内容正文:
4.6 正弦定理、余弦定理
目录
知识点1:基本定理公式 1
知识点2:相关应用 2
题型一:正弦定理的应用 3
题型二:余弦定理的应用 4
题型三:判断三角形的形状 6
题型四:三角形解的个数 7
题型五:三角形中的面积与周长问题 8
题型六:正、余弦定理的综合运用 9
题型七 与中线、角平分线、垂线有关的问题 11
题型八:倍角关系 13
题型九:解三角形的实际应用 14
01
知识回顾
知识点1:基本定理公式
1、正余弦定理:在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,R为△ABC外接圆半径,则
定理
正弦定理
余弦定理
公式
;
;
.
常见变形
(1),,;
(2),,;
;
;
.
2、面积公式:
(1)S=aha(ha表示边a上的高);
(2)S=absin C=acsin B=bcsin A;
(3)S=r(a+b+c)(r为三角形的内切圆半径).
知识点2:相关应用
(1)正弦定理的应用
①边化角,角化边
②大边对大角 大角对大边
③合分比:
(2)内角和定理:
①
同理有:,.
②;
③斜三角形中,
④;
⑤在中,内角成等差数列.
02
必做典例
题型一:正弦定理的应用
【解题方法】
(1)已知两角及一边求解三角形;
(2)已知两边一对角;
(3)两边一对角,求第三边.
1. (2025·广安模拟)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若A=,C=,b=,则a等于( )
A.2 B. C. D.
2.
(2025·江西九江·三模)在中,角所对的边分别为,已知,则( )
A.
B. C. D.
3.
(2025·广东东莞·模拟预测)在中,A,B,C的对边分别为a,b,c,若,,,则的值为 .
【练习】(2025·高三·江西赣州·期中)在中,角所对的边分别为,若,则( )
A. B. C. D.
【练习】(2025·浙江·模拟预测)在中,分别为角的对边,若,,,则 ( )
A.2 B.3 C. D.
【练习】(2025·湖北黄石·三模)若的三个内角,,所对的边分别为,,,,,则( )
A. B. C. D.6
【练习】(2025·永州模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若A=60°,b=1,c=4,则= .
【练习】在中,内角所对的边分别为,若,,则( )
A. B. C. D.
题型二:余弦定理的应用
【解题方法】
(1)已知两边一夹角或两边及一对角,求第三边.
(2)已知三边求角或已知三边判断三角形的形状,先求最大角的余弦值,
若余弦值
4. 已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若b=,a=1,B=,则c等于( )
A. B.2 C. D.3
5. (2025·全国Ⅱ卷)在△ABC中,BC=2,AC=1+,AB=,则A等于( )
A.45° B.60° C.120° D.135°
6.
已知分别为的内角的对边,且.角 .
7. 在△ABC中,角A,B,C所对的边依次为a,b,c,已知sin A∶sin B∶sin C=2∶3∶4,则下列结论中正确的是( )
A.A∶B∶C=2∶3∶4
B.△ABC为钝角三角形
C.若a+b+c=18,则△ABC的面积是6
D.若△ABC的外接圆半径是R,内切圆半径为r,则5R=16r
8.
(2025·全国·模拟预测)在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,若,则 .
题型三:判断三角形的形状
【解题方法】
判断三角形形状的两种思路
①化边:通过因式分解、配方等得出边的相应关系,从而判断三角形的形状.
②化角:通过三角恒等变换,得出内角的关系,从而判断三角形的形状.
(1)求最大角的余弦,判断是锐角、直角还是钝角三角形.
(2)用正弦定理或余弦定理把条件的边和角都统一成边或角,判断是等腰、等边还是直角三角形.
9. (多选)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,下列说法中正确的是( )
A.若a=2ccos B,则△ABC是等腰三角形
B.若cos Acos Bcos C>0,则△ABC是锐角三角形
C.若acos A=bcos B,则△ABC是等腰三角形
D.若a-ccos B=acos C,则△ABC是等腰三角形或直角三角形
10.
(2025·河北秦皇岛·三模)在中,内角,,的对边分别为,,,且,,则( )
A.为直角三角形 B.为锐角三角形
C.为钝角三角形 D.的形状无法确定
11. (2025·杭州期末)在△ABC中,cos2=(a,b,c分别为角A,B,C的对边),则△ABC的形状为( )
A.正三角形
B.直角三角形
C.等腰三角形
D.等腰三角形或直角三角形
12.
在中,角A、B、C所对的边为a、b、c若,则的形状是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等腰三角形或直角三角形 D.等腰直角三角形
题型四:三角形解的个数
【方法技巧】
三角形解的个数的判断:已知两角和一边,该三角形是确定的,其解是唯一的;已知两边和一边的对角,该三角形具有不唯一性,通常根据三角函数值的有界性和大边对大角定理进行判断.
13.
在中,内角,,所对的边分别为,,,根据下列条件解三角形,其中有两解的是( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
14.
在中,,且满足该条件的有两个,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
15.
设在中,角A、B、C所对的边分别为a,b,c,若满足的不唯一,则m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
题型五:三角形中的面积与周长问题
【方法技巧】
解三角形时,如果式子中含有角的余弦或边的二次式,要考虑用余弦定理;如果式子中含有角的正弦或边的一次式时,则考虑用正弦定理,以上特征都不明显时,则要考虑两个定理都有可能用到.
16. 在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=5,b=7,c=4,则△ABC的面积为 .
17. (2025·南宁模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知△ABC的面积S=(b2+c2-a2),则cos A= .
18. (2024·新课标全国Ⅰ)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin C=cos B,a2+b2-c2=ab.
(1)求B;
(2)若△ABC的面积为3+,求c.
19.
记的内角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若,的面积为,求的周长
题型六:正、余弦定理的综合运用
【解题技巧】应用正弦、余弦定理的解题技巧
(1)求边:利用正弦定理变形公式a=等或余弦定理求解.
(2)求角:利用正弦定理变形公式sin A=等或余弦定理的推论求解.
(3)利用式子的特点转化:如出现a2+b2-c2=λab的形式用余弦定理,等式两边是关于边或角的正弦的齐次式用正弦定理.
20. (2026·临沂模拟)△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,点O是△ABC的外接圆的圆心,a=4,b=6,sin C+cos C=,则该外接圆O的面积为( )
A.8π B.5π C.10π D.20π
21. (2025·重庆模拟)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且b2+c2+bc=a2.若b=,a=3sin B,则C等于( )
A. B. C. D.
22. (多选)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知a+b=10,c=5,sin 2B+sin B=0,则下列结论正确的是( )
A.a=3 B.b=7
C.B=60° D.sin C=
23. (2024·全国甲卷)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若B=,b2=ac,则sin A+sin C等于( )
A. B. C. D.
24.
(2025·山东·模拟预测)记的内角,,的对边分别为,,,已知,则 .
25. (2024·新课标全国Ⅱ)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin A+cos A=2.
(1)求A;
(2)若a=2,bsin C=csin 2B,求△ABC的周长.
题型七 与中线、角平分线、垂线有关的问题
三角形中线、角平分线的解题策略
(1)若AD是△ABC边BC上的中线,一般利用向量解决问题,即=+),两边平方即可得到边与角的关系.
(2)若AD是△ABC中角A的平分线,则S△ABD+S△ACD=S△ABC,=.
26. (多选)(2026·沈阳模拟)在△ABC中,AB=4,AC=6,A=,点D为边BC上一动点,则( )
A.BC=2
B.当AD为边BC上的高时,AD=
C.当AD为边BC上的中线时,AD=
D.当AD为角A的平分线时,AD=
27. 在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=7,b=8,c=9,则AC边上的中线长为 .
28. (2026·吉林模拟)记△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,b=7,a=4,D为边AB上靠近点B的三等分点,若CD2=19,则c等于( )
A.4 B.5 C.6 D.7
29. 在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,AD是∠BAC的平分线,若∠BAC=,AD=2,则2b+c的最小值为 .
30. (2026·吉林模拟)记△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,b=7,a=4,D为边AB上靠近点B的三等分点,若CD2=19,则c等于( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【练习】已知△ABC中,AB=1,AC=4,BC=,D在BC上,AD为∠BAC的平分线,E为AC的中点,则( )
A.BC边上的高线长为 B.AD=
C.BD= D.BE=
【练习】 (多选)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若A=,角A的平分线AD交BC于点D,AD=2,b=6,则以下结论正确的是( )
A.c=3
B.BD=2CD
C.△ABC的面积为
D.a=3
【练习】(多选)(2025·漳州模拟)在△ABC中,AC=2,tan A=2,向量在向量上的投影向量为,则( )
A.边BC上的高为3
B.sin∠ACB=
C.·=-8
D.边AB上的中线长为
题型八:倍角关系
【方法技巧】
解三角形中的倍角关系,主要涉及到正弦、余弦等三角函数的倍角公式。这些公式允许我们通过已知的一个角的大小,来求解其两倍角的大小所对应的三角函数值,从而在解三角形问题时提供更多的信息和灵活性。
31.
记的内角的对边分别为,已知.
(1)证明:;
(2)若,求的面积.
32.
(2025·全国·模拟预测)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c(a,b,c互不相等),且满足.
(1)求证:;
(2)若,求.
题型九:解三角形的实际应用
【方法技巧】
根据题意画出图形,将题设已知、未知显示在图形中,建立已知、未知关系,利用三角知识求解.
33.
中国古代四大名楼鹳雀楼,位于山西省运城市永济市蒲州镇,因唐代诗人王之涣的诗作《登鹳雀楼》而流芳后世.如图,某同学为测量鹳雀楼的高度,在鹳雀楼的正东方向找到一座建筑物,高约为,在地面上点处(,,三点共线)测得建筑物顶部,鹳雀楼顶部的仰角分别为和,在处测得楼顶部的仰角为,则鹳雀楼的高度约为 .
34.
如图,为测量山高,选择A和另一座山的山顶C为测量观测点,从点A测得点M的仰角,点C的仰角,以及.从点C测得,已知山高,则山高 m.
35.
(2025·宁夏银川·三模)某同学为测量塔的高度,选取了与塔底B在同一水平面内的两个测量基点与,现测得在点测得塔顶A的仰角为,则塔高 m.
36.
(2025·宁夏银川·二模)如图,在山脚测得山顶的仰角为,沿倾斜角为的斜坡向上走米到,在出测得山顶得仰角为,
(1)若,求坡面的坡比.(坡比是坡面的垂直高度与水平宽度的比值)
(2)求证;山高
1
学科网(北京)股份有限公司
$
4.6 正弦定理、余弦定理
目录
知识点1:基本定理公式 1
知识点2:相关应用 2
题型一:正弦定理的应用 3
题型二:余弦定理的应用 6
题型三:判断三角形的形状 9
题型四:三角形解的个数 12
题型五:三角形中的面积与周长问题 14
题型六:正、余弦定理的综合运用 17
题型七 与中线、角平分线、垂线有关的问题 20
题型八:倍角关系 25
题型九:解三角形的实际应用 28
01
知识回顾
知识点1:基本定理公式
1、正余弦定理:在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,R为△ABC外接圆半径,则
定理
正弦定理
余弦定理
公式
;
;
.
常见变形
(1),,;
(2),,;
;
;
.
2、面积公式:
(1)S=aha(ha表示边a上的高);
(2)S=absin C=acsin B=bcsin A;
(3)S=r(a+b+c)(r为三角形的内切圆半径).
知识点2:相关应用
(1)正弦定理的应用
①边化角,角化边
②大边对大角 大角对大边
③合分比:
(2)内角和定理:
①
同理有:,.
②;
③斜三角形中,
④;
⑤在中,内角成等差数列.
02
必做典例
题型一:正弦定理的应用
【解题方法】
(1)已知两角及一边求解三角形;
(2)已知两边一对角;
(3)两边一对角,求第三边.
1. (2025·广安模拟)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若A=,C=,b=,则a等于( )
A.2 B. C. D.
答案 B
解析 因为A=,C=,所以B=π--=,
由正弦定理=,可得a===.
2.
(2025·江西九江·三模)在中,角所对的边分别为,已知,则( )
A. B. C. D.
答案 B
解析 因为,由正弦定理,
因为,
展开化简,
又.
故选:B.
3.
(2025·广东东莞·模拟预测)在中,A,B,C的对边分别为a,b,c,若,,,则的值为 .
答案 /
解析 由,可得,
解得,所以为等边三角形,故外接圆直径为
所以.
故答案为:.
【练习】(2025·高三·江西赣州·期中)在中,角所对的边分别为,若,则( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 因为,所以,
因为,所以.
故选:C.
【练习】(2025·浙江·模拟预测)在中,分别为角的对边,若,,,则 ( )
A.2 B.3 C. D.
答案 B
解析 由,可得,根据
进而求出,,
由可得,,
则,
由正弦定理可知,
又因为,解得,,
由正弦定理可得.
故选:B.
【练习】(2025·湖北黄石·三模)若的三个内角,,所对的边分别为,,,,,则( )
A. B. C. D.6
答案 B
解析 在中,,所以,所以,
由正弦定理以及比例的性质可得:.
故选:B
【练习】(2025·永州模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若A=60°,b=1,c=4,则= .
答案
解析 由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A=1+16-8×=13,即a=,
由正弦定理===2R(R为△ABC外接圆的半径),
可得==2R===.
【练习】在中,内角所对的边分别为,若,,则( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 因为,则由正弦定理得.
由余弦定理可得:,
即:,根据正弦定理得,
所以,
因为为三角形内角,则,则.
故选:C.
题型二:余弦定理的应用
【解题方法】
(1)已知两边一夹角或两边及一对角,求第三边.
(2)已知三边求角或已知三边判断三角形的形状,先求最大角的余弦值,
若余弦值
4. 已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若b=,a=1,B=,则c等于( )
A. B.2 C. D.3
答案 B
解析 由余弦定理得cos B=,即-=,整理得c2+c-6=0,解得c=2(负值舍去).
5. (2025·全国Ⅱ卷)在△ABC中,BC=2,AC=1+,AB=,则A等于( )
A.45° B.60° C.120° D.135°
答案 A
解析 方法一 由余弦定理得cos A=
==,
又0°<A<180°,所以A=45°.
方法二 由题意得BC<AB<AC,所以A<C<B,又A+B+C=180°,
所以A<60°,结合选项可知A正确.
6.
已知分别为的内角的对边,且.角 .
答案
解析 在中,由余弦定理得,,代入得,
则,即,
即,因为,但时上式不成立,
所以,所以,则.
故答案为:
7. 在△ABC中,角A,B,C所对的边依次为a,b,c,已知sin A∶sin B∶sin C=2∶3∶4,则下列结论中正确的是( )
A.A∶B∶C=2∶3∶4
B.△ABC为钝角三角形
C.若a+b+c=18,则△ABC的面积是6
D.若△ABC的外接圆半径是R,内切圆半径为r,则5R=16r
答案 BD解析 因为sin A∶sin B∶sin C=2∶3∶4,
由正弦定理可得a∶b∶c=2∶3∶4,A错误;
设a=2x,b=3x,c=4x,x>0,由题意可知,C为最大角,0<C<π,
因为cos C===-<0,故C为钝角,故B正确;
若a+b+c=18,则a=4,b=6,c=8,
又cos C=-,所以sin C==,
所以S△ABC=absin C=×4×6×=3,故C错误;
由正弦定理得2R===,即R=,
由面积公式可得(a+b+c)r=absin C,
即×9x×r=×2x×3x×,所以r=x,所以=,故5R=16r,故D正确.
8.
(2025·全国·模拟预测)在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,若,则 .
答案
解析 ,
由余弦定理有:,
又,所以原式.
故答案为:
题型三:判断三角形的形状
【解题方法】
判断三角形形状的两种思路
①化边:通过因式分解、配方等得出边的相应关系,从而判断三角形的形状.
②化角:通过三角恒等变换,得出内角的关系,从而判断三角形的形状.
(1)求最大角的余弦,判断是锐角、直角还是钝角三角形.
(2)用正弦定理或余弦定理把条件的边和角都统一成边或角,判断是等腰、等边还是直角三角形.
9. (多选)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,下列说法中正确的是( )
A.若a=2ccos B,则△ABC是等腰三角形
B.若cos Acos Bcos C>0,则△ABC是锐角三角形
C.若acos A=bcos B,则△ABC是等腰三角形
D.若a-ccos B=acos C,则△ABC是等腰三角形或直角三角形
答案 ABD
解析 对于A,方法一 由正弦定理可得sin A=2sin Ccos B,
又sin A=sin(C+B)=sin Ccos B+cos Csin B,因此可得sin(B-C)=0,
又因为B∈(0,π),C∈(0,π),所以B=C,所以△ABC是等腰三角形,A正确;
方法二 由余弦定理得a=2c·,即a2=a2+c2-b2,即b2=c2,
又b>0,c>0,所以b=c,所以△ABC为等腰三角形,A正确;
对于B,由cos Acos Bcos C>0且A+B+C=π知,cos A>0,cos B>0,cos C>0,
所以A,B,C∈,所以B正确;
对于C,若acos A=bcos B,由正弦定理可得sin Acos A=sin Bcos B,
即sin 2A=sin 2B,因此2A=2B或2A=π-2B,
可得A=B或A+B=,所以△ABC是等腰三角形或直角三角形,C错误;
对于D,由正弦定理可得sin A-sin Ccos B=sin Acos C,
即sin Bcos C+sin Ccos B-sin Ccos B=sin Acos C,所以sin Bcos C=sin Acos C,
所以sin B=sin A或cos C=0,所以A=B或C=,
即△ABC为等腰三角形或直角三角形,D正确.
10.
(2025·河北秦皇岛·三模)在中,内角,,的对边分别为,,,且,,则( )
A.为直角三角形 B.为锐角三角形
C.为钝角三角形 D.的形状无法确定
答案 A
解析 由,可得,则,
,,
即,由,故只能为锐角,可得,
因为,所以,.
故选:A.
11. (2025·杭州期末)在△ABC中,cos2=(a,b,c分别为角A,B,C的对边),则△ABC的形状为( )
A.正三角形
B.直角三角形
C.等腰三角形
D.等腰三角形或直角三角形
答案 B
解析 因为cos2=,所以=,整理得cos B=,
方法一 由余弦定理得=,化简得a2+b2=c2,所以C=.
故△ABC的形状为直角三角形.
方法二 由正弦定理==,得cos B=,
所以sin Ccos B=sin A=sin(B+C)=sin Bcos C+cos Bsin C,得sin Bcos C=0,
又B∈(0,π),所以sin B>0,所以cos C=0,又C∈(0,π),所以C=.
故△ABC的形状为直角三角形.
12.
在中,角A、B、C所对的边为a、b、c若,则的形状是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等腰三角形或直角三角形 D.等腰直角三角形
答案 C
解析 在中,由及正弦定理得,而,
整理得,即,而,
则,因此或,即或,
所以是等腰三角形或直角三角形.
故选:C
题型四:三角形解的个数
【方法技巧】
三角形解的个数的判断:已知两角和一边,该三角形是确定的,其解是唯一的;已知两边和一边的对角,该三角形具有不唯一性,通常根据三角函数值的有界性和大边对大角定理进行判断.
13.
在中,内角,,所对的边分别为,,,根据下列条件解三角形,其中有两解的是( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
答案 C
【分析】由三角形内角和可判断A项,由三角形中大边对大角可判断B项,由正弦定理解三角形可判断C项,由余弦定理解三角形可判断D项.
【详解】对于A项,由,,可得,所以三角形只有一解;对于B项,由,,,可得,所以,此时三角形有唯一的解;
对于C项,由正弦定理,可得,
可得B有两解,所以三角形有两解;
对于D项,由余弦定理得,
可得c有唯一的解,所以三角形只有一解.
故选:C.
14.
在中,,且满足该条件的有两个,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
答案 C
【分析】由题意可知,画出和边长,以为圆心,为半径作圆与边有两个交点时即可求出的取值范围.
【详解】根据题意如下图所示:
易知当时,,若满足条件的三角形只有一个;
由题可知以为圆心,为半径的圆与边有两个交点时,即图中两点满足题意;所以可得,即;
即的取值范围是.
故选:C
15.
设在中,角A、B、C所对的边分别为a,b,c,若满足的不唯一,则m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 由正弦定理,即,所以,
因为不唯一,即有两解,所以且,即,
所以,所以,即;
故选:A
题型五:三角形中的面积与周长问题
【方法技巧】
解三角形时,如果式子中含有角的余弦或边的二次式,要考虑用余弦定理;如果式子中含有角的正弦或边的一次式时,则考虑用正弦定理,以上特征都不明显时,则要考虑两个定理都有可能用到.
16. 在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=5,b=7,c=4,则△ABC的面积为 .
答案 4
解析 在△ABC中,因为a=5,b=7,c=4,
由余弦定理可得cos B===-,又0<B<π,
所以sin B===,
因此,S△ABC=acsin B=×5×4×=4.
17. (2025·南宁模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知△ABC的面积S=(b2+c2-a2),则cos A= .
答案
解析 由S=(b2+c2-a2),可得bcsin A=(b2+c2-a2),
所以sin A=·,所以sin A=2cos A>0,
即cos A>0,两边平方得sin2A=8cos2A,
又sin2A+cos2A=1,
所以9cos2A=1,所以cos A=.
18. (2024·新课标全国Ⅰ)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin C=cos B,a2+b2-c2=ab.
(1)求B;
(2)若△ABC的面积为3+,求c.
解 (1)由余弦定理有a2+b2-c2=2abcos C,
因为a2+b2-c2=ab,所以cos C=,
因为C∈(0,π),所以sin C>0,
从而sin C===,
又因为sin C=cos B,
即cos B=,又B∈(0,π),所以B=.
(2)由(1)可得B=,cos C=,C∈(0,π),
从而C=,sin A=sin(B+C)=sin=×+×=.
方法一 由正弦定理有=,从而b=·c=c,
由三角形面积公式可知,
△ABC的面积可表示为S△ABC=bc·sin A=·c·c·=c2,
由已知△ABC的面积为3+,
可得c2=3+,所以c=2.
方法二 记R为△ABC外接圆的半径, 由正弦定理得
S△ABC=ab·sin C=2R2sin Asin Bsin C=2R2···=·R2=3+.
所以R=2.所以c=2R·sin C=2×2×=2.
19.
记的内角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若,的面积为,求的周长
解析 (1)由
又得
其中
化简得
又得. 即
因为是三角形的内角,所以.
(2)
由,得,由余弦定理,
得,得,得,
所以的周长为.
题型六:正、余弦定理的综合运用
【解题技巧】应用正弦、余弦定理的解题技巧
(1)求边:利用正弦定理变形公式a=等或余弦定理求解.
(2)求角:利用正弦定理变形公式sin A=等或余弦定理的推论求解.
(3)利用式子的特点转化:如出现a2+b2-c2=λab的形式用余弦定理,等式两边是关于边或角的正弦的齐次式用正弦定理.
20. (2026·临沂模拟)△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,点O是△ABC的外接圆的圆心,a=4,b=6,sin C+cos C=,则该外接圆O的面积为( )
A.8π B.5π C.10π D.20π
答案 C
解析 由sin C+cos C=,得sin=,即sin=1,
又因为0<C<π,得<C+<,所以C+=,所以C=,
由余弦定理c2=a2+b2-2abcos C得c2=32+36-2×4×6×=20,解得c=2,
由正弦定理得外接圆O的直径2R===2,所以R=,
所以圆O的面积S=πR2=10π.
21. (2025·重庆模拟)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且b2+c2+bc=a2.若b=,a=3sin B,则C等于( )
A. B. C. D.
答案 D
解析 在△ABC中,由b2+c2+bc=a2及余弦定理,可得cos A==-,
由0<A<π,可得A=,
又b=,a=3sin B,由正弦定理得
sin B====,又sin B>0,解得sin B=,
又0<B<,因此B=,所以C=π-A-B=.
22. (多选)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知a+b=10,c=5,sin 2B+sin B=0,则下列结论正确的是( )
A.a=3 B.b=7
C.B=60° D.sin C=
答案 ABD
解析 由sin 2B+sin B=0,得2sin Bcos B+sin B=0,
因为在△ABC中,0°<B<180°,故sin B>0,得cos B=-,
由余弦定理b2=a2+c2-2accos B,得b2=a2+52-2×a×5×=a2+5a+25,
因为b=10-a,所以(10-a)2=a2+5a+25,解得a=3,所以b=7.
由cos B=-,得B=120°,则sin B=.由正弦定理得sin C=sin B=×=.
23. (2024·全国甲卷)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若B=,b2=ac,则sin A+sin C等于( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 因为B=,b2=ac,
则由正弦定理得sin Asin C=sin2B=.
由余弦定理可得,
b2=a2+c2-2accos B=a2+c2-ac=ac,
即a2+c2=ac,
根据正弦定理得
sin2A+sin2C=sin Asin C=,
所以(sin A+sin C)2=sin2A+sin2C+2sin Asin C=,
因为A,C为三角形内角,则sin A+sin C>0,
则sin A+sin C=.
24.
(2025·山东·模拟预测)记的内角,,的对边分别为,,,已知,则 .
答案
解析 因为,所以,所以,
即,由正弦定理可得,
所以,所以,
所以,即,
因为,所以,所以.
故答案为:
25. (2024·新课标全国Ⅱ)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin A+cos A=2.
(1)求A;
(2)若a=2,bsin C=csin 2B,求△ABC的周长.
解 (1)方法一 常规方法(辅助角公式)
由sin A+cos A=2,可得sin A+cos A=1,即sin=1,
由于A∈(0,π)⇒A+∈,故A+=,解得A=.
方法二 常规方法(同角三角函数的基本关系)
由sin A+cos A=2,又sin 2A+cos 2A=1,消去sin A得到4cos2A-4cos A+3=0⇔(2cos A-)2=0,解得cos A=,又A∈(0,π),故A=.
(2)由题设条件和正弦定理得,bsin C=csin 2B⇔sin Bsin C=2sin Csin Bcos B,
又B,C∈(0,π),则sin Bsin C≠0,进而cos B=,得到B=,
于是C=π-A-B=,sin C=sin(π-A-B)=sin(A+B)=sin Acos B+cos Asin B=,
由正弦定理可得,==,即==,解得b=2,c=+,
故△ABC的周长为2++3.
题型七 与中线、角平分线、垂线有关的问题
三角形中线、角平分线的解题策略
(1)若AD是△ABC边BC上的中线,一般利用向量解决问题,即=+),两边平方即可得到边与角的关系.
(2)若AD是△ABC中角A的平分线,则S△ABD+S△ACD=S△ABC,=.
26. (多选)(2026·沈阳模拟)在△ABC中,AB=4,AC=6,A=,点D为边BC上一动点,则( )
A.BC=2
B.当AD为边BC上的高时,AD=
C.当AD为边BC上的中线时,AD=
D.当AD为角A的平分线时,AD=
答案 ACD
解析 对于A,由余弦定理,可得BC2=AB2+AC2-2AB·ACcos A=16+36-2×4×6×=28,
所以BC=2,所以A正确;
对于B,由正弦定理,可得S△ABC=×AB×AC×sin A=×4×6×=6,
而S△ABC=×BC×AD=×2×AD=6,故AD==,所以B错误;
对于C,因为=+),
所以=+2·+)=×=19,所以||=,所以C正确;
对于D,因为AD为角A的平分线,则∠BAD=∠CAD=,
由S△ABC=S△ABD+S△ACD,可得6=×4×ADsin+×6×ADsin,
可得AD=,所以D正确.
27. 在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=7,b=8,c=9,则AC边上的中线长为 .
答案 7
解析 方法一 在△ABC中,设BD是AC边上的中线,由中线长定理知,
AB2+BC2=2(BD2+DC2),即c2+a2=2,
则BD2=-=-=49,BD=7,
故AC边上的中线长为7.
方法二 因为a=7,b=8,c=9,由余弦定理得cos B===.
设D是AC的中点,则=+),
两边平方得||2=+2·+)=×=49,
所以||=7,即AC边上的中线长为7.
28. (2026·吉林模拟)记△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,b=7,a=4,D为边AB上靠近点B的三等分点,若CD2=19,则c等于( )
A.4 B.5 C.6 D.7
答案 C
解析 设BD=x,则AD=2x,
在△ADC中,得cos∠ADC==,
在△BDC中,得cos∠BDC==,
因为∠ADC+∠BDC=π,所以cos∠ADC+cos∠BDC=0,
即+=0,解得x=2或x=-2(舍去),所以c=3x=6.
29. 在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,AD是∠BAC的平分线,若∠BAC=,AD=2,则2b+c的最小值为 .
答案 6+4
解析 如图,∵AD是∠BAC的平分线,∴∠BAD=∠CAD=∠BAC=,
由张角定理得=+,
即=+,∴+=,
∴2b+c=(2b+c)×2=6++≥6+2
=6+4(当且仅当=且+=,
即c=b=2+2时取等号).
30. (2026·吉林模拟)记△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,b=7,a=4,D为边AB上靠近点B的三等分点,若CD2=19,则c等于( )
A.4 B.5 C.6 D.7
答案 C
解析 设BD=x,则AD=2x,
在△ADC中,得cos∠ADC
==,
在△BDC中,
得cos∠BDC==,
因为∠ADC+∠BDC=π,所以cos∠ADC+cos∠BDC=0,
即+=0,解得x=2或x=-2(舍去),所以c=3x=6.
【练习】已知△ABC中,AB=1,AC=4,BC=,D在BC上,AD为∠BAC的平分线,E为AC的中点,则( )
A.BC边上的高线长为 B.AD=
C.BD= D.BE=
答案 ACD
解析 在△ABC中,由余弦定理
cos∠BAC===,
∴∠BAC=60°,
设BC边上的高为h,
则S△ABC=AB·AC·sin 60°=·BC·h,
解得h=,故A正确;
又S△ABD+S△ACD=S△ABC,故AB·AD·sin 30°+AC·AD·sin 30°=AB·AC·sin 60°,
解得AD=,故B不正确;
∵AD平分∠BAC,由角平分线定理知=,
∴=,∴BD=DC=BC=,
故C正确;
∵E为AC的中点,∴AE=2,在△ABE中,
由余弦定理得BE2=AB2+AE2-2AB·AE·cos∠BAC
=1+4-2×1×2×=3,∴BE=,故D正确.
【练习】 (多选)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若A=,角A的平分线AD交BC于点D,AD=2,b=6,则以下结论正确的是( )
A.c=3
B.BD=2CD
C.△ABC的面积为
D.a=3
答案 AC
解析 如图所示,
A=,则sin A=sin=,cos A=-,
由S△ABC=S△ACD+S△ABD,即有bcsin A=b·AD·sin+c·AD·sin,
所以bc=2b+2c,因为b=6,所以c=3,故A正确;
由角平分线的性质可知,===,即2BD=CD,故B错误;
S△ABC=bcsin A=×6×3×=,故C正确;
在△ABC中,由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A=36+9+2×6×3×=63,
所以a=3,故D错误.
【练习】(多选)(2025·漳州模拟)在△ABC中,AC=2,tan A=2,向量在向量上的投影向量为,则( )
A.边BC上的高为3
B.sin∠ACB=
C.·=-8
D.边AB上的中线长为
答案 ABD
解析 如图,过点C作CD⊥AB于点D,
则向量在向量上的投影向量为,
由已知=,所以AD=AB,
设AD=x,则BD=2x,又tan A=2,所以CD=2x,所以B=,
在Rt△ACD中,AC=x=2,所以x=2,
所以AD=2,BD=4,CD=4,所以AB=6,
在Rt△BCD中,易得BC==4,
所以边BC上的高为AB·sin B=3,故选项A正确;
在△ABC中,由余弦定理的推论得cos∠ACB==,
又因为∠ACB∈(0,π),所以sin∠ACB==,故选项B正确;
·=||||cos∠ACB=2×4×=8,故选项C错误;
设AB的中点为M,则=+),
所以=++2·)=×(20+32+2×8)=17,
则||=,即CM=,故选项D正确.
题型八:倍角关系
【方法技巧】
解三角形中的倍角关系,主要涉及到正弦、余弦等三角函数的倍角公式。这些公式允许我们通过已知的一个角的大小,来求解其两倍角的大小所对应的三角函数值,从而在解三角形问题时提供更多的信息和灵活性。
31.
记的内角的对边分别为,已知.
(1)证明:;
(2)若,求的面积.
解析 (1)证明:由及正弦定理得:,
整理得,.
因为,
所以,
所以或,
所以或(舍),
所以.
(2)由及余弦定理得:,
整理得,
又因为,可解得,
则,所以△是直角三角形,
所以△的面积为.
32.
(2025·全国·模拟预测)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c(a,b,c互不相等),且满足.
(1)求证:;
(2)若,求.
解析 (1)证明:因为,由正弦定理,得,
所以,所以.
又因为,,所以或.
若,又,所以,与a,b,c互不相等矛盾,
所以.
(2)由(1)知,所以.
因为,所以,则,
可得.
又因为
所以.
因为,所以,所以,
所以,
解得,
又,得.
题型九:解三角形的实际应用
【方法技巧】
根据题意画出图形,将题设已知、未知显示在图形中,建立已知、未知关系,利用三角知识求解.
33.
中国古代四大名楼鹳雀楼,位于山西省运城市永济市蒲州镇,因唐代诗人王之涣的诗作《登鹳雀楼》而流芳后世.如图,某同学为测量鹳雀楼的高度,在鹳雀楼的正东方向找到一座建筑物,高约为,在地面上点处(,,三点共线)测得建筑物顶部,鹳雀楼顶部的仰角分别为和,在处测得楼顶部的仰角为,则鹳雀楼的高度约为 .
答案 74
解析 由题设及图知:,则,
在中m.
故答案为:74
34.
如图,为测量山高,选择A和另一座山的山顶C为测量观测点,从点A测得点M的仰角,点C的仰角,以及.从点C测得,已知山高,则山高 m.
答案
解析 在中,因为,所以,
在中,因为,,可得,
因为,所以,
在直角中,可得.
故答案为:.
35.
(2025·宁夏银川·三模)某同学为测量塔的高度,选取了与塔底B在同一水平面内的两个测量基点与,现测得在点测得塔顶A的仰角为,则塔高 m.
答案
解析 因为在中,,,,
所以,
由正弦定理得,即,解得,
在中,,所以,
故塔高.
故答案为:.
36.
(2025·宁夏银川·二模)如图,在山脚测得山顶的仰角为,沿倾斜角为的斜坡向上走米到,在出测得山顶得仰角为,
(1)若,求坡面的坡比.(坡比是坡面的垂直高度与水平宽度的比值)
(2)求证;山高
解析 (1)坡面的坡比为
(2)在中,
在中,根据正弦定理
所以山高为
1
学科网(北京)股份有限公司
$