高三文科数学二轮专题复习:解三角形的综合问题
高三高考数学总复习《解三角形》题型归纳与汇总

高考数学总复习题型分类汇《解三角形》篇经典试题大汇总目录【题型归纳】题型一利用正、余弦定理解三角形 (3)题型二角的正弦值和边的互化 (4)题型三利用正弦、余弦定理判定三角形的形状 (5)题型四和三角形面积有关的问题 (6)【巩固训练】题型一利用正、余弦定理解三角形 (8)题型二角的正弦值和边的互化 (10)题型三利用正弦、余弦定理判定三角形的形状 (11)题型四和三角形面积有关的问题 (11)高考数学《解三角形》题型归纳与训练【题型归纳】题型一 利用正、余弦定理解三角形例1 在ABC ∆中,cos2=C ,1=BC ,5=AC ,则=ABA .BCD .【答案】A【解析】因为213cos 2cos 121255=-=⨯-=-C C ,所以由余弦定理, 得22232cos 251251()325=+-⋅=+-⨯⨯⨯-=AB AC BC AC BC C ,所以=AB A .例2 ABC ∆的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若54cos =A ,135cos =C ,1=a ,则=b . 【答案】1321【解析】∵4cos 5A =,5cos 13C =,所以3sin 5A =,12sin 13C =, 所以()63sin sin sin cos cos sin 65B AC A C A C =+=+=, 由正弦定理得:sin sin b a B A =解得2113b =.例3 ABC ∆的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知()sin sin sin cos 0B A C C +-=,2a =,c =则C =( ).A .π12B .π6C .π4D .π3【答案】B【解析】由题意sin()sin (sin cos )0A C A C C ++-=得sin cos cos sin sin sin sin cos 0A C A C A C A C ++-=,即sin (sin cos )sin 04C A A C A π⎛⎫+=+= ⎪⎝⎭,所以34A π=.由正弦定理sin sin a c A C =,得23sin sin 4C =π,即1sin 2C =,得6C π=.故选B .【易错点】两角和的正弦公式中间的符号易错【思维点拨】已知三角形的两边和其中一边的对角解三角形.可用正弦定理,也可用余弦定理.用正弦定理时,需判断其解的个数,用余弦定理时,可根据一元二次方程根的情况判断解的个数.题型二 角的正弦值和边的互化例1 ABC ∆的三个内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,2sin cos cos a A B b A +=,则=abA .B .CD 【答案】B【解析】由正弦定理,得22sin sin sin cos A B B A A +=,即22sin (sin cos )B A A A ⋅+=,sin B A =,∴sin sin b B a A==. 例2 设ABC ∆的内角,,A B C 所对边的长分别为,,a b c .若2b c a +=,则3sin 5sin ,A B =则角C =_____.【答案】π32 【解析】3sin 5sin A B =,π32212cos 2,53222=⇒-=-+=⇒=+=⇒C ab c b a C a c b b a ,所以π32.例3 在ABC ∆中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知sin cos()6b A a B π=-. (1)求角B 的大小;(2)设2a =,3c =,求b 和sin(2)A B -的值.【答案】(1)3B π=(2)b =,sin(2)14A B -=【解析】(1)在ABC △中,由正弦定理sin sin a bA B=,可得sin sin b A a B =, 又由πsin cos()6b A a B =-,得πsin cos()6a B a B =-,即πsin cos()6B B =-,可得tan B =又因为(0π)B ∈,,可得3B π=.(2)在ABC △中,由余弦定理及2a =,3c =,3B π=,有2222cos 7b a c ac B =+-=,故b =由πsin cos()6b A a B =-,可得sin A =a c <,故cos A =.因此sin 22sin cos A A A ==21cos 22cos 17A A =-=.所以,sin(2)sin 2cos cos 2sin A B A B A B -=-=11727214⨯-⨯= 例4 在ABC ∆中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知2cos (cos cos ).C a B+b A c = (1)求C ;(2)若c ABC △=的面积为2,求ABC △的周长.【答案】(1)π3C =(2)5a b c ++= 【解析】(1)()2cos cos cos C a B b A c +=由正弦定理得:()2cos sin cos sin cos sin C A B B A C ⋅+⋅=()2cos sin sin C A B C ⋅+=∵πA B C ++=,()0πA B C ∈、、,∴()sin sin 0A B C +=> ∴2cos 1C =,1cos 2C =∵()0πC ∈, ∴π3C =.⑵ 由余弦定理得:2222cos c a b ab C =+-⋅ 221722a b ab =+-⋅()237a b ab +-=1sin 2S ab C =⋅∴6ab = ∴()2187a b +-= ∴ABC △周长为5a b c ++=+题型三 利用正弦、余弦定理判定三角形的形状例1 设ABC ∆,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若cos cos sin b C c B a A +=, 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】∵cos cos sin b C c B a A +=,∴由正弦定理得2sin cos sin cos sin B C C B A +=,∴2sin()sin B C A +=,∴2sin sin A A =,∴sin 1A =,∴ABC ∆是直角三角形.例2 设ABC ∆,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若A bccos <,则ABC ∆为( ) A.钝角三角形 B.直角三角形 C.锐角三角形D.等边三角形【答案】C【解析】由A b c cos <,得A BC cos sin sin <, 所以A B C cos sin sin <,即()A B B A cos sin sin <+,所以0cos sin <B A ,因为在三角形中0sin >A ,所以0cos <B ,即B 为钝角,所以ABC ∆为钝角三角形.例3 在ABC ∆中,已知A b B a tan tan 22=,则ABC ∆的形状为( )A.等腰三角形B.直角三角形C.等边三角形D.等腰三角形或直角三角形 【答案】D【解析】由已知可得AABB B Acos sin sin cos sin sin 22=,B B A A cos sin cos sin =,B A 2sin 2sin =即B A 22=或π=+B A 22,可得B A =或2π=+B A ,所以ABC ∆的形状为等腰三角形或直角三角形.【易错点】诱导公式易出错【思维点拨】1.判定三角形形状的途径:(1)化边为角,通过三角变换找出角之间的关系;(2)化角为边,通过代数变形找出边之间的关系,正(余)弦定理是转化的桥梁.2.无论使用哪种方法,都不要随意约掉公因式,要移项提取公因式,否则会有漏掉一种形状的可能.注意挖掘隐含条件,重视角的范围对三角函数值的限制.题型四 和三角形面积有关的问题例1 ABC ∆的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若ABC ∆的面积为2224a b c +-,则C =A .2π B .3π C .4π D .6π 【答案】C【解析】根据题意及三角形的面积公式知2221sin 24a b c ab C +-=,所以222sin cos 2a b c C C ab +-==,所以在ABC ∆中,4C π=.故选C . 例2 在ABC ∆中,a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 所对的边长,若22()6c a b =-+,3C π=,则ABC ∆的面积是A .3B .239C .233 D .33 【答案】C【解析】由22()6c a b =-+可得22226a b c ab +-=-①,由余弦定理及3C π=可得222a b c ab +-=②.所以由①②得6ab =,所以1sin 23ABC S ab π∆==例3 ABC ∆的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,已知sin 0A A =,a =2b =. (1)求c ;(2)设D 为BC 边上一点,且 AD AC ⊥,求ABD △的面积. 【答案】(1)4 (2)3【解析】(1)由sin 0A A =,得π2sin 03A ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,即()ππ3A k k +=∈Z ,又()0,πA ∈,所以ππ3A +=,得2π3A =.由余弦定理得2222cos a b c bc A =+-⋅.又因为12,cos 2a b A ===-代入并整理得()2125c +=,解得4c =.(2)因为2,4AC BC AB ===,由余弦定理得222cos 2a b c C ab +-==因为AC AD ⊥,即ACD △为直角三角形,则cos AC CD C =⋅,得CD从而点D 为BC 的中点,111sin 222ABD ABC S S AB AC A ==⨯⨯⨯⨯=△ 【易错点】给出三角函数值求角、余弦定理求边【思维点拨】三角形面积公式的应用原则 (1)对于面积公式B ac A bc C ab S ABC sin 21sin 21sin 21===∆,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.【巩固训练】题型一 利用正、余弦定理解三角形1.在ABC ∆中,若60,45,A B BC ︒︒∠=∠==,则AC =A .B .CD 【答案】B【解析】由正弦定理得:sin sin sin 60sin 45BC AC ACAC A B ︒︒=⇔=⇔=2. 在ABC ∆中,角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,若2a b ==,sin cos B B +=A 的大小为 . 【答案】6π【解析】由sin cos B B +=12sin cos 2B B +=,即sin 21B =,因02B π<<,所以2,24B B ππ==.又因为2,a b ==由正弦定理得2sin sin 4A π=,解得1sin 2A =,而,a b <则04A B π<<=,故6a π=. 3.在ABC ∆中,π4B,BC 边上的高等于13BC ,则cos =A ( ).C.10D.310【答案】C【解析】如图所示.依题意,3AB BC =,3AC BC =.在ABC △中,由余弦定理得222cos 2AB AC BC A AB AC +-==⋅222225210BC BC BC BC +--==-故选C. 4.在ABC ∆中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c .已知a b >,5,6a c ==,3sin 5B =. (1)求b 和sin A 的值; (2)求πsin 24A ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的值. 【答案】见解析【解析】(1)在ABC △中,因为a b >,故由3sin 5B =,可得4cos 5B =.由已知及余弦定理,得2222cos 13b a c ac B =+-=,所以b =.由正弦定理sin sin a bA B=,得sin sin 13a B A b ==. (2)由(Ⅰ)及a c <,得cos 13A =,所以12sin 22sin cos 13A A A ==, 25cos 212sin 13A A =-=-,故πππsin 2sin 2cos cos 2sin 44426A A A ⎛⎫+=+= ⎪⎝⎭. 5. 如图ABC ∆中,已知点D 在BC 边上,AC AD ⊥,sin 3BAC ∠=,AB =3AD =,则BD 的长为_______.C【答案】3【解析】∵sin sin()cos 23BAC BAD BAD π∠=∠+=∠=∴根据余弦定理可得222cos 2AB AD BD BAD AB AD+-∠=•,2223BD ∴==题型二 角的正弦值和边的互化1. 在ABC ∆,内角,,A B C 所对的边长分别为,,a b c .若sin cos a B C +1sin cos 2c B A b =,且a b >,则B ∠= A .6π B .3πC .23πD .56π【答案】A【解析】边换sin 后约去sin B ,得1sin()2A C +=,所以1sin 2B =,但B 非最大角,所以6B π=. 2. 在ABC ∆,内角,,A B C 所对的边长分别为,,a b c ,若bc b a 322=-,且B C sin 32sin =,则角A 的大小为________.【答案】6π【解析】由B C sin 32sin =,根据正弦定理得,b c 32=,代入bc b a 322=-得227b a =,由余弦定理得:232cos 222=-+=bc a c b A ,∴6π=A .3.已知a 、b 、c 分别为ABC ∆三个内角A 、B 、C 的对边,cos a C +sin 0C b c --=.(1)求A ;(2)若2=a ,ABC ∆的面积为3,求b 、c . 【答案】(1)︒60 (2)2b c == 【解析】(1)由正弦定理得:cos sin 0sin cos sin sin sin a C C b c A C A C B C --=⇔=+sin cos sin sin()sin 1cos 1sin(30)2303060A C A C a C C A A A A A ︒︒︒︒⇔=++⇔-=⇔-=⇔-=⇔=(2)1sin 42S bc A bc ==⇔= 2222cos 4a b c bc A b c =+-⇔+=,解得:2b c ==.题型三 利用正、余弦定理判定三角形的形状1.在ABC ∆中,若222sin sin sin A B C +<,则△ABC 的形状是( )A.钝角三角形B.直角三角形C.锐角三角形D.不能确定 【答案】A【解析】由已知可得222c b a <+,02cos 222<-+=abc b a C ,所以△ABC 的形状是钝角三角形 2. 在ABC ∆中,a 、b 、c 分别为ABC ∆三个内角A 、B 、C 的对边,若()A b a B a c cos 2cos -=-,则ABC ∆的形状为( ) A.等腰三角形 B.直角三角形 C.等腰直角三角形D.等腰或直角三角形【答案】D【解析】∵()A b a B a c cos 2cos -=-,∴由正弦定理得()A B A B A C cos sin sin 2cos sin sin -=-, ∴()()A B A B A B A cos sin sin 2cos sin sin -=-+,∴()0sin sin cos =-A B A ,∴0cos =A 或A B sin sin =,∴ABC ∆为等腰或直角三角形.题型四 和三角形面积有关的问题1.ABC ∆中,a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C所对的边长.已知3,cos 32a A B A π===+.(1)求b 的值; (2)求ABC ∆的面积.【答案】(1)23=b (2)223 【解析】(1)在ABC ∆中,由题意知sin A ==, 又因为2B A π=+,所有sin sin()cos 2B A A π=+==,由正弦定理可得3sin sin a Bb A===. (2)由2B A π=+得,cos cos()sin 23B A A π=+=-=-, 由A B C π++=,得()C A B π=-+.所以sin sin[()]sin()C A B A B π=-+=+sin cos cos sin A B A B =+(=13=. 因此,ABC ∆的面积111sin 32232S ab C ==⨯⨯=. 2. ABC ∆在内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,已知cos sin a b C c B =+. (1)求B ;(2)若2b =,求△ABC 面积的最大值. 【答案】(1)4π(21 【解析】(1)因为cos sin a b C c B =+,所以由正弦定理得:sin sin cos sin sin A B C C B =+,所以sin()sin cos sin sin B C B C C B +=+,即cos sin sin sin B C C B =,因为sin C ≠0,所以tan 1B =,解得B =4π;(2)由余弦定理得:2222cos4b ac ac π=+-,即224a c =+,由不等式得:222a c ac +≥,当且仅当a c =时,取等号,所以4(2ac ≥,解得4ac ≤+,所以△ABC的面积为1sin 24ac π(44≤⨯+1,所以△ABC 1. 3. 设ABC ∆的内角C B A ,,所对边的长分别为,,a b c ,且有2sin cos B A =sin cos cos sin A C A C +. (1)求角A 的大小;(2)若2b =,1c =,D 为BC 的中点,求AD 的长. 【答案】(1) 3π=A (2) 27=AD【解析】(1),,(0,)sin()sin 0A C B A B A C B ππ+=-∈⇒+=>2sin cos sin cos cos sin sin()sin B A A C A C A C B =+=+=1cos 23A A π⇔=⇔=(2)2222222cos 2a b c bc A a b a c B π=+-⇔==+⇒=在Rt ABD ∆中,2AD ===. 4.在ABC ∆中,内角,,A B C 所对的边分别为a ,b ,c .已知2cos b c a B +=. (1)求证:2A B =;(2)若ABC △的面积24a S =,求出角A 的大小.【答案】(1) 见解析 (2)π2A =或π4A = 【解析】(1)由正弦定理得sin +sin 2sin cosBC A B =,故2sin cos sin sin()sin sin cos cos sin A B B A B B A B A B =++=++,于是()B A B -=sin sin ,又A ,()0,πB ∈,故0πA B <-<,所以()B A B --=π 或B A B =-,因此=πA (舍去)或2A B =,所以2.A B =(2)由42a S =,得21sin 24a ab C =.由正弦定理得1sin sin sin 2sin cos 2B C B B B ==,因为sin 0B ≠,得sin cos C B =.又Β,()0,πC ∈,所以π2C B =±.当π2B C +=时,由πA B C ++=,2A B =,得π2A =;当π2C B -=时,由πA B C ++=,2A B =,得π4A =.综上所述,π2A =或π4A =.新课程标准的内容与现形课标内容的对比如下表:与现形课标对比,必修3中的“算法初步”删掉了;删掉了必修5中的解三角形,不等式的大部分内容。
2025届高考数学二轮复习提升微专题几何篇第06讲怎样用向量法解三角函数问题含解析

第06讲 怎样用向量法解三角函数问题一、学问与方法本讲主要探究平面对量与三角函数以及解三角形的综合问题的命题形式与解题思路,主要体现在以下 3 个方面。
(1)题设给出向量的坐标中含有三角函数的形式,运用向量共线或垂直或等式成立等,得到三角函数的关系式,然后求解.(2)给出用三角函数表示的向量坐标,要求的是向量的模或者其他向量表达式,解题思路是经过向量的运算,利用三角函数在定义域内的有界性,探求值域或最值或参数的取值范围等.(3) 运用向量法解三角形主要是向量的垂直与夹角问题,一对向量垂直与向量所在直线的垂直是一样的,向量的线性运算与向量的坐标运算是求解两向量关系问题的两大途径,关于夹角问题,可以把两个向量的夹角放在三角形中,利用正余弦定理. 三角形的面积公式求解.二、典型例题【例1】(1) .在锐角ABC 中,若137,8,,cos ,sin ,22a b m A n A ⎛⎫⎛⎫====- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 且m ⊥n , 则ABC 的面积为().A.C. D.(2) .平面直角坐标系中,角θ满意()34sin,cos ,0,12525OA θθ=-==-,设点B 是角θ终边上一动点,则| OA OB -∣的取值范围为【分析】 第(1)问,要求三角形的面积,只需求出B ∠的正弦值,而这就要借助已知条件两个向量的垂直关系,先求出A ∠, 进而再运用正弦定理求(B ∠或其三角函数值),最终利用三角形的内角定理,找到问题的解. 第(2)问是三角函数定义、二倍角公式与用坐标运算). 两个视角各具特色,作为填空题, 从“形”的角度处理相对简捷.【解析】(1) 1,sin 02m n A A ⊥∴=, 又090,cos 0A A ∠<<∴≠则有tan A =因此60A ∠=.由正弦定理知sin sin a b A B=, 又7,8,60a b A ∠===, 843sin sin6077B ∴==又ABC 为锐角三角形,1cos 7B ∴=.()11sin sin sin cos cos sin 272714C A B A B A B =+=+=+⨯=1sin 2ABCSab C ∴==故选C . (2)【解法1】 由2247sin 2sincos,cos 2cos 12225225θθθθθ==-=-= 可得 θ 为第四象限的角,且 sin 24tan cos 7θθθ==-. ∴ 点 B 在射线 ()2407y x x =-, 即 ()24700x y x += 上运动.又 OA OB BA -=, 而点 A 到射线的距离为 725d ==, 故所求取值范围为 7,25∞⎡⎫+⎪⎢⎣⎭. 【解法2】设OB t =, 由2247sin 2sincos,cos 2cos 12225225θθθθθ==-=-=, 可得θ为第四象限的角, 324cos<,cos sin 225OA OB πθθ⎛⎫∴=-=-= ⎝⎭>⎪. 由2222248||212cos<,125OA OB OA OB OA OB t t OA OB t t -=+-⋅=+-=+>-224494925625625t ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭(当且仅当2425t =时等号成立),故OA OB -的取值范围为7,25∞⎡⎫+⎪⎢⎣⎭.【解法3】 由 2247sin 2sincos,cos 2cos 12225225θθθθθ==-=-=设 (0)OB t t =>, 则依据三角函数定义可得点 B 坐标为 724,2525t t ⎛⎫-⎪⎝⎭.由此可得 2222227242477||012525252525OA OB t t t ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-+-+=-+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭(当且仅当 2425t = 时等号成立).故 OA OB - 的取值范围为 7,25∞⎡⎫+⎪⎢⎣⎭.【例2】(1)已知,0,2παβ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭, 且()3cos cos cos 2αβαβ+-+=, 求α和β的值; (2) 求246cos cos cos 777πππ++的值. 【解析】(1) 原条件可化为()3sin sin 1cos cos cos 2αβαβα+-=-. 构造向量()()sin ,1cos ,sin ,cos m n ααββ=-=由m nm n ⋅得23cos sin 2αα-+解得211 cos 0,cos ,0,222πααα⎛⎫⎛⎫-=∈ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭3πα∴=.3παββ=根据和的对称性可知(2) 如图129-所示,将边长为 1 的正七边形ABCDEFO 放人直角坐标系中,则()224466 1,0,cos ,sin ,cos ,sin ,cos ,sin 777777OA AB BC CD ππππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫==== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭8810101212cos ,sin,cos ,sin ,cos ,sin .777777DE EF FO ππππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭0OA AB BC CD DE EF FO ++++++=故2468101224 1coscos cos cos cos cos ,0sin sin 77777777ππππππππ⎛+++++++++ ⎝()681012sinsin sin sin 0,07777ππππ⎫+++=⎪⎭即246810121coscos cos cos cos cos 0777777ππππππ++++++=,① 86104122 coscos ,cos cos ,cos cos 777777ππππππ===由三角函数诱导公式可得 ∴①式可化为24612cos cos cos 0.777πππ⎛⎫+++= ⎪⎝⎭2461coscos cos 7772πππ∴++=-【例3】已知()()() cos ,sin ,cos ,sin ,sin 2sin ,cos 2cos a b x x c x x αααα===++,其中0x απ<<<。
高三总复习数学检测题 解三角形中的综合问题

解三角形中的综合问题1.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,sin 2B +sin 2C =sin 2A +sin B sin C .(1)求A ;(2)若b +c =6,求△ABC 的中线AM 的最小值.解:(1)在△ABC 中,由正弦定理化sin 2B +sin 2C =sin 2A +sin B sin C 为b 2+c 2=a 2+bc ,即b 2+c 2-a 2=bc ,由余弦定理得cos A =b 2+c 2-a 22bc =12,而0<A <π,所以A =π3.(2)因AM 是△ABC 的中线,则AM ―→=12⎝⎛⎭⎫AB ―→+AC ―→ ,由(1)知A =π3,于是得AM ―→2=14(AB ―→+AC ―→)2=14(b 2+c 2+bc )=14[(b +c )2-bc ]≥14⎣⎢⎡⎦⎥⎤(b +c )2-⎝ ⎛⎭⎪⎫b +c 22=274,当且仅当b =c =3时等号成立,则⎪⎪⎪⎪AM ―→≥332,所以△ABC 的中线AM 的最小值为332. 2.(2021·新高考Ⅰ卷)记△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知b 2=ac ,点D 在边AC 上,BD ·sin ∠ABC =a sin C .(1)证明:BD =b .(2)若AD =2DC ,求cos ∠ABC .解:(1)证明:由BD ·sin ∠ABC =a sin C 及正弦定理, 得BD =a sin Csin ∠ABC =ac b =b 2b=b .(2)由cos ∠BDA +cos ∠BDC =0及余弦定理,得b 2+⎝⎛⎭⎫23b 2-c 22·b ·23b +b 2+⎝⎛⎭⎫13b 2-a 22·b ·13b=0.整理得113b 2-2a 2-c 2=0,即113ac -2a 2-c 2=0,所以⎝⎛⎭⎫c a 2-113·c a +2=0,解得c a =3或c a =23. 所以cos ∠ABC =a 2+c 2-b 22ac =a 2+c 2-ac2ac =1+⎝⎛⎭⎫c a 2-ca 2·ca.当ca =3时,cos ∠ABC =1+9-32×3=76(不合题意,舍去);当c a =23时,cos ∠ABC =1+49-232×23=712. 所以cos ∠ABC =712. 3.在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,请在①a 2+c 2-b 2=433S △ABC;②a +a cos B =3b sin A ;③()2c -a cos B =b cos A 这三个条件中任意选择一个,完成下列问题:(1)求∠B 的大小;(2)若b =2,求△ABC 面积的取值范围. 解:(1)若选①,a 2+c 2-b 2=433S △ABC ,则2ac cos B =433×12ac sin B , ∴tan B =3,又B ∈()0,π,则∠B =π3.若选②,由正弦定理得sin A +sin A cos B =3sin B sin A ,又sin A ≠0,∴3sin B -cos B =2⎝⎛⎭⎫sin B cos π6-cos B sin π6=1,∴sin ⎝⎛⎭⎫B -π6=12,又B ∈()0,π,∴B -π6=π6,则∠B =π3. 若选③,由正弦定理得(2sin C -sin A )cos B =sin B cos A ,∴整理得2sin C cos B =sin A cos B +sin B cos A =sin(A +B )=sin C ,又sin C ≠0,∴cos B =12,又B ∈(0,π),则∠B =π3.(2)由题设知:a 2+c 2-2ac cos B =b 2=4,又∠B =π3,∴a 2+c 2-ac =4,又a 2+c 2≥2ac ,∴ac ≤4,由S =12ac sin B =12ac sin π3=34ac ≤3,当且仅当a =c =2时取等号.∴△ABC 面积的取值范围为(0,3].4.在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,a +b =1且满足条件________. (1)求C ;(2)求c 的取值范围. 请从下列两个条件:①S =34(a 2+b 2-c 2); ②3tan A tan B -tan A -tan B =3中选一个条件补充到横线上并解决问题.解:(1)补充①S =34(a 2+b 2-c 2). 由余弦定理可知2ab cos C =a 2+b 2-c 2, 则S =34·2ab cos C =32·ab cos C , 又S =12ab sin C ,故可得tan C =3,所以C =π3.补充②3tan A tan B -tan A -tan B = 3.由②得3sin A sin B -sin A cos B -cos A sin B =3cos A cos B ,整理可得tan(A +B )=-3,故tan C =3,所以C =π3.(2)由余弦定理可知c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,又cos C =12,a +b =1,∴c 2=a 2+b 2-2ab cos C =a 2+b 2-ab =(a +b )2-3ab =1-3ab .又a +b ≥2ab ,a >0,b >0,∴0<ab ≤12,∴14≤1-3ab <1,即14≤c 2<1, ∴12≤c <1,∴c 的取值范围为⎣⎡⎭⎫12,1. 5.在锐角△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知sin 2C -sin 2B =sin 2A -3sin A sin B .(1)求角C 的大小;(2)求sin A +cos B +tan C 的取值范围.解:(1)因为sin 2C -sin 2B =sin 2A -3sin A sin B , 由正弦定理得c 2-b 2=a 2-3ab ,所以a 2+b 2-c 2=3ab, 由余弦定理得cos C =a 2+b 2-c 22ab =32,因为0<C <π2,所以C =π6.(2)因为在锐角△ABC 中,C =π6,所以⎩⎪⎨⎪⎧0<A <π2,0<B <π2,A +B =5π6,得π3<B <π2, sin A +cos B +tan C =sin ()B +C +cos B +33=32sin B +32cos B +33=3sin ⎝⎛⎭⎫B +π3+33,因为2π3<B +π3<5π6,所以12<sin ⎝⎛⎭⎫B +π3<32, 即536<sin A +cos B +tan C <32+33,所求取值范围为⎝⎛⎭⎫536,32+33.6.(2021·唐山三模)如图所示,在梯形ABCD 中,AB ∥CD ,∠BAD =π2,点E 是AD 上一点,DE =2AE =4,2BC cos ∠BEC =BE cos ∠EBC +CE cos ∠ECB .(1)求∠BEC 的大小;(2)若△BCE 的面积S 为83,求BC .解:(1)因为2BC cos ∠BEC =BE cos ∠EBC +CE cos ∠ECB =BE ·BE 2+BC 2-CE 22BE ·BC +CE ·CE 2+BC 2-BE 22CE ·BC=BC ,所以cos ∠BEC =12.因为∠BEC 为三角形的内角,故∠BEC =π3.(2)设∠AEB =α,则∠DEC =2π3-α,其中0<α<2π3.因为DE =2AE =4,所以BE =AE cos α=2cos α,CE =DE cos ⎝⎛⎭⎫2π3-α=4cos ⎝⎛⎭⎫2π3-α. △BCE 的面积S =12BE ·CE ·sin π3=23cos αcos ⎝⎛⎭⎫2π3-α=23-cos 2α2+32cos αsin α=83-2cos 2α+23cos αsin α=833sin 2α-cos 2α-1=832sin ⎝⎛⎭⎫2α-π6-1, 由已知得832sin ⎝⎛⎭⎫2α-π6-1=83,所以sin ⎝⎛⎭⎫2α-π6=1, 由0<α<23π,得-π6<2α-π6<76π,故2α-π6=π2,所以α=π3,此时BE =2cos α=4,CE =4cos ⎝⎛⎭⎫2π3-α=8,所以在△BCE 中,由余弦定理得BC2=BE2+CE2-2BE×CE cos∠BEC=48,所以BC=4 3.。
文科数学二轮复习专题三角函数解三角形平面向量

专题一:三角函数、解三角形、平面向量【例题讲解】要点1:三角函数的概念、同角诱导公式的简单应用例1:如图,以Ox 为始边作角α与β(παβ<<<0) ,它们终边分别与单位圆相交于点P 、Q ,已知点P 的坐标为(53-,54) (1)求αααtan 112cos 2sin +++的值; (2)若OP ·0=OQ ,求)sin(βα+。
解:(1)由三角函数定义得53cos -=α,54sin =α∴原式αααααααααααα22cos 2cos cos sin )cos (sin cos 2cos sin 1cos 2cos sin 2=++=++=2=·(53-)2=2518 (2)OP ·0=OQ ,∴2πβα=-∴2παβ-=,∴53cos )2sin(sin =-=-=απαϖ54sin )2cos(cos ==-=απαβ ∴βαβαβαsin cos cos sin )sin(+=+25753)53(5454=⋅-+⋅=要点2:函数y=Asin(ωx+φ)的解析式、图象性质问题例2:已知函数()sin 2f x x =,()cos(2)6g x x π=-,直线x t =(t R ∈)与函数()f x 、()g x 的图象分别交于M 、N 两点.(1)当4t π=时,求||MN 的值; (2)求||MN 在[0,]2t π∈时的最大值.【解析】(1))cos(2)|4|||si 26n(4MN πππ⨯-⨯+=. …… 2分23|1cos |32π=-=. ……5分 (2)332cos(2)||sin 2cos 2|62||2|sin t t t MN t π=-+=-. ……8分 3|sin(2)|6t π=-. ……11分 ∵[0,]2t π∈,26[,]66t ππππ∈---, ……13分 ∴||MN 的最大值为3. ……15分要点3:三角变换及求值例3:已知向量)2,1(),cos ,(sin -==n A A m ,且0=⋅n m(Ⅰ)求tan A 的值;(Ⅱ)求函数()cos 2tan sin (f x x A x x =+∈R )的值域解析:(Ⅰ)由题意得m ·n=sinA-2cosA=0,因为cosA ≠0,所以tanA=2.(Ⅱ)由(Ⅰ)知tanA=2得2213()cos 22sin 12sin 2sin 2(sin ).22f x x x x x x =+=-+=--+因为x ∈R,所以[]sin 1,1x ∈-.当1sin 2x =时,f(x)有最大值32,当sinx=-1时,f(x)有最小值-3所以所求函数f(x)的值域是33,.2⎡⎤-⎢⎥⎣⎦要点4:正、余弦定理的应用例4:在△ABC 中,a, b, c 分别为内角A, B, C 的对边,且2sin (2)sin (2)sin .a A a c B c b C =+++ (Ⅰ)求A 的大小; (Ⅱ)求sin sin B C +的最大值.【命题立意】考查了正弦定理,余弦定理,考查了三角函数的恒等变换,三角函数的最值。
高三数学二轮复习解三角形练习含试题答案

解三角形[明考情]高考中主要考查正弦定理、余弦定理在解三角形中的应用.求三角形的面积问题一般在解答题的17题位置. [知考向]1.利用正弦、余弦定理解三角形.2.三角形的面积.3.解三角形的综合问题.考点一 利用正弦、余弦定理解三角形方法技巧 (1)公式法解三角形:直接利用正弦定理或余弦定理,其实质是将几何问题转化为代数问题,适用于求三角形的边或角.(2)边角互化法解三角形:合理转化已知条件中的边角关系,适用于已知条件是边角混和式的解三角形问题.1.(2017·天津)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知a sin A =4b sin B ,ac =5(a 2-b 2-c 2).(1)求cos A 的值; (2)求sin(2B -A )的值.解 (1)由a sin A =4b sin B 及a sin A =bsin B ,得a =2b .由ac =5(a 2-b 2-c 2)及余弦定理,得cos A =b 2+c 2-a 22bc=-55ac ac=-55. (2)由(1),可得sin A =255,代入a sin A =4b sin B ,得sin B =a sin A 4b =55. 由(1)知,A 为钝角,所以cos B =1-sin 2B =255. 于是sin 2B =2sin B cos B =45,cos 2B =1-2sin 2B =35,故sin(2B -A )=sin 2B cos A -cos 2B sin A =45×⎝ ⎛⎭⎪⎫-55-35×255=-255.2.如图,在△ABC 中,∠ABC =90°,AB =3,BC =1,P 为△ABC 内一点,∠BPC =90°.(1)若PB =12,求PA ;(2)若∠APB =150°,求tan∠PBA .解 (1)由已知得∠PBC =60°,∠PBA =30°.在△PBA 中,由余弦定理,得PA 2=3+14-2×3×12cos 30°=74,∴PA =72. (2)设∠PBA =α,由已知得PB =sin α,在△PBA 中,由正弦定理得3sin 150°=sin αsin (30°-α),化简得3cos α=4sin α,故tan α=34,即tan∠PBA =34. 3.在△ABC 中,a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 的对边,且1a +b +1a +c =3a +b +c. (1)求角A 的大小;(2)若c b =12+3,a =15,求b 的值.解 (1)由题意,可得a +b +c a +b +a +b +c a +c =3,即c a +b +ba +c=1, 整理得b 2+c 2-a 2=bc ,由余弦定理知,cos A =b 2+c 2-a 22bc =12,因为0<A <π,所以A =π3.(2)根据正弦定理,得cb =sin C sin B =sin (A +B )sin B =sin A cos B +cos A sin B sin B =sin Atan B+cos A =32tan B +12=12+3, 解得tan B =12,所以sin B =55.由正弦定理得,b =a sin Bsin A=15×5532=2.4.设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且b sin A =3a cos B . (1)求角B 的大小;(2)若b =3,sin C =2sin A ,求a ,c 的值. 解 (1)∵b sin A =3a cos B ,由正弦定理得sin B sin A =3sin A cos B . 在△ABC 中,sin A ≠0, 即得tan B = 3. ∵B ∈(0,π),∴B =π3.(2)∵sin C =2sin A ,由正弦定理得c =2a , 由余弦定理b 2=a 2+c 2-2ac cos B , 即9=a 2+4a 2-2a ·2a cos π3,解得a =3,∴c =2a =2 3. 考点二 三角形的面积方法技巧 三角形面积的求解策略(1)若所求面积的图形为不规则图形,可通过作辅助线或其他途径构造三角形,转化为三角形的面积.(2)若所给条件为边角关系,则运用正弦、余弦定理求出其两边及其夹角,再利用三角形面积公式求解.5.(2016·全国Ⅰ)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知2cos C (a cos B +b cosA )=c .(1)求角C 的大小;(2)若c =7,△ABC 的面积为332,求△ABC 的周长. 解 (1)由已知及正弦定理得,2cos C (sin A cos B +sin B ·cos A )=sin C ,2cos C sin(A +B )=sin C ,故2sin C cos C =sin C .因为0<C <π,所以cos C =12,所以C =π3.(2)由已知,12ab sin C =332,又C =π3,所以ab =6,由已知及余弦定理得,a 2+b 2-2ab cosC =7,故a 2+b 2=13,从而(a +b )2=25,可得a +b =5.所以△ABC 的周长为5+7.6.在△ABC 中,已知C =π6,向量m =(sin A ,1),n =(1,cos B ),且m ⊥n .(1)求A 的大小;(2)若点D 在边BC 上,且3BD →=BC →,AD =13,求△ABC 的面积. 解 (1)由题意知m ·n =sin A +cos B =0,又C =π6,A +B +C =π,所以sin A +cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6-A =0. 所以sin A -32cos A +12sin A =0,即sin ⎝⎛⎭⎪⎫A -π6=0.又0<A <5π6,所以A -π6∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,2π3,所以A -π6=0,即A =π6.(2)设|BD →|=x ,由3BD →=BC →,得|BC →|=3x , 由(1)知,A =C =π6,所以|BA →|=3x ,B =2π3.在△ABD 中,由余弦定理,得(13)2=(3x )2+x 2-2·3x ·x cos 2π3,解得x =1,所以AB =BC =3,所以S △ABC =12BA ·BC ·sin B =12·3·3·sin 2π3=934.7.(2017·全国Ⅱ)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知sin(A +C )=8sin 2B2.(1)求cos B 的值;(2)若a +c =6,△ABC 面积为2,求b .解 (1)由题设及A +B +C =π,得sin B =8sin 2B2,故sin B =4(1-cos B ).上式两边平方,整理得17cos 2B -32cos B +15=0, 解得cos B =1(舍去)或cos B =1517.故cos B =1517.(2)由cos B =1517,得sin B =817,故S △ABC =12ac sin B =417ac .又S △ABC =2,则ac =172.由余弦定理及a +c =6, 得b 2=a 2+c 2-2ac cos B =(a +c )2-2ac (1+cos B ) =36-2×172×⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1517=4.所以b =2.8.(2017·延边州一模)已知函数f (x )=sin 2ωx -sin 2⎝⎛⎭⎪⎫ωx -π6⎝ ⎛⎭⎪⎫x ∈R ,ω为常数且12<ω<1,函数f (x )的图象关于直线x =π对称. (1)求函数f (x )的最小正周期;(2)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若a =1,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫35A =14,求△ABC 面积的最大值.解 (1)f (x )=12-12cos 2ωx -⎣⎢⎡⎦⎥⎤12-12cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2ωx -π3=12cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2ωx -π3-12cos 2ωx =-14cos 2ωx +34sin 2ωx =12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2ωx -π6.令2ωx -π6=π2+k π,解得x =π3ω+k π2ω,k ∈Z .∴f (x )的对称轴为x =π3ω+k π2ω,k ∈Z .令π3ω+k π2ω=π, 解得ω=2+3k6,k ∈Z .∵12<ω<1, ∴当k =1时,ω=56,∴f (x )=12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫53x -π6.∴f (x )的最小正周期T =2π53=6π5.(2)∵f ⎝ ⎛⎭⎪⎫35A =12sin ⎝⎛⎭⎪⎫A -π6=14,∴sin ⎝⎛⎭⎪⎫A -π6=12.∴A =π3.由余弦定理得,cos A =b 2+c 2-a 22bc =b 2+c 2-12bc =12,∴b 2+c 2=bc +1≥2bc , ∴bc ≤1.∴S △ABC =12bc sin A =34bc ≤34,∴△ABC 面积的最大值是34. 考点三 解三角形的综合问题方法技巧 (1)题中的关系式可以先利用三角变换进行化简.(2)和三角形有关的最值问题,可以转化为三角函数的最值问题,要注意其中角的取值. (3)和平面几何有关的问题,不仅要利用三角函数和正弦、余弦定理,还要和三角形、平行四边形的一些性质结合起来.9.(2017·天津)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知a >b ,a =5,c =6,sin B =35.(1)求b 和sin A 的值; (2)求sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A +π4的值. 解 (1)在△ABC 中,因为a >b , 所以由sin B =35,得cos B =45.由已知及余弦定理,得b 2=a 2+c 2-2ac cos B =13, 所以b =13.由正弦定理a sin A =bsin B , 得sin A =a sin Bb =31313. 所以b 的值为13,sin A 的值为31313.(2)由(1)及a <c ,得cos A =21313,所以sin 2A =2sin A cos A =1213,cos 2A =1-2sin 2A =-513.所以sin ⎝⎛⎭⎪⎫2A +π4=sin 2A cos π4+cos 2A sin π4=7226.10.△ABC 的三个角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,1+tan A tan B =2c3b .(1)求角A 的大小;(2)若△ABC 为锐角三角形,求函数y =2sin 2B -2sin B cosC 的取值范围.解 (1)因为1+tan A tan B =2c 3b ,所以由正弦定理,得1+sin A cos B cos A sin B =sin (A +B )cos A sin B =2sin C3sin B .因为A +B +C =π,所以sin(A +B )=sin C ,所以sin C cos A sin B =2sin C3sin B ,因为sin C ≠0,sin B ≠0,所以cos A =32,故A =π6. (2)因为A +B +C =π,A =π6,所以B +C =5π6. 所以y =2sin 2B -2sin B cosC =1-cos 2B -2sin B cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6-B=1-cos 2B +3sin B cos B -sin 2B =1-cos 2B +32sin 2B -12+12cos 2B =12+32sin 2B -12cos 2B =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2B -π6+12.又△ABC 为锐角三角形,所以π3<B <π2⇒π2<2B -π6<5π6,所以y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2B -π6+12∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32.故函数y =2sin 2B -2sin B cosC 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32.11.(2017·咸阳二模)设函数f (x )=sin x cos x -sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4(x ∈R ), (1)求函数f (x )的单调区间;(2)在锐角△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若f ⎝ ⎛⎭⎪⎫C 2=0,c =2,求△ABC 面积的最大值.解 (1)函数f (x )=sin x cos x -sin 2⎝⎛⎭⎪⎫x -π4(x ∈R ).化简可得f (x )=12sin 2x -12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π2=sin 2x -12. 令2k π-π2≤2x ≤2k π+π2(k ∈Z ),则k π-π4≤x ≤k π+π4(k ∈Z ),即f (x )的递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π4,k π+π4(k ∈Z ).令2k π+π2≤2x ≤2k π+3π2(k ∈Z ),则k π+π4≤x ≤k π+3π4(k ∈Z ),即f (x )的递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π+π4,k π+3π4(k ∈Z ).(2)由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫C 2=0,得sin C =12, 又因为△ABC 是锐角三角形, 所以C =π6.由余弦定理得c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,将c =2,C =π6代入得4=a 2+b 2-3ab ,由基本不等式得a 2+b 2=4+3ab ≥2ab ,即ab ≤4(2+3), 所以S △ABC =12ab sin C ≤12·4(2+3)·12=2+3,即△ABC 面积的最大值为2+ 3.12.在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且m =(2a -c ,cos C ),n =(b ,cos B ),m ∥n .(1)求角B 的大小;(2)若b =1,当△ABC 的面积取得最大值时,求△ABC 内切圆的半径.解 (1)由已知可得(2a -c )cos B =b cos C ,结合正弦定理可得(2sin A -sin C )cos B =sinB cosC ,即2sin A cos B =sin(B +C ),又sin A =sin(B +C )>0,所以cos B =12,所以B =π3.(2)由(1)得B =π3,又b =1,在△ABC 中,b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,所以12=a 2+c 2-ac ,即1+3ac =(a +c )2.又(a +c )2≥4ac ,所以1+3ac ≥4ac , 即ac ≤1,当且仅当a =c =1时取等号.从而S △ABC =12ac sin B =34ac ≤34,当且仅当a =c =1时,S △ABC 取得最大值34.设△ABC 内切圆的半径为r ,由S △ABC =12(a +b +c )r ,得r =36.例 (12分)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,向量m =(a +b ,sin A -sin C ),向量n =(c ,sin A -sin B ),且m ∥n . (1)求角B 的大小;(2)设BC 的中点为D ,且AD =3,求a +2c 的最大值及此时△ABC 的面积. 审题路线图向量m ∥n ―→边角关系式――――→利用正弦定理转化△ABC 三边关系式――――→余弦定理求得角B ――――→引进变量(设角θ)用θ表示a +2c (目标函数)―→辅助角公式求最值―→求S △ABC 规范解答·评分标准 解 (1)因为m ∥n ,所以(a +b )(sin A -sin B )-c (sin A -sin C )=0,………………………………………………………………………………………………1分 由正弦定理,可得(a +b )(a -b )-c (a -c )=0,即a 2+c 2-b 2=ac . ……………………3分由余弦定理可知,cos B =a 2+c 2-b 22ac =ac 2ac =12.因为B ∈(0,π),所以B =π3.…………5分(2)设∠BAD =θ,则在△BAD 中,由B =π3可知,θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,2π3.由正弦定理及AD =3,有BDsin θ=ABsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-θ=3sinπ3=2,所以BD =2sin θ,AB =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2π3-θ=3cos θ+sin θ,所以a =2BD =4sin θ,c =AB =3cos θ+sin θ,………………………………………8分 从而a +2c =23cos θ+6sin θ=43sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π6.由θ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,2π3可知,θ+π6∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,5π6,所以当θ+π6=π2,即当θ=π3时,a +2c 取得最大值4 3 (11)分此时a =23,c =3,所以S △ABC =12ac sin B =332.………………………………………………………………………………………………12分 构建答题模板[第一步] 找条件:分析寻找三角形中的边角关系.[第二步] 巧转化:根据已知条件,选择使用的定理或公式,确定转化方向,实现边角互化. [第三步] 得结论:利用三角恒等变换进行变形,得出结论. [第四步] 再反思:审视转化过程的合理性.1.(2016·山东)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知2(tan A +tan B )=tan Acos B +tan Bcos A. (1)证明:a +b =2c ; (2)求cos C 的最小值. (1)证明 由题意知,2⎝⎛⎭⎪⎫sin A cos A +sin B cos B =sin A cos A cos B +sin B cos A cos B.化简得2(sin A cos B +sin B cos A )=sin A +sin B , 即2sin(A +B )=sin A +sin B ,因为A +B +C =π, 所以sin(A +B )=sin(π-C )=sin C ,从而sin A +sin B =2sin C ,由正弦定理得a +b =2c .(2)解 由(1)知c =a +b2,所以cos C =a 2+b 2-c22ab=a 2+b 2-⎝⎛⎭⎪⎫a +b 222ab =38⎝ ⎛⎭⎪⎫a b +b a -14≥12,当且仅当a =b 时,等号成立,故cos C 的最小值为12.2.已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,A 为锐角,向量m =(2sin A ,-3),n =⎝⎛⎭⎪⎫cos 2A ,2cos 2A 2-1,且m ∥n .(1)求A 的大小;(2)如果a =2,求△ABC 面积的最大值.解 (1)由m ∥n ,可得2sin A ·⎝ ⎛⎭⎪⎫2cos 2A 2-1+3cos 2A =0,即2sin A ·cos A +3cos 2A =0,所以sin 2A =-3cos 2A ,即tan 2A =- 3.因为A 为锐角,故0°<2A <180°,所以2A =120°,A =60°.(2)如果a =2,在△ABC 中,由余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,可得4=b 2+c 2-bc ≥2bc -bc =bc ,即bc ≤4,所以S =12bc sin A ≤12×4×32=3, 故△ABC 面积的最大值为 3.3.在海岸A 处,发现北偏东45°方向距A 为3-1海里的B 处有一艘走私船,在A 处北偏西75°方向,距A 为2海里的C 处的缉私船奉命以103海里/小时的速度追截走私船.此时走私船正以10海里/小时的速度从B 处向北偏东30°方向逃窜,问缉私船沿什么方向能最快追上走私船?并求出所需要的时间.(注:6≈2.449)解 设缉私船追上走私船所需时间为t 小时,如图所示,则CD =103t 海里,BD =10t 海里.在△ABC 中,因为AB =(3-1)海里,AC =2海里,∠BAC =45°+75°=120°, 根据余弦定理,可得BC =(3-1)2+22-2·2·(3-1)cos 120°=6(海里). 根据正弦定理,可得sin∠ABC =AC ·sin 120°BC =2·326=22. 所以∠ABC =45°,易知CB 方向与正北方向垂直,从而∠CBD =90°+30°=120°. 在△BCD 中,根据正弦定理,可得sin∠BCD =BD ·sin∠CBD CD =10t ·sin 120°103t=12, 所以∠BCD =30°,∠BDC =30°, 所以DB =BC =6海里.则有10t =6,t =610≈0.245(小时)=14.7(分钟).故缉私船沿北偏东60°方向,最快需约14.7分钟才能追上走私船.4.(2017·济南一模)已知f (x )=23sin x cos x -cos(π+2x ).(1)求f (x )的单调增区间;(2)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,若f (C )=1,c =3,a +b =23,求△ABC 的面积.解 (1)f (x )=23sin x cos x -cos(π+2x ).化简可得f (x )=3sin2x +cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6. 由-π2+2k π≤2x +π6≤π2+2k π,k ∈Z , 得-π3+k π≤x ≤π6+k π,k ∈Z . ∴f (x )的单调增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3+k π,π6+k π,k ∈Z . (2)由(1)可知,f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6. ∵f (C )=1,即2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2C +π6=1, 0<C <π,可得2C +π6=5π6,∴C =π3. 由a +b =23,可得a 2+b 2=12-2ab . ∵c =3,根据余弦定理cos C =a 2+b 2-c 22ab, 可得12-2ab -c 22ab =12,解得ab =3. 故△ABC 的面积S =12ab sin C =12×3×32=334. 5.已知向量a =⎝⎛⎭⎪⎫sin x ,34,b =(cos x ,-1). (1)当a ∥b 时,求cos 2x -sin 2x 的值;(2)设函数f (x )=2(a +b )·b ,已知在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若a =3,b =2,sin B =63,求f (x )+4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A +π6⎝ ⎛⎭⎪⎫x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3的取值范围. 解 (1)因为a ∥b ,所以34cos x +sin x =0,所以tan x =-34.cos 2x -sin 2x =cos 2x -2sin x cos x sin 2x +cos 2x =1-2tan x 1+tan 2x =85. (2)f (x )=2(a +b )·b =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4+32. 由正弦定理a sin A =b sin B ,得sin A =22, 所以A =π4或A =3π4,因为b >a ,所以A =π4, f (x )+4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A +π6=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4-12. 因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3,所以2x +π4∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,11π12, 所以32-1≤f (x )+4cos ⎝⎛⎭⎪⎫2A +π6≤2-12. 所以所求取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤32-1,2-12.。
解三角形(文科)解答题30题--高考数学复习提分复习资料 教师版

专题2解三角形(文科)解答题30题1.(广西邕衡金卷2023届高三第二次适应性考试数学(文)试题)记ABC 的面积为S ,其内角,,A B C 的对边分别为a ,b ,c ,已知1c =,)2214a b S +-=.(1)求C ;(2)求ABC 面积的最大值.2.(内蒙古自治区赤峰市2022届高三模拟考试数学(文科)4月20日试题)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且满足sin cos 6b A a B π⎛⎫=- ⎪⎝⎭.(1)求tan B 的值;(2)设3a =,1c =,求b 和△ABC 的面积.3.(山西省运城市2022届高三5月考前适应性测试数学(文)试题(A 卷))在ABC中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,cos sin cos sin )a C A A c A =-.(1)求A ;(2)a =,ABC 的外接圆圆心为点P ,求PBC 的周长.4.(贵州省贵阳市白云区2023届高三上学期阶段性质量监测数学(文)试题)在ABC中,内角、、A B C 的对边分别为a 、b 、c ,在条件:①sin cos a C A ;()sin 0B C A ++=;③222sin sin sin sin sin B C B C A +-=,从上述三个条件中任选一个作为题目的补充条件,你的选择是______,并解答下面问题:(1)求角A 的大小;(2)若b c a +=ABC 的面积.5.(江西省宜春市丰城中学2022届高三高考模拟数学(文)试题)在ABC 中,内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,sin sin 2B Cb a B +⋅=,(1)求角A ;(2)若2AB AC ⋅=,求a 的最小值.6.(山西省太原市2022届高三下学期三模文科数学试题)已知锐角ABC中,()()sin sinA B A B+=-=.(1)求tan tanAB;(2)若7AB=,求ABC的面积S.7.(陕西省西安市莲湖区2022届高三下学期高考模拟考试文科数学试题)在①()cos 2cos A B C =+,②sin cos a C A =这两个条件中任选一个作为已知条件,然后解答问题.在ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,______.(1)求角A ;(2)若2b =,4c =,求ABC 的BC 边上的中线AD 的长.8.(陕西省西安地区八校2022届高三下学期5月联考文科数学试题)如图,在平面四边形ABCD 中,E 为AD 2AB =,3BC AE ==,5CD DE ==.(1)若2BE =,求()tan ABE BEA ∠+∠的值;(2)若120BCD ∠=︒,求BE 的长.(2)连接BD .在BCD △中,3BC =,CD 2235235cos1203430BD =+-⨯⨯⨯︒=-由余弦定理,得22232cos 23BE AEB BE +-∠=⨯⨯余弦定理,得22257cos BE BED +-==∠9.(2023·河南信阳·河南省信阳市第二高级中学校联考一模)在ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若22a b bc -=.(1)求证:2A B =;(2)若3cos 4B =,点D 为边AB 上的一点,CD 平分ACB ∠,1CD =,求边长b .中,由正弦定理可得:在ACD10.(2022·贵州贵阳·贵阳一中校考模拟预测)在①10ac =,②a =③()sin sin 6sin b A C B +=这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,若问题中的三角形存在,求c 的值及三角形ABC 的面积;若问题中的三角形不存在,请说明理由.问题:是否存在,ABC 它的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且cos2,3,sin Bb bc C==___________?注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.11.(广东省潮州市2022届高三下学期二模数学试题)已知在ABC 中,A ,B ,C 为三个内角,a ,b ,c 为三边,2cos c b B =,2π3C =.(1)求角B 的大小;(2)在下列两个条件中选择一个作为已知,求出BC 边上的中线的长度.①ABC 的面积为4;②ABC 的周长为4+的三个12.(贵州省铜仁市2023届高三上学期期末质量监测数学(文)试题)设ABC的面积为S.且有关系式:内角A,B,C所对的边长为a,b,c,ABC2+=+.cos2cos22cos2sin sinA B C A B(1)求C;(2)求2cS的最小值.13.(广西四市2022届高三4月教学质量检测数学(文)试题)设ABC 的内角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,且2cos 2sin c b A b A -=.(1)证明:()sin 2sin sin A B B A -=;(2)若3A B =,求B 的值.14.(广西南宁市第十九中学2023届高三数学(文)信息卷(三)试题)在ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a 、b 、c ,已知2222cos cos b c a ac C c A +-=+.(1)求角A 的大小;(2)若5a =,2c =,求ABC 的面积.15.(江西省南昌市2022届高三第二次模拟测试数学(文)试题)如图,锐角OAB 中,OA OB =,延长BA 到C ,使得3AC =,4AOC π∠=,sin 3OAC =∠.(1)求OC ;(2)求sin BOC ∠.16.(江西省重点中学盟校2022届高三第二次联考数学(文)试题)在ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,从条件①:sin sin 2B C b a B +=,条件②:1cos 2b a Cc =+,条件③:tan (2)tan b A c b B =-这三个条件中选择一个作为已知条件.(1)求角A ;(2)若3AB AC ⋅=,求a 的最小值.17.(江西省景德镇市2023届高三上学期第二次质检数学(文)试题)在ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若sin tan cos 2cos C B C A =-且角A 为锐角.(1)求角B ;(2)若ABC b 的最小值.18.(宁夏银川一中2022届高三二模数学(文)试题)ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且ABC 的面积tan S B =⋅.(1)求B ;(2)若a 、b 、c 成等差数列,ABC ∆的面积为32,求2b .19.(宁夏平罗中学2022届高三下学期第三次模拟数学(文)试题)已知函数()f x m n =⋅,向量()sin cos n x x x =+ ,()cos sin ,2sin m x x x =-,在锐角ABC 中内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,(1)若()1f A =,求角A 的大小;(2)在(1)的条件下,a =c b +的最大值.20.(内蒙古包头市2022届高三第一次模拟考试文科数学试题(A 卷))如图所示,经过村庄B 有两条夹角为60︒的公路BA 和BC ,根据规划拟在两条公路之间的区域内建一工厂F ,分别在两条公路边上建两个仓库D 和E (异于村庄B ),设计要求3FD FE DE ===(单位:千米).(1)若30BDE ∠=︒,求BF 的值(保留根号);(2)若设BDE θ∠=,当θ为何值时,工厂产生的噪音对村庄B 的居民影响最小(即工厂F 与村庄B 的距离最远),并求其最远距离.(精确到0.1 1.732≈)21.(内蒙古赤峰市2022届高三下学期5月模拟考试数学(文科)试题)ABC 的三个内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c 且()()()sin sin sin b c C B c a A +-=-(1)求B ;(2)若2a =,b =ABC 的面积.22.(山西省晋中市2022届高三下学期5月模拟数学(文)试题)在ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .在①23coscos cos 24A C A C --=;②()22sin sin sin 3sin sin A C B A C +=+;③2cos 2b C c a +=这三个条件中任选一个作为已知条件.(1)求角B 的大小;(2)若a c +=ABC 周长的最小值.23.(陕西省宝鸡中学2022届高三下学期高考模拟文科数学试题)已知())cos ,cos ,,cos a x x b x x ==-,()f x a b =⋅ ,(1)求()f x 的单调递增区间;(2)设ABC 的内角,,A B C所对的边分别为,,a b c ,若()12f A =,且a 22b c +的取值范围.24.(广西桂林市第十八中学2020-2021学年高二上学期第一次阶段性考试数学(文)试题)已知ABC 的三个内角、、A B C 的对边分别为a b c 、、,若角A B C ,,成等差数列,且2b =,(1)求ABC 的外接圆直径;(2)求a c +的取值范围.25.(甘肃省天水市田家炳中学2022-2023学年高三下学期开学考试数学(文科)试题)记ABC 的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c .已知()()sin sin a B C b c B +=+,D 为边BC 的中点.(1)证明:2A B =;(2)若π3A =,AD ABC 的周长l .26.(河南省平顶山市汝州市2022届高三3月联考文科数学试题)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,△ABC 的面积S AB AC →→=⋅.(2)延长AC 至点D ,使得CD =AC ,且BD =2BC ,若c =6,求△ABC 的周长.27.(甘肃省酒泉市2022届高三5月联考文科数学试题)在ABC 中,内角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,已知cos cos 26A C b C ππ⎛⎫⎛⎫--=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.(2)若a b =,P 为ABC 内一点,2PA =,4PC =,则从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立:①BP CP ⊥;②PB =;③150∠= BPA .28.(青海省海东市第一中学2022届高考模拟(一)数学(文)试题)在ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,221cos 2a b bc ac B -+=.(1)求角A ;(2)若sin b A B =,求ABC 面积的最大值.29.(河南省2022-2023年度高三模拟考试数学(文科)试题)已知ABC 的内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,且(sin sin )sin sin a A C c C b B -+=.(1)求角B ;(2)若5b =,求ABC 周长的最大值.30.(河南省郑州市2023届高三第一次质量预测文科数学试题)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,且cos sin b c a B B +=+.(1)求角A 的大小;(2)若D 是BC 边上一点,且2CD DB =,若2AD =,求△ABC 面积的最大值.因为2CD DB=,23 AD AB=由222133AD AB AC⎛⎫=+⎪⎝⎭,所以。
高三文科数学二轮专题复习:解三角形的综合问题共37页PPT

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11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智,自知者明。胜人者有力,自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
高三文科数学二轮专题复习:解三角形 的综合问题
56、死去何所道,托体同山阿。 57ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ春秋多佳日,登高赋新诗。 58、种豆南山下,草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ,带月 荷锄归 。道狭 草木长 ,夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ,但使 愿无违 。 59、相见无杂言,但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕,亭亭月将圆。
2012年高考第二轮复习专题—解三角形(人教版)

解三角形基础知识:1. 利用正弦定理,可以解决以下两类有关三角形的问题:(1)已知两角和任一边,求其他两边和一角;(2)已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角(从而进一步求出其他的边和角)2. 利用余弦定理,可以解决以下两类有关三角形的问题:(1)已知三边,求三个角;(2)已知两边和它们的夹角,求第三边和其他两个角注意:①正、余弦定理的实质是方程,因此在应用的过程中要留意方程思想;②三角形问题可能出现一解、两解或无解的情况,这时应结合三角形中大边对大角定理及几何作图来帮助理解;3.三角形的形状的判定(1)根据所给条件确定三角形的形状,常用正弦(余弦)定理实施边角转化,主要有两种途径:①化边为角;②化角为边。
(2)余弦定理用于判定三角形的形状的依据①在中,;②在中,;③在中,注意:一般只需判断最大角的余弦值的符号。
经典例题透析类型一:解三角形1.在中,,,,求的值解析:法一:利用正弦定理由得,∴或,当时,∴当时,∴.∴或.法二:利用余弦定理列方程由余弦定理得,又,,∴,解得或。
举一反三:【变式1】在中,已知,,,求和.【答案】∵,∴即,∴或(舍)由正弦定理得:,∴【变式2】已知:中,, ,求角及边.【答案】∵,∴,∵,∴, ∴, ,∴,∴.【变式3】在中,,,,求的值.【答案】法一:利用正弦定理∵,∴或(舍),∴∴∴.法二:综合利用两种定理∵∴,又∴解方程得到或(舍).【变式4】在中,角、、的对边分别为、、,已知,且满足,试求角的值.【答案】由及正弦定理知:∵,∴,∴,∴,∴,.类型二:已知三角形面积解三角形2.在中,已知,,,且,求.思路点拨:已知角和三角形面积,可由面积公式得到关于的一个方程,由边应用余弦定理得到的另一个方程,联立方程组可解。
解析:∵,∴,即(1)又∵,∴即(2)联立(1)和(2)得,又,∴.举一反三:【变式】已知三角形的一个角为,面积为,周长为,求此三角形的各边长.【答案】设三角形的三边长分别为、、,,则依题意得,即由(1)式得: (4)将(2)代入(4)得(5)再将(3)代入(5)得,由,解得或.所以,此三角形三边长分别为,,.类型三:判定三角形的形状3.在中,若,且B为锐角,判定的形状。
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1 (2)由题设及(1)得cos Bcos C-sin Bsin C=-2, 1 即cos(B+C)=-2. 2π π 所以B+C= 3 ,故A=3. 1 a2 由题意得2bcsin A=3sin A,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= 33. 故△ABC的周长为3+ 33.
图21
[思路分析]
由已知条件及三角形内角和定理可得∠ACB的值―→在△ABC
中,利用正弦定理求得BC―→在Rt△BCD中利用锐角三角函数的定义求得 CD的值.
[解析] 依题意有AB=600,∠CAB=30° , ∠CBA=180° -75° =105° ,∠DBC=30° ,DC⊥CB. ∴∠ACB=45° , AB CB 在△ABC中,由 = , sin∠ACB sin∠CAB 600 CB 得sin 45° =sin 30° , 有CB=300 2, 在Rt△BCD中,CD=CB· tan 30° =100 6, 则此山的高度CD=100 6 m. [答案] 100 6
【典题 2】 (考查应用正余弦定理解三角形)(2017· 全国Ⅰ卷)△ABC a2 的内角 A,B,C 的对边分别为 a,b,c.已知△ABC 的面积为3sin A. (1)求 sin Bsin C; (2)若 6cos Bcos C=1,a=3,求△ABC 的周长.
1 a2 1 a [解] (1)由题设得2acsin B=3sin A,即2csin B=3sin A. 1 sin A 由正弦定理得2sin Csin B=3sin A. 2 故sin Bsin C=3.
[类题通法] 1.关于解三角形问题,一般要用到三角形的内角和定理,正、余弦定理及有 关三角形的性质,常见的三角变换方法和原则都适用,同时要注意“三统
一”,即“统一角、统一函数、统一结构”,这是使问题获得解决的突破口.
2.在三角形中,正、余弦定理可以实现边角互化,尤其在余弦定理a2=b2+ c2-2bccos A中,有a2+c2和ac两项,二者的关系a2+c2=a+c2-2ac经常用到. 3.三角形形状判断的两种思路: 一是化角为边;二是化边为角. 注意:要灵活选用正弦定理或余弦定理,且在变形的时候要注意方程的同解 性,如方程两边同除以一个数时要注意该数是否为零,避免漏解.
(2)∵BD=2DC,∴S△ABD=2S△ADC,S△ABC=3S△ADC, 4 又S△ADC=3 2,∴S△ABC=4 2. 1 ∵S△ABC=2AB· BCsin∠ABC,∴BC=6. 1 1 ∵S△ABD=2AB· ADsin∠BAD,S△ADC=2AC· ADsin∠CAD, sin∠BAD AC SABD=2S△ADC,∴ =2· AB, sin∠CAD 在△ABC中,AC2=AB2+BC2-2AB· BCcos∠ABC, sin∠BAD AC ∴AC=4 2,∴ =2· AB =4 2. sin∠CAD
栏目导 航
题型 1
题型 2 三年真题
利用正、余弦定理解三角形
与三角限时集训
题型 1 利用正、余弦定理解三角形
■核心知识储备………………………………………………………………………· 1.正弦定理及其变形 a b c 在△ABC 中,sin A=sin B=sin C=2R(R 为△ABC 的外接圆半径).变形:a a =2Rsin A,sin A=2R,a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C 等.
1 2.如图 22,在△ABC 中,AB=2,cos B=3,点 D 在线段 BC 上.
图 22 3 (1)若∠ADC=4π,求 AD 的长; sin∠BAD 4 (2)若 BD=2DC,△ACD 的面积为3 2,求 的值. sin∠CAD
1 2 2 [解] (1)在三角形中,∵cos B=3,∴sin B= 3 . AB AD 在△ABD中, =sin B, sin∠ADB π 2 2 8 又AB=2,∠ADB=4,sin B= 3 ,∴AD=3.
题型 2 与三角形有关的最值、范围问题(答题模板)
与三角形有关的最值、范围问题一般涉及三角形的角度(或边长、面积、周长 等)的最大、最小问题.(2015· 全国Ⅰ卷 T16、2014· 全国Ⅰ卷 T16、2013· 全国Ⅱ 卷 T17)
■典题试解寻法………………………………………………………………………· 【典题】 (本小题满分 12 分)(2013· 全国Ⅱ卷) △ABC的内角A,B,C 的对边分 别为 a,b,c,已知 a=bcos C+csin B .② (1)求 B; (2)若 b=2 , 求 △ABC面积的最大值 .
2.余弦定理及其变形 在△ABC中,a2=b2+c2-2bccos A;
2 2 2 b + c - a 变形:b2+c2-a2=2bccos A,cos A= 2bc .
3.三角形面积公式 1 1 1 S△ABC=2absin C=2bcsin A=2acsin B.
■典题试解寻法………………………………………………………………………· 【典题1】 (考查解三角形应用举例)如图21,一辆汽车在一条水平的公路上向 正西行驶,到A处时测得公路北侧一山顶D在西偏北30° 的方向上,行驶600 m 后到达B处,测得此山顶在西偏北75° 的方向上,仰角为30° ,则此山的高度 CD=________m.
■对点即时训练………………………………………………………………………· 1.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若b=2ccos 2bcos A,则△ABC的形状为( A.直角三角形 C.等边三角形 ) B.锐角三角形 D.等腰直角三角形 A,c=
C [∵b=2ccos A,c=2bcos A, ∴b=4bcos2A, 1 1 即cos A=2,或cos A=-2(舍). ∴b=c,∴△ABC为等边三角形.]