内容正文:
第29讲 多三角形背景下解三角形
1
课堂考点探究
课时作业
2
【热点解读】
解三角形是高考数学的必考内容,其中在三角形中增加高线、中线、
角平分线以及其他等分点条件在最近几年的高考题中出现的频率很
高,这类问题一般需要综合使用正弦定理和余弦定理解决.
3
探究点一 解含分点的三角形
例1 [2025·山东省实验中学二模] 如图,在
中,, ,
,点在边 的延长线上.
(1)求 的面积;
[思路点拨]在中利用正弦定理求出 ,再利用两角和的正
弦公式求出 ,然后利用三角形的面积公式可求得结果.
课 堂 考 点 探 究
4
解:在中,由正弦定理得 ,
即,可得 .
因为 , ,所以
.
因为 ,所以
.
课 堂 考 点 探 究
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(2)若,为线段上靠近 的三
等分点,求 的长.
[思路点拨]思路一:由题意可得
,所以 ,代值计算
即可;思路二:在中利用余弦定理求出,则可求得 ,再在
中利用正弦定理求出,从而可求出,然后在 中
利用余弦定理可求得 .
课 堂 考 点 探 究
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解:方法一:因为为线段上靠近 的三等
分点,所以 ,所以
,
所以 ,则
.
课 堂 考 点 探 究
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方法二:在 中,由余弦定理得
,可得 ,
因为为线段上靠近 的三等分点,所以 .
因为,所以 ,所以,
又 为锐角,所以 .
在 中,由余弦定理得,所以 .
课 堂 考 点 探 究
总结反思
解含分点的三角形的策略:如图,在中,
为边上一点,且,若已知 ,
及,求 .
(1)向量法: 两边平方即可;
(2)余弦定理,互补的两个角的余弦值互为相反数,即
.
课 堂 考 点 探 究
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变式题 在中,内角,,的对边分别为,, .已知
.
(1)求 ;
解:由已知及正弦定理得 ,
因为,所以,即 ,
又因为,所以,故 .
课 堂 考 点 探 究
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(2)若,点在边上,,,求 的面积.
解:由知, ,则
,
即,化简得 .
在中,由余弦定理得,在 中,由余弦
定理得 ,
课 堂 考 点 探 究
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由,得 ,则
,化简得 ,
则,即,可得 ,则
,
所以 .
课 堂 考 点 探 究
探究点二 解含角平分线的三角形
例2 [2026·聊城模拟] 在中,内角,, 所对的边分别为
,,,且 .
(1)求 ;
[思路点拨]由已知条件结合余弦定理,求出,可得 ;
解:因为 ,所以
,
所以,所以,又 ,
所以 .
课 堂 考 点 探 究
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(2)若的平分线交于点,且,求 .
[思路点拨]根据角平分线的性质得,结合余弦定理解出,
的值,由列出等式,即可求解 的长度.
课 堂 考 点 探 究
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解:因为,所以.
因为平分 ,所以,即,
又由(1)知 ,所以, .
因为 ,
所以 ,
整理得 .
课 堂 考 点 探 究
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总结反思
在中,平分,则涉及角平分线 的问题可用以下方
法处理:
(1)角平分线定理: ;
(2)利用两个小三角形的面积和等于大三角形的面积来处理,即可
由,得到 ,即
(角平分线长公式)求解.
课 堂 考 点 探 究
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变式题 [2025·武汉武昌区5月质检] 记的内角,, 的对边分
别为,,,已知,,内角的平分线交于点 ,且
.
(1)求 的长;
课 堂 考 点 探 究
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解:由,得,因为 ,
所以 ,
所以,则.
因为平分内角,所以在 中,由余弦定理得
,所以 .
课 堂 考 点 探 究
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(2)求 的面积.
解:由(1)知,则,由 ,
得 .
因为平分内角,且 ,所以
,则
,解得 ,所以
.
课 堂 考 点 探 究
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探究点三 解平面几何多三角形问题
例3 如图,在平面四边形中,,, 平分
, .
课 堂 考 点 探 究
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(1)求 ;
[思路点拨]思路一:将原式变形,再利用余弦定理并结合角的范
围即可求出;思路二:将原式变形,再利用正弦定理与余弦定理并
结合角的范围化简求解.
课 堂 考 点 探 究
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解:方法一:因为 ,所以
,则
.
在 中,由余弦定理得
,因为
,所以 .
课 堂 考 点 探 究
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方法二:因为 ,所以
,
在 中,由正弦定理和余弦定理得
,
所以 ,
将 代入上式,
整理得 ,
由题意可得 ,所以 .
因为,所以 .
课 堂 考 点 探 究
(2)当取得最大值时,求 .
[思路点拨]利用余弦定理将用 表示出来,再利用均值不等
式确定取得最大值时的长度,从而得到取得最大值时 的
长度.
课 堂 考 点 探 究
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解:由(1)可得,因为平分 ,所
以 .
因为,,所以在 中,由余弦定理
得 ,
在 中,由余弦定理得
,
课 堂 考 点 探 究
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所以 ,
当且仅当时,等号成立,此时 取得最大值,
即 取得最大值,
故当取得最大值时, .
课 堂 考 点 探 究
总结反思
多三角形背景解三角形问题的求解思路:(1)把提供的平面图形拆
分成若干个三角形,然后在各个三角形内利用正弦、余弦定理求解;
(2)寻找各个三角形之间的联系,交叉使用公共条件,求出结果.解题
时,有时要用到平面几何中的一些知识点,如相似三角形的边角关系、
三角形角平分线的性质,把这些性质与正弦、余弦定理相结合,才能顺
利解决问题.
课 堂 考 点 探 究
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变式题 [2025·福建泉州四校模拟] 在中,内角,, 的对
边分别为,,,且 .
(1)求 ;
课 堂 考 点 探 究
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解:, 在
中,由正弦定理得
,
即 , ,
,即,
又 , ,即 .
又, ,
课 堂 考 点 探 究
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(2)如图所示,为外一点,,,四点共面 ,
,,,求 .
课 堂 考 点 探 究
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解:, 设 ,
则 .在 中,由正弦定
理得, ,
.
在中,由正弦定理得 ,
, ,
,
,解得 ,即
.
课 堂 考 点 探 究
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【备选理由】例1是含分点的三角形问题,考查正弦定理边角互化的应
用、余弦定理解三角形等基础知识,考查运算求解能力与化归转化思想;
例1 [配例1使用][2025·江苏南京二模] 记的内角,,
的对边分别为,,.已知 .
(1)求 ;
解:由及正弦定理得 ,得
,所以 ,
又 ,所以 .
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(2)若,,求 .
解:如图,因为, ,所以
,,在 中,由余弦定理得
,即
.
在中,由余弦定理得 ,
即,所以 ,
得 ,
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由可得 ,代入①得,
由 可得.
在 中,由余弦定理得
.
例2 [配例2使用][2025·湖北宜昌一中宜荆荆恩四校联考] 如图所
示,在中,,平分,且 .
(1)若,求 的长度;
【备选理由】例2是含角平分线的三角形问题,考查了正弦定理解三角
形、三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形、求三角形中的边
长或周长的最值或范围等知识,考查运算求解能力与化归转化思想;
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解:因为 ,所以由正弦定理得
.
在中,由正弦定理得 ,
在中,由正弦定理得 ,
因为平分,所以 ,
又 ,所以,所以 .
因为,,所以,得,所以 .
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(2)求 的取值范围;
解:因为 ,设
,
又, ,所以
,
所以,所以 .
因为,所以,所以 .
所以 ,
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(3)若,求为何值时, 最短.
解:由余弦定理得
,所以 ,
所以 .
.
因为,所以 ,又
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方法一:
令 ,则 ,
所以 ,
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.
方法二: ,
当且仅当,即 时取等
号,此时 ,即
,故当时, 最短.
例3 [配例3使用][2025·湖北高中名校联盟联考]
如图,在平面四边形中, ,
,, .
(1)若与交于点,且,求 的长;
【备选理由】例3是平面几何多边形问题,考查余弦定理、求三角形
的边长、求四边形周长的最值、几何图形中的计算等知识.
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解:在 中,由余弦定理得
,
所以.因为, ,
所以 .
由 可知,
,所以
.
43
(2)求四边形 周长的最大值.
解:因为 ,所以
,所以
,故
,当且仅当 时等号成立,
故四边形周长的最大值为 .
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课时作业
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基础热身
1.[2025·吉林长春二模] 在中,,,分别为内角,, 所对的
边,且,内角的平分线交于点, .
课 时 作 业
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(1)求角 的大小;
解:由 和正弦定理,可得
,
因为 ,
所以 ,即
,
又,所以 .
因为 ,所以 .
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(2)若,求 的长.
解:因为平分,所以,所以 .
因为 ,
所以 ,即
,解得 .
课 时 作 业
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2.如图,平面四边形中,, ,
,且 为锐角.
课 时 作 业
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(1)求 的长;
解:,, ,
,
又为锐角, .
课 时 作 业
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在 中,由余弦定理可得
, .
,是四边形外接圆的直径, 是
外接圆的直径,利用正弦定理得
.
课 时 作 业
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(2)求 的面积.
解:由, ,
,,可得, ,
即的面积为 .
又,,因此 ,
课 时 作 业
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3.[2026·浙江名校协作体联考] 在中,,,分别是内角,,
所对的边,且满足 .
(1)求角 的大小;
解:因为,所以由正弦定理可得 ,所
以,
又 ,所以,
化简得 ,
又,即,所以.因为,所以 .
课 时 作 业
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(2)点是边上一点,且满足,,求 的值.
解:因为,所以.
在 中,由正弦定理可得,
在中,由正弦定理可得 ,
所以 ,
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又,所以,又 ,所以
,即 ,所以
,所以.
因为,所以 ,所以或
,解得或.
当时, ,所以;
当时,,所以 .
综上,的值为 或2.
课 时 作 业
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综合提升
4.[2025·湖南怀化二模] 在中,内角,,的对边分别为,, ,
且 .
(1)求 ;
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解:由,得 .
方法一:由正弦定理得 ,因为
,所以 ,所以
,于是 ,
又,所以,又 ,所以 .
方法二:由余弦定理得 ,化简得
,由余弦定理得 ,
又,所以 .
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(2)若,,点在边上,且平分,求 的
面积.
解:由平分,得 .
方法一: ,
又 ,
所以 .
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方法二:由 ,得
,
即,解得 ,
所以 .
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5.[2026·武汉9月调研] 已知在中, ,
, .
(1)求角 的大小;
解:因为,所以 ,
即 ,
即 ,
又 ,
所以 ,
又,所以 .
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(2)求 ;
解:因为, ,
所以由余弦定理可得
,
再由余弦定理可得 .
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(3)若点在线段上,且满足,求 的长.
解:由(2)可得 ,
所以 .
在中,因为 ,
所以 ,
由正弦定理可得,即,解得 .
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6.[2026·青岛调研] 如图,在平面四边形
中,,,. 的内角
,,的对边分别为,, ,且满足
.
(1)求 ;
解:由,结合正弦定理得 ,
整理得,所以由余弦定理得 ,
又 ,所以 .
课 时 作 业
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(2)求的内切圆半径 的取值范围.
解:在中,,, ,由余弦定理得
,所以 ,所以
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结合(1)得,即 ,得
.
在中,由 ,得
.
由正弦定理得,所以 ,
,又 ,
所以
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因为,所以,则 ,所以
,
所以 ,即的取值范围是 .
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