正弦定理和余弦定理是解斜三角形和判定三角形类型的重要工具,其主要作用是将已知条件中的边、角关系转化为角的关系或边的关系。
题型之一:求解斜三角形中的基本元素
指已知两边一角(或二角一边或三边),求其它三个元素问题,进而求出三角形的三线(高线、角平分线、中线)及周长等基本问题.
1. 在ABC中,AB=3,AC=2,BC=10,则ABAC ( ) A.2332 B. C. D.
3223【答案】D
2.(1)在ABC中,已知A32.00,B81.80,a42.9cm,解三角形;
(2)在ABC中,已知a20cm,b28cm,A400,解三角形(角度精确到10,边长精确到1cm)。 3.(1)在ABC中,已知a23,c62,B600,求b及A;
(2)在ABC中,已知a134.6cm,b87.8cm,c161.7cm,解三角形 4(2005年全国高考江苏卷) ABC中,A3,BC=3,则ABC的周长为( )
43sinBA.3 B.43sinB3
36C.6sinB3 D.6sinB3 36分析:由正弦定理,求出b及c,或整体求出b+c,则周长为3+b+c而得到结果.选(D). 5 (2005年全国高考湖北卷) 在ΔABC中,已知AB线BD=5,求sinA的值.
分析:本题关键是利用余弦定理,求出AC及BC,再由正弦定理,即得sinA. 解:设E为BC的中点,连接DE,则DE//AB,且DE22466,cosB,AC边上的中36126AB,设BE=x 23在ΔBDE中利用余弦定理可得:BDBEED2BEEDcosBED,
25x2826672x,解得x1,x(舍去) 3363故BC=2,从而AC2AB2BC22ABBCcosB2213028,即AC又sinB,
3632212703,sinA故 14sinA306在△ABC中,已知a=2,b=22,C=15°,求A。
答案:∴BA,且0A180,∴A30
000题型之二:判断三角形的形状:给出三角形中的三角关系式,判断此三角形的形状. 1. (2005年北京春季高考题)在ABC中,已知2sinAcosBsinC,那么ABC一定是
( )
A.直角三角形 B.等腰三角形 C.等腰直角三角形 D.正三角形 解法1:由2sinAcosBsinC=sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB,
即sinAcosB-cosAsinB=0,得sin(A-B)=0,得A=B.故选(B).
a2c2b2sinCc解法2:由题意,得cosB=,再由余弦定理,得cosB=. 2ac2sinA2aa2c2b2c∴ =,即a2=b2,得a=b,故选(B).
2ac2a评注:判断三角形形状,通常用两种典型方法:⑴统一化为角,再判断(如解法1),⑵统一化为边,再判断(如解法2).
2.在△ABC中,若2cosBsinA=sinC,则△ABC的形状一定是( )
A.等腰直角三角形 B.直角三角形 C.等腰三角形 D.等边三角形 答案:C
解析:2sinAcosB=sin(A+B)+sin(A-B)又∵2sinAcosB=sinC, ∴sin(A-B)=0,∴A=B
a2tanA3.在△ABC中,若2,试判断△ABC的形状。
tanBb答案:故△ABC为等腰三角形或直角三角形。 4. 在△ABC中,cosAbcos,判断△ABC的形状。
答案:△ABC为等腰三角形或直角三角形。
题型之三:解决与面积有关问题
主要是利用正、余弦定理,并结合三角形的面积公式来解题.
1. (2005年全国高考上海卷) 在ABC中,若A120,AB5,BC7,
则ABC的面积S=_________ 2.在ABC中,sinAcosA2,AC2,AB3,求tanA的值和ABC的面2积。
答案:SABC11263ACABsinA23(26) 22443. (07浙江理18)已知△ABC的周长为21,且sinAsinB(I)求边AB的长; (II)若△ABC的面积为
2sinC.
1sinC,求角C的度数. 621,BCAC2AB,
解:(I)由题意及正弦定理,得ABBCAC两式相减,得AB1.
(II)由△ABC的面积
111BCACsinCsinC,得BCAC, 263AC2BC2AB2(ACBC)22ACBCAB21, 由余弦定理,得cosC2ACBC2ACBC2所以C60.
题型之四:三角形中求值问题
1. (2005年全国高考天津卷) 在ABC中,A、B、C所对的边长分别为a、b、c,
c1222设a、b、c满足条件bcbca和3,求A和tanB的值.
b2分析:本题给出一些条件式的求值问题,关键还是运用正、余弦定理.
b2c2a21,因此,A60 解:由余弦定理cosA2bc2在
1csinCsin(120B)△
由已知条件,应用正弦定理3 A2bsinBsinBB
sin120cosBcos120sinB311CcotB,解得cotB2,从而tanB.
sinB222中
BC,
2.ABC的三个内角为A取得最大值,、B、C,求当A为何值时,cosA2cos∠2C并求出这个最大值。 =B+CπAB+CA
解析:由A+B+C=π,得= -,所以有cos =sin。
222221
-
B+CAAAA13
∠cosA+2cos =cosA+2sin =1-2sin2 + 2sin=-2(sin - )2+ ;
2222222
A-πA1B+C3
当sin = ,即A= 时, cosA+2cos取得最大值为。
22322∠
B=1
-∠B.
3.在锐角△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知sinA22,(1)求3tan2BCA(2)若a2,S△ABC2,求b的值。 sin2的值;
22221,所以cosA=, 33解析:(1)因为锐角△ABC中,A+B+C=,sinA则
B+CB+CA2+sin2Atan2+sin2=22cos2B+C2
21-cos(B+C)11+cosA17=+(1-cosA)=+=1+cos(B+C)21-cosA33sin2(2)因为SABC=2,又S1122=bcsinA=bc•,则bc=3。 ABC223将a=2,cosA=
13222,c=代入余弦定理:a=b+c-2bccosA中, 3b42得b-6b+9=0解得b=3。
点评:知道三角形边外的元素如中线长、面积、周长等时,灵活逆用公式求得结果即可。 4.在△ABC中,内角A,B,C对边的边长分别是a,b,c,已知c2,C(Ⅰ)若△ABC的面积等于3,求a,b;
(Ⅱ)若sinCsin(BA)2sin2A,求△ABC的面积.
本小题主要考查三角形的边角关系,三角函数公式等基础知识,考查综合应用三角函数有关知识的能力.满分12分.
解:(Ⅰ)由余弦定理及已知条件得,abab4, 又因为△ABC的面积等于3,所以22. 31······················· 4分 absinC3,得ab4. ·
2a2b2ab4,联立方程组解得a2,b2. ·············································· 6分
ab4,(Ⅱ)由题意得sin(BA)sin(BA)4sinAcosA,
即sinBcosA2sinAcosA, ········································································· 8分 当cosA0时,A4323,B,a,b,
3326当cosA0时,得sinB2sinA,由正弦定理得b2a,
a2b2ab4,2343联立方程组解得a,b.
33b2a,所以△ABC的面积S123absinC. ················· 12分 23题型之五:正余弦定理解三角形的实际应用
利用正余弦定理解斜三角形,在实际应用中有着广泛的应用,如测量、航海、几何等
方面都要用到解三角形的知识,例析如下: (一.)测量问题
1. 如图1所示,为了测河的宽度,在一岸边
C 选定A、B两点,望对岸标记物C,测得
∠CAB=30°,∠CBA=75°,AB=120cm,求河的宽度。
分析:求河的宽度,就是求△ABC在AB边上的高,而在河的一边,已测出AB长、A D B ∠CAB、∠CBA,这个三角形可确定。 图1
解析:由正弦定理得
ACAB,∴AC=AB=120m,sinCBAsinACB11又∵SABCABACsinCABABCD,解得CD=60m。
22点评:虽然此题计算简单,但是意义重大,属于“不过河求河宽问题”。
(二.)遇险问题
2 某舰艇测得灯塔在它的东15°北的方向,此舰艇以30海里/小时的速度向正东前进,30分钟后又测得灯塔在它的东30°北。若此灯塔周围10海里内有暗礁,问此舰艇继续向东航行有无触礁的危险?
解析:如图舰艇在A点处观测到灯塔S在东15°北的方向上;舰艇航行半小时后到北 达B点,测得S在东30°北的方向上。 在△ABC中,可知AB=30×0.5=15,东 西 30° 15° A C B ∠ABS=150°,∠ASB=15°,由正弦定理得
南 BS=AB=15,过点S作SC⊥直线AB,垂足图2 为C,则SC=15sin30°=7.5。
这表明航线离灯塔的距离为7.5海里,而灯塔周围10海里内有暗礁,故继续航行有触礁的危险。
点评:有关斜三角形的实际问题,其解题的一般步骤是:(1)准确理解题意,分清已知与所求,尤其要理解应用题中的有关名词和术语;(2)
北 画出示意图,并将已知条件在图形中标出;(3)分析与所研究问题有关的一个或几个三角形,通过合理运用正
A 弦定理和余弦定理求解。
45° (三.)追击问题
B 3 如图3,甲船在A处,乙船在A处的南偏东45°
15° C
图3
方向,距A有9n mile并以20n mile/h的速度沿南 偏西15°方向航行,若甲船以28n mile/h的速度航 行,应沿什么方向,用多少h能尽快追上乙船? 解析:设用t h,甲船能追上乙船,且在C处相遇。
在△ABC中,AC=28t,BC=20t,AB=9, 设∠ABC=α,∠BAC=β。
∴α=180°-45°-15°=120°。根据余弦定理ACABBC2ABBCcos,
22212(4t-3)(32t+9)=0,解8120t2920t(),128t260t270,
239得t=,t=(舍)
43233∴AC=28×=21 n mile,BC=20×=15 n mile。
4428t2根据正弦定理,得sinBCsinAC153253,又∵α=120°,∴β为锐角,2114β=arcsin
535372253,又<<,∴arcsin<, 1414142144533-arcsin的方向用h可以追上乙船。
1444∴甲船沿南偏东
点评:航海问题常涉及到解三角形的知识,本题中的 ∠ABC、AB边已知,另两边未知,
但他们都是航行的距离,由于两船的航行速度已知,所以,这两边均与时间t有关。这样根据余弦定理,可列出关于t的一元二次方程,解出t的值。
4.如图,当甲船位于A处时获悉,在其正东方向相距20海里的B处有一艘渔船遇险等待营救.甲船立即前往救援,同时把消息告知在甲船的南偏西30,相距10海里C处的乙船,试问乙船应朝北偏东多少度的方向沿直线前往B处救援(角度精确到1)?
解析:连接BC,由余弦定理得BC2=202+102-2×20×10COS120°=700. 于是,BC=107。 ∵
3sinACBsin120,∴sin∠ACB=,
720107北
∵∠ACB<90°,∴∠ACB=41°。
∴乙船应朝北偏东71°方向沿直线前往B处救援。
A 10 •C 20 B •
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