17-进阶课06 解三角形的综合应用课件-2027届高三数学一轮复习
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普通
内容正文:
解三角形的综合运用
2027年高考数学 · 一轮复习
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【教学目标】
1. 掌握“爪”型结构、与多边形有关、存在性等解三角形综合问题;
2. 了解张角定理、中线定理等拓展结论;
3. 提升建模与多三角形转化能力。
【教学重点】
· “爪”型结构与多边形中的解三角形;定理的综合运用。
【教学难点】
· 复杂图形中三角形关系的提取;存在性、最值问题的转化。
进阶课06 解三角形的综合应用5年3考
【新课标要求】
能在实际情境与跨图形结构中综合运用正弦定理、余弦定理解决问题(必修课程“解三角形”主题,学业质量水平二/三)。
进阶课06 解三角形的综合应用5年3考
【近五年考频考点】及备考建议
解三角形综合应用是高考解答题常客(5年约3考),强调数学建模与多图形转化。
备考建议:训练“一图多三角形”的拆分;掌握爪型、中线、角平分线等典型模型的通法。
进阶课06 解三角形的综合应用5年3考
第五单元 三角函数、解三角形
进阶课06 解三角形的综合应用5年3考
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解三角形的综合应用,通常涉及“爪”型结构问题、与多边形有关的问题、三角
形中的存在性问题等,一直是高考的热点与重点.三角形问题主要利用三角恒等变换、
正弦定理、余弦定理、三角形面积公式等工具进行研究,解决此类问题的关键是建
立起角与边的数量关系.
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解三角形中的“爪”型结构问题
典例1 (经典高考真题,一题多法)记的内角,,的对边分别为,, ,已知
的面积为,为的中点,且 .
(1)若,求 ;
(2)若,求, .
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解析 (1)因为为 的中点,
所以 ,解得
,所以, .
因为,所以 .
在中,由余弦定理,得,所以 .
(法一:余弦定理)在 中,由余弦定理,得
,所以.在 中,由
余弦定理,得,所以 ,所以
.
(法二:正弦定理)在中,由正弦定理,得 ,
所以,所以,所以 .
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(2)(法一:向量法)如图,
因为 ,
所以 .
由题意,得, ,
所以 .
又因为,所以 ,
因为 ,
所以,结合,解得 .
(法二:余弦定理)因为为的中点,所以 .
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因为 ,所以 ,
则在与 中,由余弦定理,
得 ,
即 ,
所以 ,
所以,所以 .
在中,由余弦定理,得 ,
所以 ,
解得,则由解得 .
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感悟提升
该类型的题目侧重考查三角恒等变换、三角形面积公式、正弦定理、余弦定理、
特殊三角形的性质在解三角形问题中的综合应用.
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1.(经典高考真题,一题多法)在中,, ,,为 上
一点,为的平分线,则___
解析 (法一:等面积法)如图,令,, ,
因为,, ,,所以 .
因为,所以,
所以 .
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(法二:向量法)如图,在中,由余弦定理,可得.
因为,所以 ,
所以,两边平方,化简得 ,所以
.
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2.(经典高考真题)已知在中,, .
(1)求 ;
(2)设,求边 上的高.
解析 (1),,即 ,
又 ,
,
,,即 ,
, .
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(2)由(1)知, .
由 .
设,,所对的边分别为,,,为边上的高,则 ,
由正弦定理,可得 ,
,
.
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张角定理与中线定理
深挖教材 在高中数学北师大版教材必修第二册第131页和人教A版教材必修第二
册第53页中有这样两个问题:
(1)(张角定理)一条直线上有,,三点,点在点与点之间, 是此直线
外一点,设 , .求证: .
(2)(中线定理)的内角,,的对边分别为,,,边,, 上的
中线分别记为,,,利用余弦定理证明 ,
, .
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上述问题的解决方法被称为张角定理与中线定理,总结如下:
(1)张角定理:在中,为边上的一点,连接,若 ,
,则.若为的平分线,则 .进而得到
(斯库顿定理).
(2)中线定理:在中,为 边上的中线,则
.
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典例(1)(经典高考真题)在中,角,,所对的边分别为,, ,
,的平分线交于点,且,则 的最小值为___.
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解析 由角平分线的张角定理可得 ,即
,即 ,
因此 ,
当且仅当时取等号,故 的最小值为9.
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(2)(经典高考真题)在中, ,,.若是 的
中点,则中线 的长为_____.
解析 因为,所以 .
由正弦定理可得 .
由余弦定理可得,解得 ,
从而由中线定理可得中线 .
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与多边形有关的问题
典例2 如图,在平面四边形中,已知,,.在边上取一点 ,使得
,连接,,且, .
(1)求 的值;
(2)求 的长.
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解析 (1)在中,由正弦定理,知 .
因为,, ,
所以 .
(2)因为,所以 ,
所以 .
因为,所以 为直角三角形.
又,所以 .
在 中,
,所
以 .
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感悟提升
如果已知量与未知量涉及两个或两个以上的三角形,那么这时需作出这些三角形,
先解可用正弦定理或余弦定理直接求解的三角形,然后逐步求解其他三角形.有时需设
出未知量,从几个三角形中列出方程(组),通过解方程(组)得出所求的量.
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如图,在平面四边形中,,, .
(1)若的面积为,求 的长;
(2)若,,求 的值.
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解析 (1)在中,, ,
,解得 .
在中,由余弦定理,得 ,
.
(2)设 ,则 .
在中,,易知 .
在中, ,
由正弦定理,得,即 ,
,
可得,即 .
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三角形中的存在性问题
典例3 (经典高考真题)在中,角,,所对的边分别为,,, ,
.
(1)若,求 的面积.
(2)是否存在正整数,使得为钝角三角形?若存在,求出 的值;若不存在,
请说明理由.
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解析 (1)因为,所以 ,
则,故,, ,
所以为锐角,则 .
因此, .
(2)存在.显然,若为钝角三角形,则 为钝角.
由余弦定理,可得 ,解得
,则 .
由三角形的三边关系,可得,即,故 .
因为,所以 .
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感悟提升
解决存在性问题的常见思路
(1)先仔细审题,已确定的条件有哪些,供选择的条件有哪些,设问是什么.
(2)将已确定的条件和设问关联,结合有关的概念、公式、定理等进行思考,
采用多种方式进行推理,确定所要选择的条件具备哪些性质.
(3)观察供选择的条件有哪些,判断条件选择后是否有解题思路,进而确定所
选择的条件.
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(2025·北京卷,结构不良题)在中,, .
(1)求 ;
(2)从下列条件①、条件②、条件③中选择一个作为已知,使得 存在,并求
边上的高.
条件;条件;条件的面积为 .
注:如果选择的条件不符合要求,那么第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条
件分别解答,那么按第一个解答计分.
解析 (1)因为,,所以 ,
由正弦定理,知,解得 .
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(2)如图所示,若存在,则设边上的高为 .
若选①,,因为,所以 ,因为
,所以此时 有两个钝角,
而这是不可能的,所以此时 不存在.
若选②,,由 ,得
,由正弦定理得,所以 ,
由余弦定理得
,
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此时 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,
进一步由余弦定理知,也可以唯一确定,即, 可以唯一确定,
这表明此时是存在的,且 边上的高满足
,解得 .
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THANKS
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