内容正文:
专题16 三角函数与解三角形解答题
(六大考点,48题)
考点分类
十年考情(2017-2026)
命题规律
考点01 三角函数综合解答
2026北京卷、2026天津卷、2026上海卷、2025全国二卷、2024上海卷、2023北京卷、2019浙江卷、2018北京卷、2017山东卷、2017浙江卷、2017江苏卷、2017上海卷、2017北京卷
1. 高考解答题高频基础题型,多为第一道解答题,难度偏低、套路固定。2. 核心考查三角函数解析式求解、周期、单调区间、最值、零点、奇偶性、切线方程综合应用。3. 新高考常设置条件选做题型,结合参数范围、区间零点个数创新设问,梯度清晰。
考点02 解三角形—求边长
2026全国一卷、2023新课标Ⅰ卷、2023新课标Ⅱ卷、2018北京卷、2018全国Ⅰ卷、2017山东卷、2017全国Ⅱ卷
1. 解三角形解答题核心基础考向,设问常规、得分稳定。2. 依托正弦定理、余弦定理,结合三角形中点、延长线、平面四边形模型求解边长。3. 常搭配三角形高、线段长度计算,注重边角互化与方程思想。
考点03 解三角形—求角及三角值
2025天津卷、2024天津卷、2023天津卷、2020全国Ⅰ卷、2019江苏卷、2019北京卷、2019天津卷、2019全国Ⅰ卷、2018江苏卷、2018浙江卷、2018天津卷、2017天津卷
1. 天津卷必考解答题型,全国卷高频考查,设问分层细致。2. 核心求解三角形内角、边角对应三角函数值、两角差正弦值等。3. 多为三小问梯度设问,从基础求角到三角恒等变换综合,衔接性强。
考点04 解三角形—求周长
2026全国二卷、2024新课标Ⅱ卷、2017全国Ⅰ卷
1. 中档常规解答题型,考查频次稳定。2. 结合三角形面积公式、正余弦定理,先求边角再整合求解周长。3. 常结合钝角三角形判定、边角约束条件,考查基础综合运算能力。
考点05 三角形面积及其最值
2025上海卷、2024新课标Ⅰ卷、2023全国甲卷、2023全国乙卷、2023上海卷、2019全国Ⅲ卷、2017全国Ⅲ卷、2017北京卷
1. 解三角形解答题重难点,常作为第二小问拉分考点。2. 核心考查三角形面积计算、面积取值范围、面积最大值求解。3. 结合锐角三角形限制、动态边角变化,常搭配基本不等式、函数单调性求最值,综合性强。
考点06 三角劣构性开放试题
2025北京卷、2024北京卷、2021北京卷、2020北京卷
1. 新高考特色创新题型,为北京卷必考题型,全国卷逐步推广。2. 采用条件自选式劣构设问,多条件二选一/三选一,需先判断条件可行性。3. 考查题型唯一性判定、三角形存在性、边长高、面积、中线长求解,侧重逻辑辨析与解题严谨性。
考点01 三角函数
1.
(2026·北京·高考真题)已知函数,,.最小正周期为,且,.
(1)求、的值;
(2)求的单调递减区间.
2.
(2026·天津·高考真题)已知.
(1)求最小正周期;
(2)若,求的最大值和最小值;
(3)若,,求.
3.
(2026·上海·高考真题)已知函数.
(1)当,,求函数在处的切线方程;
(2)若函数的最小正周期为,且在上恰好有1351个解,求的取值范围.
4.
(2025·全国二卷·高考真题)已知函数.
(1)求;
(2)设函数,求的值域和单调区间.
5.
(2024·上海·高考真题)已知,
(1)设,求解:的值域;
(2)的最小正周期为,若在上恰有3个零点,求的取值范围.
6.
(2023·北京·高考真题)设函数.
(1)若,求的值.
(2)已知在区间上单调递增,,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,使函数存在,求的值.
条件①:;
条件②:;
条件③:在区间上单调递减.
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.
7.
(2019·浙江·高考真题)设函数.
(1)已知函数是偶函数,求的值;
(2)求函数 的值域.
8.
(2018·北京·高考真题)已知函数.
(Ⅰ)求的最小正周期;
(Ⅱ)若在区间上的最大值为,求的最小值.
9.
(2017·山东·高考真题)设函数,其中.已知.
(Ⅰ)求;
(Ⅱ)将函数的图象上各点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),再将得到的图象向左平移个单位,得到函数的图象,求在上的最小值.
10.
(2017·浙江·高考真题)已知函数
(I)求的值
(II)求的最小正周期及单调递增区间.
11.
(2017·江苏·高考真题)已知向量.
(1)若,求x的值;
(2)记,求函数y=f(x)的最大值和最小值及对应的x的值.
12.
(2017·上海·高考真题)设,.
(1)求函数的单调增区间;
(2)设为锐角三角形,角所对的边,角所对的边.若,求的面积.
13.
(2017·北京·高考真题)已知函数.
(I)求f(x)的最小正周期;
(II)求证:当时,.
考点02 求边长
1.
(2026·全国一卷·高考真题)已知在中,,,.
(1)求;
(2)设,两点满足:在的延长线上,,.若,求.
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.
3.
(2018·北京·高考真题)在中,.
(1)求;
(2)求边上的高.
4.
(2023·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知在中,.
(1)求;
(2)设,求边上的高.
5.
(2018·全国I卷·高考真题)在平面四边形中,,,,.
(1)求;
(2)若,求.
6.
(2017·山东·高考真题)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知b=3,,S△ABC=3,求A和a.
7.
(2017·全国II卷·高考真题)的内角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若,面积为2,求.
考点03 求角及三角函数值
1.
(2025·天津·高考真题)在中,角的对边分别为.已知,,.
(1)求A的值;
(2)求c的值;
(3)求的值.
2.
(2023·天津·高考真题)在中,角所对的边分别是.已知.
(1)求的值;
(2)求的值;
(3)求的值.
3.
(2024·天津·高考真题)在中,角所对的边分别为,已知.
(1)求的值;
(2)求的值;
(3)求的值.
4. (2019·江苏·高考真题)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.
(1)若a=3c,b=,cosB=,求c的值;
(2)若,求的值.
5.
(2019·北京·高考真题)在△ABC中,a=3,b−c=2,cosB=.
(Ⅰ)求b,c的值;
(Ⅱ)求sin(B–C)的值.
6.
(2020·全国I卷·高考真题)的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知B=150°.
(1)若a=c,b=2,求的面积;
(2)若sinA+sinC=,求C.
7.
(2019·天津·高考真题) 在中,内角所对的边分别为.已知,.
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)求的值.
8.
(2019·全国I卷·高考真题)的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,设.
(1)求A;
(2)若,求sinC.
9.
(2018·江苏·高考真题)已知为锐角,,.(1)求的值;(2)求的值.
10.
(2018·浙江·高考真题)已知角α的顶点与原点O重合,始边与x轴的非负半轴重合,它的终边过点P().
(Ⅰ)求sin(α+π)的值;
(Ⅱ)若角β满足sin(α+β)=,求cosβ的值.
11.
(2018·天津·高考真题)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知.
(1)求角B的大小;
(2)设a=2,c=3,求b和的值.
12.
(2017·天津·高考真题)在中,内角所对的边分别为.已知,.
(I)求的值;
(II)求的值.
13.
(2017·天津·高考真题)在中,内角所对的边分别为.已知,,.
(Ⅰ)求和的值;
(Ⅱ)求的值.
考点04 求周长
1.
(2026·全国二卷·高考真题)在中,已知,.
(1)证明:为钝角三角形;
(2)若的面积为,求的周长.
2.
(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求A.
(2)若,,求的周长.
3.
(2017·全国I卷·高考真题)△ABC的内角的对边分别为,已知△ABC的面积为
(1)求;
(2)若求△ABC的周长.
考点05 面积及其最值
1.
(2025·上海·高考真题)在中,角A、B、C所对的边分别为a、b、c,且.
(1)若,求a;
(2)若,求的面积的最大值.
2.
(2023·全国甲卷·高考真题)记的内角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若,求面积.
3.
(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)记的内角A、B、C的对边分别为a,b,c,已知,
(1)求B;
(2)若的面积为,求c.
4.
(2023·上海·高考真题)在中,内角、、所对的边为、、,其中
(1)若,且,求边长的值;
(2)若,,求.
5.
(2023·全国乙卷·高考真题)在中,已知,,.
(1)求;
(2)若D为BC上一点,且,求的面积.
6.
(2019·全国III卷·高考真题)的内角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若为锐角三角形,且,求面积的取值范围.
7.
(2017·全国III卷·高考真题)的内角的对边分别为已知.
(1)求角和边长;
(2)设为边上一点,且,求的面积.
8.
(2017·北京·高考真题)在中,.
(1)求的值;
(2)若,求的面积.
考点06 劣构性试题
1.
(2025·北京·高考真题)在中,.
(1)求c的值;
(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,使得存在,求BC边上的高.
条件①:;条件②:;条件③:的面积为.
2.
(2024·北京·高考真题)在中,内角的对边分别为,为钝角,,.
(1)求;
(2)从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得存在,求的面积.
条件①:;条件②:;条件③:.
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.
3.
(2020·北京·高考真题)在中,,再从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为已知,求:
(Ⅰ)a的值:
(Ⅱ)和的面积.
条件①:;
条件②:.
注:如果选择条件①和条件②分别解答,按第一个解答计分.
4.
(2021·北京·高考真题)在中,,.
(1)求;
(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,使存在且唯一确定,求边上中线的长.
条件①:;
条件②:的周长为;
条件③:的面积为;
试卷第1页,共3页
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专题16 三角函数与解三角形解答题
(六大考点,48题)
考点分类
十年考情(2017-2026)
命题规律
考点01 三角函数综合解答
2026北京卷、2026天津卷、2026上海卷、2025全国二卷、2024上海卷、2023北京卷、2019浙江卷、2018北京卷、2017山东卷、2017浙江卷、2017江苏卷、2017上海卷、2017北京卷
1. 高考解答题高频基础题型,多为第一道解答题,难度偏低、套路固定。2. 核心考查三角函数解析式求解、周期、单调区间、最值、零点、奇偶性、切线方程综合应用。3. 新高考常设置条件选做题型,结合参数范围、区间零点个数创新设问,梯度清晰。
考点02 解三角形—求边长
2026全国一卷、2023新课标Ⅰ卷、2023新课标Ⅱ卷、2018北京卷、2018全国Ⅰ卷、2017山东卷、2017全国Ⅱ卷
1. 解三角形解答题核心基础考向,设问常规、得分稳定。2. 依托正弦定理、余弦定理,结合三角形中点、延长线、平面四边形模型求解边长。3. 常搭配三角形高、线段长度计算,注重边角互化与方程思想。
考点03 解三角形—求角及三角值
2025天津卷、2024天津卷、2023天津卷、2020全国Ⅰ卷、2019江苏卷、2019北京卷、2019天津卷、2019全国Ⅰ卷、2018江苏卷、2018浙江卷、2018天津卷、2017天津卷
1. 天津卷必考解答题型,全国卷高频考查,设问分层细致。2. 核心求解三角形内角、边角对应三角函数值、两角差正弦值等。3. 多为三小问梯度设问,从基础求角到三角恒等变换综合,衔接性强。
考点04 解三角形—求周长
2026全国二卷、2024新课标Ⅱ卷、2017全国Ⅰ卷
1. 中档常规解答题型,考查频次稳定。2. 结合三角形面积公式、正余弦定理,先求边角再整合求解周长。3. 常结合钝角三角形判定、边角约束条件,考查基础综合运算能力。
考点05 三角形面积及其最值
2025上海卷、2024新课标Ⅰ卷、2023全国甲卷、2023全国乙卷、2023上海卷、2019全国Ⅲ卷、2017全国Ⅲ卷、2017北京卷
1. 解三角形解答题重难点,常作为第二小问拉分考点。2. 核心考查三角形面积计算、面积取值范围、面积最大值求解。3. 结合锐角三角形限制、动态边角变化,常搭配基本不等式、函数单调性求最值,综合性强。
考点06 三角劣构性开放试题
2025北京卷、2024北京卷、2021北京卷、2020北京卷
1. 新高考特色创新题型,为北京卷必考题型,全国卷逐步推广。2. 采用条件自选式劣构设问,多条件二选一/三选一,需先判断条件可行性。3. 考查题型唯一性判定、三角形存在性、边长高、面积、中线长求解,侧重逻辑辨析与解题严谨性。
考点01 三角函数
1.
(2026·北京·高考真题)已知函数,,.最小正周期为,且,.
(1)求、的值;
(2)求的单调递减区间.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)利用两角和正弦公式化简可得,结合正弦型函数周期公式列方程求,再由列式求;
(2)根据正弦型函数单调区间求法求结论.
【详解】(1)因为,
所以,
又的最小正周期为,,
所以,所以,
因为,
所以,,
所以,,
所以,
所以,
(2)令,,可得,,
函数的单调递减区间为.
2.
(2026·天津·高考真题)已知.
(1)求最小正周期;
(2)若,求的最大值和最小值;
(3)若,,求.
【答案】(1)
(2)最大值为,最小值为
(3)
【分析】(1)由正弦型函数周期计算公式计算求解;
(2)利用换元法,结合正弦函数性质求解;
(3)根据同角三角函数基本关系、二倍角公式及两角和的正弦公式计算求解.
【详解】(1);
(2)若,则,
由正弦函数性质可知,当,即时,函数有最小值,即,
当,即时,函数有最大值,即.
所以函数的最大值为,最小值为;
(3)若,,所以,
则,,
则.
3.
(2026·上海·高考真题)已知函数.
(1)当,,求函数在处的切线方程;
(2)若函数的最小正周期为,且在上恰好有1351个解,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)或,
【分析】(1)根据以及可得,即可求导以及点斜式求解直线方程,
(2)利用整体法,结合正弦函数的性质即可分类讨论求解.
【详解】(1)当时,则,
根据可得,故,故,
由于,故,故,
,则,
故函数在处的切线方程为,故,
(2)函数的最小正周期为,故,所以,
令,当,则,
令,则或,
当时,要使得有1351个实数根,则,解得,
当时,要使得有1351个实数根,则,解得,
当时,要使得有1351个实数根,则,无解,
综上可得或.
4.
(2025·全国二卷·高考真题)已知函数.
(1)求;
(2)设函数,求的值域和单调区间.
【答案】(1)
(2)值域为,单调递减区间为,单调递增区间为.
【分析】(1)直接由题意得,结合余弦函数的单调性即可得解;
(2)由三角恒等变换得,由此可得值域,进一步由整体代入法可得函数的单调区间.
【详解】(1)由题意,所以;
(2)由(1)可知,
所以
,
所以函数的值域为,
令,解得,
令,解得,
所以函数的单调递减区间为,
函数的单调递增区间为.
5.
(2024·上海·高考真题)已知,
(1)设,求解:的值域;
(2)的最小正周期为,若在上恰有3个零点,求的取值范围.
【答案】(1);
(2)
【分析】(1)利用三角函数的性质结合换元法求出单调性,再求解值域即可.
(2)利用三角函数的性质求解参数即可.
【详解】(1)因为,所以,
因为,所以令,
由正弦函数性质得在上单调递增,在上单调递减,
所以,故,
(2)由题意得,所以,可得,
当时,,,即,,
当时,,不符合题意,
当时,,符合题意,
当时,,符合题意,
当时,,符合题意,
所以,
即,故.
6.
(2023·北京·高考真题)设函数.
(1)若,求的值.
(2)已知在区间上单调递增,,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,使函数存在,求的值.
条件①:;
条件②:;
条件③:在区间上单调递减.
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.
【答案】(1).
(2)条件①不能使函数存在;条件②或条件③可解得,.
【分析】(1)把代入的解析式求出,再由即可求出的值;
(2)若选条件①不合题意;若选条件②,先把的解析式化简,根据在上的单调性及函数的最值可求出,从而求出的值;把的值代入的解析式,由和即可求出的值;若选条件③:由的单调性可知在处取得最小值,则与条件②所给的条件一样,解法与条件②相同.
【详解】(1)因为
所以,
因为,所以.
(2)因为,
所以,所以的最大值为,最小值为.
若选条件①:因为的最大值为,最小值为,所以无解,故条件①不能使函数存在;
若选条件②:因为在上单调递增,且,
所以,所以,,
所以,
又因为,所以,
所以,
所以,因为,所以.
所以,;
若选条件③:因为在上单调递增,在上单调递减,
所以在处取得最小值,即.
以下与条件②相同.
7.
(2019·浙江·高考真题)设函数.
(1)已知函数是偶函数,求的值;
(2)求函数 的值域.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)由函数的解析式结合偶函数的性质即可确定的值;
(2)首先整理函数的解析式为的形式,然后确定其值域即可.
【详解】(1)由题意结合函数的解析式可得:,
函数为偶函数,则当时,,即,结合可取,相应的值为.
(2)由函数的解析式可得:
.
据此可得函数的值域为:.
【点睛】本题主要考查由三角函数的奇偶性确定参数值,三角函数值域的求解,三角函数式的整理变形等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.
8.
(2018·北京·高考真题)已知函数.
(Ⅰ)求的最小正周期;
(Ⅱ)若在区间上的最大值为,求的最小值.
【答案】(Ⅰ) ;(Ⅱ).
【分析】(I)将化简整理成的形式,利用公式可求最小正周期;(II)根据,可求的范围,结合函数图象的性质,可得参数的取值范围.
【详解】(Ⅰ),
所以的最小正周期为.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知.
因为,所以.
要使得在上的最大值为,
即在上的最大值为1.
所以,即.
所以的最小值为.
点睛:本题主要考查三角函数的有关知识,解题时要注意利用二倍角公式及辅助角公式将函数化简,化简时要注意特殊角三角函数值记忆的准确性,及公式中符号的正负.
9.
(2017·山东·高考真题)设函数,其中.已知.
(Ⅰ)求;
(Ⅱ)将函数的图象上各点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),再将得到的图象向左平移个单位,得到函数的图象,求在上的最小值.
【答案】(Ⅰ) .
(Ⅱ) .
【详解】试题分析:(Ⅰ)利用两角和与差的三角函数化简得到
由题设知及可得.
(Ⅱ)由(Ⅰ)得
从而.
根据得到,进一步求最小值.
试题解析:(Ⅰ)因为,
所以
由题设知,
所以,.
故,,又,
所以.
(Ⅱ)由(Ⅰ)得
所以.
因为,
所以,
当,
即时,取得最小值.
【名师点睛】此类题目是三角函数问题中的典型题目,可谓相当经典.解答本题,关键在于能利用三角公式化简函数、进一步讨论函数的性质,本题易错点在于一是图象的变换与解析式的对应,二是忽视设定角的范围.难度不大,能较好的考查考生的基本运算求解能力及复杂式子的变形能力等.
10.
(2017·浙江·高考真题)已知函数
(I)求的值
(II)求的最小正周期及单调递增区间.
【答案】(I)2;(II)的最小正周期是,.
【分析】(Ⅰ)直接利用三角函数关系式的恒等变换,把函数的关系式变形成正弦型函数,进一步求出函数的值.
(Ⅱ)直接利用函数的关系式,求出函数的周期和单调区间.
【详解】(Ⅰ)f(x)=sin2x﹣cos2xsin x cos x,
=﹣cos2xsin2x,
=﹣2,
则f()=﹣2sin()=2,
(Ⅱ)因为.
所以的最小正周期是.
由正弦函数的性质得
,
解得,
所以,的单调递增区间是.
【点睛】本题主要考查了三角函数的化简,以及函数的性质,是高考中的常考知识点,属于基础题,强调基础的重要性;三角函数解答题中,涉及到周期,单调性,单调区间以及最值等考点时,都属于考查三角函数的性质,首先应把它化为三角函数的基本形式即,然后利用三角函数的性质求解.
11.
(2017·江苏·高考真题)已知向量.
(1)若,求x的值;
(2)记,求函数y=f(x)的最大值和最小值及对应的x的值.
【答案】(1)(2)时,取到最大值3; 时,取到最小值.
【分析】(1)根据,利用向量平行的充要条件建立等式,即可求x的值.
(2)根据求解求函数y=f(x)解析式,化简,结合三角函数的性质即可求解最大值和最小值及对应的x的值.
【详解】解:(1)∵向量.
由,
可得:,
即,
∵x∈[0,π]
∴.
(2)由
∵x∈[0,π],
∴
∴当时,即x=0时f(x)max=3;
当,即时.
【点睛】本题主要考查向量的坐标运用以及三角函数的图象和性质,利用三角函数公式将函数进行化简是解决本题的关键.
12.
(2017·上海·高考真题)设,.
(1)求函数的单调增区间;
(2)设为锐角三角形,角所对的边,角所对的边.若,求的面积.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)由,,令求解;
(2)由可得,再利用余弦定理求得c,再利用求解.
【详解】(1)解:,,
令,解得,
所以其单调增区间为.
(2)由即,
因为是锐角,所以,得,即.
由余弦定理,,整理得,解得或.
当时,,最大角是钝角,为钝角三角形,舍去;
当时,,最大角是锐角,为锐角三角形,符合题意.
.
13.
(2017·北京·高考真题)已知函数.
(I)求f(x)的最小正周期;
(II)求证:当时,.
【答案】(1)(2)见解析
【详解】试题分析:(Ⅰ)首先根据两角差的余弦公式化简,再根据辅助角公式化简为,最后根据公式求周期;(Ⅱ)先求的范围再求函数的最小值.
试题解析:(Ⅰ).
所以的最小正周期.
(Ⅱ)因为,
所以.
所以.
所以当时,.
【名师点睛】本题考查三角函数式的恒等变形及三角函数的图象与性质,属于基础题,要求准确应用两角差的余弦公式和辅助角公式进行变形,化为标准的的形式,借助正弦函数的性质去求函数的周期、最值等,但要注意函数的定义域,求最值时要注意自变量的取值.
考点02 求边长
1.
(2026·全国一卷·高考真题)已知在中,,,.
(1)求;
(2)设,两点满足:在的延长线上,,.若,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由已知两边及夹角,先用余弦定理求第三边,再用余弦定理求;
(2)建立坐标系,设出点坐标,由平行关系得点的坐标,利用垂直条件求参数,由长度解出,再计算.
【详解】(1)在中,,,.
由余弦定理可知,
故. 再由余弦定理得.
(2)以为原点,为轴正方向建立平面直角坐标系如图:
则,,由,得.
在延长线上,设,则,,,
设,则.
由,得,故.
于是.
已知,则,则.
代入得,而,
故.
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).
【分析】(1)方法1,利用三角形面积公式求出,再利用余弦定理求解作答;方法2,利用三角形面积公式求出,作出边上的高,利用直角三角形求解作答.
(2)方法1,利用余弦定理求出a,再利用三角形面积公式求出即可求解作答;方法2,利用向量运算律建立关系求出a,再利用三角形面积公式求出即可求解作答.
【详解】(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,又,
于是,即,解得,
又,解得,而,于是,
所以.
3.
(2018·北京·高考真题)在中,.
(1)求;
(2)求边上的高.
【答案】(1)∠A=;(2)AC边上的高为.
【分析】(1)方法一:先根据平方关系求,再根据正弦定理求,即得;
(2)方法一:利用诱导公式以及两角和正弦公式求,即可解得边上的高.
【详解】(1)[方法一]:平方关系+正弦定理
在中,∵.由正弦定理得
[方法二]:余弦定理的应用
由余弦定理知.因为,代入上式可得或(舍).所以,又,所以.
(2)[方法一]:两角和的正弦公式+锐角三角函数的定义
在△ABC中,
∵=.
如图所示,在△ABC中,∵sinC=,∴h==,
∴AC边上的高为.
[方法二]:解直角三角形+锐角三角函数的定义
如图1,由(1)得,则.
作,垂足为E,则,故边上的高为.
[方法三]:等面积法
由(1)得,易求.如图1,作,易得,即.所以根据等积法有,即,
所以边上的高为.
【整体点评】(1)方法一:已知两边及一边对角,利用正弦定理求出;
方法二:已知两边及一边对角,先利用余弦定理求出第三边,再根据余弦定理求出角;
(2)方法一:利用两角和的正弦公式求出第三个角,再根据锐角三角函数的定义求出;
方法二:利用初中平面几何知识,通过锐角三角函数定义解直角三角形求出;
方法三:利用初中平面几何知识,通过等面积法求出.
4.
(2023·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知在中,.
(1)求;
(2)设,求边上的高.
【答案】(1)
(2)6
【分析】(1)根据角的关系及两角和差正弦公式,化简即可得解;
(2)利用同角之间的三角函数基本关系及两角和的正弦公式求,再由正弦定理求出,根据等面积法求解即可.
【详解】(1),
,即,
又,
,
,
,
即,所以,
.
(2)由(1)知,,
由,
由正弦定理,,可得,
,
.
5.
(2018·全国I卷·高考真题)在平面四边形中,,,,.
(1)求;
(2)若,求.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)方法一:根据正弦定理得到,求得,结合角的范围,利用同角三角函数关系式,求得;
(2)方法一:根据第一问的结论可以求得,在中,根据余弦定理即可求出.
【详解】(1)[方法1]:正弦定理+平方关系
在中,由正弦定理得,代入数值并解得.又因为,所以,即为锐角,所以.
[方法2]:余弦定理
在中,,即,解得:,所以,
.
[方法3]:【最优解】利用平面几何知识
如图,过B点作,垂足为E,,垂足为F.在中,因为,,所以.在中,因为,则.
所以.
[方法4]:坐标法
以D为坐标原点,为x轴,为y轴正方向,建立平面直角坐标系(图略).
设,则.因为,所以.
从而,又是锐角,所以,.
(2)[方法1]:【通性通法】余弦定理
在,由(1)得,,
,所以.
[方法2]:【最优解】利用平面几何知识
作,垂足为F,易求,,,由勾股定理得.
【整体点评】(1)方法一:根据题目条件已知两边和一边对角,利用正弦定理和平方关系解三角形,属于通性通法;
方法二:根据题目条件已知两边和一边对角,利用余弦定理解三角形,也属于通性通法;
方法三:根据题意利用几何知识,解直角三角形,简单易算.
方法四:建立坐标系,通过两点间的距离公式,将几何问题转化为代数问题,这是解析思想的体现.
(2)方法一:已知两边及夹角,利用余弦定理解三角形,是通性通法.
方法二:利用几何知识,解直角三角形,简单易算.
6.
(2017·山东·高考真题)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知b=3,,S△ABC=3,求A和a.
【答案】,
【详解】试题分析:先由数量积公式及三角形面积公式得,由此求A,再利用余弦定理求a.
试题解析:因为,
所以,
又,
所以,
因此,又,
所以,
又,所以.
由余弦定理,
得,
所以.
【考点】解三角形
【名师点睛】正、余弦定理是应用极为广泛的两个定理,它将三角形的边和角有机地联系起来,从而使三角与几何产生联系,为求与三角形有关的量(如面积、外接圆、内切圆半径和面积等)提供了理论依据,也是判断三角形形状、证明三角形中有关等式的重要依据.其主要方法有:化角法,化边法,面积法,运用初等几何法.注意体会其中蕴涵的函数与方程思想、等价转化思想及分类讨论思想.
7.
(2017·全国II卷·高考真题)的内角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若,面积为2,求.
【答案】(1);(2)2.
【详解】试题分析:(1)利用三角形的内角和定理可知,再利用诱导公式化简,利用降幂公式化简,结合,求出;(2)由(1)可知,利用三角形面积公式求出,再利用余弦定理即可求出.
试题解析:(1),∴,∵,
∴,∴,∴;
(2)由(1)可知,
∵,∴,
∴,
∴.
考点03 求角及三角函数值
1.
(2025·天津·高考真题)在中,角的对边分别为.已知,,.
(1)求A的值;
(2)求c的值;
(3)求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由正弦定理化边为角再化简可求;
(2)由余弦定理,结合(1)结论与已知代入可得关于的方程,求解可得,进而求得;
(3)利用正弦定理先求,再由二倍角公式分别求,由两角和的正弦可得.
【详解】(1)已知,由正弦定理,
得,显然,
得,由,
故;
(2)由(1)知,且,,
由余弦定理,
则,
解得(舍去),
故;
(3)由正弦定理,且,
得,且,则为锐角,
故,故,
且;
故.
2.
(2023·天津·高考真题)在中,角所对的边分别是.已知.
(1)求的值;
(2)求的值;
(3)求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据正弦定理即可解出;
(2)根据余弦定理即可解出;
(3)由正弦定理求出,再由平方关系求出,即可由两角差的正弦公式求出.
【详解】(1)由正弦定理可得,,即,解得:;
(2)由余弦定理可得,,即,
解得:或(舍去).
(3)由正弦定理可得,,即,解得:,而,
所以都为锐角,因此,,
.
3.
(2024·天津·高考真题)在中,角所对的边分别为,已知.
(1)求的值;
(2)求的值;
(3)求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1),利用余弦定理即可得到方程,解出即可;
(2)法一:求出,再利用正弦定理即可;法二:利用余弦定理求出,则得到;
(3)法一:根据大边对大角确定为锐角,则得到,再利用二倍角公式和两角差的余弦公式即可;法二:直接利用二倍角公式和两角差的余弦公式即可.
【详解】(1)设,,则根据余弦定理得,
即,解得(负舍);
则.
(2)法一:因为为三角形内角,所以,
再根据正弦定理得,即,解得,
法二:由余弦定理得,
因为,则
(3)法一:因为,且,所以,
由(2)法一知,
因为,则,所以,
则,
.
法二:,
则,
因为为三角形内角,所以,
所以
4. (2019·江苏·高考真题)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.
(1)若a=3c,b=,cosB=,求c的值;
(2)若,求的值.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)由题意结合余弦定理得到关于c的方程,解方程可得边长c的值;
(2)由题意结合正弦定理和同角三角函数基本关系首先求得的值,然后由诱导公式可得的值.
【详解】(1)因为,
由余弦定理,得,即.
所以.
(2)因为,
由正弦定理,得,所以.
从而,即,故.
因为,所以,从而.
因此.
【点睛】本题主要考查正弦定理、余弦定理、同角三角函数关系、诱导公式等基础知识,考查运算求解能力.
5.
(2019·北京·高考真题)在△ABC中,a=3,b−c=2,cosB=.
(Ⅰ)求b,c的值;
(Ⅱ)求sin(B–C)的值.
【答案】(Ⅰ) ;
(Ⅱ) .
【分析】(Ⅰ)由题意列出关于a,b,c的方程组,求解方程组即可确定b,c的值;
(Ⅱ)由题意结合正弦定理和两角和差正余弦公式可得的值.
【详解】(Ⅰ)由题意可得:,解得:.
(Ⅱ)由同角三角函数基本关系可得:,
结合正弦定理可得:,
很明显角C为锐角,故,
故.
【点睛】本题主要考查余弦定理、正弦定理的应用,两角和差正余弦公式的应用等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.
6.
(2020·全国I卷·高考真题)的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知B=150°.
(1)若a=c,b=2,求的面积;
(2)若sinA+sinC=,求C.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)已知角和边,结合关系,由余弦定理建立的方程,求解得出,利用面积公式,即可得出结论;
(2)方法一 :将代入已知等式,由两角差的正弦和辅助角公式,化简得出有关角的三角函数值,结合的范围,即可求解.
【详解】(1)由余弦定理可得,
的面积;
(2)[方法一]:多角换一角
,
,
,
.
[方法二]:正弦角化边
由正弦定理及得.故.
由,得.
又由余弦定理得,所以,解得.
所以.
【整体点评】本题考查余弦定理、三角恒等变换解三角形,熟记公式是解题的关键,考查计算求解能力,属于基础题.其中第二问法一主要考查三角恒等变换解三角形,法二则是通过余弦定理找到三边的关系,进而求角.
7.
(2019·天津·高考真题) 在中,内角所对的边分别为.已知,.
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)求的值.
【答案】(Ⅰ) ;
(Ⅱ) .
【分析】(Ⅰ)由题意结合正弦定理得到的比例关系,然后利用余弦定理可得的值
(Ⅱ)利用二倍角公式首先求得的值,然后利用两角和的正弦公式可得的值.
【详解】(Ⅰ)在中,由正弦定理得,
又由,得,即.
又因为,得到,.
由余弦定理可得.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得,
从而,.
故.
【点睛】本题主要考查同角三角函数的基本关系,两角和的正弦公式,二倍角的正弦与余弦公式,以及正弦定理、余弦定理等基础知识.考查计算求解能力.
8.
(2019·全国I卷·高考真题)的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,设.
(1)求A;
(2)若,求sinC.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)利用正弦定理化简已知边角关系式可得:,从而可整理出,根据可求得结果;
(2)[方法一]由题意利用正弦定理边化角,然后结合三角形内角和可得,然后结合辅助角公式可得,据此由两角和差正余弦公式可得.
【详解】(1),
即:,
由正弦定理可得:,
,
,.
(2)[方法一]正弦定理+两角和差正余弦
由(1)知,,所以由,
得,
整理得,即.
又,所以,即,
则.
[方法二]正弦定理+方程思想
由,得,
代入,
得,
整理得,则.
由,得,
所以.
[方法三]余弦定理
令.由,得.
将代入中,可得,
即,解得或(舍去).
所以,
从而.
[方法四]射影定理
因为,所以,
由射影定理得,
所以.
【整体点评】方法一:首先由正弦定理边化角,然后由两角和差正余弦公式求解的值;
方法二:首先由正弦定理边化角,然后结合题意列方程,求解方程可得的值;
方法三:利用余弦定理求得的值,然后结合正弦定理可得的值;
方法四:利用摄影定理求得的值,然后由两角和差正余弦公式求解的值;
【点睛】本题考查利用正弦定理、余弦定理解三角形的问题,涉及到两角和差正弦公式、同角三角函数关系的应用,解题关键是能够利用正弦定理对边角关系式进行化简,得到余弦定理的形式或角之间的关系.
9.
(2018·江苏·高考真题)已知为锐角,,.(1)求的值;(2)求的值.
【答案】(1);(2)
【详解】分析:先根据同角三角函数关系得,再根据二倍角余弦公式得结果;(2)先根据二倍角正切公式得,再利用两角差的正切公式得结果.
详解:解:(1)因为,,所以.
因为,所以,
因此,.
(2)因为为锐角,所以.
又因为,所以,
因此.
因为,所以,
因此,.
点睛:应用三角公式解决问题的三个变换角度
(1)变角:目的是沟通题设条件与结论中所涉及的角,其手法通常是“配凑”.
(2)变名:通过变换函数名称达到减少函数种类的目的,其手法通常有“切化弦”、“升幂与降幂”等.
(3)变式:根据式子的结构特征进行变形,使其更贴近某个公式或某个期待的目标,其手法通常有:“常值代换”、“逆用变用公式”、“通分约分”、“分解与组合”、“配方与平方”等.
10.
(2018·浙江·高考真题)已知角α的顶点与原点O重合,始边与x轴的非负半轴重合,它的终边过点P().
(Ⅰ)求sin(α+π)的值;
(Ⅱ)若角β满足sin(α+β)=,求cosβ的值.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ) 或 .
【分析】分析:(Ⅰ)先根据三角函数定义得,再根据诱导公式得结果,(Ⅱ)先根据三角函数定义得,再根据同角三角函数关系得,最后根据,利用两角差的余弦公式求结果.
【详解】详解:(Ⅰ)由角的终边过点得,
所以.
(Ⅱ)由角的终边过点得,
由得.
由得,
所以或.
点睛:三角函数求值的两种类型
(1)给角求值:关键是正确选用公式,以便把非特殊角的三角函数转化为特殊角的三角函数.
(2)给值求值:关键是找出已知式与待求式之间的联系及函数的差异.
①一般可以适当变换已知式,求得另外函数式的值,以备应用;
②变换待求式,便于将已知式求得的函数值代入,从而达到解题的目的.
11.
(2018·天津·高考真题)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知.
(1)求角B的大小;
(2)设a=2,c=3,求b和的值.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ),.
【详解】分析:(Ⅰ)由题意结合正弦定理边化角结合同角三角函数基本关系可得,则B=.
(Ⅱ)在△ABC中,由余弦定理可得b=.结合二倍角公式和两角差的正弦公式可得
详解:(Ⅰ)在△ABC中,由正弦定理,可得,
又由,得,
即,可得.
又因为,可得B=.
(Ⅱ)在△ABC中,由余弦定理及a=2,c=3,B=,
有,故b=.
由,可得.因为a<c,故.
因此,
所以,
点睛:在处理三角形中的边角关系时,一般全部化为角的关系,或全部化为边的关系.题中若出现边的一次式一般采用到正弦定理,出现边的二次式一般采用到余弦定理.应用正、余弦定理时,注意公式变式的应用.解决三角形问题时,注意角的限制范围.
12.
(2017·天津·高考真题)在中,内角所对的边分别为.已知,.
(I)求的值;
(II)求的值.
【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)
【详解】试题分析:利用正弦定理“角转边”得出边的关系,再根据余弦定理求出,
进而得到,由转化为,求出,进而求出,从而求出的三角函数值,利用两角差的正弦公式求出结果.
试题解析:(Ⅰ)解:由,及,得.
由,及余弦定理,得.
(Ⅱ)解:由(Ⅰ),可得,代入,得.
由(Ⅰ)知,A为钝角,所以.于是,
,故
.
考点:正弦定理、余弦定理、解三角形
【名师点睛】利用正弦定理进行“边转角”寻求角的关系,利用“角转边”寻求边的关系,利用余弦定理借助三边关系求角,利用两角和差公式及二倍角公式求三角函数值. 利用正、余弦定理解三角形问题是高考高频考点,经常利用三角形内角和定理,三角形面积公式,结合正、余弦定理解题.
13.
(2017·天津·高考真题)在中,内角所对的边分别为.已知,,.
(Ⅰ)求和的值;
(Ⅱ)求的值.
【答案】(Ⅰ).=.(Ⅱ).
【详解】试题分析:利用正弦定理“角转边”得出边的关系,再根据余弦定理求出,
进而得到,由转化为,求出,进而求出,从而求出的三角函数值,利用两角差的正弦公式求出结果.
试题解析:(Ⅰ) 解:在中,因为,故由,可得.由已知及余弦定理,有,所以.
由正弦定理,得.
所以,的值为,的值为.
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)及,得,所以,
.故.
考点:正弦定理、余弦定理、解三角形
【名师点睛】利用正弦定理进行“边转角”寻求角的关系,利用“角转边”寻求边的关系,利用余弦定理借助三边关系求角,利用两角和差公式及二倍角公式求三角函数值. 利用正、余弦定理解三角形问题是高考高频考点,经常利用三角形内角和定理,三角形面积公式,结合正、余弦定理解题.
考点04 求周长
1.
(2026·全国二卷·高考真题)在中,已知,.
(1)证明:为钝角三角形;
(2)若的面积为,求的周长.
【答案】(1)证明:由,则,
又,得,则,
由两角和的余弦公式,,
结合可知,
则异号,必然一个为负,一个为正.
又,即中必有一个是钝角;
(2)
【分析】(1),结合题设得出,然后由两角和的余弦展开得到,进而得解;
(2)先推出三角形面积公式的变形式,解得,由正弦定理进而得出,然后列余弦定理和面积公式的关于的方程组求解.
【详解】(1)略
(2)方法一:由正弦定理和三角形的面积公式,
,
(是外接圆半径)
又,,则,解得,
又,则,
由余弦定理,即,
又,则,
于是,即,
,解得,
故周长为.
方法二:由,则,
即,
由正弦定理可得,,
由三角形面积公式,,
得到,则,其余同上.
2.
(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求A.
(2)若,,求的周长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据辅助角公式对条件进行化简处理即可求解,常规方法还可利用同角三角函数的关系解方程组,亦可利用导数,向量数量积公式,万能公式解决;
(2)先根据正弦定理边角互化算出,然后根据正弦定理算出即可得出周长.
【详解】(1)方法一:常规方法(辅助角公式)
由可得,即,
由于,故,解得
方法二:常规方法(同角三角函数的基本关系)
由,又,消去得到:
,解得,
又,故
方法三:利用极值点求解
设,则,
显然时,,注意到,
,在开区间上取到最大值,于是必定是极值点,
即,即,
又,故
方法四:利用向量数量积公式(柯西不等式)
设,由题意,,
根据向量的数量积公式, ,
则,此时,即同向共线,
根据向量共线条件,,
又,故
方法五:利用万能公式求解
设,根据万能公式,,
整理可得,,
解得,根据二倍角公式,,
又,故
(2)由题设条件和正弦定理
,
又,则,进而,得到,
于是,
,
由正弦定理可得,,即,
解得,
故的周长为
3.
(2017·全国I卷·高考真题)△ABC的内角的对边分别为,已知△ABC的面积为
(1)求;
(2)若求△ABC的周长.
【答案】(1)(2) .
【详解】试题分析:(1)由三角形面积公式建立等式,再利用正弦定理将边化成角,从而得出的值;(2)由和计算出,从而求出角,根据题设和余弦定理可以求出和的值,从而求出的周长为.
试题解析:(1)由题设得,即.由正弦定理得.
故.
(2)由题设及(1)得,即.
所以,故.
由题设得,即.
由余弦定理得,即,得.
故的周长为.
点睛:在处理解三角形问题时,要注意抓住题目所给的条件,当题设中给定三角形的面积,可以使用面积公式建立等式,再将所有边的关系转化为角的关系,有时需将角的关系转化为边的关系;解三角形问题常见的一种考题是“已知一条边的长度和它所对的角,求面积或周长的取值范围”或者“已知一条边的长度和它所对的角,再有另外一个条件,求面积或周长的值”,这类问题的通法思路是:全部转化为角的关系,建立函数关系式,如,从而求出范围,或利用余弦定理以及基本不等式求范围;求具体的值直接利用余弦定理和给定条件即可.
考点05 面积及其最值
1.
(2025·上海·高考真题)在中,角A、B、C所对的边分别为a、b、c,且.
(1)若,求a;
(2)若,求的面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由正弦定理角化边结合勾股定理求解即可;
(2)由三角形的面积公式结合余弦定理求解即可;
【详解】(1)由正弦定理可得即,
又,所以,即,解得,
所以.
(2)因为,且,,
所以,当且仅当时等号成立,
当取最小值时,取最大值,最大值,
所以的面积的最大值为.
2.
(2023·全国甲卷·高考真题)记的内角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若,求面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据余弦定理即可解出;
(2)由(1)可知,只需求出即可得到三角形面积,对等式恒等变换,即可解出.
【详解】(1)因为,所以,解得:.
(2)由正弦定理可得
,
变形可得:,即,
而,所以,又,所以,
故的面积为.
3.
(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)记的内角A、B、C的对边分别为a,b,c,已知,
(1)求B;
(2)若的面积为,求c.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由余弦定理、平方关系依次求出,最后结合已知得的值即可;
(2)首先求出,然后由正弦定理可将均用含有的式子表示,结合三角形面积公式即可列方程求解.
【详解】(1)由余弦定理有,对比已知,
可得,
因为,所以,
从而,
又因为,即,
注意到,
所以.
(2)由(1)可得,,,从而,,
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.
4.
(2023·上海·高考真题)在中,内角、、所对的边为、、,其中
(1)若,且,求边长的值;
(2)若,,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出B根据余弦定理求解;
(2)根据正弦定理求出C及c,再由求面积即可.
【详解】(1)因为,所以,
由余弦定理得,
解得.
(2)因为,所以,所以
因为,所以,,
所以,
,
所以.
5.
(2023·全国乙卷·高考真题)在中,已知,,.
(1)求;
(2)若D为BC上一点,且,求的面积.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)首先由余弦定理求得边长的值为,然后由余弦定理可得,最后由同角三角函数基本关系可得;
(2)由题意可得,则,据此即可求得的面积.
【详解】(1)由余弦定理可得:
,
则,,
.
(2)由三角形面积公式可得,
则.
6.
(2019·全国III卷·高考真题)的内角的对边分别为,已知.
(1)求;
(2)若为锐角三角形,且,求面积的取值范围.
【答案】(1) ;(2).
【分析】(1)利用正弦定理化简题中等式,得到关于B的三角方程,最后根据A,B,C均为三角形内角解得.
(2)根据三角形面积公式,又根据正弦定理和得到关于的函数,由于是锐角三角形,所以利用三个内角都小于来计算的定义域,最后求解的值域.
【详解】(1)
[方法一]【最优解:利用三角形内角和为结合正弦定理求角度】
由三角形的内角和定理得,
此时就变为.
由诱导公式得,所以.
在中,由正弦定理知,
此时就有,即,
再由二倍角的正弦公式得,解得.
[方法二]【利用正弦定理解方程求得的值可得的值】
由解法1得,
两边平方得,即.
又,即,所以,
进一步整理得,
解得,因此.
[方法三]【利用正弦定理结合三角形内角和为求得的比例关系】
根据题意,由正弦定理得,
因为,故,
消去得.
,,因为故或者,
而根据题意,故不成立,所以,
又因为,代入得,所以.
(2)
[方法一]【最优解:利用锐角三角形求得C的范围,然后由面积函数求面积的取值范围】
因为是锐角三角形,又,所以,
则.
因为,所以,则,
从而,故面积的取值范围是.
[方法二]【由题意求得边的取值范围,然后结合面积公式求面积的取值范围】
由题设及(1)知的面积.
因为为锐角三角形,且,
所以即
又由余弦定理得,所以即,
所以,故面积的取值范围是.
[方法三]【数形结合,利用极限的思想求解三角形面积的取值范围】
如图,在中,过点A作,垂足为,作与交于点.
由题设及(1)知的面积,因为为锐角三角形,且,
所以点C位于在线段上且不含端点,从而,
即,即,所以,
故面积的取值范围是.
【整体点评】(1)方法一:正弦定理是解三角形的核心定理,与三角形内角和相结合是常用的方法;
方法二:方程思想是解题的关键,解三角形的问题可以利用余弦值确定角度值;
方法三:由正弦定理结合角度关系可得内角的比例关系,从而确定角的大小.
(2)方法一:由题意结合角度的范围求解面积的范围是常规的做法;
方法二:将面积问题转化为边长的问题,然后求解边长的范围可得面积的范围;
方法三:极限思想和数形结合体现了思维的灵活性,要求学生对几何有深刻的认识和灵活的应用.
7.
(2017·全国III卷·高考真题)的内角的对边分别为已知.
(1)求角和边长;
(2)设为边上一点,且,求的面积.
【答案】(1),;(2).
【详解】试题分析:(1)先根据同角的三角函数的关系求出 从而可得的值,再根据余弦定理列方程即可求出边长的值;(2)先根据余弦定理求出,求出的长,可得,从而得到,进而可得结果.
试题解析:(1),,由余弦定理可得,即,即,解得(舍去)或,故.
(2),,,,,.
8.
(2017·北京·高考真题)在中,.
(1)求的值;
(2)若,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据正弦定理求的值;
(2)求出c,再利用余弦定理求出b,然后利用三角形面积公式可求得答案.
【详解】(1)在中,因为,
由正弦定理得.
(2)因为,所以,
由余弦定理得,
解得或(舍),
所以的面积.
考点06 劣构性试题
1.
(2025·北京·高考真题)在中,.
(1)求c的值;
(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,使得存在,求BC边上的高.
条件①:;条件②:;条件③:的面积为.
【答案】(1)6
(2)选①,不存在;选②,高为;选③,高为.
【分析】(1)由平方关系、正弦定理即可求解;
(2)若选①,可得都是钝角,矛盾;若选②,由正弦定理求得,由余弦定理求得,利用等面积法求得高;若选③,首先根据三角形面积公式求得,再根据余弦定理可求得,由此可说明三角形存在,且可由等面积法求解.
【详解】(1)因为,所以,
由正弦定理有,解得;
(2)如图所示,若存在,则设其边上的高为,
若选①,,因为,所以,因为,这表明此时三角形有两个钝角,
而这是不可能的,所以此时不存在,故边上的高也不存在;
若选②,,由有,由正弦定理得,所以,
所以由余弦定理得,
此时三角形是存在的,且唯一确定,
所以,即,
所以边上的高;
若选③,的面积是,则,
解得,由余弦定理可得可以唯一确定,
进一步由余弦定理可得也可以唯一确定,即可以唯一确定,
这表明此时三角形是存在的,且边上的高满足:,即.
2.
(2024·北京·高考真题)在中,内角的对边分别为,为钝角,,.
(1)求;
(2)从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得存在,求的面积.
条件①:;条件②:;条件③:.
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.
【答案】(1);
(2)选择①无解;选择②和③△ABC面积均为.
【分析】(1)利用正弦定理即可求出答案;
(2)选择①,利用正弦定理得,结合(1)问答案即可排除;选择②,首先求出,再代入式子得,再利用两角和的正弦公式即可求出,最后利用三角形面积公式即可;选择③,首先得到,再利用正弦定理得到,再利用两角和的正弦公式即可求出,最后利用三角形面积公式即可;
【详解】(1)由题意得,因为为钝角,
则,则,则,解得,
因为为钝角,则.
(2)选择①,则,因为,则为锐角,则,
此时,不合题意,舍弃;
选择②,因为为三角形内角,则,
则代入得,解得,
,
则.
选择③,则有,解得,
则由正弦定理得,即,解得,
因为为三角形内角,则,
则
,
则
3.
(2020·北京·高考真题)在中,,再从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为已知,求:
(Ⅰ)a的值:
(Ⅱ)和的面积.
条件①:;
条件②:.
注:如果选择条件①和条件②分别解答,按第一个解答计分.
【答案】选择条件①(Ⅰ)8(Ⅱ), ;
选择条件②(Ⅰ)6(Ⅱ), .
【分析】选择条件①(Ⅰ)根据余弦定理直接求解,(Ⅱ)先根据三角函数同角关系求得,再根据正弦定理求,最后根据三角形面积公式求结果;
选择条件②(Ⅰ)先根据三角函数同角关系求得,再根据正弦定理求结果,(Ⅱ)根据两角和正弦公式求,再根据三角形面积公式求结果.
【详解】选择条件①(Ⅰ)
(Ⅱ)
由正弦定理得:
选择条件②(Ⅰ)
由正弦定理得:
(Ⅱ)
【点睛】本题考查正弦定理、余弦定理,三角形面积公式,考查基本分析求解能力,属中档题.
4.
(2021·北京·高考真题)在中,,.
(1)求;
(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,使存在且唯一确定,求边上中线的长.
条件①:;
条件②:的周长为;
条件③:的面积为;
【答案】(1);(2)答案不唯一,具体见解析.
【分析】(1)由正弦定理化边为角即可求解;
(2)若选择①:由正弦定理求解可得不存在;
若选择②:由正弦定理结合周长可求得外接圆半径,即可得出各边,再由余弦定理可求;
若选择③:由面积公式可求各边长,再由余弦定理可求.
【详解】(1),则由正弦定理可得,
,,,,
,解得;
(2)若选择①:由正弦定理结合(1)可得,
与矛盾,故这样的不存在;
若选择②:由(1)可得,
设的外接圆半径为,
则由正弦定理可得,
,
则周长,
解得,则,
由余弦定理可得边上的中线的长度为:
;
若选择③:由(1)可得,即,
则,解得,
则由余弦定理可得边上的中线的长度为:
.
试卷第1页,共3页
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