【课件】“新高考2卷 第17题 ”(北部)-特级教师拆解高考真题|2026 全国数学讲题比赛全集(课件+视频)
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精品
内容正文:
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三角藏理,思维为本
——以2026年新高考Ⅱ卷第17题为例
张博 王帅
内蒙古赤峰二中
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在△ABC中,已知cosB=,cos2(A+C)+sinAsinC=1.
(1)证明:△ABC为钝角三角形;
(2)若△ABC面积为,求△ABC周长.
2026年全国新高考Ⅱ卷T17
一、试题呈现
本题是恒等变换与解三角形的深度融合
(1)定性推理,不要求精确数值,侧重逻辑推导.
(2)定量计算,践行新高考“多想少算”的命题导向.
贴合新高考“基础性、综合性、创新性、应用性”四翼.
用角的关系定形,用面积定边,最后求周长。
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解法一:
二、试题解答
借助cosAcosC的正负证明钝角
在△ABC中,已知cosB=,cos2(A+C)+sinAsinC=1.
(1)证明:△ABC为钝角三角形.
A+C=π-B
cos(A+C)=-cosB
cosB=
cos2(A+C)+sinAsinC=1
sinAsinC=
cos(A+C)=cosAcosC-sinAsinC
cosAcosC=
A,C中有且只有一个钝角
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因为A+B+C=π,所以所以故B为锐角, 因为三角形中最多只有一个钝角, 因此只需证cosAcosC<0即可.
由题cos2(A+C)+sinAsinC=1,故
解法一:
(1)证明:△ABC为钝角三角形
借助cosAcosC的正负证明钝角
二、试题解答
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解法一:
已知sinAsinC,欲求cosAcosB,又因为cos(A+C)=cosB=34,故想到两角和的余弦公式:,所以
因为是在△ABC中,所以A与C中有且只有一个是钝角,所以△ABC是钝角三角形.
(1)证明:△ABC为钝角三角形
借助cosAcosC的正负证明钝角
二、试题解答
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已知sinAsinC=由积化和差将sinAsinC=和代入得.
不妨设
解法二:
(1)证明:△ABC为钝角三角形
借助积化和差求钝角的余弦值
二、试题解答
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所以
又因为C∈(0,π),所以C为钝角,故△ABC为钝角三角形.
解法二:
(1)证明:△ABC为钝角三角形
借助积化和差求钝角的余弦值
二、试题解答
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解法三:
同方法一得,代入,得.
由正弦定理可得ac=b2,不妨设a≤b≤c,则A≤B≤C.
因为cosB=>,所以A≤B<,所以A+B<.
故A+B<,则,则△ABC为钝角三角形.
(1)证明:△ABC为钝角三角形
通过三角函数值精确角的范围
二、试题解答
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解法四:
在△ABC中,已知cosB=,cos2(A+C)+sinAsinC=1.
(1)证明:△ABC为钝角三角形.
A+C=π-B
cos(A+C)=-cosB
cosB=
sinAsinC=1-cos2B=sin2B
sinAsinC=sin2B⇔ac=b2
化二次齐次整式
二、试题解答
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由题cos2(A+C)+sinAsinC=1,得sinAsinC=1-cos2B=sin2B.
再由正弦定理sinAsinC=sin2B,可得ac=b2.
因为A+B+C=π,所以cos(A+C)=cosB=,即cosB=>0,故B为锐角.
由余弦定理
解法四:
(1)证明:△ABC为钝角三角形
化二次齐次整式
二、试题解答
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因为A和C具有轮换对称性,不妨令A>C,故a=2c,从而a=2c,b=2c.
再由余弦定理:
因此△ABC为钝角三角形.
解法四:
(1)证明:△ABC为钝角三角形
化二次齐次整式
二、试题解答
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过点A作BC的垂线,垂足为D.
Rt△ABD中,由cosB=,设BD=3m,AB=4m,则AD=m.
Rt△ACD中,CD=a-3m,AC=b.
由勾股定理得b2=7m2+(a-3m)2.又由方法三知ac=b2=a⋅4m,不妨设a≤b≤c.
联立得a2-10am+16m2=0,解得a=8m(舍)或a=2m.
又c=4m,所以a=c2,后续同方法四.
解法五:
(1)证明:△ABC为钝角三角形
数形结合
二、试题解答
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由(1)知cosB=,又因为是在△ABC中,所以sinB=.
由题△ABC的面积为,故:
对条件cos2(A+C)+sinAsinC=1的处理,有两种处理角度:
(2)证明:若△ABC面积为,求△ABC周长.
二、试题解答
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由题cos2(A+C)+sinAsinC=1,故:
角度一:
sinAsinC=1-cos2B=sin2B
再由正弦定理:
sinAsinC=sin2B⇔ac=b2
故b=,再由余弦定理:
化二次齐次整式
将cosB=,ac=2,b2代入上式即得a+c=3.因此C△ABC=3+.
二、试题解答
(2)证明:若△ABC面积为,求△ABC周长.
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因为A+B+C=π,所以:
角度二:
由题cos2(A+C)+sinAsinC=1,故:
再由正弦定理:
再由正弦定理:
再由余弦定理:
正弦定理的求出外接圆半径
将cosB=,ac=2, b2=2代入上式即得a+c=3.因此C△ABC=3+.
二、试题解答
(2)证明:若△ABC面积为,求△ABC周长.
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由(1)知cosB=,又因为是在△ABC中,所以sinB=.
解法二:
由题△ABC的面积为,故:
又由(1)a=2c,b=知,故:
延续(1)的方法四
因此C△ABC=3+.
二、试题解答
(2)证明:若△ABC面积为,求△ABC周长.
三
、
解法总结
(1)证明钝角三角形
(2)求周长
角
边
数形结合
求出a,b,c
算出sinAsinC
证明cosAcosC<0
求出cosC<0
积化和差
cosB的三角函数值
精确B的范围
计算cosC
先求b
化二次齐次整式
正弦定理求出外接圆半径
再求a+c
直接求出a,b,c
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人教A版必修二第54页第22题.
教材溯源:
四、试题溯源与模型拓展
人教B版必修四第20页B组第1题.
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2024年全国甲卷11题.
真题溯源1:
四、试题溯源与模型拓展
记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若则
【题目分析】利用正弦定理得,再利用余弦定理,由正弦定理得到的值,最后代入计算即可.
齐次式边角转化、整体思想
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2022年全国乙卷17题.
真题溯源2:
四、试题溯源与模型拓展
记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,
(1)证明: (2)若求△ABC的周长.
【题目分析】(1)利用两角差的正弦公式化简,再根据正弦定理和余弦定理化角为边,即可得证; (2)根据(1)的结论结合余弦定理求出bc,从而可求得b+c,即可得解.
整体思想
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几何平均三角形
模型拓展1:
四、试题溯源与模型拓展
我们把满足下列条件之一的△ABC都叫做平均三角形:
三角形类型 边长特征
几何平均三角形
算数平均三角形
平方平均三角形
调和平均三角形
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通过角判断几何平均三角形的形状
角度1:
四、试题溯源与模型拓展
已知,设,则有,则,
因为,由正弦定理
所以
①当时, 即,
此时△ABC为直角三角形;
几何平均三角形
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通过角判断几何平均三角形的形状
角度1:
四、试题溯源与模型拓展
已知,设,则有,则,
因为,由正弦定理
所以
②当时, 即时,
此时△ABC为锐角三角形;
几何平均三角形
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通过角判断几何平均三角形的形状
角度1:
四、试题溯源与模型拓展
已知,设,则有,则,
因为,由正弦定理
所以
③当时, 即时,
此时△ABC为钝角三角形.
几何平均三角形
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通过边判断几何平均三角形的形状
角度2:
四、试题溯源与模型拓展
设则
由对勾函数性质可知在单调递减,在单调递增,所以.
几何平均三角形
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通过边判断几何平均三角形的形状
角度2:
四、试题溯源与模型拓展
设则 .
①△ABC为钝角三角形时
不妨设,则有 可得
解得, 此时
几何平均三角形
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通过边判断几何平均三角形的形状
角度2:
四、试题溯源与模型拓展
设则 .
②△ABC为直角三角形时
不妨设, 则有, 即,
可得或(舍), 此时
几何平均三角形
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通过边判断几何平均三角形的形状
角度2:
四、试题溯源与模型拓展
设则 .
③△ABC为锐角三角形时
只需要 即
解得, 此时 .
几何平均三角形
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综上,可整理得表格如下:
四、试题溯源与模型拓展
几何平均三角形
取值范围 三角形形状
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卡西尼卵形线
模型拓展2:
四、试题溯源与模型拓展
【定义】平面内动点P到两个定点(焦点)的距离乘积为定值,即其中正常数,则点P的轨迹称为卡西尼卵形线。
【与本题关联】定点为,动点为,边,则,所以点的轨迹是以为焦点的卡西尼卵形线。
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余弦变正弦:
条件变式1
五、变式推广
【变式1】在△ABC中,已知, 证明: △ABC 为钝角三角形.
【分析】余弦变正弦会导致第一问会失去“齐次式”特征,更注重的推导方向,锻炼学生把握已知条件的关键特征和精准定位公式的应变能力.
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余弦变正弦:
条件变式1
五、变式推广
【变式1】在△ABC中,已知, 证明: △ABC 为钝角三角形.
【解答】由诱导公式得, 又因为, 所以与,
因此钝角三角形得证.
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加法变减法:
条件变式2
【变式2】在△ABC中,已知, . 证明:△ABC为钝角三角形.
【分析】该变式更体现学生的应变能力, 将代换为, 即, 分别展开和角余弦、差角余弦, 联立后将
作为整体求出, 也可体现“多想少算”的整体法思想.
五、变式推广
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加法变减法:
条件变式2
【变式2】在△ABC中,已知, . 证明:△ABC为钝角三角形.
五、变式推广
【解答】因为,
即, ①
同理 ,②
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加法变减法:
条件变式2
【变式2】在△ABC中,已知, . 证明:△ABC为钝角三角形.
五、变式推广
【解答】联立得 所以与异号, 因此得证.
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钝角变锐角:证明钝角三角形证明锐角三角形
条件变式3
【变式3】在△ABC中, 已知, 证明:△ABC为锐角三角形.
【分析】钝角变成锐角, 将已知条件改成或其他数值, 目的是设计 通过数值变化约束角B的范围, 最终落脚点都是运用余弦正负判断角的大小.
五、变式推广
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钝角变锐角:证明钝角三角形证明锐角三角形
条件变式3
【变式3】在△ABC中, 已知, 证明:△ABC为锐角三角形.
五、变式推广
【解答】由诱导公式得,
又因为,
所以,
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钝角变锐角
条件变式3:
【变式3】, 证明:△ABC为锐角三角形.
【解答】所以与同号, 即和都是锐角, 又因为, 所以也是锐角, 因此△ABC为锐角三角形.
五、变式推广
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三角形问题变成外接圆问题
问题变式1:
【变式4】在△ABC中,已知, 且△ABC面积为, 求△ABC的外接圆半径和面积.
【分析】在原解题过程中, 结构在第一问对应的展开式, 第二问对应正弦定理, 而正弦定理又导向三角形外接圆半径, 因此该变式可以让学生锻炼条件之间的转换能力.
五、变式推广
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三角形问题变成外接圆问题
问题变式1:
【变式4】在△ABC中,已知, 且△ABC面积为, 求△ABC的外接圆半径和面积.
五、变式推广
【解答】由诱导公式,
, 所以
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三角形问题变成外接圆问题
问题变式1:
【变式4】在△ABC中,已知, 且△ABC面积为, 求△ABC的外接圆半径和面积.
五、变式推广
【解答】联立两式得,由正弦定理有, 解得, 面积为
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三角形周长变成内切圆问题
问题变式2:
【变式5】在△ABC中,已知, c
(1)证明: △ABC为钝角三角形;
(2)若△ABC面积为求△ABC的周长;
(3)在第(2)问的基础上,求△ABC内切圆的半径.
【分析】在原题基础上增加第(3)问, 引导学生有意识地使用
第(2)问周长结论, 通过等面积法求内切圆半径.
五、变式推广
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三角形周长变成内切圆问题
问题变式2:
【变式5】在△ABC中,已知, c
(3)在第(2)问的基础上,求△ABC内切圆的半径.
【解答】(前两问不变,此处省略)设内切圆半径为,则 由(2)可知周长为,
所以
五、变式推广
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变成不等式求最值问题
知识点模块融合变式1:
【变式6】在△ABC中, 已知, △ABC面积为, 求的最小值.
【分析】该变式可以说是解三角形最常见的知识模块融合类型, 由推导刚好符合基本不等式的形态结构特征, 在此基础上还可以变成“求的最小值”;“求的最小值”等.
五、变式推广
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变成不等式求最值问题
知识点模块融合变式1:
【变式6】在△ABC中, 已知, △ABC面积为, 求的最小值.
【解答】因为, 所以,所以解得, 所以, 当且仅当时取等.
五、变式推广
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变成向量问题
知识点模块融合变式2:
【变式7】在△ABC中, 已知, 设单位向量, 求证: 与的夹角为钝角.
【分析】向量夹角体现在数量积运算中, 因此想到计算, 而坐标形式的设计, 正是和角余弦的展开式, 而另一方面, 正余弦定理本质也是向量在图形中的应用,该变式体现人教A版教材余弦定理推导过程的逆向运用.
五、变式推广
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变成向量问题
知识点模块融合变式2:
【解答】 ,且和不共线,所以和的夹角是钝角.
【变式7】在△ABC中,已知, 设单位向量,求证: 与的夹角为钝角.
五、变式推广
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变成解析几何问题
知识点模块融合变式3:
【变式8】在平面直角坐标系中, 为动点, 且满足, 求点的轨迹方程.
【分析】解三角形和平面向量本质都是平面几何知识点, 因此在平面直角坐标系中使用正余弦定理也很自然, 配合向量法简化运算难度, 同时考察数形结合思想.
五、变式推广
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变成解析几何问题
知识点模块融合变式3:
【变式8】在平面直角坐标系中, 为动点, 且满足, 求点的轨迹方程.
【解答】设, , ,
所以, 显然,整理得, 所以, 即.
五、变式推广
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学情诊断:
六、学情诊断与教学建议
条件加工意识不足:浅层化简停滞,盲目变形出错;
单向思维定势:只想到证明单个角余弦值小于0,无法联想到证明两角余弦值乘积小于0;
中间结论认识不足:得到后不会处理;
整体构造思维缺失:求周长时缺少构造整体的意识.
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教学建议:
六、学情诊断与教学建议
锚定教材本源,深挖课标考点,落实备考根基;
关注基础知识,杜绝机械刷题,夯实知识根基;
提炼通式通法,弱化秒杀大招,强化迁移能力;
细化审题规范,固化答题流程,补齐答题漏洞;
落实限时训练,优化应试节奏,提升考场素养;
精准错题复盘,闭环查漏补缺,降低重复失分.
谢谢倾听,请批评指正!
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