摘要:
**基本信息**
以正余弦定理为核心,通过12类题型系统覆盖解三角形全考点,从基础计算到综合应用,构建“定理应用—性质探究—实际建模”的完整知识逻辑链,培养数学思维与应用意识。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|余弦/正弦定理解三角形|12题|已知边边角、角角边等条件求边长或角度|从定理直接应用到多解情况分析,强化方程思想|
|三角形个数判断|5题|结合正弦定理判断解的个数|深化边角关系与三角形存在性的逻辑推理|
|边角互化与外接圆|10题|边化角或角化边、求外接圆直径|体现三角函数与几何性质的转化,培养数学眼光|
|面积/周长及最值|23题|面积计算、周长求解及最值探究|综合应用定理与不等式,提升数学语言表达能力|
|三线/四心/实际测量|20题|中线、角平分线、实际距离测量等|从平面几何到实际问题,强化应用意识与模型观念|
内容正文:
专题02 正余弦定理解三角形
一、题型一 余弦定理解三角形
1.(广东省韶关市2022-2023学年高一下学期期末数学试题)已知的内角所对的边分别为,则边长( )
A. B. C.或 D.4或
2.(广东省江门市2024-2025学年高一下学期调研测试(二)数学试题)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知,,,则( ).
A. B.或 C. D.或
3.(广东省东莞市2022-2023学年高一下学期期末数学试题)如图,在平行四边形中,,,,将三角形沿翻折得三角形,使得交于,则( )
A. B. C. D.
4.(广东省清远市2023-2024学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)在三角形中,角,,所对的边分别为,,,已知,,,则______.
5.(广东省广州市白云区2022-2023学年高一下学期期末数学试题)在中,已知,,,点D为边的中点,则______,______.
6.(广东省深圳市2024-2025学年高一下学期期末调研考试数学试卷)在中,角所对的边分别为,则的最小值为___________.
二、题型二 正弦定理解三角形
7.(广东省佛山市2024-2025学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)已知中,是的中点,且,,则( )
A. B. C. D.
8.(广东省揭阳市三校2022-2023学年高一下学期4月期中联考数学试题)在中,内角所对的边分别是.已知,则的大小为( )
A.或 B. C.或 D.
9.(茂名市2023-2024学年高一下学期教学质量监测数学试卷)若是锐角三角形,,,则边c的取值范围是( )
A. B. C. D.
10.(广东省清远市2024-2025学年高一下学期7月期末教学质量检测数学试题)在中,角的对边分别为,已知,则__________.
11.(广东省广州市九区2024学年高一下学期期末教学质量监测数学试题)在平面四边形中,,,,,则_____.
12.(广东省六校(北江中学、河源中学、清远一中、惠州中学、阳江中学、茂名中学)2023-2024学年高一下学期联合质量监测考试数学试题)在中,是的中点,,,,则______.
三、题型三 三角形个数的判断
13.(广东省广州市天河区2023-2024学年学年高一下学期期末考试数学试卷)的内角,,所对的边分别为,,,已知,,若三角形有唯一解,则整数构成的集合为( )
A. B. C. D.
14.(广东省梅州市2023-2024学年高一下学期7月期末考试数学试题)在中,角A,B,C的对边分别为,要使此三角形的解有两个,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
15.(专题02解三角形01(期末真题汇编,广东专用)高一数学下学期人教A版)(多选)在中,内角、、所对的边分别为、、,不解三角形,确定下列判断错误的是( )
A.,,,有两解 B.,,,有一解
C.,,,有一解 D.,,,无解
16.(广东省佛山市普通高中2022-2023学年高一下学期期末数学试题)在中,角的对边分别为,已知,,,则使该三角形有唯一解的的值可以是______.(仅需填写一个符合要求的数值)
17.(广东省梅州市2024-2025学年高一下学期期末考试数学试题)在中,、、分别三个内角、、的对边,,,若该三角形有两个解,则边的长的取值范围为_____.
四、题型四 边角互化的应用
18.(广东省河源市2024-2025学年高一下学期教学质量检测数学试题)在中,内角所对的边分别为,,则( )
A. B. C. D.
19.(广东省江门市2023-2024学年高一下学期数学调研测试(二))的内角的对边分别为,已知,,则( )
A. B. C. D.
20.(广东省汕头市潮阳实验学校2024-2025学年高一下学期期末测试数学试题)在中,,则( )
A. B. C. D.
21.(广东省湛江市2024-2025学年高一下学期期末调研考试数学试卷)在锐角中,角A,B,C对应的边分别为a,b,c,且.则下列说法正确的是( )
A.
B.角B的范围是
C.若的平分线交BC于D,,,则
D.的取值范围是
22.(广东省汕头市第一中学2024-2025学年高一下学期3月阶段考试数学试题)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足,则____________.
23.(专题02解三角形01(期末真题汇编,广东专用)高一数学下学期人教A版)设的内角,,的对边分别为,,,若,,则__.
24.(广东省深圳市高级中学2024-2025学年高一下学期期末考试数学试题)已知a,b,c分别为三个内角A,B,C的对边,且,则__________.
五、题型五 正弦定理求外接圆直径
25.(广东省潮州市2024-2025学年高一下学期期末教学质量检测数学试卷)在中,已知,,则的外接圆直径为( )
A.2 B. C. D.
26.(广东省江门市2022-2023学年高一下学期期末数学试题)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且若,外接圆的半径为1,则面积的最大值为( )
A. B. C. D.
27.(广东省云浮市2023-2024学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)记的内角的对边分别为,若,则( )
A. B.
C. D.外接圆的面积为
六、题型六 三角形的面积问题
28.(广东省肇庆市2023-2024学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)的内角,,的对边分别为,,,若,,则的面积为( )
A. B.1 C. D.2
29.(广东省广州市六中、二中、广雅、省实、执信五校2022-2023学年高一下学期期末联考数学试题)如图是正八边形ABCDEFGH,其中O是该正八边形的中心,P是正八边形ABCDEFGH八条边上的动点.若,则该八边形的面积为______,的取值范围为______.
30.(广东省佛山市2023-2024学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)在非直角三角形 中,角 的对边分别为 ,且满足 .
(1)求证: ;
(2)若 ,求 的面积.
31.(广东省东莞市2023-2024学年高一下学期期末教学质量检查数学试题)已知分别为三个内角的对边,且.
(1)求角;
(2)若,求的面积.
32.(广东省珠海市2022-2023学年高一下学期期末数学试题)在中,内角所对的边分别为,,,设.
(1)求角;
(2)若,且,求面积的最大值.
七、题型七 三角形的周长问题
33.(广东省阳江市两阳中学2022-2023学年高一下学期期末数学试题)已知在中,内角,,所对的边分别为,,,已知,.
(1)若,求;
(2)若,求的周长.
34.(广东省广州市番禺区2022-2023学年高一下学期期末数学试题)在中,,,.
(1)求;
(2)若角为钝角,求的周长.
35.(广东省广州市越秀区2023-2024学年高一下学期期末数学试题)如图,在中,.
(1)求的长;
(2)已知点D在平面内,且,求四边形的周长的最大值.
36.(广东省清远市2023-2024学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)中,角,,的对边分别为,,,若.
(1)求;
(2)若且的面积为,求边长.
37.(广东省清远市2024-2025学年高一下学期7月期末教学质量检测数学试题)在中,角的对边分别为,若.
(1)求;
(2)若的面积为,求的周长.
38.(广东省广州市天河区2024-2025学年高一下学期期末考试数学试题)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,向量,,且.
(1)求角A;
(2)若的面积为,,且,求.
39.(广东省东莞市2022-2023学年高一下学期期末数学试题)已知,,分别为三个内角,,的对边,且.
(1)求
(2)若,的面积为,求的周长.
40.(广东省深圳市深圳科学高中2024-2025学年高一下学期7月期末考试数学试题)已知分别为三个内角的对边,满足
(1)求;
(2)若的周长为,面积为 求.
41.(广东省深圳市2023-2024学年高一下学期期末调研考试数学试题)已知的内角的对边分别为,.
(1)求;
(2)若的面积为,求和.
42.(广东省茂名市普通高中2024-2025学年高一下学期期末教学质量监测数学试卷)已知函数.
(1)当时,求函数的取值范围;
(2)在中,角A、B、C的对边分别是a、b、c,若,,且的面积为,求的周长.
八、题型八 正余弦定理在平面几何中的应用
43.(广东省梅州市2024-2025学年高一下学期期末考试数学试题)在中,,,.
(1)求的值;
(2)取一点,使得,求点到直线的距离.
44.(广东省潮州市2024-2025学年高一下学期期末教学质量检测数学试卷)如图,四点在同一个圆上,,,为钝角,且.
(1)求;
(2)记为α,求的值.
45.(广东省广州市五校(省实、执信、广雅、二中、六中)2024~2025学年高一下学期期末联考数学试卷)如图, 是等边三角形, , A,B,C三点共线,D是线段BC上的任意点 (不含端点).
(1)求 的值;
(2)若 求的最小值.
46.(广东省广州外国语学校等三校2022-2023学年高一下学期期末联考数学试题)如图,是等边三角形,是边上的动点(含端点),记.
(1)求的最大值;
(2)若,求的面积.
47.(广东省河源市2024-2025学年高一下学期教学质量检测数学试题)如果一个四边形的四个顶点在同一平面内,对边不相交且作出一边所在直线,其余各边均在其同侧,则称该四边形为凸四边形.如图,在凸四边形中,和的面积分别为和.
(1)若,求四边形的面积;
(2)求的取值范围;
(3)求的最大值.
48.(广东省茂名市普通高中2024-2025学年高一下学期期末教学质量监测数学试卷)在中,a、b、c分别为角A、B、C的对边,.
(1)求;
(2)记的面积为,内一点满足;
(i)若,求证:;
(ii)若,,求的值.
49.(广东省佛山市2024-2025学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)已知的面积为,内角,,所对的边分别为,,,点在内,且满足.
(1)证明:;
(2)证明:;
(3)若,,,求及的长度.
九、题型九 周长面积最值问题
50.(广东省揭阳市2023-2024学年高一下学期教学质量测试数学试卷)在中,内角的对边分别为,已知的平分线交于点,且,则的最小值是( )
A.4 B.6 C. D.
51.(广东省惠州市2023-2024学年高一下学期期末质量检测数学试题)在中,角所对的边分别是,,,下列命题正确的是( )
A.若,,则面积的最大值为
B.若,,则面积的最大值为
C.若,,要使满足条件的三角形有且只有两个,则
D.若,且,则该三角形内切圆面积的最大值为
52.(广东省惠州市2024-2025学年高一下学期期末质量检测数学试题)在中,已知a,b,c分别是的内角A,B,C所对的边, 记 且 .
(1)求角C;
(2)若 求的取值范围.
53.(专题02解三角形02(期末真题汇编,广东专用)高一数学下学期人教A版)记的内角,,的对边分别为,,,已知.
(1)若,,求角;
(2)若为锐角三角形,设,求的取值范围.
54.(广东省番禺区2023-2024学年高一下学期期末质量监测数学试题)已知a,b,c分别是三内角A,B,C所对的三边,且.
(1)求A的大小;
(2)若,的面积为,求a,b;
(3)求的取值范围.
55.(广东省廉江市石岭中学2023~2024学年高一下学期期末考试数学试卷)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,满足.
(1)求角B的大小;
(2)若的外接圆半径为1,求边长b的值;
(3)若,求的面积的最大值.
56.(广东省佛山市普通高中2022-2023学年高一下学期期末数学试题)从①,②,③的周长为6,三个条件中选择一个,补充在下面的问题中,再回答后面的问题.
在锐角中,已知,______,求面积的取值范围.
57.(专题02解三角形01(期末真题汇编,广东专用)高一数学下学期人教A版)已知△中,角,,的对边分别为,,,且.
(1)求角;
(2)若,求△周长的最大值.
58.(广东省云浮市2023-2024学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)记的内角的对边分别为,已知.
(1)若,求角;
(2)若为锐角三角形,设,求的取值范围.
59.(专题02解三角形02(期末真题汇编,广东专用)高一数学下学期人教A版)中,角,,的对边分别为,,,满足,.
(1)证明:;
(2)求的取值范围.
60.(广东省深圳外国语学校2025-2026学年高一上学期期末数学试题)在锐角三角形ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求角的大小;
(2)若,求的取值范围.
61.(广东省肇庆市2023-2024学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)已知的内角的对边分别为,若,,为平面内一点,且满足.
(1)求;
(2)求的最小值;
(3)若,求的取值范围.
62.(广东省江门市2024-2025学年高一下学期调研测试(二)数学试题)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知.
(1)求角A;
(2)若的外接圆的面积为,求面积的最大值.
63.(广东省广州市越秀区2024-2025学年高一下学期期末考试数学试卷)已知的三个内角的对边分别为设,的面积为S.
(1)求证:;
(2)已知,,求的内切圆半径r;
(3)已知,且,求S的最大值.
64.(广东省五校联盟(茂名市第一中学等)2022-2023学年高一下学期期末联考数学试题)在①分别以为边长的三个正三角形的面积依次为,已知;②;③.这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答问题.在中,内角的对边分别为,且满足______.
(1)求角;
(2)已知,当取最小值时,求内切圆的半径.
十、题型十 三角形三线问题
65.(广东省湛江市2023-2024学年高一下学期期末调研测试数学试卷)已知的三个角的对边分别为,
(1)已知,求边上中线长.
(2)请用表示边的中线长,并写出推导过程.
66.(广东省深圳市高级中学2024-2025学年高一下学期期末考试数学试题)已知a,b,c分别为△ABC三个内角A,B,C的对边,,AC边上的高等于.
(1)求的值;
(2)若,求△ABC的面积.
67.(广东省揭阳市2023-2024学年高二下学期7月期末教学质量测试数学试题)记的内角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若为边的中点,且,求面积的最大值.
68.(广东省梅州市2023-2024学年高一下学期7月期末考试数学试题)在中,角A,B,C所对的边分别为的平分线BD交AC于点.
(1)求证:;
(2)若.
(ⅰ)求;
(ⅱ)若,求的面积.
69.(吉林省长春市汽车经济技术开发区第三中学2024-2025学年高一下学期5月期中考试数学试题)已知,,分别为三个内角,,的对边,且.
(1)求;
(2)若,,设为的角平分线,求的长.
(3)若,且的面积为,求的周长.
70.(广东省云浮市2024-2025学年高一下学期7月期末教学质量检测数学试题)设的内角的对边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)若为的平分线且与交于点,求面积的最小值.
71.(广东省汕头市潮阳实验学校2024-2025学年高一下学期期末测试数学试题)在中, .
(1)求;
(2)已知平分,且位于上,,求的值.
72.(茂名市2023-2024学年高一下学期教学质量监测数学试卷)如图所示,在中,,AD平分,且.
(1)若,求BC的长度;
(2)求k的取值范围;
(3)若,求k为何值时,BC最短.
73.(广东省肇庆市2024-2025学年高一下学期期末统一考试数学试卷)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求;
(2)若,的面积为,求b;
(3)已知的外接圆半径为,的平分线交于点D,若,求的周长.
74.(广东省惠州市2023-2024学年高一下学期期末质量检测数学试题)已知有下面三个条件:
①;②;③;
请从这三个条件中任选一个,补充在下面的横线上,并解答问题:在中,角所对的边分别是,,,且________.
(1)求角A的大小;
(2)若是的角平分线,且,,求线段的长.
十一、题型十一 实际测量问题
75.(云南省玉溪第一中学2024-2025学年高二下学期期中考试数学试题)如图,,是海面上位于东西方向相距海里的两个观测点,现位于点北偏东45°、点北偏西60°的点有一艘船发出求救信号,位于点南偏西60°且与点相距海里的点的救援船立即前往营救,其航行速度为20海里/小时,则该救援船到达点最快所需时间为( )
A.1小时 B.0.3小时 C.0.5小时 D.0.2小时
76.(专题02解三角形02(期末真题汇编,广东专用)高一数学下学期人教A版)如图,,是海面上位于东西方向相距海里的两个观测点,现位于点北偏东、点北偏西的点有一艘船发出求救信号,位于点南偏西且与点相距海里的点的救援船立即前往营救,其航行速度为30海里小时,则该救援船到达点最快所需时间为( )
A.小时 B.小时 C.小时 D.1小时
77.(广东省惠州市2024-2025学年高一下学期期末质量检测数学试题)位于灯塔处正西方相距海里的处有一艘甲船,需要海上加油,位于灯塔处北偏东方向有一与灯塔相距海里的处有一艘乙船,则乙船前往支援处甲船需要航行的最短距离是 ( )
A.海里 B.海里 C.海里 D.海里
78.(广东省云浮市2024-2025学年高一下学期7月期末教学质量检测数学试题)如图,某河流两边有(在同一个平面内)四点,已知两个观察点在河的南岸,二者间的距离为,为了测量在河的北.岸两个目标点间的距离,某小组测得,则两个目标点间的距离为( )
A. B. C., D.
79.(广东韶关实验中学2023-2024学年高一下学期7月期末考试数学试题)如图,某工程队将从A 到D 修建一条隧道,工程队从A 出发向正东行 到达B,然后从B向南偏西方向行了一段距离到达C,再从C 向北偏西方向行了到达D. 已知C在A 南偏东方向上,则A 到D 修建隧道的距离为( )km.
A. B. C. D.
80.(广东省广州市天河区2022-2023学年高一下学期期末数学试题)海洋洞是地球罕见的自然地理现象,被喻为“地球留给人类保留宇宙秘密的最后遗产”,我国拥有世界上最深的海洋蓝洞.若要测量如图所示的蓝洞的口径A,B两点间的距离,现在珊瑚群岛上取两点C,D,测得,,,,则A、B两点的距离为( )
A. B.
C. D.
81.(广东省江门市2024-2025学年高一下学期调研测试(二)数学试题)某船在海面上航行至处,测得山顶位于其正西方向,且仰角为,该船继续沿南偏东的方向航行米至处,测得山顶的仰角为,则该山顶高于海面( )
A.米 B.米 C.米 D.米
82.(广东省广州市越秀区2024-2025学年高一下学期期末考试数学试卷)如图,测量河对岸的塔高时,可以选与塔底B在同一水平面内的两个测量基点C与D.现测得,,,在点C测得塔顶A的仰角为,则塔高为( ).
A. B. C. D.
83.(广东省东莞市2024-2025学年高一下学期期末质量检查数学试题)如图,欲测量河对岸的塔高时,选与塔底在同一水平面内的两个观测点与,在两观测点处测得塔顶的仰角分别为,并测得,m,则塔高为( )
A.m B.15m C.m D.30m
84.(广东省云浮市2022-2023学年高一下学期期末数学试题)罗定文塔,位于广东省云浮市罗定市城区.宝塔平面上呈八角形,各层塔檐微微翘起,状如绽开的花瓣.顶层的莲花座铁柱、塔刹九霄盘、宝珠等铸件总重逾七吨,为广东古塔之最.如图,为了测量罗定文塔的高度,选取了与该塔底B在同一平面内的两个测量基点与,现测得,,,在点测得罗定文塔顶端的仰角为,则罗定文塔的高度______.(参考数据:取,,,)
A.23.5m B.47m C.24.5m D.49m
85.(广东省汕尾市2024-2025学年高一下学期期末教学质量测试数学试题)如图,一艘巡逻船从小岛A出发,沿北偏东的方向航行c海里后到达小岛B,然后从小岛B出发,继续沿某一方向航行a海里后到达小岛C.小岛A与小岛C相距b海里.三个小岛构成.其中A,B,C分别为三角形在顶点A,B,C处的内角.
(1)若满足关系式:,求巡逻船从小岛A直接航行到小岛C时应采用的方向(以北偏东角度表示);
(2)巡逻船从小岛A向小岛C直线航行,恰好在行驶了一半路程时,巡逻船在M点抛锚.若从小岛B直接前往救援,需行驶2海里到达M点.若满足关系式:,求的最大值.
86.(茂名市2023-2024学年高一下学期教学质量监测数学试卷)在海面上,乙船以40km/h的速度朝着北偏东的方向航行,甲船在乙船的正东方向30km处.甲船上有应急物资需要运送上乙船,由于乙船有紧急任务不能停止航行,所以甲船准备沿直线方向以的速度航行与乙船相遇.为了保证甲船能在2小时内和乙船相遇,甲船航行速度的最小值为______(km/h).
87.(广东省汕头市潮阳区河溪中学2024-2025学年高一下学期7月期末考试数学试题)甲船在岛B的正南A处,,甲船以每小时4 km的速度向正北航行,同时,乙船自B出发以每小时6 km的速度向北偏东的方向驶去.当甲、乙两船相距最近时,它们所航行的时间是___________ h,最近距离是__________ km.
88.(广东省韶关市2022-2023学年高一下学期期末数学试题)如图,为了测量河对岸的塔的高度,某人选取与塔底在同一水平面内的两个测量基点与,现测得;,在点测得塔顶的仰角为,则塔高__________.
89.(广东省深圳市普通高中2022-2023学年高一下学期期末数学试题)高中数学兴趣小组计划测量某大厦的高度,选取与底部在同一水平面内的两个基测点与.现测得,,米,在点测得大厦顶的仰角,则该大厦高度_____________米(精确到1米).
参考数据:,.
90.(广东省汕头市第一中学2024-2025学年高一下学期3月阶段考试数学试题)已知海岛四周海里内有暗礁,有一货轮由西向东航行,在处望见岛在北偏东,航行海里后,在处望见岛在东偏北.
(1)请在图中作出岛的位置.(作图要求:标出题干中相关方向角)
(2)若货轮不改变航向继续前进,有无触礁危险?说明理由.
(提示:)
91.(广东省广州市白云区2023-2024学年高一下学期期末数学试题)已知甲船在A海岛正北方向海里的B处,以7海里/小时的速度沿东偏南的方向航行.
(1)甲船航行3小时到达C处,求AC;
(2)在A海岛西偏南方向6海里的E处,乙船因故障等待救援.当甲船到达A海岛正东方向的D处时,接收到乙船的求援信号.已知距离A海岛3海里以外的海区为航行安全区域,甲船能否沿DE方向航行前往救援?请说明理由.
92.(广东省广州市荔湾区2022-2023学年高一下学期期末数学试题)如图,两点都在河的对岸(不可到达),为了测量两点间的距离,在两点的对岸选定两点,测得,并且在两点分别测得,,,,
(1)求两点间的距离;
(2)设与相交于点,记与的面积分别为,,求.
十二、题型十二 三角形四心问题
93.(广东省广州一一三中2023-2024学年高一下学期期中数学试题)若的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,,,则( )
A.为锐角三角形
B.的面积为
C.O为的外心,则
D.设,则
94.(广东省广州市天河区2024-2025学年高一下学期期末测试数学试题)在中,角所对的边分别为,且,则下列结论正确的是( )
A.
B.的最大内角是最小内角的3倍
C.
D.若,则内切圆半径为
95.(辽宁省抚顺市第一中学2023-2024学年高一下学期3月月考数学试题)在三角形所在平面内,点满足,其中,,,,则下列说法正确的是( )
A.当时,直线一定经过三角形的重心
B.当时,直线一定经过三角形的外心
C.当时,直线一定经过三角形的垂心
D.当时,直线一定经过三角形的内心
96.(广东省湛江第一中学2023-2024学年高一下学期期末考试(7月)数学试题)已知O是所在平面内一点,则下列结论正确的是( )
A.若,则为等腰三角形
B.若,则为钝角三角形
C.若O为的垂心,,则
D.若,则点O的轨迹经过的重心
97.(广东省佛山市2024-2025学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)已知在中,,,,点为所在平面内一点,则( )
A.若为的垂心,则 B.若为的重心,则
C.若为的外心,则 D.若为的内心,则
试卷第1页,共3页
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专题02 正余弦定理解三角形
一、题型一 余弦定理解三角形
1.(广东省韶关市2022-2023学年高一下学期期末数学试题)已知的内角所对的边分别为,则边长( )
A. B. C.或 D.4或
【答案】C
【分析】根据余弦定理列式计算,即可求得答案.
【详解】由中,,
可得,即,
即,解得或,
经验证或适合题意,
故选:C
2.(广东省江门市2024-2025学年高一下学期调研测试(二)数学试题)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知,,,则( ).
A. B.或 C. D.或
【答案】D
【分析】根据题意利用正弦定理求解即可
【详解】由正弦定理可得:,解得,
因为,所以,
所以或.
故选:D
3.(广东省东莞市2022-2023学年高一下学期期末数学试题)如图,在平行四边形中,,,,将三角形沿翻折得三角形,使得交于,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由已知条件可得≌,则,设,则,然后在中利用余弦定理可求出,从而可得答案.
【详解】因为在平行四边形中,,,,
所以,,
因为将三角形沿翻折得三角形,使得交于,
所以,
因为,所以≌,
所以,设,则,
在中由余弦定理得,
,解得,即,
故选:B
4.(广东省清远市2023-2024学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)在三角形中,角,,所对的边分别为,,,已知,,,则______.
【答案】5
【分析】利用余弦定理,将,,,代入计算可得到.
【详解】在中,已知,,,
由余弦定理得,得,
即,解得或,而, 所以.
故答案为:5.
5.(广东省广州市白云区2022-2023学年高一下学期期末数学试题)在中,已知,,,点D为边的中点,则______,______.
【答案】 /
【分析】在中,利用余弦定理求,在,中分别利用余弦定理求,,由此列方程求;在中由余弦定理求,再由同角关系求.
【详解】由余弦定理,得,
即,.
在中,由余弦定理,得,
在中,由余弦定理,得,
由与互补,则,
所以,解得.
在中,由余弦定理,得,
因为,所以,
所以.
故答案为:;
6.(广东省深圳市2024-2025学年高一下学期期末调研考试数学试卷)在中,角所对的边分别为,则的最小值为___________.
【答案】3
【分析】首先根据余弦定理和角的范围求出,然后用将所求式子表示出来并化简,最后利用二次函数的最值可求得原式的最小值.
【详解】根据余弦定理得,因为,所以,
所以.
所以.
而.
当时,即时,取最大值为.
此时取最小值为.
故答案为:3.
二、题型二 正弦定理解三角形
7.(广东省佛山市2024-2025学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)已知中,是的中点,且,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】分别在和中利用正弦定理即可求解.
【详解】
是的中点,,
又,,
在中,,,
在中,,,
.
故选:B.
8.(广东省揭阳市三校2022-2023学年高一下学期4月期中联考数学试题)在中,内角所对的边分别是.已知,则的大小为( )
A.或 B. C.或 D.
【答案】C
【分析】根据已知条件,结合正弦定理,即可求解.
【详解】,,,
则由正弦定理可得,,
,
,
,
的大小为或.
故选:C.
9.(茂名市2023-2024学年高一下学期教学质量监测数学试卷)若是锐角三角形,,,则边c的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先根据正弦定理表示,再消去,转化为关于角的三角函数,根据锐角三角形求角的范围,根据三角函数的性质求边的取值范围.
【详解】由正弦定理可知,,则,
因为,则,
因为是锐角三角形,所以,
则,,
所以.
故选:D
10.(广东省清远市2024-2025学年高一下学期7月期末教学质量检测数学试题)在中,角的对边分别为,已知,则__________.
【答案】
【分析】明智同角公式及正弦定理求解即得.
【详解】在中,由,得,
由正弦定理,得.
故答案为:
11.(广东省广州市九区2024学年高一下学期期末教学质量监测数学试题)在平面四边形中,,,,,则_____.
【答案】
【分析】根据正弦定理求得,再根据已知条件求得,利用余弦定理即可求得的长.
【详解】由题意,在中,由正弦定理得,
即,
在中,,所以,
在中,由余弦定理得,
,解得.
故答案为:.
12.(广东省六校(北江中学、河源中学、清远一中、惠州中学、阳江中学、茂名中学)2023-2024学年高一下学期联合质量监测考试数学试题)在中,是的中点,,,,则______.
【答案】
【分析】先在中利用正弦定理解得,再利用余弦定理解得,最后利用余弦定理求出结果.
【详解】因为在中,,所以,
由正弦定理得:,又因为,,
所以,解得,
再由余弦定理可得:,
代入已知数据得:,
,解得,因为是的中点,所以,
再由余弦定理可得:,
代入已知数据可得:,则.
故答案为:.
三、题型三 三角形个数的判断
13.(广东省广州市天河区2023-2024学年学年高一下学期期末考试数学试卷)的内角,,所对的边分别为,,,已知,,若三角形有唯一解,则整数构成的集合为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用正弦定理按角为锐角、直角分类求解即得.
【详解】由正弦定理,得,则,
由于有唯一解,则或,解得或,
所以整数构成的集合为.
故选:C
14.(广东省梅州市2023-2024学年高一下学期7月期末考试数学试题)在中,角A,B,C的对边分别为,要使此三角形的解有两个,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】要使得三角形有两解,需要满足且.
【详解】由正弦定理可得:,要使得三角形有两解,需要满足且,解得.
故选:A
15.(专题02解三角形01(期末真题汇编,广东专用)高一数学下学期人教A版)(多选)在中,内角、、所对的边分别为、、,不解三角形,确定下列判断错误的是( )
A.,,,有两解 B.,,,有一解
C.,,,有一解 D.,,,无解
【答案】ABC
【分析】通过比较与的关系,来确定三角形解的个数.
【详解】已知,,
如图,过作,垂足为.
.
①当或时,有一解;
②当时,无解;
③当时,两解.
结合四个选项,可知,ABC三项判断错误.
16.(广东省佛山市普通高中2022-2023学年高一下学期期末数学试题)在中,角的对边分别为,已知,,,则使该三角形有唯一解的的值可以是______.(仅需填写一个符合要求的数值)
【答案】8(答案不唯一,满足或即可)
【分析】在中,由正弦定理得到 ,再分, , ,时讨论求解.
【详解】解:在中,,,,
由正弦定理得:,则,
当时,,三角形无解;
当时,,,三角形有唯一解;
当时,即,则,由,得,或,所以三角形有两解,
当时,即,则,由,得,,
因为在上单调递增,所以三角形有唯一解;
故答案为:8(答案不唯一,满足或即可).
17.(广东省梅州市2024-2025学年高一下学期期末考试数学试题)在中,、、分别三个内角、、的对边,,,若该三角形有两个解,则边的长的取值范围为_____.
【答案】
【分析】作出示意图,即可得出实数的取值范围.
【详解】因为在中,,,且该三角形有两个解,如下图所示:
则,即,即,
因此,边的长的取值范围为.
故答案为:.
四、题型四 边角互化的应用
18.(广东省河源市2024-2025学年高一下学期教学质量检测数学试题)在中,内角所对的边分别为,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据正弦定理,由边化角,根据三角形内角和以及两角和的正弦公式,化简等式,依据辅助角公式求出结果.
【详解】由题意得,
因为,所以,
代入得,
化简得,
化简得,得,
得,
因为,所以,
所以,解得.
故选:C.
19.(广东省江门市2023-2024学年高一下学期数学调研测试(二))的内角的对边分别为,已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用正弦定理角化边,然后代入余弦定理化简可得.
【详解】由正弦定理角化边可得,即
又,所以,
解得,所以.
故选:B
20.(广东省汕头市潮阳实验学校2024-2025学年高一下学期期末测试数学试题)在中,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据同角三角函数的基本关系,正弦定理及两角和的正弦公式化简得到,从而得到,再根据正切的二倍角公式即可求出.
【详解】由,则,
则,
又在中,,
则,且,
所以,
即,得,
所以,,
所以.
故选:B.
21.(广东省湛江市2024-2025学年高一下学期期末调研考试数学试卷)在锐角中,角A,B,C对应的边分别为a,b,c,且.则下列说法正确的是( )
A.
B.角B的范围是
C.若的平分线交BC于D,,,则
D.的取值范围是
【答案】ACD
【分析】由正弦定理可得,化简得,再结合题意可对A判断;由A可得,再结合为锐角三角形即可对B判断;利用正弦定理可求得,从而可得,从而可对C判断;由,再令,结合在上单调递增,可对D判断.
【详解】A、B:由正弦边角关系有,
所以,又且,,所以,故A正确;
由上,可得,故B错误:
C:如下图示,设,则,,
由,则,且,则,
所以,
而,且,则,所以,故C正确;
D:由,
而,且在上单调递增,则值域为,故D正确.
故选:ACD.
22.(广东省汕头市第一中学2024-2025学年高一下学期3月阶段考试数学试题)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足,则____________.
【答案】/
【分析】利用已知条件中的边长将化为,再结合正、余弦定理即可求解.
【详解】,,
则即为,
由正弦定理得:,即,
又由余弦定理得:,
,
由正弦定理有:,,解得.
故答案为:.
23.(专题02解三角形01(期末真题汇编,广东专用)高一数学下学期人教A版)设的内角,,的对边分别为,,,若,,则__.
【答案】
【详解】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.
24.(广东省深圳市高级中学2024-2025学年高一下学期期末考试数学试题)已知a,b,c分别为三个内角A,B,C的对边,且,则__________.
【答案】/
【分析】由正弦定理边化角,结合三角恒等变换化简可得,进而求得,得解.
【详解】因为,
由正弦定理,得,又,
,
,又,,
,即,又,
,即.
所以.
故答案为:.
五、题型五 正弦定理求外接圆直径
25.(广东省潮州市2024-2025学年高一下学期期末教学质量检测数学试卷)在中,已知,,则的外接圆直径为( )
A.2 B. C. D.
【答案】A
【分析】根据正弦定理可直接求出外接圆直径.
【详解】因为,
根据正弦定理得,其中为三角形外接圆半径.
所以三角形外接圆直径为.
故选:A.
26.(广东省江门市2022-2023学年高一下学期期末数学试题)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且若,外接圆的半径为1,则面积的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据余弦定理求得,由正弦定理求得,结合三角形面积公式和基本不等式求出结果.
【详解】由,得,
∵,∴,
∵外接圆的半径为1,∴由正弦定理得,则,
∴,则,
∴,当且仅当时等号成立,
∴,即面积的最大值为.
故选:A.
27.(广东省云浮市2023-2024学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)记的内角的对边分别为,若,则( )
A. B.
C. D.外接圆的面积为
【答案】AC
【分析】对于A,运用余弦定理求解即可;对于B,C,D借助正弦定理求解即可.
【详解】对于A,由,得,解得或(舍去),故A正确.
对于B、C,因为,所以,解得,故B错误,C正确.
对于D,设外接圆的半径为,因为,所以外接圆的面积为,故D错误.
故选:AC.
六、题型六 三角形的面积问题
28.(广东省肇庆市2023-2024学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)的内角,,的对边分别为,,,若,,则的面积为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】B
【分析】利用余弦定理结合三角形面积公式求解三角形的面积即可.
【详解】由余弦定理得,则,
则,则的面积为
故选:B.
29.(广东省广州市六中、二中、广雅、省实、执信五校2022-2023学年高一下学期期末联考数学试题)如图是正八边形ABCDEFGH,其中O是该正八边形的中心,P是正八边形ABCDEFGH八条边上的动点.若,则该八边形的面积为______,的取值范围为______.
【答案】
【分析】根据正八边形的面积为,根据三角形的面积公式求出的面积即可;根据,求出,则要求的范围,只要求出的范围即可.
【详解】
在正八边形中,
,
所以正八边形的面积为;
因为,
所以,
又,所以,
所以,
因为,
又为定值,所以的取值范围,即取值范围,
设,
所以,当取最小值时,即取最小值,
又表示向量在向量上的投影,故取最小值时,点不可能在路径上(在此路径上为锐角),
所以点在路径上,
延长与,延长线交于点,
则为等腰直角三角形,且,
所以,
所以当点在上时,向量在向量上的投影最小,即最小,
即,
所以,
所以.
又因为取最大值时,即取最大值,
又表示向量在向量上的投影,故取最大值时,点不可能在路径上(在此路径上为钝角),所以点在路径上,
延长与,延长线交于点,则三角形为等腰直角三角形,且,
所以,即
所以当点在上时,向量在向量上的投影最大,即最大,
即,
所以
所以.
故答案为: ;.
30.(广东省佛山市2023-2024学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)在非直角三角形 中,角 的对边分别为 ,且满足 .
(1)求证: ;
(2)若 ,求 的面积.
【答案】(1)证明见解析
(2)3
【分析】(1)根据正弦定理边角化,结合正弦的和差角公式可得,即可利用弦切互化求解,
(2)根据正切的和差角公式可得,,即可由同角关系得正弦值,利用正弦定理求解长度,即可由面积公式求解.
【详解】(1)由可得,
又,
所以,
由于为非直角三角形,故,因此,
(2)由,可得,
解得或,
若,则,此时均为钝角,不符合题意,
故,,则,且为锐角,故,
又,为锐角,故,
由正弦定理得,解得
31.(广东省东莞市2023-2024学年高一下学期期末教学质量检查数学试题)已知分别为三个内角的对边,且.
(1)求角;
(2)若,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由正弦定理边化角,整理可得,求出;
(2)由余弦定理求出,进而利用面积公式求出答案.
【详解】(1)由正弦定理得,
因为,所以,
故,即,
因为,所以;
(2)由余弦定理得,
即,解得,
故.
32.(广东省珠海市2022-2023学年高一下学期期末数学试题)在中,内角所对的边分别为,,,设.
(1)求角;
(2)若,且,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理,边转角得到,再利用角的范围,即可求出结果;
(2)利用余弦定理得,根据结合余弦定理得到,再利用重要不等式,即可求出结果.
【详解】(1)因为,由正弦定理得:,
∴,
所以
整理得,,
即
所以,又,,
所以或者(舍)或者(舍),
所以,又,所以;
(2)在中,由余弦定理得:,
得,①
又因为,所以,且,
即,△ADB和△ADC中,由余弦定理得,②
联立①②消去得.
(当且仅时等号成立),
所以的面积.
所以面积最大值为.
七、题型七 三角形的周长问题
33.(广东省阳江市两阳中学2022-2023学年高一下学期期末数学试题)已知在中,内角,,所对的边分别为,,,已知,.
(1)若,求;
(2)若,求的周长.
【答案】(1)
(2)20
【分析】(1)先由正弦定理可求得,从而由,可知的值为正,再利用三角形中,可求得的值,从而由正弦定理可求出的值;
(2)由已知条件,结合余弦定理,可直接求出的值,即可求得三角形的周长.
【详解】(1)由正弦定理,则,
,,
又,,则,
.
(2),,,
,即,
得,即,
,
的周长为20.
34.(广东省广州市番禺区2022-2023学年高一下学期期末数学试题)在中,,,.
(1)求;
(2)若角为钝角,求的周长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用同角三角函数关系可求得,由正弦定理可求得结果;
(2)利用同角三角函数关系可求得,由余弦定理可构造方程求得的值,由此可得三角形周长.
【详解】(1),,,
由正弦定理得:.
(2)为钝角,,
由余弦定理得:,即,
解得:(舍)或,
的周长为.
35.(广东省广州市越秀区2023-2024学年高一下学期期末数学试题)如图,在中,.
(1)求的长;
(2)已知点D在平面内,且,求四边形的周长的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由余弦定理解方程可得;
(2)由已知,问题转化为求的最大值.先根据题意得四点共圆,借助对角互补求出, 再在中利用余弦定理得边角关系,利用基本不等式可求最值.
【详解】(1)在中,,
由余弦定理得,,即,
化简得,解得(舍),或,
故的长为;
(2)已知点D在平面内,且,
则四点共圆,,
则,
在中,由余弦定理得,,
则,
,,
解得,当且仅当时等号成立.
即的最大值为,
又,故四边形周长的最大值为.
36.(广东省清远市2023-2024学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)中,角,,的对边分别为,,,若.
(1)求;
(2)若且的面积为,求边长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据正弦定理实现边角转化,结合两角和的正弦公式、辅助角公式化简进行求解即可;
(2)由正弦定理得,,代入面积公式求边长.
【详解】(1)中,,
由正弦定理得,
又,
所以,
由于,,有,
所以,又,则,所以.
(2)由(1),
而,
由正弦定理有,从而,,
由三角形面积公式可知,的面积可表示为,
由已知的面积为,可得,所以.
37.(广东省清远市2024-2025学年高一下学期7月期末教学质量检测数学试题)在中,角的对边分别为,若.
(1)求;
(2)若的面积为,求的周长.
【答案】(1);
(2)
【分析】(1)由正弦定理边化角,再利用两角和的正弦公式求解.
(2)由三角形面积公式及余弦定理得出结果.
【详解】(1)在中,由及正弦定理,得,
则,
即,而,则,
又,所以.
(2)由的面积为,得,解得,
由余弦定理得:
,即,
解得,所以的周长为.
38.(广东省广州市天河区2024-2025学年高一下学期期末考试数学试题)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,向量,,且.
(1)求角A;
(2)若的面积为,,且,求.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)利用向量共线的坐标表示及正弦定理边化角求解.
(2)利用三角形面积公式、余弦定理及数量积的运算律求解.
【详解】(1)由及,,得,
在中,由正弦定理得,而,即,
解得,即,又,所以.
(2)由的面积为,得,解得,
由余弦定理得,解得,
由,得,则,
所以.
39.(广东省东莞市2022-2023学年高一下学期期末数学试题)已知,,分别为三个内角,,的对边,且.
(1)求
(2)若,的面积为,求的周长.
【答案】(1)
(2)6
【分析】(1)先利用正弦定理将已知等式统一成边的形式,化简后再利用余弦定理可求得结果;
(2)由三角形的面积可求得,再结合(1)中得到的式子可求出的值,从而可求出三角形的周长.
【详解】(1)因为,,(为外接圆的半径),
又因为,
所以,即,
所以,
由余弦定理得,
因为,所以.
(2)因为,
所以,
因为,
所以,
所以,
所以的周长为6
40.(广东省深圳市深圳科学高中2024-2025学年高一下学期7月期末考试数学试题)已知分别为三个内角的对边,满足
(1)求;
(2)若的周长为,面积为 求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由正弦定理得,得到,再由辅助角公式求出答案;
(2)根据题中条件得到的关系式,结合余弦定理解得的值
【详解】(1)由正弦定理得,
其中,
故,
因为,所以,故,
即,所以,
因为,所以,
故,解得;
(2)因为的周长为,面积为
所以,即
由余弦定理得,即
结合方程化简得,解得
41.(广东省深圳市2023-2024学年高一下学期期末调研考试数学试题)已知的内角的对边分别为,.
(1)求;
(2)若的面积为,求和.
【答案】(1)
(2),
【分析】(1)利用正弦定理进行边换角得到,则;
(2)根据三角形面积公式即可得值,再利用余弦定理即可得到值.
【详解】(1)由正弦定理:,那么,由于,
则,则,且,故.
(2)由于,则,
根据余弦定理:,
那么.
42.(广东省茂名市普通高中2024-2025学年高一下学期期末教学质量监测数学试卷)已知函数.
(1)当时,求函数的取值范围;
(2)在中,角A、B、C的对边分别是a、b、c,若,,且的面积为,求的周长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用辅助角公式化简函数解析式,再根据正弦函数的单调性求取值范围.
(2)由及角A的范围求出角A,结合三角形面积公式、余弦定理及完全平方公式求出,即可求得周长.
【详解】(1),
当时,,
因为在上单调递增,在上单调递减,
所以,则.
(2),则,
又,故,所以,,
因为,所以,
由余弦定理得,,
因为,所以,
所以周长为.
八、题型八 正余弦定理在平面几何中的应用
43.(广东省梅州市2024-2025学年高一下学期期末考试数学试题)在中,,,.
(1)求的值;
(2)取一点,使得,求点到直线的距离.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)过点作,在和中,分别由勾股定理及直角三角形中正弦和余弦的定义求解即可;
(2)过作,交的延长线于,即为点到直线的距离. 在中,由余弦定理先求出,再利用,即可求出.
【详解】(1)过点作,垂足为.
在中,因为,,
所以.
因为,所以,
在中,由勾股定理可得,
,
因此.
(2)因为,所以点为靠近点的三等分点,
因此,.
过作,交的延长线于,
所以即为点到直线的距离.
在中,由余弦定理可得
,
发现,因此,
又,因此,于是,
所以,即点到直线的距离为.
44.(广东省潮州市2024-2025学年高一下学期期末教学质量检测数学试卷)如图,四点在同一个圆上,,,为钝角,且.
(1)求;
(2)记为α,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先解,用余弦定理求出,由圆内接四边形性质可得,从而得到,然后在中由余弦定理求;
(2)在中由余弦定理,求出,然后由两角和的正弦公式求解.
【详解】(1)为钝角,,则,
在中,由余弦定理,,则,
圆内接四边形对角互补,于是,又,则,
由题知为钝角,则是锐角,于是,
在中,由余弦定理,,
即,解得(负值舍去)
(2)由(1)知,,由余弦定理,,
显然,,则,
45.(广东省广州市五校(省实、执信、广雅、二中、六中)2024~2025学年高一下学期期末联考数学试卷)如图, 是等边三角形, , A,B,C三点共线,D是线段BC上的任意点 (不含端点).
(1)求 的值;
(2)若 求的最小值.
【答案】(1)
(2)9.
【分析】(1)利用正弦定理、数量积的定义,结合诱导公式及二倍角的正弦求解.
(2)利用共线向量定理的推论,结合基本不等式求出最小值.
【详解】(1)在中,,,
由正弦定理,得,
因此
.
(2)由,D是线段BC上的任意点 (不含端点),得,
则,当且仅当时取等号,
所以的最小值为9.
46.(广东省广州外国语学校等三校2022-2023学年高一下学期期末联考数学试题)如图,是等边三角形,是边上的动点(含端点),记.
(1)求的最大值;
(2)若,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意得到,利用两角和与差公式将所求化为,从而结合的取值范围即可得解;
(2)利用三角函数的平方关系与和差公式求得,再利用正弦定理求得,从而利用三角形面积公式即可得解.
【详解】(1),
,
又,
故当时,即时,取得最大值.
(2)由,且得,
故,
在中,由正弦定理得,又,
所以,
故.
47.(广东省河源市2024-2025学年高一下学期教学质量检测数学试题)如果一个四边形的四个顶点在同一平面内,对边不相交且作出一边所在直线,其余各边均在其同侧,则称该四边形为凸四边形.如图,在凸四边形中,和的面积分别为和.
(1)若,求四边形的面积;
(2)求的取值范围;
(3)求的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3).
【分析】(1)由勾股定理的逆定理可得,利用余弦定理可求得,进而求得,的面积,可得四边形的面积;
(2)由三角形的三边关系可得,但三点共线,利用余弦定理可求得,从而可得的取值范围;
(3)法一:在,中,由余弦定理可得,又,代入可求得取得最大值;法二:设,则,即,在中,过点作,垂足为,进而可得,利用二次函数的性质求得最大值即可.
【详解】(1)若,在中,,所以,
所以的面积为
在中,,所以,
所以的面积为.
所以四边形的面积为.
(2)显然,且,即;
如图,当三点共线时,,
满足,所以,
在中,由余弦定理可得
,
所以的取值范围是.
(3)在中,由余弦定理可得
在中,由余弦定理可得,
所以,整理得,
所以
由(2)可知,所以当时,取得最大值,最大值为
解法二:设,则,即,
在中,过点作,垂足为,
则为中点,,
所以
在中,由余弦定理可得,
所以,
所以,
所以,
因为,所以,
当,即时,取得最大值,最大值为.
48.(广东省茂名市普通高中2024-2025学年高一下学期期末教学质量监测数学试卷)在中,a、b、c分别为角A、B、C的对边,.
(1)求;
(2)记的面积为,内一点满足;
(i)若,求证:;
(ii)若,,求的值.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)1
【分析】(1)根据二倍角公式、利用正弦定理把边化角即可求解.
(2)(i)利用等面积法、三角形面积公式及余弦定理列式即可证明;(ii)利用余弦定理求出,再利用三角形相似性质及余弦定理即可求解.
【详解】(1),
所以,
即,
由正弦定理得,
所以.
(2)(i)因为,
所以
,
所以,
由余弦定理得,
,
,
三式相加得:,
所以.
(ii),又,,
所以,解得,所以,
因为,
所以,
所以∽,所以,
设,所以,
由余弦定理得,
即,解得,
所以.
【点睛】关键点点睛:本题考查三角形的三角恒等变换、面积公式及几何性质.本题第(2)问题的解题关键在于利用等面积法、余弦定理及几何条件,建立边长与面积的关系;根据相似性质建立的关系,通过减少未知数的个数来求解.
49.(广东省佛山市2024-2025学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)已知的面积为,内角,,所对的边分别为,,,点在内,且满足.
(1)证明:;
(2)证明:;
(3)若,,,求及的长度.
【答案】(1)证明见解析;
(2)证明见解析;
(3),.
【分析】(1)利用余弦定理及三角形面积公式推理即得.
(2)利用(1)的结论,利用等比性质推理得证.
(3)利用(2)中信息求出,再利用同角公式及和差角公式、正弦定理求解即得.
【详解】(1)在中,由余弦定理得,
由三角形面积公式得,即,则,
所以.
(2)由(1)知,
设,
同理得
,
所以.
(3)由,,得,
由(2)得,,即,所以;
由,解得,而,
则,
,
于是,
由正弦定理,得.
九、题型九 周长面积最值问题
50.(广东省揭阳市2023-2024学年高一下学期教学质量测试数学试卷)在中,内角的对边分别为,已知的平分线交于点,且,则的最小值是( )
A.4 B.6 C. D.
【答案】D
【分析】首先求出,再根据面积关系建立方程关系,结合基本不等式1的代换进行求解即可.
【详解】,由正弦定理得,
因为,所以,故,
如图所示,则的面积为,
即,因为,.
.
当且仅当,结合得时等号成立,
所以,的最小值为.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:本题的关键是利用正弦定理得,再利用面积法得到,最后根据基本不等式中的乘“1”法即可.
51.(广东省惠州市2023-2024学年高一下学期期末质量检测数学试题)在中,角所对的边分别是,,,下列命题正确的是( )
A.若,,则面积的最大值为
B.若,,则面积的最大值为
C.若,,要使满足条件的三角形有且只有两个,则
D.若,且,则该三角形内切圆面积的最大值为
【答案】AD
【分析】对于AB:利用余弦定理结合基本不等式求的最大值,进而可得面积的最大值;对于C:利用余弦定理分析可得:关于c的方程有2个不相等的正根,结合二次方程列式求解;对于D:利用余弦定理可得,再利用基本不等式求内切圆半径的最大值,即可得结果.
【详解】对于选项A:由余弦定理可得,即,
可得,解得,当且仅当时,等号成立,
所以面积的最大值为,故A正确;
对于选项B:由余弦定理可得,即,
可得,解得,当且仅当时,等号成立,
所以面积的最大值为,故B错误;
对于选项C:由余弦定理可得,即,
整理可得,
由题意可知:关于c的方程有2个不相等的正根,
则,解得,
且,可得,故C错误;
对于选项D,因为,即,
则,整理可得,
注意到,则,即,可知,
且,则该三角形内切圆半径.
又因为,
当且仅当时,等号成立,可得,
所以该三角形的内切圆面积的最大值是,故D正确.
故选:AD.
【点睛】方法点睛:与解三角形有关的交汇问题的关注点
(1)根据条件恰当选择正弦、余弦定理完成边角互化;
(2)结合内角和定理、面积公式等,灵活运用三角恒等变换公式;
(3)对于最值问题,常常利用基本不等式或三角函数分析求解.
52.(广东省惠州市2024-2025学年高一下学期期末质量检测数学试题)在中,已知a,b,c分别是的内角A,B,C所对的边, 记 且 .
(1)求角C;
(2)若 求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)首先利用向量共线的坐标表示列出等式,然后根据正弦定理和和差的正弦公式化简从而求得.
(2)先根据正弦定理将分别用表示出来,然后列出的表达式并化简,最后根据的范围求出的范围即可.
【详解】(1)因为,
所以,化简得,
利用正弦定理得,
因为,所以,
所以,因为,所以.
又,所以.
(2)根据正弦定理,所以,
同理.
所以.
因为,所以,所以.
所以的取值范围为.
53.(专题02解三角形02(期末真题汇编,广东专用)高一数学下学期人教A版)记的内角,,的对边分别为,,,已知.
(1)若,,求角;
(2)若为锐角三角形,设,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由内角和定理结合正弦定理得出,结合余弦定理得到,再由正弦定理解出;
(2)由(1)知由正弦定理边化角可得,,角化边得,结合余弦定理得出,再由锐角三角形的定义得出,进而得出的取值范围.
【详解】(1)因为,所以,
因为,
所以,即,
由正弦定理得,,即①,
因为,所以②,
联立①②得,,即,
解得,
由正弦定理知,,
所以,
因为,所以.
(2)由(1)得,
由正弦定理得,,即,
因为
,
所以,
又,所以,
因为,,所以,即,所以,
由(1)得,
所以,
由余弦定理得,,
因为为锐角三角形,
所以,解得,
所以,
所以,即,
故的取值范围为.
54.(广东省番禺区2023-2024学年高一下学期期末质量监测数学试题)已知a,b,c分别是三内角A,B,C所对的三边,且.
(1)求A的大小;
(2)若,的面积为,求a,b;
(3)求的取值范围.
【答案】(1)
(2),
(3).
【分析】(1)由正弦定理、两角和的正弦公式可得答案;
(2)由求出,再由余弦定理可得答案;
(3)利用两角和的正弦展开式可得,设,由的范围求出的范围,再由余弦定理得,可得,利用配方法可得答案.
【详解】(1)由正弦定理得
,
因为,
所以,
即,
因为,所以,故,
所以,
因为,所以,
故,解得;
(2)因为,所以,
即,所以,
又因为,即,
所以;
(3)因为,
所以,
设,因为,所以,
由(1)知,由余弦定理,
得,,
,
,
当时,取最小值;时,取最大值.
所以的取值范围是.
55.(广东省廉江市石岭中学2023~2024学年高一下学期期末考试数学试卷)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,满足.
(1)求角B的大小;
(2)若的外接圆半径为1,求边长b的值;
(3)若,求的面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据题意利用余弦定理边角转化即可得结果;
(2)利用正弦定理运算求解即可;
(3)根据题意利用基本不等式可得,结合面积公式运算求解.
【详解】(1)因为,即,
由余弦定理可得,
且,所以.
(2)由正弦定理可知:(为的外接圆半径),
所以.
(3)由题意可知:,且,即,
又因为,即,解得,
当且仅当时,等号成立,
可得,
所以的面积的最大值为.
56.(广东省佛山市普通高中2022-2023学年高一下学期期末数学试题)从①,②,③的周长为6,三个条件中选择一个,补充在下面的问题中,再回答后面的问题.
在锐角中,已知,______,求面积的取值范围.
【答案】答案见解析
【分析】设的内角的对边分别为,
选择①:由正弦定理得到,得到,根据题意求得,结合三角函数的性质,即可求解;
选择②:由正弦定理求得,化简得到,根据题意求得,进而求得的面积的取值范围;
选择③:依题意,由余弦定理和,求得,结合海伦公式,即可求解.
【详解】设的内角的对边分别为,
选择①:由正弦定理,可得,,
且,
因此,的面积为
,
又由且,故,
因为,可得,
所以的面积的取值范围为.
选择②:由正弦定理,可得,
且,
因此的面积为,
又且,故,
因为当时,可得,
所以的面积的取值范围为.
选择③:依题意,由余弦定理,可得
将代入,可得,
又的半周长为,故的面积为
,
所以的面积的取值范围为.
57.(专题02解三角形01(期末真题汇编,广东专用)高一数学下学期人教A版)已知△中,角,,的对边分别为,,,且.
(1)求角;
(2)若,求△周长的最大值.
【答案】(1)
(2)6
【分析】(1)根据余弦定理求解即可.
(2)方法1,根据余弦定理及基本不等式求解即可;
方法2,结合正弦定理及和差化积公式求解即可.
【详解】(1)因为,
由余弦定理得,整理得,
又,所以,
而,所以.
(2),,
方法1:由余弦定理得,当且仅当时取等号,
可得,所以三角形的周长的最大值为.
方法2:由正弦定理,
周长,
由,得,
故,当时取等号,即三角形的周长的最大值为6.
58.(广东省云浮市2023-2024学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)记的内角的对边分别为,已知.
(1)若,求角;
(2)若为锐角三角形,设,求的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)解法一:根据可得利用正弦定理结合三角恒等变换可得,进而分析求解;解法二:由内角和定理结合正弦定理得出,再由三角恒等变换得出;
(2)由正弦定理得,结合余弦定理得出,再由锐角三角形的定义得出,进而得出的取值范围.
【详解】(1)解法一:由可得,代入,
得,即,
则.
由正弦定理得,
即,
即,可得.
因为,则,
可知,解得.
解法二:因为,所以.
又因为,则.
即,
由正弦定理得.
且
,
即有.解得.
由,可得.
(2)由(1)可得,
由正弦定理得,①
由余弦定理得.
对①式进行变形可得,
所以.
因为为锐角三角形,所以即
解得,从而,
又,所以,即的取值范围为.
59.(专题02解三角形02(期末真题汇编,广东专用)高一数学下学期人教A版)中,角,,的对边分别为,,,满足,.
(1)证明:;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)因为,
则由正弦定理,可得,
再由余弦定理可得:,
化简可得,则或,
又,则,所以不成立,则,即;
(2)
【分析】(1)利用正弦定理和余弦定理综合求证;
(2)将化为以的形式表达的函数,再求出的取值范围,从而得到的取值范围.
【详解】(1)略
(2)由余弦定理可得:,
又且,解得,
令,则函数在,上单调递增,所以,
所以,故的取值范围为.
60.(广东省深圳外国语学校2025-2026学年高一上学期期末数学试题)在锐角三角形ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求角的大小;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由正弦定理以及两角和的正弦公式化简即可;
(2)利用正弦定理得,再根据辅助角公式、倍角公式化简,然后结合正弦函数的性质求值域即可.
【详解】(1),即,
由正弦定理得,
即,
因为,所以,所以,
又因为,所以.
(2)因为,所以,
则,
所以
,
因为三角形ABC是锐角三角形,所以,得,
所以,则,即,
所以的取值范围为.
61.(广东省肇庆市2023-2024学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)已知的内角的对边分别为,若,,为平面内一点,且满足.
(1)求;
(2)求的最小值;
(3)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据正弦定理和商关系得出角的值;
(2)利用余弦定理、基本不等式和向量数量积公式,计算得出结果;
(3)先用向量的运算和向量的模计算公式化简,在结合正余弦弦定理转化为,利用角的取值范围求得的取值范围;
【详解】(1)正弦定理得
因为,所以.
(2)为平面内一点,且满足,则为外接圆圆心,设外接圆半径为,由(1)知,,
所以
余弦定理得
当时取等号;
,
所以的最小值为;
(3)
解法一:
若,所以
根据正弦定理得,
所以
因为,
因此的取值范围为;
解法二:根据正弦定理,得,所以,
从而.
因为,所以,
所以,
所以
.
因为,所以,
所以.
所以,
所以的取值范围为.
62.(广东省江门市2024-2025学年高一下学期调研测试(二)数学试题)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知.
(1)求角A;
(2)若的外接圆的面积为,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据余弦定理和正弦定理边角互化,求得,得到答案;
(2)根据余弦定理,借助重要不等式求出,再根据面积公式求出最大值.
【详解】(1)因为,由余弦定理得,
所以,由正弦定理得,
因为且,所以,
又因为,所以.
(2)若的外接圆的面积为,设外接圆半径为,则,解得,
由正弦定理得,
又因为,即,
所以,当且仅当时,等号成立,
,
所以面积的最大值为.
63.(广东省广州市越秀区2024-2025学年高一下学期期末考试数学试卷)已知的三个内角的对边分别为设,的面积为S.
(1)求证:;
(2)已知,,求的内切圆半径r;
(3)已知,且,求S的最大值.
【答案】(1)证明见解析;
(2);
(3).
【分析】(1)利用余弦定理求角,利用平方关系转化为角的正弦,再利用正弦面积公式来求解化简即可证明;
(2)利用内切圆圆心把一个三角形分割成三个高为的三角形,再由等面积法求解即可;
(3)利用边化角来求出,再结合海伦面积公式,利用消元,即可得二次函数的最大值来求解.
【详解】(1)由余弦定理得:,
所以,
再由三角形面积公式:
,
由于得:;
(2)已知,则,由的内切圆半径r,
可用等面积法知:;
(3)由,结合正弦定理边化角和内角和定理可得:,
因为,所以,再由,可知:,
所以,
根据海伦公式可知:
,
当时,,此时.
64.(广东省五校联盟(茂名市第一中学等)2022-2023学年高一下学期期末联考数学试题)在①分别以为边长的三个正三角形的面积依次为,已知;②;③.这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答问题.在中,内角的对边分别为,且满足______.
(1)求角;
(2)已知,当取最小值时,求内切圆的半径.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)若选①,由三角形的面积公式结合余弦定理,即可得到结果;若选②,由向量数量积的运算律结合三角形的面积公式即可得到结果;若选③,由正弦定理即可得到结果;
(2)根据题意,由余弦定理与基本不等式化简,然后结合正弦定理即可得到结果.
【详解】(1)选①依题意
即,由余弦定理
.
选②由题意,
得.,即,
.
选③,
由正弦定理得,
,
,
,可得,
因为,所以.
(2)因为,所以
,所以,
当且仅当,即时等号成立,
此时,所以,
,
设内切圆的半径为,则,
所以
所以内切圆的半径为.
十、题型十 三角形三线问题
65.(广东省湛江市2023-2024学年高一下学期期末调研测试数学试卷)已知的三个角的对边分别为,
(1)已知,求边上中线长.
(2)请用表示边的中线长,并写出推导过程.
【答案】(1)
(2),过程见解析
【分析】(1)设边上的中线记为,根据余弦定理得和
,解得.
(2)利用余弦定理求出边上的中线即可.
【详解】(1)设边上的中线记为,根据余弦定理得,
所以,
所以.
(2)边的中线长为,
证明:设边BC上的中线记为ma,
根据余弦定理得,
所以
,
所以.
66.(广东省深圳市高级中学2024-2025学年高一下学期期末考试数学试题)已知a,b,c分别为△ABC三个内角A,B,C的对边,,AC边上的高等于.
(1)求的值;
(2)若,求△ABC的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先根据三角形的面积公式得出;再利用正弦定理将边化为角得出;最后根据两角和的余弦公式及诱导公式可求解.
(2)结合(1)中及余弦定理可得;再根据三角形面积公式可求解.
【详解】(1)
因为AC边上的高等于
所以,即
由正弦定理得,
又因为,
所以.
又因为,
,
所以,
故
(2)由(1)知.
因为,
所以.
因为,
所以由余弦定理可得:,
即,
则,即,解得,
所以△ABC的面积.
67.(广东省揭阳市2023-2024学年高二下学期7月期末教学质量测试数学试题)记的内角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若为边的中点,且,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据正弦定理进行角换边,再利用余弦定理即可得到;
(2)转化为求的最大值,利用余弦定理结合基本不等式即可得,最后根据三角形面积公式即可得到最值.
【详解】(1)因为,
所以由正弦定理可得,即,
则,
由余弦定理得.
又,所以.
(2)因为是边的中点,
即,所以.
在中,,
由余弦定理得,
即,
所以,
所以,当且仅当时取等号,
所以,当且仅当时取等号,
即面积的最大值为.
68.(广东省梅州市2023-2024学年高一下学期7月期末考试数学试题)在中,角A,B,C所对的边分别为的平分线BD交AC于点.
(1)求证:;
(2)若.
(ⅰ)求;
(ⅱ)若,求的面积.
【答案】(1)证明见解析.
(2)
(ⅰ)(ⅱ)
【分析】(1)结合角平分线,在中利用正弦定理证明,关键
(2)(ⅰ)利用正弦定理结合辅助角公式求解;(ⅱ)利用等面积法求解即可.
【详解】(1)
在中,是的平分线.
证明设,则.
在和中分别运用正弦定理,得
,
又因为,
所以即
(2)(ⅰ)因为
由正弦定理得:
又所以,
所以
所以
即
即
即
即
因为所以
(ⅱ)
又因为
所以可得
所以
69.(吉林省长春市汽车经济技术开发区第三中学2024-2025学年高一下学期5月期中考试数学试题)已知,,分别为三个内角,,的对边,且.
(1)求;
(2)若,,设为的角平分线,求的长.
(3)若,且的面积为,求的周长.
【答案】(1);
(2);
(3).
【分析】(1)利用正弦定理将边化角,即可得解.
(2)利用三角形面积公式列式求解即得.
(3)利用余弦定理及面积公式列式求出,即可求得周长.
【详解】(1)在中,由及由正弦定理,得,
而,则,又,
所以.
(2)由(1)知,由为的角平分线,得,
即,而,,
所以.
(3)由(1)知,由,得,
又,由余弦定理,得,
即,解得,
所以的周长为.
70.(广东省云浮市2024-2025学年高一下学期7月期末教学质量检测数学试题)设的内角的对边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)若为的平分线且与交于点,求面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由化简得,整理化简得,即可求解;
(2)因为为的平分线且与交于点,可得,则得,再结合基本不等式得,即可求解.
【详解】(1)由,得,
即,则.
又,所以,
由,得.
(2)因为为的平分线且与交于点,
所以,整理得.
由,解得,当且仅当时,等号成立,
所以的面积,
即的面积的最小值为.
71.(广东省汕头市潮阳实验学校2024-2025学年高一下学期期末测试数学试题)在中, .
(1)求;
(2)已知平分,且位于上,,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用二倍角公式和正弦定理、余弦定理化简已知式得到,结合三角形内角范围即可求出.
(2)结合图形将向量等式转化得到,推得点是上靠近点的三等分点,即,又由三角形角平分线定理,,再利用正弦定理得到,结合(1)的结论,即可逐个求出三角形的内角,从而可求.
【详解】(1)由题,
可得(*)
由正弦定理,其中为三角形外接圆半径,
可得,
又由余弦定理,,
即,
代入(*),可得,而,故,
则,解得,因为,所以.
(2)
如图,由,可得,
即,又位于上,则点是上靠近点的三等分点,
则,因为平分,所以由角分线定理得,
由正弦定理得,则,
因为,则,代入得,
即,解得,而,故,
则,故.
72.(茂名市2023-2024学年高一下学期教学质量监测数学试卷)如图所示,在中,,AD平分,且.
(1)若,求BC的长度;
(2)求k的取值范围;
(3)若,求k为何值时,BC最短.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)在和中分别利用正弦定理结合AD平分,可得,从而可求出,进而可求出;
(2)由结合三角形的面积公式及已知条件化简可得,从而可求出k的取值范围;
(3)由,结合余弦定理得,令,则当最小值时,最短,化简后结合辅助角公式和正弦函数的性质可求得结果.
【详解】(1)在中,由正弦定理得,
在中,由正弦定理得,
因为AD平分,所以,
因为,
所以,
所以,
因为,,
所以,得,
所以;
(2)因为,
所以,
因为,,
所以,
因为,所以,
所以,
因为,所以,
所以;
(3)由余弦定理得,
因为,所以,
因为,所以,所以,
所以,
令,则,
所以(其中),
所以当时,取得最小值4,
即当时,取得最小值4,此时,
所以,
因为,
所以,所以,
由(2)知,
所以,
即当时,最短.
【点睛】关键点点睛:此题考查正弦定理和余弦定理的应用,考查三角形的面积公式和三角函数恒等变换公式的应用,第(3)问解题的关键是余弦定理结合已知条件表示出,换元后结合三角函数恒等变换公式可求得答案,考查数学转化思想和计算能力,属于难题.
73.(广东省肇庆市2024-2025学年高一下学期期末统一考试数学试卷)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求;
(2)若,的面积为,求b;
(3)已知的外接圆半径为,的平分线交于点D,若,求的周长.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由正弦定理集合同角基本关系即可求解;
(2)根据已知条件先求出,结合正弦定理求出,根据面积公式即可求解;
(3)利用正弦定理求出值,再利用余弦定理求出,利用半角公式即面积公式求得,两式联立求出即可求解.
【详解】(1)由正弦定理,得,
,,,,
,,,
,又,.
(2)由(1)知,,,则.
.
由正弦定理得,,
,.
(3)由(1)知,,
由正弦定理得,
由余弦定理得,
即.
平分,.
,.
,
,
化简得:,
代入,得,
,,
,的周长为.
74.(广东省惠州市2023-2024学年高一下学期期末质量检测数学试题)已知有下面三个条件:
①;②;③;
请从这三个条件中任选一个,补充在下面的横线上,并解答问题:在中,角所对的边分别是,,,且________.
(1)求角A的大小;
(2)若是的角平分线,且,,求线段的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)选择①:利用三角形的面积公式和向量的数量积的运算公式,求得,得到,即可求解;选择②:由正弦定理化简得到,得到,即可求解;选择③,化简得到,即,由余弦定理求得,即可求解;
(2)根据题意结合,列出方程,即可求解.
【详解】(1)选择①:由,可得,
即,即,
因为,所以;
选择②:因为②,由正弦定理得,
可得,
因为,可得,所以,
即,可得,
因为,可得,所以;
选择③:由,可得,
又由正弦定理得,再由余弦定理得,
因为,所以.
(2)若是的角平分线,则,
且,即,
解得.
十一、题型十一 实际测量问题
75.(云南省玉溪第一中学2024-2025学年高二下学期期中考试数学试题)如图,,是海面上位于东西方向相距海里的两个观测点,现位于点北偏东45°、点北偏西60°的点有一艘船发出求救信号,位于点南偏西60°且与点相距海里的点的救援船立即前往营救,其航行速度为20海里/小时,则该救援船到达点最快所需时间为( )
A.1小时 B.0.3小时 C.0.5小时 D.0.2小时
【答案】B
【分析】在中,先由正弦定理,求出;在中,根据余弦定理,求出的长,即可求出结果.
【详解】由题意,在中,,,,所以,
由正弦定理可得,,
则;
又在中,,,
由余弦定理可得,
,所以,
因此救援船到达点需要的时间为小时.
故选:B.
76.(专题02解三角形02(期末真题汇编,广东专用)高一数学下学期人教A版)如图,,是海面上位于东西方向相距海里的两个观测点,现位于点北偏东、点北偏西的点有一艘船发出求救信号,位于点南偏西且与点相距海里的点的救援船立即前往营救,其航行速度为30海里小时,则该救援船到达点最快所需时间为( )
A.小时 B.小时 C.小时 D.1小时
【答案】A
【分析】先在中用正弦定理得出,再在中用余弦定理得出,路程除以速度即可求得时间.
【详解】由题意,在中,,,,
所以,由正弦定理可得,,
则,
又在中,,,
由余弦定理可得,
,所以,
因此救援船到达点需要的时间为小时.
77.(广东省惠州市2024-2025学年高一下学期期末质量检测数学试题)位于灯塔处正西方相距海里的处有一艘甲船,需要海上加油,位于灯塔处北偏东方向有一与灯塔相距海里的处有一艘乙船,则乙船前往支援处甲船需要航行的最短距离是 ( )
A.海里 B.海里 C.海里 D.海里
【答案】B
【分析】根据题设画出示意图,利用余弦定理可得.
【详解】根据题意,画出示意图如下,由题意得,,
由余弦定理得
.
所以,则乙船航行的距离为海里.
故选:B.
78.(广东省云浮市2024-2025学年高一下学期7月期末教学质量检测数学试题)如图,某河流两边有(在同一个平面内)四点,已知两个观察点在河的南岸,二者间的距离为,为了测量在河的北.岸两个目标点间的距离,某小组测得,则两个目标点间的距离为( )
A. B. C., D.
【答案】C
【分析】在中,求得则,再在中,求得,利用正弦定理求得,在中,结合余弦定理,即可求解.
【详解】在中,由,
则.
在中,可得,
由正弦定理,可得,解得,
在中,
由余弦定理,
可得,解得,
所以两个目标点间的距离为.
故选:C.
79.(广东韶关实验中学2023-2024学年高一下学期7月期末考试数学试题)如图,某工程队将从A 到D 修建一条隧道,工程队从A 出发向正东行 到达B,然后从B向南偏西方向行了一段距离到达C,再从C 向北偏西方向行了到达D. 已知C在A 南偏东方向上,则A 到D 修建隧道的距离为( )km.
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意,在△ABC中,由正弦定理得,在△ACD中,由余弦定理求得.
【详解】连接AC,
可得,
,,
在中,由正弦定理得,
即,则,
在中,由余弦定理得,
则.
故选:C.
80.(广东省广州市天河区2022-2023学年高一下学期期末数学试题)海洋洞是地球罕见的自然地理现象,被喻为“地球留给人类保留宇宙秘密的最后遗产”,我国拥有世界上最深的海洋蓝洞.若要测量如图所示的蓝洞的口径A,B两点间的距离,现在珊瑚群岛上取两点C,D,测得,,,,则A、B两点的距离为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】依题意在中利用正弦定理得,在中可得,从而在中利用余弦定理即可得解.
【详解】如图,在中,,,
,所以,
由正弦定理得,解得,
在中,,,
,
所以,故,
所以在中,由余弦定理得
,
则,即A,B两点间的距离为.
故选:D.
81.(广东省江门市2024-2025学年高一下学期调研测试(二)数学试题)某船在海面上航行至处,测得山顶位于其正西方向,且仰角为,该船继续沿南偏东的方向航行米至处,测得山顶的仰角为,则该山顶高于海面( )
A.米 B.米 C.米 D.米
【答案】D
【分析】设山顶高于海面的距离为,利用余弦定理求解即可.
【详解】由题可得示意图:平面,,,,
设山顶高于海面的距离为,
由题意,,
在中,,,
由余弦定理得,
即,即,
解得或(舍去),
所以该山顶高于海面米.
故选:D.
82.(广东省广州市越秀区2024-2025学年高一下学期期末考试数学试卷)如图,测量河对岸的塔高时,可以选与塔底B在同一水平面内的两个测量基点C与D.现测得,,,在点C测得塔顶A的仰角为,则塔高为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用正弦定理来求边,再由正切函数可求出塔高.
【详解】在中,由,,可得,
结合已知和正弦定理可得:,解得,
因为在点C测得塔顶A的仰角为,
所以,
故选:C.
83.(广东省东莞市2024-2025学年高一下学期期末质量检查数学试题)如图,欲测量河对岸的塔高时,选与塔底在同一水平面内的两个观测点与,在两观测点处测得塔顶的仰角分别为,并测得,m,则塔高为( )
A.m B.15m C.m D.30m
【答案】D
【分析】由余弦定理求解.
【详解】设,由得,
又,,由余弦定理得,
即,解得(负值舍去),
故选:D.
84.(广东省云浮市2022-2023学年高一下学期期末数学试题)罗定文塔,位于广东省云浮市罗定市城区.宝塔平面上呈八角形,各层塔檐微微翘起,状如绽开的花瓣.顶层的莲花座铁柱、塔刹九霄盘、宝珠等铸件总重逾七吨,为广东古塔之最.如图,为了测量罗定文塔的高度,选取了与该塔底B在同一平面内的两个测量基点与,现测得,,,在点测得罗定文塔顶端的仰角为,则罗定文塔的高度______.(参考数据:取,,,)
A.23.5m B.47m C.24.5m D.49m
【答案】B
【分析】首先求出,再由两角和的正弦公式求出,在中由正弦定理表示出,在由锐角三角函数得到,从而计算可得.
【详解】因为,所以,
又
,
因为,,所以,
在中由正弦定理,
即,又,
所以
.
故选:B
85.(广东省汕尾市2024-2025学年高一下学期期末教学质量测试数学试题)如图,一艘巡逻船从小岛A出发,沿北偏东的方向航行c海里后到达小岛B,然后从小岛B出发,继续沿某一方向航行a海里后到达小岛C.小岛A与小岛C相距b海里.三个小岛构成.其中A,B,C分别为三角形在顶点A,B,C处的内角.
(1)若满足关系式:,求巡逻船从小岛A直接航行到小岛C时应采用的方向(以北偏东角度表示);
(2)巡逻船从小岛A向小岛C直线航行,恰好在行驶了一半路程时,巡逻船在M点抛锚.若从小岛B直接前往救援,需行驶2海里到达M点.若满足关系式:,求的最大值.
【答案】(1)北偏东
(2)
【分析】(1)由正弦定理结合三角恒等变换可求得,可求,可得结论;
(2)利用正余弦定理可得,根据,结合余弦定理可得,利用配方法与基本不等可求得的最大值.
【详解】(1)因为,由正弦定理,
得,
即,即,
因为,故,解得,
因为,故,
故巡逻船从小岛直接航行到小岛时应采用北偏东的方向航行.
(2)依题意,,由正弦定理及余弦定理,有,解得,
又因为,
化简得,,
因为,
即,故,当且仅当时取等号,
所以的最大值为.
86.(茂名市2023-2024学年高一下学期教学质量监测数学试卷)在海面上,乙船以40km/h的速度朝着北偏东的方向航行,甲船在乙船的正东方向30km处.甲船上有应急物资需要运送上乙船,由于乙船有紧急任务不能停止航行,所以甲船准备沿直线方向以的速度航行与乙船相遇.为了保证甲船能在2小时内和乙船相遇,甲船航行速度的最小值为______(km/h).
【答案】
【分析】画出具体图形后,借助余弦定理及二次函数性质计算即可得.
【详解】如图,、分别为乙船与甲船所处位置,则km,,
设点为两船相遇位置, 相遇时间在小时后,
则,
即,
则当,即时,有,
即甲船航行速度的最小值为.
故答案为:.
87.(广东省汕头市潮阳区河溪中学2024-2025学年高一下学期7月期末考试数学试题)甲船在岛B的正南A处,,甲船以每小时4 km的速度向正北航行,同时,乙船自B出发以每小时6 km的速度向北偏东的方向驶去.当甲、乙两船相距最近时,它们所航行的时间是___________ h,最近距离是__________ km.
【答案】 /
【分析】假设t小时后甲船行驶到D处,乙船行驶到C处,得到,然后在中,利用余弦定理求解即可.
【详解】如图,假设t小时后甲船行驶到D处,乙船行驶到C处,此时两船相距最近,
则,
在中,由余弦定理得,
所以当,即航行时间为小时时,最小,即甲、乙两船相距最近,
最近距离是.
故答案为:;.
88.(广东省韶关市2022-2023学年高一下学期期末数学试题)如图,为了测量河对岸的塔的高度,某人选取与塔底在同一水平面内的两个测量基点与,现测得;,在点测得塔顶的仰角为,则塔高__________.
【答案】
【分析】先根据三角形内角和为,求得,再根据正弦定理求得,进而在中,根据求得.
【详解】在中,,,
由正弦定理,得
所以
在中,
所以塔高AB为.
故答案为:.
89.(广东省深圳市普通高中2022-2023学年高一下学期期末数学试题)高中数学兴趣小组计划测量某大厦的高度,选取与底部在同一水平面内的两个基测点与.现测得,,米,在点测得大厦顶的仰角,则该大厦高度_____________米(精确到1米).
参考数据:,.
【答案】
【分析】在中,利用正弦定理求出,再解即可.
【详解】在中,,,米,
则,
因为,
所以米,
在中,,
则,
所以米.
故答案为:.
90.(广东省汕头市第一中学2024-2025学年高一下学期3月阶段考试数学试题)已知海岛四周海里内有暗礁,有一货轮由西向东航行,在处望见岛在北偏东,航行海里后,在处望见岛在东偏北.
(1)请在图中作出岛的位置.(作图要求:标出题干中相关方向角)
(2)若货轮不改变航向继续前进,有无触礁危险?说明理由.
(提示:)
【答案】(1)
(2)无触礁危险,理由见解析
【分析】(1)根据方向角的定义在图中确定岛的位置;
(2)通过解三角形求出岛到货轮航行路线的距离,与8海里比较大小,判断有无触礁危险.
【详解】(1)
(2)在中, (海里),
.
由正弦定理得,
又,
所以(海里).
故A到航线的距离为(海里).
由,
则,所以货轮无触礁危险.
91.(广东省广州市白云区2023-2024学年高一下学期期末数学试题)已知甲船在A海岛正北方向海里的B处,以7海里/小时的速度沿东偏南的方向航行.
(1)甲船航行3小时到达C处,求AC;
(2)在A海岛西偏南方向6海里的E处,乙船因故障等待救援.当甲船到达A海岛正东方向的D处时,接收到乙船的求援信号.已知距离A海岛3海里以外的海区为航行安全区域,甲船能否沿DE方向航行前往救援?请说明理由.
【答案】(1)海里;
(2)甲船能沿DE方向航行前往救援,理由见解析.
【分析】(1)在中使用余弦定理即可求得答案.
(2)先根据题目所给的条件作图,在中,由求得长度,在中,先根据余弦定理求得长度,再利用等面积法求得长度,即可判断.
【详解】(1)由题意得,海里,海里,,
在中,由余弦定理得 ,
所以,(海里).
(2)甲船能沿DE方向航行前往救援,理由如下:
如图所示,延长,过点A向正东方向作交的延长线于点D,连接,过点A作 交于点F,
在中,(海里),
在中, (海里), , 由余弦定理得
,
所以(海里),
所以,
因此甲船能沿方向航行前往救援.
92.(广东省广州市荔湾区2022-2023学年高一下学期期末数学试题)如图,两点都在河的对岸(不可到达),为了测量两点间的距离,在两点的对岸选定两点,测得,并且在两点分别测得,,,,
(1)求两点间的距离;
(2)设与相交于点,记与的面积分别为,,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦理定依次求得,再利用余弦定理即可求得,由此得解;
(2)在中,利用正弦定理求得,再在与中,利用三角形面积公式即可得解.
【详解】(1)在中,,,所以,
又,所以由,得,
在中,,,所以,
又,
所以由,得,
在中,,,
所以
,
则.
(2)在中,,,则,
由,得,,
所以在中,,,
则,
在中,,,
则,
所以.
十二、题型十二 三角形四心问题
93.(广东省广州一一三中2023-2024学年高一下学期期中数学试题)若的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,,,则( )
A.为锐角三角形
B.的面积为
C.O为的外心,则
D.设,则
【答案】BD
【分析】对于A:计算的正负即可;对于B:直接用面积公式计算即可;对于C:利用余弦定理求出,利用正弦定理求出外接圆半径,再直接利用向量的定义计算即可;对于D:先表示出,然后两边同时平方计算.
【详解】对于A:,为中的角,故为钝角,为钝角三角形,A错误;
对于B:,
则,B正确;
对于C:,为中的角,则,
所以,设的外接圆半径为,
由正弦定理得,
所以,C错误;
对于D:因为,
则,
所以
,所以,D正确.
故选:BD.
94.(广东省广州市天河区2024-2025学年高一下学期期末测试数学试题)在中,角所对的边分别为,且,则下列结论正确的是( )
A.
B.的最大内角是最小内角的3倍
C.
D.若,则内切圆半径为
【答案】ACD
【分析】利用正弦定理判断A;利用余弦定理求和,进而分析可判断BC;再利用面积方法求内切圆半径,判断D.
【详解】A.由正弦定理可知,,故A正确;
B.最大内角是,,,
最小内角是,,所以,所以,故B错误;
C.由B可知,,,,所以,故C正确;
D.若,则,由B可知,,所以,
设内切圆的半径为,则,即,,故D正确.
故选:ACD
95.(辽宁省抚顺市第一中学2023-2024学年高一下学期3月月考数学试题)在三角形所在平面内,点满足,其中,,,,则下列说法正确的是( )
A.当时,直线一定经过三角形的重心
B.当时,直线一定经过三角形的外心
C.当时,直线一定经过三角形的垂心
D.当时,直线一定经过三角形的内心
【答案】AC
【分析】对于A,点为的中点,根据重心的性质和已知条件分析判断,对于B,由向量的加法法则分析判断,对于C,化简即可得结论,对于D,结合正弦定理得,进一步由A选项分析可知.
【详解】对于A,因为,,设点为的中点,
所以,所以直线一定经过三角形的重心,故A正确;
对于B,当时,,
因为为与方向相同的单位向量,为与方向相同的单位向量,
所以平分,即直线一定经过三角形的内心,故B错误;
对于C,当时,,
所以,
所以,所以直线一定经过三角形的垂心,故C正确;
对于D,当时,,
而由正弦定理有,即有,
结合A选项分析可知直线一定经过三角形的重心,故D错误.
故选:AC.
【点睛】关键点点睛:判断的C关键是得到等于0,由此即可顺利得解.
96.(广东省湛江第一中学2023-2024学年高一下学期期末考试(7月)数学试题)已知O是所在平面内一点,则下列结论正确的是( )
A.若,则为等腰三角形
B.若,则为钝角三角形
C.若O为的垂心,,则
D.若,则点O的轨迹经过的重心
【答案】ACD
【分析】利用向量数量积定义及运算律,结合垂心、正弦定理逐项公板判断即可.
【详解】对于A,由,得,
则,为等腰三角形,A正确;
对于B,由,得,整理得,角是锐角,
不能确保为钝角三角形,B错误;
对于C,由O为的垂心,得,
则,C正确;
对于D,令边中点为,由正弦定理得,即,
则,因此点的轨迹是直线上,
而直线过的重心,所以点O的轨迹经过的重心,D正确.
故选:ACD
【点睛】易错点睛:与(或)的计算时,前者的夹角是,后者的夹角为.
97.(广东省佛山市2024-2025学年高一下学期期末教学质量检测数学试题)已知在中,,,,点为所在平面内一点,则( )
A.若为的垂心,则 B.若为的重心,则
C.若为的外心,则 D.若为的内心,则
【答案】ACD
【分析】根据垂心的性质及向量的线性运算判断A,根据重心分中线长度为,结合向量的线性运算可判断B,根据外心特征计算判断C,根据内心的性质即可得解判断D.
【详解】因为为的垂心,所以,
故,故A正确;
延长交于中点,如图,
因为点O是的重心,,
所以,故B错误;
如下图所示:
若为的外心,取线段的中点,连接,由垂径定理可知,
所以,,
同理
则,故C正确;
如图,
若为的内心,则,过作,
则,
由余弦定理得,所以,
设内切圆半径为,所以,所以,
因为,所以,所以,故D正确.
故选:ACD.
试卷第1页,共3页
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