届高考数学一轮复习第3章三角函数解三角形第6讲正弦定理和余弦定理学案.docx

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届高考数学一轮复习第3章三角函数解三角形第6讲正弦定理和余弦定理学案

第6讲 正弦定理和余弦定理

板块一 知识梳理·自主学习

[必备知识]

考点1 正弦定理

===2R,

其中2R为△ABC外接圆的直径.

变式:

a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC.

a∶b∶c=sinA∶sinB∶sinC.

考点2 余弦定理

a2=b2+c2-2bccosA;b2=a2+c2-2accosB;

c2=a2+b2-2abcosC.

变式:

cosA=;cosB=;

cosC=.

sin2A=sin2B+sin2C-2sinBsinCcosA.

考点3 在△ABC中,已知a,b和A时,三角形解的情况

A为锐角

A为钝角或直角

图形

关系式

a=bsinA

bsinA

a≥b

a>b

a≤b

解的个数

一解

两解

一解

一解

无解

考点4 三角形中常用的面积公式

1.S=ah(h表示边a上的高).

2.S=bcsinA=acsinB=absinC.

3.S=r(a+b+c)(r为三角形的内切圆半径).

[必会结论]

在△ABC中,常有以下结论

(1)∠A+∠B+∠C=π.

(2)在三角形中大边对大角,大角对大边.

(3)任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边.

(4)sin(A+B)=sinC;cos(A+B)=-cosC;tan(A+B)=-tanC;sin=cos;cos=sin.

(5)tanA+tanB+tanC=tanA·tanB·tanC.

(6)∠A>∠B⇔a>b⇔sinA>sinB⇔cosA

[考点自测]

1.判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)在△ABC中,A>B必有sinA>sinB.(  )

(2)在△ABC中,若b2+c2>a2,则△ABC为锐角三角形.(  )

(3)在△ABC中,=.(  )

(4)在△ABC中,若acosB=bcosA,则△ABC是等腰三角形.(  )

答案 

(1)√ 

(2)× (3)√ (4)√

2.[课本改编]在△ABC中,若=,则B的值为(  )

A.30°B.45°C.60°D.90°

答案 B

解析 由正弦定理知:

=,∴sinB=cosB,

∴B=45°.

3.[2018·长春质检]已知△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a2=b2+c2-bc,bc=4,则△ABC的面积为(  )

A.B.1C.D.2

答案 C

解析 ∵a2=b2+c2-bc,∴cosA=,∴A=,又bc=4,∴△ABC的面积为bcsinA=.

4.[课本改编]已知在△ABC中,sinA∶sinB∶sinC=3∶5∶7,那么这个三角形的最大内角的大小为________.

答案 120°

解析 由sinA∶sinB∶sinC=3∶5∶7知,三角形的三边之比a∶b∶c=3∶5∶7,最大的角为C.由余弦定理得cosC=-,∴C=120°.

5.[2017·全国卷Ⅲ]△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知C=60°,b=,c=3,则A=________.

答案 75°

解析 如图,由正弦定理,得

=,

∴sinB=.

又c>b,∴B=45°,

∴A=180°-60°-45°=75°.

6.[2015·重庆高考]设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=2,cosC=-,3sinA=2sinB,则c=________.

答案 4

解析 由3sinA=2sinB及正弦定理,得3a=2b,所以b=a=3.由余弦定理的推论得cosC=,得-=,解得c=4.

板块二 典例探究·考向突破

考向 利用正、余弦定理解三角形

例 1 

(1)[2018·浙江模拟]设△ABC的内角A,B,C所对边的长分别为a,b,c.若b+c=2a,3sinA=5sinB,则角C=________.

答案 

解析 由3sinA=5sinB,得3a=5b,a=b,

又b+c=2a,所以c=b.

根据余弦定理的推论cosC=,

把a=b,c=b代入,化简得cosC=-,所以C=.

(2)[2017·全国卷Ⅱ]△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若2bcosB=acosC+ccosA,则B=________.

答案 

解析 由2bcosB=acosC+ccosA及正弦定理,

得2sinBcosB=sinAcosC+sinCcosA.

∴2sinBcosB=sin(A+C).

又A+B+C=π,∴A+C=π-B.

∴2sinBcosB=sin(π-B)=sinB.

又sinB≠0,∴cosB=.∴B=.

∵在△ABC中,acosC+ccosA=b,

∴条件等式变为2bcosB=b,∴cosB=.

又0

触类旁通

解三角形问题的技巧

(1)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.

(2)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.

 

【变式训练1】 

(1)[2018·河西五市联考]在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足(b-a)sinA=(b-c)·(sinB+sinC),则角C等于(  )

A.B.C.D.

答案 A

解析 由题意,得(b-a)a=(b-c)(b+c),∴ab=a2+b2-c2,∴cosC==,∴C=.故选A.

(2)[2016·全国卷Ⅱ]△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若cosA=,cosC=,a=1,则b=________.

答案 

解析 由条件可得sinA=,sinC=,从而有sinB=sin[π-(A+C)]=sin(A+C)=sinAcosC+cosAsinC=.由正弦定理=,可知b==.

考向 利用正、余弦定理判断三角形形状

例 2 [2018·陕西模拟]设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若bcosC+ccosB=asinA,则△ABC的形状为(  )

A.锐角三角形B.直角三角形

C.钝角三角形D.不确定

答案 B

解析 ∵bcosC+ccosB=asinA,由正弦定理得sinBcosC+sinCcosB=sin2A,∴sin(B+C)=sin2A,即sinA=sin2A.又sinA>0,∴sinA=1,∴A=,故△ABC为直角三角形.

 本例条件变为若=,判断△ABC的形状.

解 由=,得=,

∴sinAcosA=cosBsinB,∴sin2A=sin2B.

∵A、B为△ABC的内角,∴2A=2B或2A=π-2B,

∴A=B或A+B=,

∴△ABC为等腰三角形或直角三角形.

 本例条件变为若a=2bcosC,判断△ABC的形状.

解 解法一:

因为a=2bcosC,所以由余弦定理得,a=2b·,整理得b2=c2,则此三角形一定是等腰三角形.

解法二:

∵sinA=2sinBcosC,∴sin(B+C)=2sinBcosC,∴sin(B-C)=0,∵-π

 本例条件变为若

解 依题意得

所以sin(A+B)

即sinBcosA+cosBsinA-sinBcosA<0.

所以cosBsinA<0.又sinA>0,于是有cosB<0,B为钝角,所以△ABC是钝角三角形.

触类旁通

判定三角形形状的两种常用途径

(1)通过正弦定理和余弦定理,化边为角,利用三角变换得出三角形内角之间的关系进行判断.

(2)利用正弦定理、余弦定理化角为边,通过代数恒等变换,求出边与边之间的关系进行判断.

提醒 在判断三角形形状时一定要注意解是否唯一,并注重挖掘隐含条件.另外,在变形过程中要注意角A,B,C的范围对三角函数值的影响.

 

【变式训练2】 在△ABC中,角A,B,C所对的边的长分别为a,b,c,若asinA+bsinB<csinC,则△ABC的形状是(  )

A.锐角三角形B.直角三角形

C.钝角三角形D.不确定

答案 C

解析 根据正弦定理可得a2+b2<c2.由余弦定理的推论得cosC=<0,故C是钝角.

考向 与三角形面积有关的问题

例 3 [2017·全国卷Ⅰ]△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知△ABC的面积为.

(1)求sinBsinC;

(2)若6cosBcosC=1,a=3,求△ABC的周长.

解 

(1)由题设得acsinB=,即csinB=.

由正弦定理得sinCsinB=.

故sinBsinC=.

(2)由题设及

(1)得cosBcosC-sinBsinC=-,

即cos(B+C)=-.所以B+C=,故A=.

由题意得bcsinA=,a=3,所以bc=8.

由余弦定理得b2+c2-bc=9,

即(b+c)2-3bc=9.由bc=8,得b+c=.

故△ABC的周长为3+.

触类旁通

三角形面积公式的应用原则

(1)对于面积公式S=absinC=acsinB=bcsinA,一般是已知哪一个角就使用哪一个公式.

(2)与面积有关的问题,一般要用到正弦定理或余弦定理进行边和角的转化.

【变式训练3】 [2017·全国卷Ⅲ]△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知sinA+cosA=0,a=2,b=2.

(1)求c;

(2)设D为BC边上一点,且AD⊥AC,求△ABD的面积.

解 

(1)由已知可得tanA=-,所以A=.

在△ABC中,由余弦定理得28=4+c2-4ccos,

即c2+2c-24=0,

解得c=-6(舍去)或c=4.

(2)由题设可得∠CAD=,

所以∠BAD=∠BAC-∠CAD=.

故△ABD面积与△ACD面积的比值为

=1.

又△ABC的面积为×4×2sin∠BAC=2,

所以△ABD的面积为.

核心规律

1.在已知关系式中,若既含有边又含有角,通常的思路是:

将角都化成边或将边都化成角,再结合正弦定理、余弦定理即可求解.

2.在△ABC中,已知a,b和A,利用正弦定理时,会出现解的不确定性,一般可根据“大边对大角”来取舍.

满分策略

1.在解三角形中,三角形内角和定理起着重要作用,在解题中要注意根据这个定理确定角的范围,确定三角函数值的符号,防止出现增解等扩大范围的现象.

2.在判断三角形的形状时,等式两边一般不要约去公因式,应移项提取公因式,以免漏解.

板块三 启智培优·破译高考

题型技法系列6——利用均值不等式破解三角函数最值问题

[2016·山东高考]在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知2(tanA+tanB)=+.

(1)证明:

a+b=2c;

(2)求cosC的最小值.

解题视点 

(1)首先把切函数转化为弦函数,将分式化为整式,然后根据和角公式及三角形内角和定理化简,最后根据正弦定理即可证明;

(2)首先根据

(1)中的结论和余弦定理表示出cosC,然后利用基本不等式求解最值.

解 

(1)证明:

由题意知2=+,化简得2(sinAcosB+sinBcosA)=sinA+sinB,

即2sin(A+B)=sinA+sinB.

因为A+B+C=π,所以sin(A+B)=sin(π-C)=sinC,从而sinA+sinB=2sinC.

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