必修五正弦定理和余弦定理

必修五第一讲 正弦定理知识梳理1．正弦定理：在一个三角形中，各边和它所对角的正弦的比相等，即a sin A ＝b sin B ＝csin C.2．解三角形：一般地，把三角形的三个角A 、B 、C 和它们的对边a 、b 、c 叫做三角形的元素，已知三角形的几个元素求其他元素的过程叫做解三角形．题型分析[例1] 在△ABC 中，已知a [解] A ＝180°－(B ＋C )＝180°－(60°＋75°)＝45°.由b sin B ＝a sin A 得，b ＝a sin B sin A ＝8×sin 60°sin 45°＝46，由a sin A ＝c sin C得，c ＝a sin C sin A ＝8×sin 75°sin 45°＝8×2＋6422＝4(3＋1)．∴A ＝45°，b ＝46，c ＝4(3＋1)． [变式训练]在△ABC 中，已知c ＝10，A ＝45°，C ＝30°，解这个三角形． 解：∵A ＝45°，C ＝30°，∴B ＝180°－(A ＋C )＝105°.由a sin A ＝c sin C 得a ＝c sin A sin C ＝10×sin 45°sin 30°＝10 2. 由b sin B ＝c sin C 得b ＝c sin B sin C ＝10×sin 105°sin 30°＝20sin 75°，∵sin 75°＝sin (30°＋45°)＝sin 30°cos 45°＋cos 30°sin 45° ＝2＋64，∴b ＝20×2＋64＝52＋5 6.[例2] 在△ABC [解] ∵a sin A ＝c sin C ，∴sin C ＝c sin Aa ＝6×sin 45°2＝32，∴C ＝60°或C ＝120°.当C ＝60°时，B ＝75°，b ＝c sin B sin C ＝6sin 75°sin 60°＝3＋1； 当C ＝120°时，B ＝15°，b ＝c sin B sin C ＝6sin 15°sin 120°＝3－1. ∴b ＝3＋1，B ＝75°，C ＝60°或b ＝3－1，B ＝15°，C ＝120°. [变式训练]在△ABC 中，若c ＝6，C ＝π3，a ＝2，求A ，B ，b .解：由a sin A ＝c sin C ，得sin A ＝a sin C c ＝22.∴A ＝π4或A ＝34π.又∵c ＞a ，∴C ＞A ，∴只能取A ＝π4， ∴B ＝π－π3－π4＝5π12，b ＝c sin Bsin C＝6·sin 5π12sinπ3＝3＋1.[例3] 在△ABC 中，sin 2 A ＝sin 2 B ＋sin 2 C ，且sin A ＝2sin B ·cos C ．试判断△ABC 的形状．[解] 由正弦定理，得sin A ＝a 2R ，sin B ＝b 2R ，sin C ＝c2R.∵sin 2 A ＝sin 2 B ＋sin 2 C ，∴⎝⎛⎭⎫a 2R 2＝⎝⎛⎭⎫b 2R 2＋⎝⎛⎭⎫c 2R 2， 即a 2＝b 2＋c 2，故A ＝90°.∴C ＝90°－B ，cos C ＝sin B .∴2sin B ·cos C ＝2sin 2 B ＝sin A ＝1. ∴sin B ＝22.∴B ＝45°或B ＝135°(A ＋B ＝225°＞180°，故舍去)．∴△ABC 是等腰直角三角形． [变式训练]在△ABC 中，若b ＝a cos C ，试判断该三角形的形状．解：∵b ＝a cos C ，a sin A ＝bsin B＝2R .(2R 为△ABC 外接圆直径)∴sin B ＝sin A ·cos C .∵B ＝π－(A ＋C )，∴sin (A ＋C )＝sin A ·cos C .即sin A cos C ＋cos A sin C ＝sin A ·cos C ， ∴cos A sin C ＝0，∵A 、C ∈(0，π)，∴cos A ＝0，∴A ＝π2，∴△ABC 为直角三角形．[随堂检测]1．(2012·广东高考)在△ABC 中，若∠A ＝60°，∠B ＝45°，BC ＝32，则AC ＝( )A ．43B ．2 3 C. 3D.32解析：选B 由正弦定理得：BC sin A ＝AC sin B ，即32sin 60°＝AC sin 45°，所以AC ＝3232×22＝23，故选B.2．在△ABC 中，a ＝5，b ＝3，C ＝120°，则sin A ∶sin B 的值是( A )A.53B.35C.37D.573．在△ABC 中，若(sin A ＋sin B )(sin A －sin B )＝sin 2 C ，则△ABC 是________三角形． 解析：由已知得sin 2 A －sin 2 B ＝sin 2 C ，根据正弦定理知sin A ＝a 2R ，sin B ＝b 2R ，sin C ＝c2R，所以⎝⎛⎭⎫a 2R 2－⎝⎛⎭⎫b 2R 2＝⎝⎛⎭⎫c 2R 2，即a 2－b 2＝c 2，故b 2＋c 2＝a 2.所以△ABC 是直角三角形．答案：直角 4．(2012·北京高考)在△ABC 中，若a ＝3，b ＝3，∠A ＝π3，则∠C 的大小为________．解析：由正弦定理可知sin B ＝b sin Aa ＝3sin π33＝12，所以∠B ＝π6或5π6(舍去)，所以∠C ＝π－∠A －∠B ＝π－π3－π6＝π2. 5．不解三角形，判断下列三角形解的个数．(1)a ＝5，b ＝4，A ＝120°； (2)a ＝7，b ＝14，A ＝150°； (3)a ＝9，b ＝10，A ＝60°. 解：(1)sin B ＝b sin 120°a ＝45×32＜32，所以△ABC 有一解．(2)sin B ＝b sin 150°a＝1，所以△ABC 无解．(3)sin B ＝b sin 60°a ＝109×32＝539，而32＜539＜1，所以当B 为锐角时，满足sin B ＝539的B 的取值范围为60°＜B ＜90°.当B 为钝角时，有90°＜B ＜120°，也满足A ＋B ＜180°，所以△ABC 有两解．课后作业一、选择题1．在△ABC 中，下列式子与sin A a的值相等的是( )A.b cB.sin B sin AC.sin C cD.csin C解析：选C 由正弦定理得a sin A ＝c sin C ，所以sin A a ＝sin Cc. 2．(2013·浏阳高二检测)在△ABC 中，若sin A >sin B ，则A 与B 的大小关系为( )A ．A >B B ．A <BC ．A ≥BD ．A 、B 的大小关系不确定解析：选A ∵sin A >sin B ，∴2R sin A >2R sin B ，即a >b ，故A >B .3．一个三角形的两个角分别等于120°和45°，若45°角所对的边长是46，那么120°角所对边长是( )A ．4B.12 3 C ．4 3D ．12解析：选D 若设120°角所对的边长为x ，则由正弦定理可得：x sin 120°＝46sin 45°，于是x ＝46·sin 120°sin 45°＝46×3222＝12，故选D.4．△ABC 的三个内角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，a sin A sin B ＋b cos 2A ＝2a ，则ba＝( )A ．2 3B.2 2C.3D. 2解析：选D 由正弦定理，得sin 2A sin B ＋sin B cos 2A ＝2sin A ，即sin B ·(sin 2A ＋cos 2A )＝2sin A .所以sin B ＝2sin A ．∴b a ＝sin Bsin A＝ 2.5．以下关于正弦定理或其变形的叙述错误的是( )A ．在△ABC 中，a ∶b ∶c ＝sin A ∶sinB ∶sinC B ．在△ABC 中，若sin 2A ＝sin 2B ，则a ＝bC ．在△ABC 中，若sin A ＞sin B ，则A ＞B ，若A ＞B ，则sin A ＞sin B 都成立D ．在△ABC 中，asin A ＝b ＋c sin B ＋sin C解析：选B 由正弦定理易知A ，C ，D 正确．对于B ，由sin 2A ＝sin 2B ，可得A ＝B ，或2A ＋2B ＝π，即A ＝B ，或A ＋B ＝π2，∴a ＝b ，或a 2＋b 2＝c 2，故B 错误.二、填空题6．在△ABC 中，若a ＝14，b ＝76，B ＝60°，则C ＝________.解析：由正弦定理知a sin A ＝b sin B ，又a ＝14，b ＝76，B ＝60°，∴sin A ＝a sin B b ＝14sin 60°76＝22，∵a ＜b ，∴A ＜B ，∴A ＝45°，∴C ＝180°－(B ＋A )＝180°－(60°＋45°)＝75°.答案：75° 7．在△ABC 中，B ＝30°，C ＝120°，则a ∶b ∶c ＝________.解析：A ＝180°－B －C ＝30°，由正弦定理得a ∶b ∶c ＝sin A ∶sin B ∶sin C ，即a ∶b ∶c ＝sin 30°∶sin 30°∶sin 120°＝1∶1∶ 3.答案：1∶1∶ 38．在△ABC 中，若A ＝120°，AB ＝5，BC ＝7，则sin B ＝________.解析：由正弦定理，得sin C ＝AB ·sin A BC ＝5sin 120°7＝5314.可知C 为锐角，∴cos C ＝1－sin 2C ＝1114.∴sin B ＝sin(180°－120°－C )＝sin(60°－C )＝sin 60°·cos C －cos 60°·sin C ＝3314.答案：3314三、解答题9．(2011·安徽高考)在△ABC 中，a ，b ，c 分别为内角A ，B ，C 所对的边长，a ＝3，b ＝2，1＋2cos(B ＋C )＝0，求边BC 上的高．解：由1＋2cos(B ＋C )＝0和B ＋C ＝π－A ，得1－2cos A ＝0，所以cos A ＝12，sin A ＝32.再由正弦定理，得sin B ＝b sin A a ＝22.由b <a 知B <A ，所以B 不是最大角，B <π2，从而cos B ＝1－sin 2B ＝22.由上述结果知sin C ＝sin(A ＋B )＝22×(32＋12)＝6＋24. 设边BC 上的高为h ，则有h ＝b sin C ＝3＋12. 10．在△ABC 中，已知a 2sin B cos B ＝b 2sin Acos A，试数列△ABC 的形状．解：∵a 2sin B cos B ＝b 2sin A cos A ，a ＝2R sin A ，b ＝2R sin B ，∴4R 2sin 2 A sin B cos B ＝4R 2sin 2 B sin Acos A.又∵sin A sin B ≠0，∴sin A cos A ＝sin B cos B ，即sin 2A ＝sin 2B ，∴2A ＝2B ，或2A ＋2B ＝π，即A ＝B ，或A ＋B ＝π2.故△ABC 是等腰三角形或直角三角形．必修五第二讲 余弦定理知识梳理 余弦定理题型分析[例1] 在△ABC 中，若a [解] 由于a ∶b ∶c ＝1∶3∶2，可设a ＝x ，b ＝3x ，c ＝2x .由余弦定理的推论，得cos A ＝b 2＋c 2－a 22bc ＝3x 2＋4x 2－x 22×3x ×2x ＝32，故A ＝30°.同理可求得cos B ＝12，cos C ＝0，所以B ＝60°，C ＝90°.[变式训练]边长为5,7,8的三角形中，最大角与最小角的和是________．解析：设中间角为θ，由于8＞7＞5，故θ的对边的长为7，由余弦定理，得cos θ＝52＋82－722×5×8＝12.所以θ＝60°，故另外两角和为180°－60°＝120°.答案：120°[例2] 在△ABC [解] 由余弦定理得：b 2＝a 2＋c 2－2ac cos B ＝82＋[4(3＋1)]2－2×8×4(3＋1)·cos 60°＝64＋16(4＋23)－64(3＋1)×12＝96，∴b ＝4 6.法一：由cos A ＝b 2＋c 2－a 22bc ＝96＋16(3＋1)2－642×46×4(3＋1)＝22，∵0°＜A ＜180°，∴A ＝45°.故C ＝180°－A －B ＝180°－45°－60°＝75°.法二：由正弦定理a sin A ＝b sin B ，∴8sin A ＝46sin 60°，∴sin A ＝22，∵b ＞a ，c ＞a ，∴a 最小，即A 为锐角．因此A ＝45°.故C ＝180°－A －B ＝180°－45°－60°＝75°. [变式训练]在△ABC ，已知a ＝22，b ＝23，C ＝15°，解此三角形．解：c 2＝a 2＋b 2－2ab cos C ＝(22)2＋(23)2－2×22×23×cos(45°－30°)＝8－43＝(6－2) 2∴c ＝6－ 2. 法一：由余弦定理的推论得cos A ＝b 2＋c 2－a 22bc ＝(23)2＋(6－2)2－(22)22×23×(6－2)＝22.∵0°＜A ＜180°，∴A ＝45°，从而B ＝120°.法二：由正弦定理得sin A ＝a sin C c ＝22×6－246－2＝22.∵a ＜b ，∴A ＜B ，又0°＜A ＜180°，∴A 必为锐角，∴A ＝45°，从而得B ＝120°.[例3] 在△[解] 法一：由余弦定理b 2＝a 2＋c 2－2ac cos B ，得32＝a 2＋(33)2－2a ×33×cos 30∴a 2－9a ＋18＝0，得a ＝3或6.当a ＝3时，A ＝30°，∴C ＝120°.当a ＝6时，由正弦定理得sin A ＝a sin Bb ＝6×123＝1.∴A ＝90°，∴C ＝60°.法二：由b ＜c ，B ＝30°，b ＞c sin 30°＝33×12＝332知本题有两解．由正弦定理得sin C ＝c sin Bb ＝33×123＝32， ∴C ＝60°或120°，当C ＝60°时，A ＝90°，△ABC 为直角三角形．由勾股定理得a ＝b 2＋c 2＝32＋(33)2＝6，当C ＝120°时，A ＝30°，△ABC 为等腰三角形，∴a ＝3.[变式训练]已知：在△ABC 中，cos A ＝35，a ＝4，b ＝3，则c ＝________.解析：A 为b ，c 的夹角，由余弦定理得a 2＝b 2＋c 2－2bc cos A ，∴16＝9＋c 2－6×35c ，整理得5c 2－18c －35＝0.解得c ＝5或c ＝－75(舍)．答案：5[例4] 在△ABC 中，若a cos A [解] 由余弦定理可得a ·b 2＋c 2－a 22bc ＋b ·a 2＋c 2－b 22ac ＝c ·a 2＋b 2－c 22ab等式两边同乘以2abc 得a 2(b 2＋c 2－a 2)＋b 2(a 2＋c 2－b 2)＝c 2(a 2＋b 2－c 2)，整理化简得a 4＋b 4－2a 2b 2＝c 4，∴(a 2－b 2)2＝c 4.因此有a 2－b 2＝c 2或b 2－a 2＝c 2.即a 2＝b 2＋c 2或b 2＝a 2＋c 2故△ABC 为直角三角形． [变式训练]．在△ABC 中，若cos A ＝sin Bsin C，试判断其形状．解：由cos A ＝sin B sin C 得cos A ＝bc ，即b 2＋c 2－a 22bc ＝b c，∴b 2＋c 2－a 2＝2b 2，即a 2＋b 2＝c 2，因此△ABC 是以C 为直角的直角三角形．[例5]如图所示，在四边形ABCD 中，AD ⊥CD ，AD ＝10，AB ＝14，∠BDA ＝60°，∠BCD ＝135°，求出BC 的长． [解]设BD ＝x .在△ABD 中，根据余弦定理，AB 2＝AD 2＋BD 2－2AD ·BD cos ∠BDA ，∴142＝102＋x 2－2×10×x cos60°，即x 2－10x －96＝0，解得x 1＝16，x 2＝－6(舍去)，∴BD ＝16.∵AD ⊥CD ，∠BDA ＝60°，∴∠CDB ＝30°.在△BCD 中，由正弦定理，BC sin ∠CDB ＝BDsin ∠BCD，∴BC ＝16sin 30°sin 135°＝8 2.注：将四边形ABCD 分解为两个△ABD 和△BCD ，利用余弦定理列出关于x 的一元二次方程，化简方程时易出错，应注意步骤及计算的准确性． 由AD ⊥CD ，∠BDA ＝60°得∠CDB ＝30°，学生有时不易想到． [变式训练]如图所示，在△ABC 中，已知B ＝45°，D 是BC 边上一点，AD ＝5，AC ＝7，DC ＝3，求AB . 解：在△ADC 中，cos C ＝AC 2＋DC 2－AD 22·AC ·DC ＝72＋32－522×7×3＝1114.又∵0°＜C ＜180°，∴sin C ＝5314.在△ABC 中，AC sin B ＝AB sin C ，∴AB ＝sin C sin B ·AC ＝5314·2·7＝562. [随堂注册]1．在△ABC 中，已知A ＝30°，且3a ＝3b ＝12，则c 的值为( C )A ．4B ．8C ．4或8D ．无解2．在△ABC 中，角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ，若c 2－a 2－b 22ab＞0，则△ABC ( C )A ．一定是锐角三角形 B.一定是直角三角形 C ．一定是钝角三角形 D ．是锐角或直角三角形3．(2012·陕西高考)在△ABC 中，角A ，B ，C 所对边的长分别为a ，b ，c .若a ＝2，B ＝π6，c ＝23，则b ＝________.解析：由余弦定理得b 2＝a 2＋c 2－2ac cos B ＝4＋12－2×2×23×32＝4，所以b ＝2.答案：2 4．在△ABC 中，已知a ＝7，b ＝3，c ＝5，则最大的角是________．解析：∵a ＞c ＞b ，∴A 为最大角．cos A ＝b 2＋c 2－a 22bc ＝32＋52－722×3×5＝－12，又∵0°＜A ＜180°，∴A ＝120°.答案：120°5．在△ABC 中，已知a ＝5，b ＝3，角C 的余弦值是方程5x 2＋7x －6＝0的根，求第三边c 的长．解：5x 2＋7x －6＝0可化为(5x －3)(x ＋2)＝0.∴x 1＝35，x 2＝－2(舍去)．∴cos C ＝35.根据余弦定理，c 2＝a 2＋b 2－2ab cos C ＝52＋32－2×5×3×35＝16∴c ＝4，即第三边长为4.课后作业一、选择题1．在△ABC 中，角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，若A ＝π3，a ＝3，b ＝1，则c ＝( B )A ．1B.2C.3－1D. 32．在△ABC 中，若a ＝8，b ＝7，cos C ＝1314，则最大角的余弦值是( )A ．－15B.－16 C ．－17 D ．－18解析：选C 由余弦定理，得c 2＝a 2＋b 2－2ab cos C ＝82＋72－2×8×7×1314＝9，所以c ＝3，故a 最大，所以最大角的余弦值为cos A ＝b 2＋c 2－a 22bc ＝72＋32－822×7×3＝－17.3．在△ABC 中，B ＝60°，b 2＝ac ，则此三角形一定是( B )A ．直角三角形 B.等边三角形 C ．等腰直角三角形 D ．钝角三角形4．(2013·宁阳高二检测)在△ABC 中，b cos A ＝a cos B ，则△ABC 是( )A ．等边三角形B.等腰三角形 C ．直角三角形 D ．锐角三角形解析：选B 因为b cos A ＝a cos B ，所以b ·b 2＋c 2－a 22bc ＝a ·a 2＋c 2－b 22ac.所以b 2＋c 2－a 2＝a 2＋c 2－b 2.所以a 2＝b 2.所以a ＝b .故此三角形是等腰三角形．5．在△ABC 中，B ＝60°，最大边与最小边之比为(3＋1)∶2，则最大角为( )A ．45°B.60° C ．75° D ．90°解析：选C 由题意可知c ＜b ＜a ，或a ＜b ＜c ，不妨设c ＝2x ，则a ＝(3＋1)x ，∴cos B ＝a 2＋c 2－b 22ac.即12＝(3＋1)2x 2＋4x 2－b 22·(3＋1)x ·2x ∴b 2＝6x 2.∴cos C ＝a 2＋b 2－c 22ab ＝(3＋1)2x 2＋6x 2－4x 22(3＋1)x ·6x＝22，∴C ＝45°， ∴A ＝180°－60°－45°＝75°. 二、填空题6．(2012·湖北高考)设△ABC 的内角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c .若(a ＋b －c )(a ＋b ＋c )＝ab ，则角C ＝________解析：∵(a ＋b )2－c 2＝ab ，∴cos C ＝a 2＋b 2－c 22ab ＝－12，C ＝2π3.答案：2π37．在△ABC 中，A ＝120°，AB ＝5，BC ＝7，则sin Bsin C的值为________．解析：由余弦定理可得49＝AC 2＋25－2×5×AC ×cos 120°，整理得：AC 2＋5·AC －24＝0，解得AC ＝3或AC ＝－8(舍去)，再由正弦定理可得sin B sin C ＝AC AB ＝35.答案：358．在△ABC 中，若sin A ∶sin B ∶sin C ＝3∶5∶7，则C 的大小是________．解析：因为sin A ∶sin B ∶sin C ＝3∶5∶7，由正弦定理可得a ∶b ∶c ＝3∶5∶7，设a ＝3k (k ＞0)，则b ＝5k ，c ＝7k ，由余弦定理的推论得cos C ＝a 2＋b 2－c 22ab ＝－12，又0°＜C ＜180°，所以C ＝120°.答案：120°三、解答题9．在△ABC 中，若已知(a ＋b ＋c )(a ＋b －c )＝3ab ，并且sin C ＝2sin B cos A ，试判断△ABC 的形状． 解：由正弦定理，可得sin B ＝b 2R ，sin C ＝c2R .由余弦定理，得cos A ＝b 2＋c 2－a 22bc.代入sin C ＝2sin B cos A ，得c ＝2b ·b 2＋c 2－a 22bc .整理得 a ＝b .又因为(a ＋b ＋c )(a ＋b －c )＝3ab ，所以a 2＋b 2－c 2＝ab ，即cos C ＝a 2＋b 2－c 22ab ＝12.故C ＝π3.又a ＝b ，所以△ABC 为等边三角形．10．在△ABC 中，角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ，且2b ·cos A ＝c ·cos A ＋a ·cos C(1)求角A 的大小；(2)若a ＝7，b ＋c ＝4，求bc 的值．解：(1)根据正弦定理2b ·cos A ＝c ·cos A ＋a ·cos C ⇒2cos A sin B ＝sin A cos C ＋cos A sin C ＝sin (A ＋C )＝sin B ，∵sin B ≠0，∴cos A ＝12，∵0°＜A ＜180°，∴A ＝60°.(2)由余弦定理得：7＝a 2＝b 2＋c 2－2bc ·cos 60°＝b 2＋c 2－bc ＝(b ＋c )2－3bc ，把 b ＋c ＝4代入得bc ＝3，故bc ＝3.必修五第三讲 正、余弦定理在三角形中的应用知识梳理三角形的面积公式(1)S ＝12a ·h a (h a 表示a 边上的高)．(2)S ＝12ab sin C ＝12bc sin A ＝12ac sin B .三角形的面积公式S ＝12ab sin C 与原来的面积公式S ＝12a ·h (h 为a 边上的高)的关系为：h ＝b sin C ，实质上b sin C 就是△ABC 中a 边上的高．题型分析[例1] 在△ABC 中，已知C ＝[解] 由正弦定理知AB sin C ＝AC sin B ，即23sin 120°＝2sin B ，所以sin B ＝12，由于AB ＞AC ，所以C ＞B ，故B ＝30°.从而A ＝180°－120°－30°＝30°.所以△ABC 的面积S ＝12AB ·AC ·sin A ＝12·23·2·sin 30°＝ 3.[变式训练]．(1)在△ABC 中，若A ＝60°，b ＝16，S △ABC ＝643，则c ＝________.(2)在△ABC 中，若a ＝3，b ＝2，c ＝4，则其面积等于________．解析：(1)由已知得S △ABC ＝12·bc ·sin A ，即643＝12×16×c ×sin 60°，解得c ＝16.(2)由余弦定理得cos A ＝b 2＋c 2－a 22bc ＝4＋16－92×2×4＝1116，所以sin A ＝1－cos 2 A ＝31516，于是S △ABC ＝12bc sin A ＝12×2×4×31516＝3154.答案：(1)16 (2)3154[例2] 在△ABC 中，求证：a －c cos B b －c cos A ＝sin Bsin A.[解] 法一：左边＝a －c (a 2＋c 2－b 2)2ac b －c (b 2＋c 2－a 2)2bc ＝a 2－c 2＋b 22a ·2b b 2－c 2＋a 2＝b a ＝2R sin B 2R sin A ＝sin Bsin A＝右边，其中R 为△ABC 外接圆的半径．∴a －c cos B b －c cos A ＝sin Bsin A.法二：左边＝sin A －sin C cos B sin B －sin C cos A ＝sin (B ＋C )－sin C ·cos B sin (A ＋C )－sin C ·cos A ＝sin B cos C sin A cos C ＝sin Bsin A＝右边，(cos C ≠0)∴a －c ·cos Bb －c ·cos A ＝sin B sin A.[变式训练]．在△ABC 中，角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，求证：a b －ba ＝c ⎝⎛⎭⎫cos B b－cos A a .证明：由余弦定理的推论得cos B ＝a 2＋c 2－b 22ac ，cos A ＝b 2＋c 2－a 22bc，代入等式右边，得右边＝c ⎝⎛⎭⎫a 2＋c 2－b 22abc－b 2＋c 2－a 22abc ＝2a 2－2b 22ab ＝a 2－b 2ab ＝a b －b a ＝左边，∴a b －ba ＝c ⎝⎛⎭⎫cos Bb －cos A a .[例3] (2012·江西高考)在△B －C )－1＝6cos B cos C .(1)求cos A ； (2)若a ＝3，△ABC 的面积为22，求b ，c .[解] (1)由3cos(B －C )－1＝6cos B cos C ，得3(cos B cos C －sin B sin C )＝－1，即cos(B ＋C )＝－13，从而cos A ＝－cos(B ＋C )＝13.(2)由于0<A <π，cos A ＝13，所以sin A ＝223.又S △ABC ＝22，即12bc sin A ＝22，解得bc ＝6.由余弦定理a 2＝b 2＋c 2－2bc cos A ，得b 2＋c 2＝13，解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ bc ＝6，b 2＋c 2＝13，得⎩⎪⎨⎪⎧ b ＝2，c ＝3，或⎩⎪⎨⎪⎧b ＝3，c ＝2.解决三角形的综合问题，除灵活运用正、余弦定理及三角形的有关知识外，一般还要用到三角函数、三角恒等变换、方程等知识．因此，掌握正、余弦定理，三角函数的公式和性质是解题关键．[变式训练]．在△ABC 中，角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，且满足cos A 2＝255，AB ·AC ＝3.(1)求△ABC 的面积； (2)若b ＋c ＝6，求a 的值．解：(1)∵cos A 2＝255，∴cos A ＝2cos 2A 2－1＝35，sin A ＝45.又由AB ·AC ＝3，得bc cos A ＝3，∴bc ＝5，∴S △ABC ＝12bc sin A ＝2.(2)∵bc ＝5，b ＋c ＝6，∴b ＝5，c ＝1或b ＝1，c ＝5.由余弦定理，得a 2＝b 2＋c 2－2bc cos A ＝20， ∴a ＝2 5.[例4]如图，在四边形ABCD 中，AC ＝CD ＝12AB ＝1，AB ·AC ＝1，sin ∠BCD ＝35.(1)求BC 边的长；(2)求四边形ABCD 的面积．[解] (1)∵AC ＝CD ＝12AB ＝1，∴AB ·AC ＝AB ·AC ·cos ∠BAC ＝2cos ∠BAC ＝1，∴cos ∠BAC ＝12，∴∠BAC ＝60°.(3分)在△ABC 中，由余弦定理有：BC 2＝AB 2＋AC 2－2AB ·AC ·cos ∠BAC ＝22＋12－2×2×1×12＝3，∴BC ＝3(6分)(2)由(1)知，在△ABC 中有：AB 2＝BC 2＋AC 2，∴△ABC 为直角三角形，且∠ACB ＝90°，(7分) ∴S △ABC ＝12BC ·AC ＝12×3×1＝32.(8分)又∠BCD ＝∠ACB ＋∠ACD ＝90°＋∠ACD ，sin ∠BCD ＝35，∴cos ∠ACD ＝35，(9分)从而sin ∠ACD ＝1－cos 2∠ACD ＝45，(10分)∴S △ACD ＝12AC ·CD ·sin ∠ACD ＝12×1×1×45＝25.(11分)∴S 四边形ABCD ＝S △ABC ＋S △ACD ＝32＋25＝4＋5310.(12分)[变式训练]在△ABC ，中，AB ＝2，cos C ＝277，D 是AC 上一点，AD ＝2DC ，且cos ∠DBC ＝5714. 求：(1)∠BDA 的大小；(2) AD ·CB .解：(1)由已知得cos ∠DBC ＝5714，cos C ＝277，从而sin ∠DBC ＝2114，sin C ＝217，∴cos ∠BDA ＝cos(∠DBC ＋∠C )＝5714×277－2114×217＝12，∴∠BDA ＝π3.(2)设DC ＝x ，则AD ＝2x ，AC ＝3x ，设BC ＝a ，则在△DBC 中，由正弦定理得x sin ∠DBC ＝asin ∠BDC ，∴a ＝7x .在△ABC 中，由余弦定理，得4＝(3x )2＋(7x )2－2·3x ·7x ·277.解得x ＝1，∴AC ＝3，BC ＝7.∴AD ·CB ＝AD ·CB cos(π－C )＝2×7×⎝⎛⎭⎫－277＝－4. [随堂检测]1．已知△ABC 的面积为32，且b ＝2，c ＝3，则A 的大小为( )A ．60°或120°B ．60°C ．120°D ．30°或150°解析：选A 由S △ABC ＝12bc sin A 得32＝12×2×3×sin A ，所以sin A ＝32，故A ＝60°或120°，故选A.2．在△ABC 中，若AC AB ＝cos Bcos C，则( )A ．A ＝CB.A ＝B C ．B ＝CD ．以上都不正确解析：C ∵AC AB ＝sin B sin C ＝cos Bcos C ∴sin B cos C ＝cos B sin C ∴sin(B －C )＝0又∵－π＜B －C ＜π，∴B －C ＝0，即B ＝C .3．等腰△ABC 中，顶角A ＝120°，腰长AB ＝1，则底边BC 长为________． 解析：易知∠B ＝∠C ＝30°，由正弦定理知：BC sin 120°＝1sin 30°，∴BC ＝ 3.答案： 34．三角形的两边分别为3 cm,5 cm ，它们所夹角的余弦值为方程5x 2－7x －6＝0的根，则这个三角形的面积为________．解析：方程5x 2－7x －6＝0的两根为x 1＝2，x 2＝－35，因此两边夹角的余弦值等于－35，并可求得正弦值为45，于是三角形面积S ＝12×3×5×45＝6(cm 2)．答案：6 cm 25．在△ABC 中，若B ＝30°，AB ＝23，AC ＝2，求△ABC 的面积．解：∵AB ＝23，AC ＝2，B ＝30°，∴根据正弦定理，有sin C ＝AB sin B AC ＝23×122＝32，又∵AB ＞AC ，∴C ＞B ，则C 有两解，(1)当C 为锐角时，C ＝60°，A ＝90°，∴S △ABC ＝12AB ·AC sin A ＝2 3.(2)当C 为钝角时，C ＝120°，A ＝30°，∴S △ABC ＝12AB ·AC sin A ＝ 3.综上可知，△ABC 的面积为23或 3.课后作业一、选择题1．在△ABC 中，已知AB ＝2，BC ＝5，△ABC 的面积为4，若∠ABC ＝θ，则cos θ是( )A.35B.－35 C ．±35 D ．±45解析：选C ∵S △ABC ＝12AB ·BC sin ∠ABC ＝12×2×5×sin θ＝4.∴sin θ＝45.又θ∈(0，π)，∴cos θ＝±1－sin 2 θ＝±35.2．在△ABC 中，已知A ＝30°，a ＝8，b ＝83，则△ABC 的面积为( )A ．32 3 B.16 C ．323或16 D ．323或16 3解析：选D 在△ABC 中，由正弦定理a sin A ＝b sin B ，得sin B ＝b sin A a ＝83×128＝32，又b ＞a ，∴B ＝60°或120°.当B ＝60°时，C ＝180°－30°－60°＝90°，∴S △ABC ＝12×8×83＝323；当B ＝120°时，C ＝180°－30°－120°＝30°，∴S △ABC ＝12ab sin C ＝12×8×83×12＝16 3.3．在△ABC 中，A ＝60°，AB ＝2，且△ABC 的面积S △ABC ＝32，则边BC 的边长为( ) A. 3B.3C.7 D ．7解析：选A ∵S △ABC ＝12AB ·AC sin A ＝32，∴AC ＝1由余弦定理可得BC 2＝AB 2＋AC 2－2AB ·AC cos A＝4＋1－2×2×1×cos 60°＝3.即BC ＝ 3.4．△ABC 的周长为20，面积为103，A ＝60°，则BC 的边长等于( )A ．5B.6 C ．7D ．8解析：选C 如图由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a ＋b ＋c ＝20 (1)12bc sin 60°＝10 3 (2)a 2＝b 2＋c 2－2bc cos 60° (3)由(2)得bc ＝40.由(3)得a 2＝b 2＋c 2－bc ＝(b ＋c )2－3bc ＝(20－a )2－3×40∴a ＝7.5．某人从出发点A 向正东走x m 后到B ，向左转150°再向前走3 m 到C ，测得△ABC 的面积为334 m 2，则此人这时离开出发点的距离为( )A ．3 m B. 2 m C ．2 3 m D. 3 m解析：选D 在△ABC 中，S ＝12AB ×BC sin B ，∴334＝12×x ×3×sin 30°，∴x ＝ 3.由余弦定理，得AC ＝ AB 2＋BC 2－2AB ×BC ×cos B ＝3＋9－9＝ 3 (m)．二、填空题6．△ABC 的两边长分别为2,3，其夹角的余弦值为13，则其外接圆的半径为________．解析：不妨设b ＝2，c ＝2，cos A ＝13，则a 2＝b 2＋c 2－2bc ·cos A ＝9，∴a ＝3.又∵sin A ＝1－cos 2 A ＝223，∴外接圆半径为R ＝a 2sin A ＝32·223＝928.答案：9287．一艘船以4 km /h 的速度沿着与水流方向成120°的方向航行，已知河水流速为2 km/h ，则经过 3 h ，该船实际航程为________．解析：如图所示，在△ACD 中，AC ＝23，CD ＝43，∠ACD ＝60°，∴AD 2＝12＋48－2×23×43×12＝36，∴AD ＝6，即该船实际航程为6 km.答案：6 km8．在△ABC 中，a ＝b ＋2，b ＝c ＋2，又知最大角的正弦等于32，则三边长为________．解析：由题意知a 边最大．sin A ＝32，∴A ＝120°，∴a 2＝b 2＋c 2－2bc cos A .∴a 2＝(a －2)2＋(a －4)2＋(a －2)(a －4)．∴a 2－9a ＋14＝0，a ＝2(舍去)，a ＝7.∴b ＝a －2＝5，c ＝b －2＝3.答案：a ＝7，b ＝5，c ＝3 三、解答题9．在△ABC 中，若c ＝4，b ＝7，BC 边上的中线AD 的长为72，求边长a .解：∵AD 是BC 边上的中线，∴可设CD ＝DB ＝x ，则CB ＝a ＝2x .∵c ＝4，b ＝7，AD ＝72，在△ACD 中，有cos C ＝72＋x 2－(72)22×7×x ，在△ABC 中，有cos C ＝72＋(2x )2－422×7×2x .∴49＋x 2－49414x ＝49＋4x 2－1628x 解得x＝92.∴a ＝2x ＝9. 10．(2010·浙江高考)在△ABC 中，角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，设S 为△ABC 的面积，满足S ＝34(a 2＋b 2－c 2)．(1)求角C 的大小；(2)求sin A ＋sin B 的最大值．解：(1)由题意可知12ab sin C ＝34·2ab cos C ，所以tan C ＝3，因为0＜C ＜π，所以C ＝π3.(2)由已知sin A ＋sin B ＝sin A ＋sin(π－C －A )＝sin A ＋sin(2π3－A )＝sin A ＋32cos A ＋12sin A ＝3sin(A ＋π6)≤ 3.当△ABC 为正三角形时取等号，所以sin A ＋sin B 的最大值是 3.。