
【答案】
【分析】由正弦定理结合同角三角函数的基本关系得,由余弦定理求出后可得.
【详解】因为,结合正弦定理得,而,
故即,而为三角形内角,故.由余弦定理及,,得出,解出(负根舍去),所以.
题型二、三角形解的个数的判断
1.在△中,内角,,的对边分别是,,,已知,,,则此三角形解的情况为( )
A.有两解 B.有一解 C.无解 D.解的个数不能确定
【答案】A
【分析】由正弦定理求得sinB的值,并结合大边对大角进行判定角B的解的个数,即得三角形的解的个数.
【详解】由正弦定理可得,,∵b>a,∴B>A,由于A为锐角,∴角B可以为锐角,也可以为钝角,即三角形的解有2个.故选:A.
2.(多选)满足下列条件的三角形中,仅有1解的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【分析】根据各组条件中的两边一对角的值,利用正弦定理,求出另一边的对角的正弦值,根据其值的大小,结合大边对大角,判定角的解的个数,即为△ABC的解的个数.
【详解】又∵,∴为锐角,故有唯一解,∴满足A中的条件的三角形有唯一解;又∵,∴,∴为锐角,故有唯一解,∴满足B中的条件的三角形有唯一解;无解,∴满足C中的条件的三角形无解;
又∵,∴,∴为锐角或钝角,故有两解,∴满足D中的条件的三角形有两解;故选:AB.
【点睛】由两边一对角判定三角形的解的个数,利用正弦定理求得这两边中另一边的对角的正弦,若正弦值大于1,则无解;若正弦值等于1,则只有一解;若正弦值小于1,要结合大边对大角进行判定解的个数.
3.在中,为边上一点,,,,若使的个数有且仅有两个,则线段长度的范围为________.
【答案】
【分析】利用余弦定理求得的长度,进而求得到的距离为,数形结合可得的取值范围.
【详解】由余弦定理可知:,又,,,代入整理得,即,∵,∴,∴到的距离为,要使的个数有且仅有两个,如图所示,∴.
题型三、三角形形状的判断
1.在中,其内角A,B,C的对边分别为,,,若,则的形状是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等腰直角三角形 D.等腰或直角三角形
【答案】B
【分析】由已知条件,利用余弦定理角化边即可得到关系式.
【详解】因为,由余弦定理知,所以,
整理得,即的形状是直角三角形.故选:B.
2.在中,内角,,的对边分别为,,,已知,则是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等腰直角三角形 D.等腰或直角三角形
【答案】D
【分析】由正弦定理,二倍角的正弦函数公式化简已知可求得,结合范围可求或解得或即可得
【详解】可得,由正弦定理可得: ,即,
可得,,或,解得或,即是等腰或直角三角形.故选:D
3.在中,角的对边分别为,若,,则的形状为( )
A.直角三角形 B.等腰非等边三角形
C.等边三角形 D.钝角三角形
【答案】C
【分析】根据正弦定理可得,再由已知条件判断的形状.
【详解】由正弦定理,,则,再由则
故,即,故,所以为等边三角形.故选:C.
题型四、三角形的周长问题
1.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
【详解】,,由正弦定理,得,
即,,,.的周长为.
2.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.
3.设的内角A、B、C所对的边分别为a、b、c﹐且满足, 的周长为,则面积的最大值为________.
【答案】
【分析】首先根据余弦定理,边角互化后可得,再利用表示的周长,并利用基本不等式求面积的最大值.
【详解】由余弦定理知:,, ,
,整理为,,又的周长为,
有,当且仅当时等号成立,,
而,故面积的最大值为
【点睛】本题考查余弦定理,三角形面积,以及基本不等式求最值,重点考查转化思想,计算能力,属于中档题型.
题型五、三角形的面积问题
1.的内角的对边分别为,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由余弦定理求出关系,再结合可求得,再用三角形面积公式计算出面积.
【详解】由余弦定理得:,∴,又,
所以,∴,∴ ,∴.故选:.
【点睛】本题考查余弦定理和三角形面积公式,属于基础题.利用余弦定理求得的关系,并结合已知求得的值是关键,三角形的面积公式.
2.在中,角,,所对的边分别为,,.若,,,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据余弦定理以及二倍角余弦公式,将,变形整理为,再根据正弦定理,变形整理为,确定,然后根据余弦定理,确定,根据三角形面积公式求解即可.
【详解】依题意,,即,故,故,即,因为,故;由余弦定理,,即,即,则,则的面积.故选:C
【点睛】本题考查正弦定理、余弦定理以及三角形面积公式,属于中档题.
3.已知的内角A,B,C的对边分别为,,,且A为钝角,,的面积为.
(1)求;(2)若的周长为,求的面积.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)利用正弦定理将角的关系转化为边的关系,再结合三角形面积公式求出A角正弦值,最后根据A为钝角确定角A大小;
(2)先用余弦定理求出a与b的关系,再结合周长条件解出b,最后代入面积公式得到结果.
【详解】(1)因为,由正弦定理得, 因为的面积为,
所以,即,所以, 因为为钝角,所以.
(2)由余弦定理,所以,
又, 所以,故.
题型六、三角形的高线问题
1.在中,,BC边上的高为AD,D为垂足,且BD=2CD,则cos∠BAC=( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】直接利用三角函数的定义和余弦定理求出结果.
【详解】依题意设,则.因为,所以.因为BC边上的高为AD,如图所示
所以,即.所以.
根据余弦定理得.故选:A.
【点睛】本题考查了解三角形的问题,关键是掌握余弦定理,属于基础题.
2.在中,角,,所对的边分别为,,,若,,BC边上的高,则( )
A. B. C.8 D.
【答案】A
【分析】根据三角形面积公式求出的值,再利用余弦定理求出的值,进而求出的值.
【详解】已知BC边上的高,,根据三角形面积公式.将,,,代入可得,,. 由余弦定理,可得,即,可得,即,把代入上式可得,即. 因为、为三角形的边,可得:.
3.在中,角的对边分别为.已知,边上的高为,则______.
【答案】/
【分析】由求出,再根据两个面积公式“算两次”建立的关系,然后结合余弦定理得,最后由正弦定理化边为角可得所求.
【详解】由,,得,由,得,所以由余弦定理得,
则,所以,所以由正弦定理知,.
题型七、三角形的中线问题
1.在中,内角,,的对边分别为,,,若,,则边上的中线长的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】在,中利用余弦定理,并结合,利用诱导公式,消去角,
求得,结合中使用余弦定理,得到,
然后结合基本不等式求得的取值范围,进而得到中线长的取值范围.
【详解】是边上的中线, 在中,①,
在中,②.又,,
由①+②得.由余弦定理得.
,,,即,.
2.在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,C=,c=2,D为BC中点,cosB=,求AD的长度为______________.
【答案】
【分析】利用两角和的正弦公式求得的值,利用正弦定理求得边的值,进而由余弦定理求得.
【详解】解:因为cosB=,所以sinB=,sinA=sin(B+C)=sinBcosC+sinCcosB=,由正弦定理得,所以a=2,因为D为BC的中点,BD=,△ABD中,由余弦定理得AD2=AB2+BD2﹣2AB•BDcosB=26,所以AD=.
3.如图,在中,已知,,,为的中点,则______,______.
【答案】 4
【分析】中,利用余弦定理求出,进而得出;在中,由余弦定理求出,进而得出和.
【详解】在中,因为,,,所以由余弦定理得
,所以.在中,由余弦定理得,在中,由余弦定理得,所以,故,所以.
题型八、三角形的角平分线问题
1.在非直角中,设角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,是角的内角平分线,且,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由正弦定理、余弦定理将已知关系式进行化简得到,
再由等面积法得到,由二倍角公式得的值.
【详解】由已知和正弦定理得,则,
为非直角三角形,,,,
,即,
又,所以,,,
,,.故选:A.
2.在斜中,且,是角C平分线,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】利用正弦定理角化边可构造方程,由可得;利用可构造方程求得,利用二倍角公式求得结果.
【详解】由正弦定理得:则
为斜三角形, ,,,
即:,, , ,,
,故选:
【点睛】本题考查解三角形的相关知识,涉及到正弦定理化简边角关系式、余弦定理和三角形面积公式的应用、二倍角公式求三角函数值等知识;关键是能够通过面积相等的方式构造方程解出半角的三角函数值.
3.的三个内角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,若,角的平分线交于,则_____.
【答案】2
【分析】根据余弦定理,先计算出边的长度,然后利用面积等于与的面积的和计算角平分线的长度,或者求出各个角的大小,用正弦定理求出的长度.
【详解】由图可知,记,
方法一:由余弦定理可得,,因为,解得:,由可得,,解得:.
方法二:由余弦定理可得,,因为,解得:,
由正弦定理可得,,解得:,因为,
所以,又,所以,即.
题型九、解三角形中的最值问题
1.在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,的面积为S,若,且,则S的最大值为( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【分析】由正弦定理将条件中的角的正弦化为边,并配方得到,进而利用余弦定理得到,求得的值(有两种情况),分情况利用余弦定理和基本不等式可以求得的最大值,利用三角形面积公式得到S的最大值.
【详解】由正弦定理得,即.
由余弦定理,得,即.由,得或.
,当且仅当时,等号成立.当时,,即;当时,,即.∵,∴的最大值在时取到,所以当时,.故选:B.
2.在中,角的对边分别为为边上的高,若,则的最大值是_________.
【答案】3
【分析】由三角形的面积公式结合余弦定理,利用基本不等式,可得的最大值.
【详解】由,得,由余弦定理及,
得,由基本不等式,得,即(当且仅当时取等号),所以,故当时,的最大值为.
3.在中,若,则__________,的最大值为___________.
【答案】
【分析】利用正弦定理将已知等式中的边化角,再结合两角差的余弦公式、辅助角公式,可得的值;根据,两角差的正弦公式、辅助角公式,可推出,最后由正弦函数的图象与性质,得解.
【详解】由正弦定理得,又,则得,
整理得,即,又因为,所以.由,得,因为,所以,,所以当时,取得最大值,为.
4.如图在中,,,为边上一点(不包括端点).若,则的取值范围为________.
【答案】
【分析】先得到,由正弦定理得,得到,将转化为,根据的范围,得到答案.
【详解】因为,所以为等边三角形,所以,
所以在中,由正弦定理得, 即,得
∴,
∵,,∴.
【点睛】本题考查正弦定理解三角形,正弦定理求三角形边长范围,正弦型函数的图像与性质,属于中档题.
题型十、解三角形与平面向量交汇问题
1.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由正弦定理及余弦定理可得,,然后求解即可.
【详解】由可得,则①,
又,所以,即,所以 ②,由①②可得,由余弦定理可得,故选:D.
【点睛】本题考查了正弦定理及余弦定理的综合应用,重点考查了两角和的正弦公式,属中档题.
2.分别为的外心和重心,,若,则的面积的最大值( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【分析】设为边中点,连接,作于,即为中点,求得,,化简得,再通过面积公式和基本不等式即可得到答案.
【详解】设为边中点,连接,作于,即为中点,
因为,同理,
则,
所以,因为,所以的面积为,当且仅当时取等号.故选:B
3.在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且与共线.
(1)求;
(2)若,求周长的最大值;
【答案】(1);(2)
【分析】(1)利用向量共线条件得到边角关系,再通过正弦定理将边化为角,结合三角恒等变换与,直接求出,得;(2)用余弦定理结合基本不等式,将转化为关于的不等式,求出最大值,进而得周长最大值;
【详解】(1)在中,,与共线,,
由正弦定理可得,,
,,又,所以.
(2)由(1)知,又,由余弦定理,得,
即,因为,当且仅当时等号成立,所以,
即,则,所以周长的最大值为12.
题型十、四边形中的解三角形问题
1.如图,四边形中,,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由锐角三角函数可得,再由余弦定理及降幂公式即可求解.
【详解】设,,则,由余弦定理可得,所以,解得.故选:B.
2.如图,在梯形中,,,,,,,均为锐角,则对角线( )
A.5 B.15
C.25 D.30
【答案】C
【分析】过点作交于点,在三角形中,利用余弦定理求得, 然后在中利用余弦定理求得.
【详解】过点作交于点,
则,,.由余弦定理得,在中,,解得.故选:C.
3.如图,在平面四边形ABCD中,,,,为等边三角形,则该四边形的面积是( )
A.12 B.16 C. D.
【答案】D
【分析】根据余弦定理求边,再根据三角形面积公式,即可求解.
【详解】中,根据余弦定理,则,则,因为是等边三角形,所以,的面积,所以四边形的面积.故选:D
题型十一、三角形的外接圆问题
1.在中,若,,则外接圆的半径为( )
A.6 B. C.3 D.
【答案】C
【解析】利用正弦定理可得外接圆的半径.
【详解】在中,若,,所以,由正弦定理,所以.
2.中,,为边上的中点,则与的外接圆的面积之比为___________.
【答案】
【分析】根据边长,在中利用正弦定理求得的正弦值比,据正弦定理求得与外接圆直径,即可得外接圆的面积之比.
【详解】因为,,,由正弦定理得,从而△与 △的外接圆的半径分别为和,∴,因此对应外接圆的面积之比为
3.已知锐角三角形内接于单位圆,且,则面积的最大值是___________.
【答案】
【分析】由题意可知,由圆的性质可知,在中,使用余弦定理和基本不等式,可得,再根据三角形面积公式,即可求出结果.
【详解】如图,
设圆的半径为1,因为,所以是直角三角形,即,所以角,由余弦定理知,由基本不等式可知,当且仅当时,取等号;所以,又.所以的面积的最大值为.
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解三角形基本题型梳理
题型一、正(余)弦定理的应用
1.在中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若,且,则( )
A. B. C. D.
2.在中,角、、的对边分别为、、,若,,,则( )
A. B. C. D.
3.设的内角,,的对边分别为,,,若,,则__.
4.在中,已知,,,则________.
题型二、三角形解的个数的判断
1.在△中,内角,,的对边分别是,,,已知,,,则此三角形解的情况为( )
A.有两解 B.有一解 C.无解 D.解的个数不能确定
2.(多选)满足下列条件的三角形中,仅有1解的是( )
A. B.
C. D.
3.在中,为边上一点,,,,若使的个数有且仅有两个,则线段长度的范围为________.
题型三、三角形形状的判断
1.在中,其内角A,B,C的对边分别为,,,若,则的形状是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等腰直角三角形 D.等腰或直角三角形
2.在中,内角,,的对边分别为,,,已知,则是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等腰直角三角形 D.等腰或直角三角形
3.在中,角的对边分别为,若,,则的形状为( )
A.直角三角形 B.等腰非等边三角形
C.等边三角形 D.钝角三角形
题型四、三角形的周长问题
1.在中,,,所对的边分别为,,,若,,则的周长为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
2.在中,已知,,的周长为9,则( )
A. B. C. D.
3.设的内角A、B、C所对的边分别为a、b、c﹐且满足, 的周长为,则面积的最大值为________.
题型五、三角形的面积问题
1.的内角的对边分别为,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
2.在中,角,,所对的边分别为,,.若,,,则的面积为( )
A. B. C. D.
3.已知的内角A,B,C的对边分别为,,,且A为钝角,,的面积为.
(1)求;(2)若的周长为,求的面积.
题型六、三角形的高线问题
1.在中,,BC边上的高为AD,D为垂足,且BD=2CD,则cos∠BAC=( )
A. B.
C. D.
2.在中,角,,所对的边分别为,,,若,,BC边上的高,则( )
A. B. C.8 D.
3.在中,角的对边分别为.已知,边上的高为,则______.
题型七、三角形的中线问题
1.在中,内角,,的对边分别为,,,若,,则边上的中线长的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,C=,c=2,D为BC中点,cosB=,求AD的长度为______________.
3.如图,在中,已知,,,为的中点,则______,______.
题型八、三角形的角平分线问题
1.在非直角中,设角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,是角的内角平分线,且,则等于( )
A. B. C. D.
2.在斜中,且,是角C平分线,且,则( )
A. B. C. D.
3.的三个内角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,若,角的平分线交于,则_____.
题型九、解三角形中的最值问题
1.在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,的面积为S,若,且,则S的最大值为( )
A. B. C. D.1
2.在中,角的对边分别为为边上的高,若,则的最大值是_________.
3.在中,若,则__________,的最大值为___________.
4.如图在中,,,为边上一点(不包括端点).若,则的取值范围为________.
题型十、解三角形与平面向量交汇问题
1.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,,则的值为( )
A. B. C. D.
2.分别为的外心和重心,,若,则的面积的最大值( )
A.2 B. C. D.
3.在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且与共线.
(1)求;
(2)若,求周长的最大值;
题型十、四边形中的解三角形问题
1.如图,四边形中,,,,,则( )
A. B. C. D.
2.如图,在梯形中,,,,,,,均为锐角,则对角线( )
A.5 B.15
C.25 D.30
3.如图,在平面四边形ABCD中,,,,为等边三角形,则该四边形的面积是( )
A.12 B.16 C. D.
题型十一、三角形的外接圆问题
1.在中,若,,则外接圆的半径为( )
A.6 B. C.3 D.
2.中,,为边上的中点,则与的外接圆的面积之比为___________.
3.已知锐角三角形内接于单位圆,且,则面积的最大值是___________.
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