高中数学解三角形综合练习
平面向量专题6 解三角形专题—多三角形问题-人教A版(2019)高中数学必修(第二册)专题练习

【技巧总结】(1)在多三角形中,隐含条件是邻补角∠ADC 与∠ADB,邻补角的正弦值相等,余弦值互为相反数;(2)三角形外找关系,三角形内用定理。
【巩固练习】1、如图,在△ABC 中,D 是边AC上的点,且,2AB AD AB ==,2BC BD =,则sin C 的值为()A.33B.36C.63D.662、已知ABC ∆,4AB AC ==,2BC =.点D 为AB 延长线上一点,2BD =,连结CD ,则BDC ∆的面积是___________,cos BDC ∠=__________.由22sin cos 1ABC ABC ∠+∠=因为BD BC =,所以D BCD ∠=∠,所以2ABC D BCD D ∠=∠+∠=∠,3、如图ABC ∆中,已知点D 在BC 边上,AD ⊥AC,22sin 3BAC ∠=,AB =,3AD =,则BD 的长为_______________.4、在ABC △中,90ABC ∠=︒,4AB =,3BC =,点D 在线段AC 上,若45BDC ∠=︒,则B D =____,cos ABD ∠=________.135CBD C ∠=- ,5、若锐角的面积为,,,则BC 边上的中线AD 的长是______.【答案】【解析】解:锐角的面积为,,,则:,解得:,所以:,所以:,解得:.在中,利用余弦定理:,在中,利用余弦定理:得:,解得:故答案为:6、在非直角ABC ∆中,a ,b ,c 分别是A ,B ,C 的对边.已知4a =,5AB AC ⋅=,求:(1)tan tan tan tan A AB C+的值;(2)BC 边上的中线AD 的长.(2)由余弦定理2222cos a b c bc A =+-,即:221610b c =+-,∴2226b c +=.得3x =,即:3AD =.7、在①34asinC ccosA =;②22B Cbsin +=这两个条件中任选-一个,补充在下面问题中,然后解答补充完整的题.在ABC 中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,已知,a =.(1)求sinA ;(2)如图,M 为边AC 上一点,,2MC MB ABM π=∠=,求ABC 的面积【答案】(1)见解析(2)见解析【解析】解:若选择条件①,则答案为:(1)在ABC 中,由正弦定理得34sinAsinC sinCcosA =,因为sin 0C≠,所以2234,916sinA cosA sin A cos A ==,(2)同选择①8.在①ABC ∆面积2ABC S ∆=,②6ADC π∠=这两个条件中任选一个,补充在下面问题中,求AC .如图,在平面四边形ABCD 中,34ABC π∠=,BAC DAC ∠=∠,______,24CD AB ==,求AC .【答案】见解析【解析】选择①:由余弦定理可得2222cos AC AB BC AB BC ABC =+-⋅⋅∠选择②9、已知函数()()2cos sin 10f xx x x ωωωω=-+>图象的相邻两条对称轴之间的距离为2π.(1)求ω的值及函数()f x 的单调递减区间;(2)如图,在锐角三角形ABC 中有()1f B =,若在线段BC 上存在一点D 使得2AD =,且AC =,1CD =-,求三角形ABC的面积.【解析】10、在平面四边形ABCD 中,90ADC ∠= ,45A ∠= ,2AB =,5BD =.(1)求cos ADB ∠;(2)若DC =,求BC .在BCD △中,由余弦定理得2222cos BC BD DC BD DC BDC =+-⋅⋅⋅∠所以5BC=.11、∆ABC 中,D 是BC 上的点,AD 平分∠BAC ,∆ABD 面积是∆ADC 面积的2倍.(Ⅰ)求sin sin BC;(Ⅱ)若AD =1,DC =22,求BD 和AC 的长.由余弦定理得2222cos AB AD BD AD BD ADB =+-⋅∠,2222cos AC AD DC AD DC ADC =+-⋅∠.222222326AB AC AD BD DC +=++=.由(Ⅰ)知2AB AC =,所以1AC =.。
数学-解三角形大题解析版

解三角形大题(1)证明:sinsin BD ABDC ACαβ⋅=⋅;(2)若D为靠近B的三等分点,在ABC 中,由余弦定理得:2222b a c =+-a b c h AE +=+≥ ,即(c h +41123h c ∴<+≤1413tan2C ∴<≤,3tan 42C ∴≤222sincos 2tan22sin sin cos 1tan 22C C C C C ==++设tan2C t =,3,14t ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭,1t t +1252,12t t ⎛⎤∴+∈ ⎥⎝⎦,即1tan tan 2C +24sin 125C ∴≤<9.在ABC 中,3,AB AC ==(1)若3BC =,求CD 与AD ;因为AD 平分BAC ∠,所以因此32BD CD =,又3BC =,所以在ABC 中,3,AB BC AC ==在ACD 中,由余弦定理可得(2)如下图所示:因为AD 平分BAC ∠,DAC ∠所以60,120B C θθ=︒-=︒-()()sin 120sin 60AB ACθθ=︒-︒-展开并整理得333cos sin 22θ-10.ABC 中,,D E 是边BC (1)若3BC =,求ABC 面积的最大值;则()()0,0,3,0B C ,设(),A x y ,则2222(3)3x y x y -+=⨯+,整理得到:即点A 的轨迹是以3,02⎛⎫- ⎪⎝⎭圆心,故ABC 的BC 边上的高的最大值为在APC △中,由正弦定理可得故133cos 22α⎛- ⎝因为α为锐角,故故P 存在且sin ABP ∠法二:如图,设∠同理30PCA ∠=︒-而3sin sin CPAPC α=∠在PBC 中,由余弦定理可得:整理得到:4cos =所以24cos 4sin α+整理得到:38tan =但α为锐角,故tan 故P 存在且sin ABP ∠11.在ABC 中,内角(1)求sin C 的值;(2)在边BC 上取一点D ,使得cos ∠【答案】(1)5sin 5C =;(2)tan DAC ∠【分析】(1)方法一:利用余弦定理求得(2)[方法一]:两角和的正弦公式法由于4cos 5ADC ∠=-,,2ADC ππ⎛⎫∠∈ ⎪⎝⎭,所以由于,2ADC ππ⎛⎫∠∈ ⎪⎝⎭,所以0,2C π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,所以所以()sin sin DAC DAC π∠=-∠(sin ADC =∠在(1)的方法二中可得1,2,AE CE AC ==由4cos 5ADC ∠=-,可得4cos ,sin 5ADE ∠=∠在Rt ADE △中,5,sin 3AE AD DE ADE ===∠由(1)知5sin 5C =,所以在Rt CDG △中,11515AG AC CG =-=.[方法4]:坐标法以D 为坐标原点,DC 为设BDC α∠=,则(5cos B 从而2(05cos )AB α=-+cos sin 1cos ADB α∠==-(2)[方法1]:【通性通法】余弦定理在BCD △,由(1)得,225(22)2522=+-⨯⨯[方法2]:【最优解】利用平面几何知识作BF DC ⊥,垂足为F ,易求,【整体点评】(1)方法一:根据题目条件已知两边和一边对角,利用正弦定理和平方关系解三角形,属于通性通法;方法二:根据题目条件已知两边和一边对角,利用余弦定理解三角形,也属于通性通法;方法三:根据题意利用几何知识,解直角三角形,简单易算.方法四:建立坐标系,通过两点间的距离公式,将几何问题转化为代数问题,这是解析思想的体现.(2)方法一:已知两边及夹角,利用余弦定理解三角形,是通性通法.方法二:利用几何知识,解直角三角形,简单易算.19.在锐角△ABC 中,角(I )求角B 的大小;(II )求cos A +cos B +cos C 【答案】(I )3B π=;(II )【分析】(I )方法二:首先利用正弦定理边化角,然后结合特殊角的三角函数值即可确定角(1)求cos C及线段BC的长;(2)求ADEV的面积.【答案】(1)1cos4C=,BC(2)3158【分析】(1)利用二倍角正弦公式结合正弦定理推出(2)求出15sin4C=,即可求出【详解】(1)由题意在ABC【整体点评】(1)方法一:正弦定理是解三角形的核心定理,与三角形内角和相结合是常用的方法;方法二:方程思想是解题的关键,解三角形的问题可以利用余弦值确定角度值;方法三:由正弦定理结合角度关系可得内角的比例关系,从而确定角的大小(2)方法一:由题意结合角度的范围求解面积的范围是常规的做法;方法二:将面积问题转化为边长的问题,然后求解边长的范围可得面积的范围;方法三:极限思想和数形结合体现了思维的灵活性,要求学生对几何有深刻的认识和灵活的应用25.ABC中,sin2A-sin(1)求A;(2)若BC=3,求ABC【答案】(1)23π;(2)3【分析】(1)利用正弦定理角化边,配凑出(2)方法一:利用余弦定理可得到而2b ac =,即sin sin ADB ∠=故有ADB ABC ∠=∠,从而∠由2b ac =,即b c a b =,即CA CB 故AD AB AB AC =,即23b c c b=,又2b ac =,所以23c a =,则2227cos c a b ABC +-==∠由2AD DC =,得,3c DE EC =在BED 中,2(3cos BED =∠在ABC 中2cos 2a BC c A +=∠因为cos cos ABC BED ∠=-∠所以22222()(332223a c a c b a ac ++-=-⋅由(1)知,3BD b AC ===设()(),33B x y x -<<,则2x 由2b ac =知,BA BC AC ⋅=即222(2)(1)x y x y ++⋅-+联立⑤⑥解得74x =-或72x =代入⑥式得36||,2a BC c ==由余弦定理得cos a ABC ∠=则11sin 122ADC S AD DC ADC =⋅∠=⨯ 在ABD △中,2π3ADB ∠=,由余弦定理得35.记ABC 的内角,,A B C (1)求bc ;(2)若cos cos 1cos cos a B b A b a B b A c--=+,求【答案】(1)1(2)34【分析】(1)根据余弦定理即可解出;(2)由(1)可知,只需求出【详解】(1)因为22a b =+37.如图,在锐角ABC 中,角(1)求ABC 面积的最大值;(2)若AB 边上的点D 满足2AD DB =,求线段【答案】(1)934(2)3+1【分析】(1)利用余弦定理结合基本不等式求出(2)根据2AD DB =得到13CD CA = 求出222222442||1⎛⎫+ ⎪++⎝⎭==+-⎛⎫+ ⎪⎝⎭b a b ab a CD a b ab b a 角形,得到311,32⎛⎫=+=+∈ ⎪⎝⎭b m t a ,从而利用基本不等式,求出线段【详解】(1)由余弦定理得:cos 60︒所以222212992+-⋅=⇒=+a b ab a b ∴9ab ≤,当且仅当3a b ==时取“=”∴1393sin 244==≤△ABC S ab C ab ,∴ABC 面积的最大值为934.(2)由2AD DB =,可得:23AD AB =(1)求角A ;(2)若D 为线段BC 延长线上一点,且∠【答案】(1)3A π=(2)963--【分析】(1)运用正弦定理以及诱导公式求解;(2)根据条件运用正弦定理求解.【详解】(1)由条件及正弦定理可得:()sin sin cos sin cos sin cos B C A A B A C +--即sin cos cos sin sin cos cos B A B A C A -+-故()()sin sin 0B A C A -+-=,则有sin 又()(),,,B A C A ππππ-∈--∈-,故有。
高中数学必修5解三角形余弦定理精选题目(附答案)

高中数学必修5解三角形余弦定理精选题目(附答案)余弦定理1.在△ABC 中,已知a =9,b =23,C =150°,则c 等于( ) A.39 B .83 C .102D .732.在△ABC 中,已知a 2=b 2+c 2+bc ,则角A 等于( ) A .60° B .45° C .120°D .30°3.在△ABC 中,已知A =30°,且3a =3b =12,则c 的值为( ) A .4 B .8 C .4或8D .无解题型一:已知两边与一角解三角形4.(1)在△ABC 中,已知b =60 cm ,c =60 3 cm ,A =π6,则a =________cm ;(2)在△ABC 中,若AB =5,AC =5,且cos C =910,则BC =________.5.在△ABC 中,a =23,c =6+2,B =45°,解这个三角形. 题型二:已知三角形的三边解三角形6.在△ABC 中,已知a =23,b =6,c =3+3,解此三角形.7.在△ABC 中,若a 4+b 4+c 4=2c 2(a 2+b 2),则角C =( ) A .60° B .45° C .135°D .45°或135°题型三:利用余弦定理判断三角形形状8.在△ABC 中,若b 2sin 2C +c 2sin 2B =2bc cos B cos C ,试判断△ABC 的形状. 9.在△ABC 中,a cos A +b cos B =c cos C ,试判断△ABC 的形状. 题型四:正、余弦定理的综合应用 (一):利用正、余弦定理解三角形10.△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,a sin A +c sin C -2a sin C =b sin B . (1)求角B 的大小;(2)若A =75°,b =2,求a ,c . (二):利用正、余弦定理证明三角形中的恒等式11.在△ABC 中,求证a 2sin 2B +b 2sin 2A =2ab sin C . (三):正、余弦定理与三角函数、平面向量的交汇应用12.在△ABC 中,A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且sin A a =3cos Cc. (1)求C 的大小;(2)如果a +b =6,CA u u u r ·CB u u u r=4,求c 的值.巩固练习:1.在△ABC 中,已知(a +b +c )(b +c -a )=3bc ,则角A 等于( ) A .30° B .60° C .120°D .150°2.在△ABC 中,若a =8,b =7,cos C =1314,则最大角的余弦值是( )A .-15B .-16C .-17D .-183.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 ( )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4.若△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边a ,b ,c 满足(a +b )2-c 2=4,且C =60°,则ab 的值为( )A.43 B .8-43 C .1D.235.锐角△ABC 中,b =1,c =2,则a 的取值范围是( ) A .1<a <3B .1<a <5C.3<a <5 D .不确定6.已知a ,b ,c 为△ABC 的三边,B =120°,则a 2+c 2+ac -b 2=________. 7.在△ABC 中,若b =1,c =3,C =2π3,则a =________.8.在△ABC 中,若a =2,b +c =7,cos B =-14,则b =________.9.在△ABC 中,A +C =2B ,a +c =8,ac =15,求b .10.(2017·天津高考)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. 11.在△ABC 中,有下列关系式:①a sin B =b sin A ;②a =b cos C +c cos B ;③a 2+b 2-c 2=2ab cos C ;④b =c sin A +a sin C . 一定成立的有( ) A .1个B .2个C .3个D .4个12.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若C =120°,c =2a ,则a ,b 的大小关系为( )A .a >bB .a <bC .a =bD .不能确定13.在△ABC 中,cos 2B 2=a +c2c ,则△ABC 是( )A .正三角形B .直角三角形C .等腰三角形或直角三角形D .等腰直角三角形14.在△ABC 中,AB =5,BC =7,AC =8,则AB u u u r ·BC u u ur 的值为( )A .79B .69C .5D .-515.在△ABC 中,AB =2,AC =6,BC =1+3,AD 为边BC 上的高,则AD 的长是________.16.在△ABC 中,A =120°,AB =5,BC =7,则sin Bsin C的值为________.17.在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知cos A -2cos C cos B =2c -ab .(1)求sin Csin A的值; (2)若cos B =14,△ABC 的周长为5,求b 的长.18.在△ABC 中,已知BC =15,AB ∶AC =7∶8,sin B =437,求BC 边上的高AD 的长. 参考答案:1.解析:选D 由余弦定理得:c =92+(23)2-2×9×23×cos 150°=147=7 3.2.解析:选C 由cos A =b 2+c 2-a 22bc =-12,∴A =120°.3.解析:选C 由3a =3b =12,得a =4,b =43,利用余弦定理可得a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,即16=48+c 2-12c ,解得c =4或c =8.4.[解析](1)由余弦定理得:a = 602+(603)2-2×60×603×cos π6=4×602-3×602=60(cm).(2)由余弦定理得:(5)2=52+BC 2-2×5×BC ×910,所以BC 2-9BC +20=0,解得BC =4或BC =5. [答案] (1)60 (2)4或5 5.解:根据余弦定理得,b 2=a 2+c 2-2ac cos B =(23)2+(6+2)2-2×23×(6+2)×cos 45°=8, ∴b =2 2.又∵cos A =b 2+c 2-a 22bc =8+(6+2)2-(23)22×22×(6+2)=12,∴A =60°,C =180°-(A +B )=75°. 6.[解] 法一:由余弦定理的推论得cos A =b 2+c 2-a 22bc =(6)2+(3+3)2-(23)22×6×(3+3)=22,∴A =45°.同理可求B =30°,故C =180°-A -B =180°-45°-30°=105°. 法二:由余弦定理的推论得cos A =b 2+c 2-a 22bc =(6)2+(3+3)2-(23)22×6×(3+3)=22,∴A =45°.由正弦定理a sin A =b sin B 知23sin 45°=6sin B,得sin B =6·sin 45°23=12. 由a >b 知A >B ,∴B =30°.故C =180°-A -B =180°-45°-30°=105°. 7.解析:选D ∵cos C =a 2+b 2-c 22ab ,∴cos 2C =a 4+b 4+c 4-2a 2c 2-2b 2c 2+2a 2b 24a 2b 2.∵a 4+b 4+c 4=2c 2(a 2+b 2), ∴a 4+b 4+c 4-2c 2a 2-2c 2b 2=0, ∴cos 2C =2a 2b 24a 2b 2=12,∴cos C =±22, ∴C =45°或135°. 8.解:[法一 化角为边] 将已知等式变形为b 2(1-cos 2C )+c 2(1-cos 2B )=2bc cos B cos C . 由余弦定理并整理,得 b 2+c 2-b 2⎝⎛⎭⎫a 2+b 2-c 22ab 2-c 2⎝⎛⎭⎫a 2+c 2-b 22ac 2 =2bc ×a 2+c 2-b 22ac ×a 2+b 2-c 22ab ,∴b 2+c 2=[(a 2+b 2-c 2)+(a 2+c 2-b 2)]24a 2=4a 44a2=a 2. ∴A =90°.∴△ABC 是直角三角形. [法二 化边为角]由正弦定理,已知条件可化为sin 2C sin 2B +sin 2C sin 2B =2sin B sin C cos B cos C . 又sin B sin C ≠0,∴sin B sin C =cos B cos C ,即cos(B +C )=0. 又∵0°<B +C <180°,∴B +C =90°,∴A =90°. ∴△ABC 是直角三角形.9.解:由余弦定理知cos A =b 2+c 2-a 22bc ,cos B =c 2+a 2-b 22ca ,cos C =a 2+b 2-c 22ab ,代入已知条件得a ·b 2+c 2-a 22bc +b ·c 2+a 2-b 22ca +c ·c 2-a 2-b 22ab=0,通分得a 2(b 2+c 2-a 2)+b 2(a 2+c 2-b 2)+c 2(c 2-a 2-b 2)=0,展开整理得(a 2-b 2)2=c 4.∴a 2-b 2=±c 2,即a 2=b 2+c 2或b 2=a 2+c 2. 根据勾股定理知△ABC 是直角三角形. 10.解:(1)由正弦定理得a 2+c 2-2ac =b 2. 由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B . 故cos B =22,因此B =45°. (2)sin A =sin (30°+45°)=sin 30°cos 45°+cos 30°sin 45°=2+64. 故由正弦定理得a =b ·sin Asin B =1+ 3.由已知得,C =180°-45°-75°=60°, c =b ·sin C sin B =2×sin 60°sin 45°= 6.11:证明:法一:(化为角的关系式)a 2sin 2B +b 2sin 2A =(2R ·sin A )2·2sin B ·cos B +(2R ·sin B )2·2sin A ·cos A =8R 2sin A ·sin B (sin A ·cos B +cos A sin B )=8R 2sin A sin B sin C =2·2R sin A ·2R sin B ·sin C =2ab sin C .∴原式得证.法二:(化为边的关系式)左边=a 2·2sin B cos B +b 2·2sin A cos A =a 2·2b 2R ·a 2+c 2-b 22ac +b 2·2a 2R ·b 2+c 2-a 22bc =ab 2Rc(a 2+c2-b 2+b 2+c 2-a 2)=ab 2Rc ·2c 2=2ab ·c2R=2ab sin C =右边,∴原式得证.12.解:(1)∵a sin A =c sin C ,sin A a =3cos Cc ,∴sin C =3cos C .∴tan C = 3. 又∵C ∈(0,π),∴C =π3.(2)∵CA u u u r ·CB u u u r =|CA u u u r |·|CB u u u r |cos C =12ab ,又∵CA u u u r ·CB u u u r=4,∴ab =8.又∵a +b =6,由余弦定理知c 2=a 2+b 2-2ab cos C =(a +b )2-3ab =12, ∴c =2 3. 巩固练习:1.解析:选B ∵(b +c )2-a 2=b 2+c 2+2bc -a 2=3bc ,∴b 2+c 2-a 2=bc ,∴cos A =b 2+c 2-a 22bc =12,∴A =60°.2.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.解析:选C 由c 2-a 2-b 22ab>0得-cos C >0,所以cos C <0,从而C 为钝角,因此△ABC 一定是钝角三角形.4.解析:选A 由(a +b )2-c 2=4,得a 2+b 2-c 2+2ab =4,由余弦定理得a 2+b 2-c 2=2ab cos C =2ab cos 60°=ab ,则ab +2ab =4,∴ab =43.5.解析:选C 若a 为最大边,则b 2+c 2-a 2>0,即a 2<5,∴a <5,若c 为最大边,则a 2+b 2>c 2,即a 2>3,∴a >3,故3<a < 5.6.解析:∵b 2=a 2+c 2-2ac cos B =a 2+c 2-2ac cos 120° =a 2+c 2+ac , ∴a 2+c 2+ac -b 2=0.7.解析:∵c 2=a 2+b 2-2ab cos C , ∴(3)2=a 2+12-2a ×1×cos2π3, ∴a 2+a -2=0,即(a +2)(a -1)=0, ∴a =1,或a =-2(舍去).∴a =1. 8.解析:因为b +c =7,所以c =7-b . 由余弦定理得:b 2=a 2+c 2-2ac cos B , 即b 2=4+(7-b )2-2×2×(7-b )×⎝⎛⎭⎫-14, 解得b =4.9.解:在△ABC 中,∵A +C =2B ,A +B +C =180°, ∴B =60°. 由余弦定理,得b 2=a 2+c 2-2ac cos B =(a +c )2-2ac -2ac cos B =82-2×15-2×15×12=19.∴b =19.10.解:(1)在△ABC 中,因为a >b , 故由sin B =35,可得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 =b sin B ,得sin A =a sin B b =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.故sin ⎝⎛⎭⎫2A +π4=sin 2A cos π4+cos 2A sin π4=22×⎝⎛⎭⎫1213-513=7226. 11.解析:选C 对于①③,由正弦、余弦定理,知一定成立.对于②,由正弦定理及sin A =sin(B +C )=sin B cos C +sin C cos B ,知显然成立.对于④,利用正弦定理,变形得sin B =sin C sin A +sin A sin C =2sin A sin C ,又sin B =sin(A +C )=cos C sin A +cos A sin C ,与上式不一定相等,所以④不一定成立.故选C.12.解析:选A 在△ABC 中,c 2=a 2+b 2-2ab cos 120°=a 2+b 2+ab .∵c =2a ,∴2a 2=a 2+b 2+ab ,∴a 2-b 2=ab >0,∴a 2>b 2,∴a >b .13.解析:选B ∵cos 2B 2=a +c 2c ,∴cos B +12=a +c 2c ,∴cos B =ac ,∴a 2+c 2-b 22ac =a c ,∴a 2+c 2-b 2=2a 2,即a 2+b 2=c 2,∴△ABC 为直角三角形. 14.解析:选D 由余弦定理得:cos ∠ABC =AB 2+BC 2-AC 22AB ·BC =52+72-822×5×7=17.因为向量AB u u u r 与BC u u ur 的夹角为180°-∠ABC ,所以AB u u u r ·BC u u u r =|AB u u u r |·|BC u u ur |cos(180°-∠ABC )=5×7×⎝⎛⎭⎫-17=-5. 15.解析:∵cos C =BC 2+AC 2-AB 22BC ·AC =22,∴sin C =22,∴AD =AC sin C = 3.16.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 =35.17.解:(1)由正弦定理可设a sin A =b sin B =csin C =k ,则2c -a b =2k sin C -k sin A k sin B =2sin C -sin Asin B, 所以cos A -2cos C cos B =2sin C -sin A sin B,即(cos A -2cos C )sin B =(2sin C -sin A )cos B , 化简可得sin(A +B )=2sin(B +C ). 又A +B +C =π,所以sin C =2sin A , 因此sin Csin A =2.(2)由sin Csin A=2,得c =2a . 由余弦定理及cos B =14,得b 2=a 2+c 2-2ac cos B =a 2+4a 2-4a 2×14=4a 2,所以b =2a .又a +b +c =5,所以a =1,因此b =2. 18.解:由已知设AB =7x ,AC =8x . 在△ABC 中,由正弦定理,得7x sin C =8x sin B, ∴sin C =7x sin B 8x =78×437=32,∴∠C =60°(∠C =120°舍去,否则由8x >7x ,知B 也为钝角,不合要求).再由余弦定理,得AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC ·cos C ,即(7x )2=(8x )2+152-2×8x ×15cos 60°,∴x 2-8x +15=0,∴x =3或x =5,∴AB =21或AB =35.在Rt △ADB 中,AD =AB sin B =437AB ,∴AD =123或AD =20 3.。
人教版数学高三第一章解三角形单元测试精选(含答案)1

(1)求 BC 边长; (2)求 AB 边上中线 CD 的长.
【来源】北京 101 中学 2018-2019 学年下学期高一年级期中考试数学试卷
【答案】(1) 3 2 ;(2) 13 .
33.ABC 中,角 A,B,C 所对的边分别为 a,b,c,已知 a 3, cos A 6 , B A ,
【答案】C
3.在 ABC 中,若 a b cb c a 3bc ,则 A ( )
A. 90
B. 60
C.135
D.150
【来源】2015-2016 学年江西省金溪一中高一下期中数学试卷(带解析)
【答案】B
4.设在 ABC 中,角 A,B,C 所对的边分别为 a,b, c , 若 b cos C c cos B a sin A ,
【答案】C
21.设 ABC 的内角 A, B,C 所对边的长分别为 a, b, c ,若 b c 2a, 3sin A 5sin B ,
则角 C =( )
A.
3 3
C.
4
2
B.
3 5
D.
6
【来源】2013 年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(安徽卷带解析)
【答案】B
22.在△ABC 中,角 A、B、C 的对边分别为 a、b、c,若 a2 b2 c2 tanB 3ac ,
A.3 6
B.9 6
C.3
D.6
【来源】福建省晋江市季延中学 2017-2018 学年高一下学期期末考试数学试题
【答案】A
2.已知△ABC 的内角 A,B,C 的对边分别为 a,b,c,且cc−−ba=sinCsi+nAsinB,则 B= (
)
A.π
6
数学-2023年解三角形高频题型精选

解三角形高频题型精选1.(2023·全国·高一专题练习)△ABC 的内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,则下列说法不正确的是( )A .若A >B ,则sin A >sin BB .若A =30∘,b =4,a =3,则△ABC 有两解C .若△ABC 为钝角三角形,则a 2+b 2>c 2D .若三角形ABC 为斜三角形,则tan A +tan B +tan C =tan A tan B tan C2.(2019春·安徽芜湖·高一芜湖一中校考期中)在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 的对边,a =2,b =3,B =π3,那么A =( )A .3π4B .π4C .3π4或π4D .π33.(2020秋·陕西西安·高二西安建筑科技大学附属中学校联考期中)在△ABC 中,若∠A =60°,b =1,S △ABC =3,则a +b +c sin A +sin B +sin C的值为( )A .2633B .2393C .393D .13334.(2021春·河北·高三统考学业考试)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c .若a =1,c =17,sin A =1717,则cos B =( )A .178B .14C .34D .17175.(2023·江西赣州·统考一模)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若a ,b ,c 成等差数列,C =2A +B ,则b a =( )A .75B .32C .53D .746.(2020秋·广东清远·高二校考期中)已知a ,b ,c 为△ABC 的三个内角A ,B ,C 所对的边,若3b cos C =c (1-3cos B ),则sin C ∶sin A =( )A .3∶1B .3∶2C .1∶3D .4∶37.(2023·河南郑州·统考一模)记△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知角C =π4,b sin π4+A -a sin π4+B =c ,则角B =( )A .π8B .π6C .5π8D .π38.(2023·河北·高三学业考试)在△ABC 中,a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 的对边,若a 2-b 2=3bc ,sin C =23sin B ,则A 等于( )A .5π6B .2π3C .π3D .π69.(2023春·江西赣州·高三统考阶段练习)在锐角△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知a =1,且b cos A -cos B =1,则3sin B +2sin 2A 的取值范围是( )A .0,3+1B .2,3+1C .1,3D .2,3 10.(2022秋·江西吉安·高二江西省吉水县第二中学校考开学考试)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,且c =2a cos B ,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 .等腰三角形或直角三角形11.(2023秋·浙江宁波·高三期末)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对应边分别为a ,b ,c ,已知b sin (B +C )=a sinA +C 2,且△ABC 的面积为23,则△ABC 周长的最小值为( )A .22B .23C .62D .6+2312.(2023·陕西榆林·统考一模)△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若a sin A +b +λa sin B =c sin C ,则λ的取值范围为( )A .-2,2B .0,2C .-2,2D .0,213.(2022·北京·统考模拟预测)已知△ABC 的三个内角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,且3a cos B =b sin A ,则B =( )A .π6B .π4C .π3D .π214.(2023秋·陕西西安·高二统考期末)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边为a ,b ,c ,若a =4,b =43,A =30°,则B =( )A .30°B .30°或150°C .60°D .60°或120°15.(2023·全国·高三专题练习)“奔驰定理”是平面向量中一个非常优美的结论,因为这个定理对应的图形与“奔驰”轿车(Mercedesbenz )的log o 很相似,故形象地称其为“奔驰定理”.奔驰定理:已知O 是△ABC 内的一点,△BOC ,△AOC ,△AOB 的面积分别为S A ,S B ,S C ,则有S A ⋅OA +S B ⋅OB +S C ⋅OC =0 .设O 是锐角△ABC 内的一点,∠BAC ,∠ABC ,∠ACB 分别是△ABC 的三个内角,以下命题不正确的有( )A .若OA +OB +OC =0 ,则O 为△ABC 的重心B .若OA +2OB +3OC =0 ,则S A :S B :S C =1:2:3C .若OA =OB =2,∠AOB =5π6,2OA +3OB +4OC =0 ,则S △ABC =92D .若O 为△ABC 的垂心,则tan ∠BAC ⋅OA +tan ∠ABC ⋅OB +tan ∠ACB ⋅OC =016.(2023·全国·高一专题练习)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 =9,b =10,A =60°;(3)b =72,c =50,C =135°.17.(山西省部分学校2023届高三下学期质量检测试题)已知a ,b ,c 分别为△ABC 三个内角A ,B ,C 的对边,c 1+cos B =3b sin C .(1)求角B 的大小;(2)若b =2,a +c =4,求△ABC 的面积.18.(河北省石家庄市2023届高三质量检测(一)数学试题)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边长分别为a ,b ,c ,设a +bc -b =sin C +sin B sin A (1)求C ;(2)若3+1 a +2b =6c ,求sin A .19.(2023·湖南·模拟预测)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若b sin A =a cos B -π6 .(1)求角B 的大小;(2)若b =13.且a +c =5,求△ABC 的面积.20.(2023·福建福州·统考二模)记ΔABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知b 2-a 2=2c 2.(1)求tan B tan A的值:(2)求C 的最大值.21.(2023·云南昆明·高三昆明一中校考阶段练习)已知△ABC 的内角A ,B ,C 所对边分别为a ,b ,c ,且sin A =3a 2+c 2-b 2 2bc .(1)求B 的大小;(2)若△ABC 为钝角三角形,且b =3,求△ABC 的周长的取值范围.22.(2023·湖北·统考模拟预测)记△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知2b cos C =2a +c .(1)求B ;(2)设b =9,若点M 是边AC 上一点,2AM =MC ,且∠MAB =∠MB A ,求△BMC 的面积.23.(2023春·四川资阳·高三四川省乐至中学校考开学考试)在△ABC 中,内角A 、B 、C 满足sin 2A =sin 2B +sin 2C -2sin B sin C .(1)求A ;(2)若AB 边上的高等于13AB ,求cos C .24.(2023春·浙江温州·高三统考开学考试)记△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知b cos C +3b sin C a +c=1.(1)求B ;(2)若a +c =43,△ABC 内切圆的面积为π,求△ABC 的面积.25.(2023·全国·高三专题练习)已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,b =3,a <c ,且sin π3-Acos π6+A =14.(1)求A 的大小;(2)若a sin A +c sin C =43sin B ,求△ABC 的面积.26.(2023·山东临沂·统考一模)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知a cos B +b cos A =2c cos C .(1)求C ;(2)若c =1,求△ABC 面积的取值范围.27.(2023春·湖南长沙·高三雅礼中学校考阶段练习)已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且2sin C -sin B =tan A cos B .(1)求A ;(2)若a =2,求2c -b 的取值范围.28.(2023·河南·高三信阳高中校联考阶段练习)已知△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若2a sin C =ctan A .(1)求角A 的大小;(2)若a =2,D 为BC 的中点,求线段AD 长度的最大值.29.(2023春·湖北武汉·高三华中师大一附中校考阶段练习)在锐角△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,满足c 2=b b +a .(1)求证:C =2B ;(2)求1tan B -1tan C+3sin C 的取值范围.30.(2021春·四川成都·高一四川省成都市盐道街中学校考阶段练习)在△ABC 中,三个内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,b =2sin B ,tan A +tan C =2sin B cos A.(1)求角C 和边c 的大小.(2)求△ABC 周长的范围.31.(2023秋·浙江绍兴·高三期末)记锐角△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,△ABC 外接圆的半径为R ,已知a cos B -b cos A =R .(1)若B =π4,求A 的值;(2)求R -c b 的取值范围.32.(2023春·湖北·高三统考阶段练习)已知a ,b ,c 分别为锐角△ABC 三个内角A ,B ,C 的对边,且m =a ,2b -c ,n =cos A ,cos C ,且m ⎳n.(1)求角A 的大小;(2)求b c的取值范围.33.(2023春·河北石家庄·高三石家庄二中校考阶段练习)已知△ABC 内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,面积为23,且3b 2+c 2-a 2 =2ac sin B ,求:(1)求角A 的大小;(2)求BC 边中线AD 长的最小值.34.(2020春·陕西西安·高二交大附中分校校考阶段练习)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且满足ctan C =3a cos B +b cos A .(1)求角C 的大小.(2)若c =43,求△ABC 面积的最大值.35.(2022秋·云南昆明·高二昆明市第三中学校考阶段练习)在△ABC中,角A,B,C 的对边分别为a,b,c,且2c-a=2b cos A.(1)求角B的大小;(2)若b=2,求△ABC周长l的取值范围.36.(2023·全国·校联考一模)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,c2+ ac=b2.(1)证明:B=2C;(2)求a+bc的取值范围.37.(2019春·安徽芜湖·高一芜湖一中校考期中)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,a=b tan A,且B为钝角.(1)证明:B-A=π2;(2)求sin A+sin C的取值范围.38.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f(x)=cos2(ωx)+3sin(ωx)cos(ωx)-12,其中ω>0,且函数f(x)的两个相邻零点间的距离为π2,(1)求ω的值及函数f(x)的对称轴方程;(2)在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,若f(A)=-1,a=3,求△ABC 周长的取值范围.39.(2023秋·陕西汉中·高二统考期末)在①a sin C-sin Asin C+sin B=c-b;②sin2A+sin2C-sin2B=sin A sin C;③2a-cb=cos Ccos B.这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中并作答.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,__________.(1)求B;(2)若b=4,求△ABC的周长的取值范围.40.(2023·辽宁沈阳·统考一模)在△ABC中,角A、B、C的对边分别为a、b、c.已知sin A+3cos A=0.(1)求角A的大小;(2)给出以下三个条件:①a=43,b=4;②b2-a2+c2+10b=0;③S△ABC= 153.若这三个条件中仅有两个正确,请选出正确的条件并回答下面问题:(i)求sin B的值;(ii)∠BAC的角平分线交BC于点D,求AD的长.参考答案:1.C【分析】根据正弦定理、余弦定理、三角恒等变换的知识对选项进行分析,从而确定正确答案.【详解】对于A 选项,若A >B ,则a >b ,由正弦定理可得2R sin A >2R sin B ,所以,sin A >sin B ,故A 选项正确;对于B 选项,b sin A =4sin30∘=2,则b sin A <a <b ,如图:所以△ABC 有两解,B 选项正确;对于C 选项,若△ABC 为钝角三角形且C 为钝角,则cos C =a 2+b 2-c 22ab<0,可得a 2+b 2<c 2,C 选项错误;对于D ,因为tan (B +C )=tan B +tan C 1-tan B tan C,所以tan B +tan C =tan (B +C )(1-tan B tan C )因为tan B +C =tan π-A =-tan A ,所以tan B +tan C =tan (B +C )(1-tan B tan C )=tan A tan B tan C -tan A ,所以tan A +tan B +tan C =tan A tan B tan C ,所以D 正确.故选:C2.B【分析】利用正弦定理可求出sin A ,再结合大边对大角即可得解.【详解】因为a =2,b =3,B =π3,由正弦定理a sin A=b sin B ,可得sin A =a sin B b =2sin π33=22,又因为a <b ,所以A <B ,故0<A <π3,所以A =π4.故选:B .3.B 【分析】根据三角形面积公式可得c =4,再由余弦定理计算可得a =13,根据正弦定理可知a +b +c sin A +sin B +sin C =a sin A,代入计算即可得出结果.【详解】根据三角形面积公式可得S △ABC =12bc sin A =12×32c =3,即c =4;由余弦定理可知a 2=b 2+c 2-2bc cos A =1+16-2×1×4×12=13,可得a =13;由正弦定理可得a +b +c sin A +sin B +sin C =a sin A =1332=2393.答案第1页,共2页4.D【分析】利用正弦定理求得sin C ,再利用诱导公式求解即可.【详解】由正弦定理可得a sin A=csin C ,即11717=17sin C ,解得sin C =1,因为△ABC 中C ∈0,π ,所以C =π2,所以B =π2-A ,cos B =cos π2-A=sin A =1717,故选:D 5.C【分析】根据题意和等差数列等差中项的应用可得C =2π3、2b =a +c ,利用余弦定理化简计算即可求解.【详解】由C =2A +B ,A +B +C =π,得C =2π3,由a ,b ,c 成等差数列,得2b =a +c ,由余弦定理,得cos C =a 2+b 2-c 22ab,即-12=a 2+b 2-(2b -a )22ab ,整理,得5ab -3b 2=0,由b ≠0得5a -3b =0,由a ≠0得ba =53.故选:C .6.A【分析】利用正弦定理及三角恒等变换即可求解.【详解】由正弦定理得3sin B cos C =sin C (1-3cos B ),即3sin B cos C +3sin C cos B =sin C ,3sin B +C =sin C ,∵A +B +C =π,∴3sin π-A =sin C ,即3sin A =sin C ,sin Csin A=3,故选:A .7.C【分析】先由正弦定理把边转化为角,再展开化简求得B 与A 的关系,进一步计算得出结果.【详解】已知角C =π4,b sin π4+A -a sin π4+B =c ,由正弦定理可得sin B sin π4+A -sin A sin π4+B =sin C ,整理得22sin B cos A -sin A cos B =22,即sin B -A =1,因为A ,B ∈0,3π4 ,所以B -A ∈-3π4,3π4 ,所以B -A =π2.又B +A =3π4,所以B =5π8.8.D【分析】根据正弦定理把sin C=23sin B化为c=23b,再结合余弦定理求角即可【详解】∵sin C=23sin B,∴c=23b,结合a2-b2=3bc即可求得a=7b.由余弦定理可得cos A=b2+c2-a22bc=b2+12b2-7b22×b×23b=32.又∵A∈0,π,∴A=π6.故选:D 9.B【分析】由正弦定理边化角可得B=2A,由△ABC为锐角三角形可得π6<A<π4,运用降次公式及辅助角公式将问题转化为求三角函数y=2sin2A-π6+1在π6,π4上的值域.【详解】∵b cos A-cos B=1,即:b cos A=cos B+1,a=1,∴b cos A=(cos B+1)a,∴由正弦定理得:sin B cos A=(cos B+1)sin A,即:sin B cos A=sin A cos B+sin A,∴sin(B-A)=sin A,∴B-A=A或B-A+A=π,解得:B=2A或B=π(舍),又∵△ABC为锐角三角形,则C=π-A-B=π-3A,∴0<A<π20<B<π20<C<π2⇒0<A<π20<2A<π20<π-3A<π2,解得:π6<A<π4,∴3sin B+2sin2A=3sin2A+1-cos2A=2sin2A-π6+1,又∵π6<A<π4,∴π6<2A-π6<π3,∴12<sin2A-π6<32,∴2<2sin2A-π6+1<3+1,即3sin B+2sin2A的取值范围(2,3+1).故选:B.10.A【分析】已知条件用正弦定理边化角,由sin C=sin A+B展开后化简得tan A=tan B,可得出等腰三角形的结论.【详解】c=2a cos B,由正弦定理,得sin C=sin A+B=2sin A cos B,即sin A cos B+cos A sin B=2sin A cos B,∴sin A cos B=cos A sin B,可得tan A=tan B,又0<A<π,0<B<π,∴A=B,则△ABC的形状为等腰三角形.故选:A.11.C【分析】首先利用正弦定理及诱导公式,二倍角公式对原式化简得sin B2=12,即求出B的大小,再利用三角形面积公式得ac=8,从而求出a+c的最小值,最后得到C△ABC=(a+c) +(a+c)2-24,利用函数单调性即可求出其最小值.【详解】因为b sin A=a sin π-B 2,根据正弦定理及诱导公式得sin B⋅sin A=sin A⋅cos B 2,∵A∈0,π,∴sin A≠0,∴sin B=cos B 2,即2sin B2cosB2=cosB2,∵B∈0,π,则B2∈0,π2,则cos B2≠0解得sin B2=12,所以B2=π6⇒B=π3,所以S=12ac sin B=3ac4=23,所以ac=8,a+c≥2ac=42,当且仅当a=c=22时等号成立,根据余弦定理得b=a2+c2-2ac cos B,即b=a2+c2-ac,设△ABC的周长为C,所以C△ABC=a+c+(a+c)2-3ac=(a+c)+(a+c)2-24,设a+c=t,t≥42,则f t =t+t2-24,根据复合函数单调性及增函数加增函数为增函数的结论得:f t 在42,+∞上为单调增函数,故f t min=f42=62,故C△ABCmin=62,当且仅当a=b=c=22时取等.故选:C.12.A【分析】根据正弦、余弦定理可得λ=-2cos C,结合C∈0,π即可求解.【详解】因为a sin A+b+λasin B=c sin C,由正弦定理得c2=a2+b2+λab.又c2= a2+b2-2ab cos C,所以λ=-2cos C.因为C∈0,π,所以cos C∈-1,1,故λ∈-2,2.故选:A.13.C【分析】由正弦定理化简得出tan B的值,结合角B的取值范围可求得角B的值.【详解】因为3a cos B=b sin A,由正弦定理可得3sin A cos B=sin B sin A,∵A、B∈0,π,则sin A>0,所以,3cos B=sin B>0,所以,tan B =3,故B =π3.故选:C .14.D【分析】根据a =4,b =43,A =30°,利用正弦定理求解.【详解】解:在△ABC 中,a =4,b =43,A =30°,由正弦定理得a sin A=bsin B ,所以sin B =b ⋅sin A a =43⋅sin30∘4=32,所以B =60°或120°,故选:D 15.C【分析】对于A ,假设D 为AB 的中点,连接OD ,由已知得O 在中线CD 上,同理可得O 在其它中线上,即可判断;对于选项B ,利用奔驰定理可直接得出B 正确;对于C ,根据奔驰定理可得S A :S B :S C =2:3:4,再利用三角形面积公式可求得S C =1,即可计算出S △ABC =94,可得C 错误;选项D ,由垂心的性质、向量数量积的运算律OB ∙AC =OB ∙OC -OB ∙OA=0,得到OA :OB :OC=cos ∠BAC :cos ∠ABC :cos ∠BCA ,结合三角形面积公式及角的互补关系得结论.【详解】对于A :如下图所示,假设D 为AB 的中点,连接OD ,则OA +OB =2OD =CO,故C ,O ,D 共线,即O 在中线CD 上,同理可得O 在另外两边BC ,AC 的中线上,故O 为△ABC 的重心,即A 正确;对于B :由奔驰定理O 是△ABC 内的一点,△BOC ,△AOC ,△AOB 的面积分别为S A ,S B ,S C ,则有S A ⋅OA +S B ⋅OB +S C ⋅OC=0可知,若OA +2OB +3OC =0,可得S A :S B :S C =1:2:3,即B 正确;对于C :由|OA |=|OB|=2,∠AOB =5π6可知,S C =12×2×2×sin 5π6=1,又2OA +3OB +4OC =0 ,所以S A :S B :S C =2:3:4由S C =1可得,S A =12,S B =34;所以S △ABC =S A +S B +S C =12+34+1=94,即C 错误;对于D :由四边形内角和可知,∠BOC +∠BAC =π,则OB ∙OC=OB OCcos ∠BOC =-OB OC cos ∠BAC ,同理,OB ∙OA =OB OA cos ∠BOA =-OB OAcos ∠BCA ,因为O 为△ABC 的垂心,则OB ∙AC =OB ∙(OC -OA )=OB ∙OC -OB ∙OA=0,所以OC cos ∠BAC =OA cos ∠BCA ,同理得OC cos ∠ABC =OB cos ∠BCA ,OA cos ∠ABC =OB cos ∠BAC ,则OA :OB :OC=cos ∠BAC :cos ∠ABC :cos ∠BCA ,令OA =m cos ∠BAC ,OB =m cos ∠ABC ,OC=m cos ∠BCA ,由S A =12OB OCsin ∠BOC ,则S A =12OB OC sin ∠BAC =m 22cos ∠ABC cos ∠BCA sin ∠BAC ,同理:S B =12OAOC sin ∠ABC =m 22cos ∠BAC cos ∠BCA sin ∠ABC ,S C =12OA OB sin ∠BCA =m 22cos ∠BAC cos ∠ABC sin ∠BCA ,综上,S A :S B :S C =sin ∠BAC cos ∠BAC :sin ∠ABC cos ∠ABC :sin ∠BCAcos ∠BCA=tan ∠BAC :tan ∠ABC :tan ∠BCA ,根据奔驰定理得tan ∠BAC ⋅OA +tan ∠ABC ⋅OB +tan ∠ACB ⋅OC =0,即D 正确.故选:C【点睛】关键点点睛:利用向量数量积定义、运算律和垂心性质得到向量模的比例,结合三角形面积公式和奔驰定理判断结论即可.16.(1)一解(2)两解(3)无解【分析】使用正弦定理、正弦函数的性质及三角形内角和、大边对大角等知识进行判断即可.【详解】(1)由正弦定理a sin A=bsin B ,∴sin B =b a sin A =45×32<32,∵A =120°,∴B =180°-A +C =60°-C <60°,∴B 只有一解,三角形解的个数为一解.(2)由正弦定理a sin A=bsin B ,∴sin B =b a sin A =109×32=539,∴32<sin B <1,∵A =60°,a <b ,∴60°<B <120°,∴B 有两解,三角形解的个数为两解.(3)∵b >c ,∴B >C =135°,∴B +C >270°,∴B 无解,三角形无解.17.(1)B =π3(2)3【分析】(1)利用正弦定理化边为角,再结合辅助角公式即可得解;(2)利用余弦定理求得ac ,再根据三角形的面积公式即可得解.【详解】(1)因为c 1+cos B =3b sin C ,所以sin C 1+cos B =3sin B sin C ,因为C ∈0,π ,所以sin C ≠0,所以1+cos B =3sin B ,得2sin B -π6 =1,即sin B -π6 =12,因为B ∈0,π ,所以B -π6∈-π6,5π6,所以B -π6=π6,所以B =π3;(2)由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B =a +c 2-3ac =16-3ac ,即22=16-3ac ,解得ac =4,所以S △ABC =12ac sin B =12×4×32=3.18.(1)2π3(2)sin A =6-24【分析】(1)利用正弦定理边角互化结合余弦定理求解即可;(2)利用正弦定理边角互化结合三角恒等变换求解即可.【详解】(1)根据题意,由正弦定理可得a +bc -b=c +b a ,即c 2=a 2+b 2+ab ,所以根据余弦定理cos C =a 2+b 2-c 22ab=-12及△ABC 中C ∈0,π 可得C =2π3.(2)根据题意,由正弦定理可得3+1 sin A +2sin B =6sin C ,所以3+1 sin A +2sin A +2π3 =3+1 sin A +2-12sin A +32cos A =3sin A +cos A =322,解得sin A +cos A =62①,因为sin 2A +cos 2A =1②,①②联立可解得sin A =6+24或6-24,又因为C =2π3,则A <π3,sin 2A <34,6+242=2+34>34(舍去),所以sin A=6-2 4.19.(1)B=π3(2)S△ABC=3【分析】(1)由正弦定理和两角差的余弦公式,化简已知等式,求得tan B,可求角B的大小;(2)由已知条件利用余弦定理求得ac,根据三角形面积公式求△ABC的面积.【详解】(1)在△ABC中,由正弦定理asin A=bsin B,可得b sin A=a sin B,又由b sin A=a cos B-π6,得a sin B=a cos B-π6即sin B=cos B-π6,由sin B=cos B-π6=32cos B+12sin B,有32cos B=12sin B可得tan B=3,又因为B∈(0,π),所以B=π3.(2)b=13.且a+c=5,B=π3,由余弦定理:b2=a2+c2-2ac cos B=a+c2-2ac-2ac cos B,有13=25-2ac-ac,解得ac=4,∴S△ABC=12ac sin B=12×4×32=3.20.(1)tan Btan A=-3(2)π6【分析】(1)通过余弦定理、正弦定理将条件中的边转化为角即可求出结果;(2)由余弦定理表示出cos C,借助条件消去边c,利用基本不等式求出cos C的范围,进而求出C的最大值.【详解】(1)由余弦定理可得b2=c2+a2-2ac cos B,代入b2-a2=2c2,得到c2+a2-2ac cos B-a2=2c2,化简得c2+2ac cos B=0,即c+2a cos B=0.由正弦定理可得sin C+2sin A cos B=0,即sin A+B+2sin A cos B=0,展开得sin A cos B+cos A sin B+2sin A cos B= 0,即3sin A cos B=-cos A sin B,所以tan Btan A=-3.(2)由b2-a2=2c2得c2=b2-a2 2,故cos C=a2+b2-c22ab=a2+b2-b2-a222ab=3a2+b24ab=3a4b+b4a≥2316=32,当且仅当b2=3a2,即b=3a时等号成立.因为C ∈0,π ,所以C ≤π6,所以C 的最大值为π6.21.(1)π3(2)23,3+3【分析】(1)根据正余弦定理,将条件变形,求角B 的大小;(2)根据正弦定理,将周长表示为三角函数,根据函数的定义域,求周长的取值范围.【详解】(1)根据余弦定理可知,a 2+c 2-b 22ac=cos B ,所以sin A =3⋅2ac cos B 2bc ,即sin A =3a cos Bb⇔sin A =3sin A cos Bsin B,则tan B =3,B ∈0,π ,所以B =π3;(2)设∠A ∈π2,2π3,根据正弦定理可知a sin A =c sin C =b sin B =3sinπ3=2,所以a =2sin A ,c =2sin C =2sin 2π3-A ,所以周长a +b +c =2sin A +2sin 2π3-A +3=2sin A +232cos A +12sin A+3=3sin A +3cos A +3=23sin A +π6 +3,因为A ∈π2,2π3 ,A +π6∈2π3,5π6 ,所以sin A +π6 ∈12,32 ,所以23<23sin A +π6 +3<3+3,所以△ABC 的周长为23,3+3 .22.(1)B =2π3(2)932【详解】(1)依题意,由2b cos C =2a +c 及正弦定理得2sin B cos C =2sin A +sin C ,即2sin B cos C =2sin B +C +sin C =2sin B cos C +2cos B sin C +sin C ,所以2cos B sin C =-sin C .因为C ∈0,π ,所以sin C ≠0,所以cos B =-12,又B ∈0,π ,所以B =2π3.(2)如图所示:因为2AM =MC,所以AM =3,MC =6.又∠MAB =∠MB A ,所以BM =AM =3.在△ABC 中,由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,即a 2+c 2+ac =81.①又2AM =MC ,所以BM=23BA +13BC,两边平方得BM 2=49BA 2+19BC 2+49BA ⋅BC,即9=49c 2+19a 2+49ac cos B ,所以a 2+4c 2-2ac =81.②②-①得3c 2=3ac ,所以a =c ,代入①得a =c =33,在△BMC 中,BM 2+BC 2=32+33 2=36=MC 2,所以△BMC 是以∠MB C 为直角的三角形,所以△BMC 的面积为12×3×33=932.23.(1)A =π4(2)-1010【分析】(1)利用正弦定理及余弦定理可求得cos A 的值,结合角A 的取值范围可求得角A 的值;(2)由三角形的面积公式可得出c 2=3ab sin C ,利用正弦定理以及两角和的正弦公式可得出sin C =-3cos C ,由同角三角函数的平方关系以及sin C >0可求得cos C 的值.【详解】(1)解:因为sin 2A =sin 2B +sin 2C -2sin B sin C ,令△ABC 的三内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,所以由正弦定理可得a 2=b 2+c 2-2bc ,所以由余弦定理可得cos A =b 2+c 2-a 22bc =2bc 2bc=22,因为A ∈0,π ,所以A =π4.(2)由三角形的面积公式可得S △ABC =12ab sin C =12×13c 2,则c 2=3ab sin C ,由正弦定理可得sin 2C =3sin A sin B sin C ,因为C ∈0,π ,则sin C >0,所以,sin C =3sin A sin B ,即sin C =322sin B ,即sin C =322sin C +π4 =32sin C +32cos C ,整理可得sin C =-3cos C ,所以,sin C =-3cos Csin 2C +cos 2C =0sin C >0,解得cos C =-1010.24.(1)π3(2)33【分析】(1)利用正弦定理边化角结合三角恒等变换求解;(2)利用等面积法可得12ac sin B =12(a +b +c )r ,从而得32ac =43+b ,再根据余弦定理,联立方程组求出b =23,从而可求三角形的面积.【详解】(1)因为b cos C +3b sin Ca +c=1,所以b cos C +3b sin C -a -c =0,所以sin B cos C +3sin B sin C -sin A -sin C =0因为A +B +C =π,所以sin B cos C +3sin B sin C -sin (B +C )-sin C =0.所以3sin B sin C -cos B sin C -sin C =0,又因为C ∈0,π ,sin C >0,所以3sin B -cos B =1,所以sin B -π6 =12,因为B ∈0,π ,所以B -π6∈-π6,5π6 ,所以B -π6=π6,所以B =π3.(2)因为△ABC 内切圆的面积为π,所以内切圆半径r =1.由于S △ABC =12ac sin B =12(a +b +c )r ,所以32ac =43+b ,①由余弦定理b 2=a 2+c 2-2ac cos B 得,b 2=a +c 2-3ac ,即b 2=48-3ac ,②联立①②可得b 2=48-38+233b,即b 2+23b -24=0,解得b =23或b =-43(舍去),所以S △ABC =12(a +b +c )×r =33.25.(1)A =π6(2)334【分析】(1)已知等式利用诱导公式和倍角公式化简,可求A 的大小;(2)条件中的等式,利用正弦定理角化边,再用余弦定理求得c 边,用面积公式计算面积.【详解】(1)sin π3-Acos π6+A =cos π2-π3-A cos π6+A =cos 2π6+A =cos π3+2A +12=14,∴cos π3+2A =-12,因为0<A <π,得π3<π3+2A <7π3,所以π3+2A =2π3或π3+2A =4π3,解得A =π6或A =π2,因为a <c ,得A <π2,∴A =π6.(2)由(1)知,A =π6,a sin A +c sin C =43sin B ,由正弦定理,得a 2+c 2=43b =12,由余弦定理,得a 2=b 2+c 2-2bc ⋅cos A ,即12-c 2=3+c 2-23c ⋅32,整理,得2c 2-3c -9=0,由c >0得c =3,所以S △ABC =12bc sin A =12×3×3×12=334.26.(1)C =π3;(2)0,34.【分析】(1)利用正弦定理边化角,再利用和角的正弦化简作答.(2)由(1)的结论,利用余弦定理结合均值不等式求出三角形面积范围作答.【详解】(1)在△ABC 中,由已知及正弦定理得:sin A cos B +sin B cos A =2sin C cos C ,即有sin A +B =2sin C cos C ,即sin C =2sin C cos C ,而0<C <π,sin C >0,则cos C =12,所以C =π3.(2)在△ABC 中,由余弦定理c 2=a 2+b 2-2ab cos C 得:1=a 2+b 2-ab ,因此1≥2ab -ab ,即0<ab ≤1,当且仅当a =b 时取等号,又S △ABC =12ab sin C =12×32ab =34ab ∈0,34 ,所以△ABC 面积的取值范围是0,34.27.(1)A =π3(2)-2,4 【分析】(1)利用同角三角函数的商数关系及两角和的正弦公式的逆用,结合三角形的内角和定理及三角函数的特殊值对应特殊角注意角的范围即可;(2)利用同角三角函数的商数关系及正弦定理的边化角,根据(1)的结论得出角B 的范围及余弦函数的性质即可求解.【详解】(1)由题意知,2sin C -sin B =sin A cos A×cos B ,所以2cos A sin C -cos A sin B =sin A cos B ,则2cos A sin C =sin A cos B +cos A sin B =sin A +B =sin C ,又C ∈0,π ,所以sin C ≠0,所以cos A =12,又A ∈0,π ,所以A =π3.(2)由(1)得2sin C -sin B =sin A cos A ×cos B ,由正弦定理得2c -b =a cos B cos A ,又a =2,A =π3,所以2c -b =4cos B .因为B ∈0,2π3,所以cos B ∈-12,1 ,所以4cos B ∈-2,4 ,故2c -b ∈-2,4 ,即2c -b 的取值范围为-2,4 .28.(1)A =π4(2)2+1【分析】(1)利用正弦定理求得正确答案.(2)利用圆的几何性质求得AD 的最大值.【详解】(1)依题意,2a sin C =ctan A ,由正弦定理得2sin A sin C =sin C ⋅sin A cos A,由于A ,C 是三角形的内角,所以sin A >0,sin C >0,所以cos A =22,则A 为锐角,所以A =π4.(2)设三角形ABC 外接圆的半径为r ,圆心为O ,则2r =2sin π4=22,r =2,由于A =π4,所以A 在三角形ABC 外接圆上运动,且只在优弧BC (不包括端点)上运动,如图所示,则∠BOC =π2,OD =2 2-12=1,当A ,O ,D 三点共线时,AD 最大,所以AD 长度的最大值是2+1.29.(1)证明见解析(2)1336,4【分析】(1)利用正余弦定理化简得sin A =sin B 2cos c +1 ,再利用两角和差的正弦公式及三角形的性质得sin C -B =sin B ,得证;(2)弦切互化转化为正弦复合函数,先求角C 的范围,然后换元,利用函数单调性求范围.【详解】(1)由c 2=b 2+ab 及余弦定理c 2=a 2+b 2-2ab cos C得a =b 2cos C +1 ,由正弦定理得:sin A =sin B 2cos C +1 ,又A +B +C =π,∴sin A =sin B +C =sin B cos C +cos B ⋅sin C =2sin B cos C +sin B ,∴cos B sin C -sin B cos C =sin B ,∴sin C -B =sin B ,∵A ,B ,C 都是锐角,∴C -B =B ,即C =2B .(2)令y =1tan B -1tan C +3sin C =cos B sin B -cos C sin C+3sin C =sin C cos B -cos C ⋅sin B sin B ⋅sin C +3sin C =sin C -B sin B ⋅sin C +3sin C ,由(1)C =2B 得y =1sin C +3sin C ,在锐角三角形ABC 中,0<A <π20<B <π20<C <π2 ,即0<π-B +C <π20<B =C 2<π20<C <π2,解得π3<C <π2,∴sin C ∈32,1,令t =sin C ∈32,1 ,∴y =f t =1t +3t ,t ∈32,1,又函数y =f t =1t +3t 在32,1上单调递增,∴y =f t ∈1336,4 ,故1tan B -1tan C+3sin C 的取值范围是1336,4 .30.(1)c =62,C =π3(2)6,362【分析】(1)由三角恒等变换化简等式tan A +tan C =2sin B cos A ,结合角的范围可得C ,再由正弦定理及b =2sin B 求得c ;(2)结合正弦定理有a +b +c =2sin A +sin B +62,结合角的关系及三角恒等变换化简求范围即可.【详解】(1)2sin B cos A=tan A +tan C =sin A cos A +sin C cos C =sin A cos C +cos A sin C cos A cos C =sin A +C cos A cos C =sin π-B cos A cos C =sin B cos A cos C ,∵A 、B 、C ∈0,π ,sin B cos A≠0,∴cos C =12,∴C =π3.由b =2sin B 及正弦定理得2=b sin B =c sin C ⇒c =2sin C =62;(2)由正弦定理得a sin A =b sin B =2⇒a =2sin A ,∴a +b =2sin A +sin B =2sin 2π3-B +sin B=232cos B +32sin B =612cos B +32sin B =6sin B +π6.∵B ∈0,2π3 ,∴B +π6∈π6,5π6 ,∴a +b =6sin B +π6∈62,6 .∴△ABC 周长a +b +c ∈6,362.31.(1)A =5π12(2)(-1,0)【分析】(1)已知等式由正弦定理边化角解得A -B =π6,又B =π4,可求A 的值;(2)锐角△ABC 且A -B =π6,可求角B 的范围,利用正弦定理边化角得R -c b =2sin B -π3 ,可求取值范围.【详解】(1)根据正弦定理a sin A=b sin B =c sin C =2R ,有a =2R sin A ,b =2R sin B ,c =2R sin C ,由a cos B -b cos A =R ,有2R sin A cos B -2R sin B cos A =R ,得sin (A -B )=12,因为A ,B ∈0,π2 ,所以A -B ∈-π2,π2 ,所以A -B =π6,由B =π4,解得A =5π12.(2)因为A =π6+B ,所以C =π-(A +B )=5π6-2B ,因为0<A <π20<B <π20<C <π2 ,即0<π6+B <π20<B <π20<5π6-2B <π2 ,所以B ∈π6,π3 ,则R -c b=R -2R sin C 2R sin B =1-2sin C 2sin B =1-2sin 5π6-2B 2sin B =1-cos2B -3sin2B 2sin B=2sin 2B -23sin B cos B 2sin B =sin B -3cos B =2sin B -π3 ,B ∈π6,π3 ,有B -π3∈-π6,0 ,所以2sin B -π3 ∈(-1,0),所以R -c b 的取值范围为(-1,0).32.(1)A =π3(2)12,2 【分析】(1)根据向量平行和正弦定理得cos A =12,则得到A 的大小;(2)首先根据锐角三角形求出C 的范围,再利用正弦定理进行边换角得b c =32tan C +12,根据tan C 的范围即可得到答案.【详解】(1)由m ⎳n得a cos C =2b -c cos A ,∴a cos C +c cos A =2b cos A ,根据正弦定理得sin A cos C +sin C cos A =2sin B cos A ,所以sin A +C =2sin B cos A ,又A +C =π-B ,所以sin B =2sin B cos A .又sin B ≠0,∴cos A =12,又A ∈0,π ,∴A =π3;(2)由(1)得A =π3,B +C =2π3,∵B ,C 为锐角,所以0<C <π20<2π3-C <π2,∴C ∈π6,π2 ,根据正弦定理得b c =sin B sin C =sin 2π3-C sin C =32cos C +12sin C sin C =32tan C +12,其中tan C ∈33,+∞ ,∴32tan C ∈0,32 ,即32tan C+12∈12,2 ,综上可知,b c 的取值范围是12,2 .33.(1)π3(2)6【分析】(1)先使用余弦定理,再用正弦定理进行角变边即求得结果;(2)由平面向量可知AD =12AB +AC ,两边平方,用三角形的边及角表示并结合基本不等式得出结果.【详解】(1)∵3b 2+c 2-a 2 =2ac sin B ,由余弦定理可得23bc cos A =2ac sin B ,即3b cos A =a sin B ,由正弦定理可得3sin B cos A =sin A sin B ,∵B ∈0,π ,∴sin B ≠0.∴3cos A =sin A ,即tan A =3,又A ∈0,π ,所以A =π3.(2)由(1)知,A =π3,△ABC 的面积为23,所以12bc sin π3=23,解得bc =8.由平面向量可知AD =12AB +AC ,所以AD 2=14(AB +AC )2=14AB 2+AC 2+2AB ⋅AC=14b 2+c 2+2bc cos π3 =14b 2+c 2+bc ≥142bc +bc =34bc =6,当且仅当b =c =22时取等号,故BC 边中线AD 的最小值为6.34.(1)π3(2)123【分析】(1)根据正弦定理边角互化,结合两角和的正弦的公式求解即可;(2)利用余弦定理和基本不等式得到ab ≤48,再利用三角形的面积公式求解即可.【详解】(1)根据题意,由正弦定理,可得sin C tan C =3sin A cos B +sin B cos A =3sin A +B ,又因为△ABC 中A +B =π-C ,且C ∈0,π ,所以sin C tan C =3sin C ,即tan C =3,所以C =π3.(2)由余弦定理,可得c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,即48=a 2+b 2-ab所以48+ab =a 2+b 2≥2ab ,当且仅当a =b 时等号成立,所以ab ≤48,所以S △ABC =12ab sin C ≤12×48×32=123,所以△ABC 面积的最大值为123.35.(1)π3(2)4,6 【分析】(1)根据正弦定理边化角结合三角形内角和与诱导公式得出2sin A cos B =sin A ,根据三角形内角范围可知sin A ≠0,即可得出cos B =12,再根据角围得出答案;(2)根据已知结合余弦定理即可得出a 、c 关系,再根据基本不等式得出a +c 范围,即可得出答案.【详解】(1)由正弦定理,得2sin C -sin A =2sin B cos A ,因为A +B +C =π,所以sin C =sin A +B ,所以2sin (A +B )-sin A =2sin B cos A ,即2sin A cos B +2cos A sin B -sin A =2sin B cos A ,所以2sin A cos B =sin A ,因为0<A <π,所以sin A ≠0,所以cos B =12,又0<B <π,所以B =π3;(2)由(1)可得B =π3,若b =2,则由余弦定理,得4=a 2+c 2-ac =a +c 2-3ac ,所以3ac =a +c 2-4≤3×a +c 2 2,即14a +c 2≤4,所以a +c ≤4,当且仅当a =c 时等号成立,又a +c >b =2,所以2<a +c ≤4,即4<a +b +c ≤6,所以△ABC 周长的取值范围为4,6 .36.(1)证明见解析.(2)(1,5).【分析】(1)运用余弦定理得2c ⋅cos B =a -c ,再运用正弦定理边化角化简计算即可.(2)运用三角形内角范围求得角C 的范围,进而求得cos C 范围,运用边化角将问题转化为求关于cos C 的二次函数在区间上的值域.【详解】(1)∵c 2+ac =b 2,∴c 2-b 2=-ac ,∴由余弦定理得:cos B =a 2+c 2-b 22ac =a 2-ac 2ac =a -c 2c,即:2c ⋅cos B =a -c ,由正弦定理得:2sin C ⋅cos B =sin A -sin C ,∴2sin C ⋅cos B =sin (B +C )-sin C =sin B cos C +sin C cos B -sin C ,整理得:sin B cos C -sin C cos B -sin C =0,即:sin (B -C )=sin C ,又∵B 、C ∈(0,π),∴B -C =C ,即:B =2C .(2)∵B =2C ,∴A =π-3C ,又∵sin2C =2sin C ⋅cos C ,sin3C =sin (C +2C )=sin C ⋅cos2C +cos C ⋅sin2C =sin C ⋅cos2C +2sin C ⋅cos 2C ,sin C ≠0,∴由正弦定理得:a +b c =sin A +sin B sin C =sin (π-3C )+sin2C sin C =sin3C +sin2C sin C=sin C⋅cos2C+2sin C⋅cos2C+2sin C⋅cos Csin C=cos2C+2cos2C+2cos C =2cos2C-1+2cos2C+2cos C=4cos2C+2cos C-1,又∵0<A<π0<B<π0<C<π⇒0<π-3C<π0<2C<π0<C<π⇒0<C<π3,∴12<cos C<1,令t=cos C,则a+bc=4t2+2t-1,12<t<1,∵y=4t2+2t-1对称轴为t=-1 4,∴y=4t2+2t-1在12,1上单调递增,当t=12时,y=4×14+2×12-1=1;当t=1时,y=4+2-1=5,∴1<a+bc<5,即:a+bc的范围为(1,5).37.(1)证明见解析(2)2 2,98【分析】(1)利用同角的商数关系与正弦定理的边角变换化简得到sin B=cos A,再由条件和诱导公式求得B=π2+A,由此得证;(2)先由(1)求出A的范围,再由诱导公式和二倍角的余弦公式变形化简得到sin A+sin C =-2sin2A+sin A+1,从而利用换元法和二次函数的性质即可求出式子的范围.【详解】(1)因为a=b tan A,所以ab=tan A=sin Acos A,由正弦定理可得sin Acos A=ab=sin Asin B,又0<A<π,所以sin A>0,故sin B=cos A,则sin B=sinπ2+A ,又B为钝角,则0<A<π2,因此B∈π2,π,π2+A∈π2,π,所以B=π2+A,即B-A=π2;(2)由(1)知,C=π-(A+B)=π-2A+π2=π2-2A>0,所以A<π4,又0<A<π2,所以0<A<π4,则0<sin A<22,所以sin A+sin C=sin A+sinπ2-2A=sin A+cos2A=-2sin2A+sin A+1=-2sin A-142+98,令t=sin A,则0<t<22,sin A+sin C=-2t-142+98,对于y=-2t-1 42+98=-2t2+t+1,其开口向下,对称轴为t=14,所以y=-2t-1 42+98在0,14上单调递增,在14,22上单调递减,故当t=14时,y=-2t-142+98取得最大值为98,又当t=0时,y=1,当t=22时,y=22,所以y=-2t-1 42+98的值域为22,98,故22<-2sin A-142+98≤98,即22<sin A+sin C≤98,所以sin A+sin C的取值范围是22,98 .38.(1)ω=1,对称轴方程为:x=kπ2+π6k∈Z;(2)(23,2+3].【分析】(1)根据降幂公式、辅助角公式,结合正弦型函数的零点性质、周期公式、对称轴方程进行求解即可;(2)根据正弦定理、辅助角公式、正弦型函数的单调性进行求解即可.【详解】(1)f(x)=cos2(ωx)+3sin(ωx)cos(ωx)-12=1+cos(2ωx)2+3sin(2ωx)2-1 2,f x =sin2ωx+π6,因为函数f(x)的两个相邻零点间的距离为π2,所以函数f(x)的最小正周期为2×π2=π,因为ω>0,所以2π2ω=π⇒ω=1,即f x =sin2x+π6,令2x+π6=kπ+π2k∈Z⇒x=kπ2+π6k∈Z,所以对称轴为x=kπ2+π6k∈Z;(2)由f(A)=-1⇒sin2A+π6=-1,因为A∈(0,π),所以2A+π6∈π6,13π6⇒2A+π6=3π2⇒A=2π3,因为a=3,所以由正弦定理可知:asin A=bsin B=csin C=332=2⇒b=2sin B,c=2sin C,所以三角形的周长为3+2sin B+2sin C=3+2sin B+2sinπ3-B ,=3+2sin B +232cos B -12sin B=3cos B +sin B +3=2sin B +π3 +3,因为B ∈0,π3 ,所以B +π3∈π3,2π3 ,因此sin B +π3∈32,1 ⇒2sin B +π3 +3∈(23,2+3],所以△ABC 周长的取值范围为(23,2+3].39.(1)π3(2)8,12 【分析】(1)选①或②:由正弦定理得到a 2+c 2-b 2=ac ,再由余弦定理得到cos B =12,结合B ∈0,π ,求出B =π3;选③:由正弦定理化简得到2sin A cos B -sin C cos B =sin B cos C ,进而得到2sin A cos B =sin A ,cos B =12,求出B =π3;(2)由余弦定理结合基本不等式可得出a +c ≤8,从而可求得△ABC 的周长的取值范围.【详解】(1)选①,∵a sin C -sin A sin C +sin B=c -b ,∴sin A sin C -sin A sin C +sin B=sin C -sin B ∴sin A sin C -sin 2A =sin 2C -sin 2B∴sin A sin C =sin 2A +sin 2C -sin 2B∴ac =a 2+c 2-b 2,又∵a 2+c 2-b 2=2ac cos B∴cos B =12,又∵0<B <π,∴B =π3.选②,∵sin 2A +sin 2C -sin 2B =sin A sin C ∴a 2+c 2-b 2=ac ,又∵a 2+c 2-b 2=2ac cos B∴cos B =12,又∵0<B <π,∴B =π3.选③,∵2a -c b=cos C cos B ,∴2sin A -sin C sin B =cos C cos B ∴2sin A cos B -sin C cos B =sin B cos C∴2sin A cos B =sin C cos B +sin B cos C =sin (B +C )=sin A∵sin A ≠0,∴cos B =12,又∵0<B <π,∴B =π3.(2)由余弦定理得:b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,∴16=a 2+c 2-ac =(a +c )2-3ac ≥a +c 2-3a +c 24=a +c 24,当且仅当a =c =4时,取等号.∴a +c 2≤64,∴a +c ≤8,又∵a +c >4,∴4<a +c ≤8,∴8<a +c +b ≤12。
2021-2022学年新教材高中数学 第9章 解三角形单元测试(含解析)新人教B版必修第四册

第九章第二部分阶段测试第九章单元测试间:90分钟 分数:150分、单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.).在△ABC 中,若a =52b ,A =2B ,则cos B 等于( ) .53B.54C.55D.56.在△ABC 中,AB =3,AC =2,BC =10,则AB →·AC →等于( ).-32B .-23C.23D.32.△ABC 中,B =π3,且a +c =332,b =3,则△ABC 的面积为( ) .5316B.34C.7312D .23 .已知锐角三角形的三边长分别为3,4,a ,则a 的取值范围是( ).(1,5) B .(1,7) C .(7,5) D .(7,7).在△ABC 中,a =1,B =45°,△ABC 的面积为2,则三角形外接圆的半径为( ).23B .42C.522D .32.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c .已知b =c ,a 2=2b 2(1-sin A ),则A =( ).3π4 B.π3C.π4D.π6.如图,一艘船自西向东匀速航行,上午10时到达一座灯塔P 的南偏西75°距塔68海里的M 处,下午2时到达这座灯塔的东南方向的N 处,则这艘船航行的速度为( ) .1762海里/时B .346海里/时 .1722海里/时D .342海里/时 .在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若△ABC 的面积为S ,且2S =(a +b )2-c 2,则tan C 等于( ).34B.43C .-34D .-43、多项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得3分,有选错的得0分.) .在△ABC 中,根据下列条件解三角形,其中有两解的是( ).b =10,A =45°,C =70°B.b =45,c =48,B =60°C.a =14,b =16,A =45°D.a =7,b =5,A =80°0.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若△ABC 为锐角三角形,且满足sin B (1+2cos C )=2sin A cos C +cos A sin C ,则下列等式成立的是( ).2sin B =sin A B .2cos B =cos A C .a =2b D .B =2A1.在△ABC 中,已知(a +b ):(c +a ):(b +c )=6:5:4,给出下列结论中正确结论是( ).由已知条件,这个三角形被唯一确定B .△ABC 一定是钝角三角形.sin A :sin B :sin C =7:5:3D .若b +c =8,则△ABC 的面积是15322.已知a ,b ,c 分别是△ABC 三个内角A ,B ,C 的对边,下列四个命题中正确的是( ) .若tan A +tan B +tan C >0,则△ABC 是锐角三角形.若a cos A =b cos B ,则△ABC 是等腰三角形.若b cos C +c cos B =b ,则△ABC 是等腰三角形.若a cos A =b cos B =c cos C,则△ABC 是等边三角形 、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分.)3.在等腰三角形ABC 中,已知sin A :sin B =1:2,底边BC =10,则△ABC 的周长是________.4.某人在C 点测得塔在南偏西80°方向,且塔顶A 的仰角为45°,此人沿南偏东40°方向前进10m 到B 点,测得塔顶A 的仰角为30°,则塔高为________m.5.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,∠ABC =120°,∠ABC 的平分线交AC 于点D ,且BD =1,则1a +1c=________. 6.在△ABC 中,∠ABC =90°,AB =4,BC =3,点D 在线段AC 上.若∠BDC =45°,则BD =________.、解答题(本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)7.(10分)在△ABC 中,a =7,b =8,cos B =-17.1)求∠A;2)求AC边上的高.8.(12分)在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且a2+c2=b2+2ac.1)求角B的大小;2)求2cos A+cos C的最大值.9.(12分)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且b sin A=3a cos B.1)求B的大小;2)若b=3,sin C=2sin A,求a,c的值.20.(12分)已知△ABC的角A,B,C所对的边分别是a,b,c,设向量m=(a,b),n=(sin B,sin A),p=(b-2,a-2).1)若m ∥n ,求证:△ABC 为等腰三角形;2)若m ⊥p ,边长c =2,角C =π3,求△ABC 的面积. 21.(12分)如图,已知A ,B ,C 是一条直路上的三点,AB 与BC 各等于1km ,从三点分别遥望塔M ,在A 处看见塔在北偏东45°方向,在B 处看见塔在正东方向,在C 处看见塔在南偏东60°方向,求塔到直路ABC 的最短距离.2.(12分)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知cos2A +32=2cos A . 1)求角A 的大小;2)若a =1,求△ABC 的周长l 的取值范围.第九章单元测试.答案:B析:由正弦定理,得a b =sin Asin B ,a =52b 可化为sin A sin B =52.A =2B ,∴sin 2B sin B =52,∴cos B =54..答案:D析:在△ABC 中,cos∠BAC =AB 2+AC 2-BC 22AB ·AC =9+4-102×3×2=14,∴AB →·AC →=|AB →||AC →|cos ∠BAC =3×2×14=32..答案:A析:∵B =π3∴由余弦定理得cos B =a 2+c 2-b 22ac =12,(a +c )2-2ac -b 22ac =12.a +c =332,b =3,∴274-2ac -3=ac .∴ac =54. S △ABC =12ac sin B =12×54×32=5316..答案:C析:∵三角形为锐角三角形,∴⎩⎪⎨⎪⎧ 32+a 2>16,32+42>a 2,解得7<a 2<25,a >0,∴7<a <5,∴a 的取值范围是(7,5)..答案:C析:由三角形的面积公式,得2=12ac sin B =12c ×22, c =4 2.又b 2=a 2+c 2-2ac cos B =1+32-2×1×42×22=25,∴b =5,又∵b sin B=2R . R =b 2sin B =52×22=522. .答案:C析:由余弦定理可得a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,因为b =c ,以a 2=b 2+b 2-2b ×b cos A =2b 2(1-cos A ).已知a 2=2b 2(1-sin A ),以sin A =cos A ,为A ∈(0,π),所以A =π4. .答案:A析:由题意知PM =68海里,∠MPN =120°,∠N =45°.由正弦定理,知PM sin 45°=MN sin 120°,∴MN =68×32×2=346(海里). 速度为3464=1762(海里/时). .答案:D析:由2S =(a +b )2-c 2,得2S =a 2+b 2+2ab -c 2,2×12ab sin C =a 2+b 2+2ab -c 2, 以ab sin C -2ab =a 2+b 2-c 2.余弦定理可知 os C =a 2+b 2-c 22ab =ab sin C -2ab 2ab =sin C 2-1, 以cos C +1=sin C 2, 2cos 2C 2=sin C 2cos C 2,所以tan C 2=2. 以tan C = 2 tan C 21-tan 2C 2=2×21-22=-43. .答案:BC析:选项B 满足c sin 60°<b <c ,选项C 满足b sin 45°<a <b ,所以B 、C 有两解.对于选项A ,可求得B =180°-A -C =65°,三角形有一解.对于选项D ,由sin B =b sin A a,且b <a ,可得B 为锐角,只有一解,三角形只有一解.0.答案:AC析:因为sin(A +C )+2sin B cos C =2sin A cos C +cos A sin C ,所以2sin B cos C =sin A cos C ,又0<C <π2,得2sin B =sin A ,从而由正弦定理得2b =a . 1.答案:BC析:∵(a +b ):(c +a ):(b +c )=6:5:4,设a +b =6k ,c +a =5k ,b +c =4k ,(k >0),a =72k ,b =52k ,c =32k ,∴a :b :c =7:5:3, sin A :sin B :sin C =7:5:3,选项C 正确.于三角形ABC 的边长不确定,所以三角形不确定,选项A 错误.于cos A =b 2+c 2-a 22bc =254k 2+94k 2-494k 22×52×32k 2=-12<0所以A 是钝角,即△ABC 是钝角三角形,选项B 正确.b +c =8,则52k +32k =4k =8,∴k =2,∴b =5,c =3,A =120°, △ABC 的面积S =12bc sin A =12×5×3×32=1534.选项D 错误. 2.答案:ACD析:∵tan A +tan B =tan(A +B )(1-tan A tan B ),tan A +tan B +tan C =tan(A +B )(1-tan A tan B )+tan C =tan A tan B tan C >0, A ,B ,C 是△ABC 的内角,∴角A ,B ,C 都是锐角,选项A 正确.a cos A =b cos B ,则sin A cos A =sin B cos B ,2sin A cos A =2sin B cos B ,∴sin 2A =sin 2B ,A =B ,或A +B =90°,即△ABC 是等腰三角形或直角三角形,选项B 错误.b cos C +c cos B =b ,sin B cos C +sin C cos B =sin(B +C )=sin A =sin B ,A =B ,∴△ABC 是等腰三角形,选项C 正确.a cos A =b cos B =ccos C ,则sin A cos A =sin B cos B =sin C cos C, tan A =tan B =tan C ,∴A =B =C ,△ABC 是等边三角形,选项D 正确.3.答案:50析:由正弦定理,得BC :AC =sin A :sin B =1:2,底边BC =10,∴AC =20,∴AB =AC =20,△ABC 的周长是10+20+20=50. 4.答案:10析:设塔底为A ′,AA ′=h m ,则借助于实物模拟图(如图所示)可以求得A ′C =h m ,A ′B =3h m ,在△A ′BC 中,A ′C =h m ,BC =10 m ,A ′B =3h m ,∠A ′CB =120°,∴(3h )2=h 2+100-2h ×10×cos 120°,即h 2-5h -50=0,解得h =10(h =-5舍).5.答案:1析:依题意有S △ABC =S △BCD +S △ABD ,12ac sin 120°=12a ×1×sin 60°+12c ×1×sin 60°, c =a +c ,∴1a +1c=1. 6.答案:1225 析:如图所示,设CD =x ,∠DBC =α,则AD =5-x ,∠ABD =π2-α,在△BDC 中,由正弦定理得3sin π4=x sin α=32⇒sin α=x 32.在△ABD 中,由正弦定理得5-x sin(π2-α)=4sin 3π4=42⇒cos α=5-x 42.由sin 2α+cos 2α=x 218+(5-x )232=1解得x 1=-35(舍去),x 2=215,在△BDC 中,由正弦定理,得BD =BC ·sin∠C sin ∠BDC =3×4522=1225. 7.解析:(1)在△ABC 中,因为cos B =-17, 以sin B =1-cos 2B =437. 正弦定理得sin A =a sin B b =32.题设知π2<∠B <π,所以0<∠A <π2. 以∠A =π3. 2)在△ABC 中,为sin C =sin(A +B )=sin A cos B +cos A sin B =3314, 以AC 边上的高为a sin C =7×3314=332. 8.解析: (1)由余弦定理及a 2+c 2=b 2+2ac 得cos B =a 2+c 2-b 22ac =22. 0<B <π,∴B =π4. 2)由(1)知,A +C =π-B =3π4,∴2cos A +cos C =2cos A +cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4-A 2cos A -22cos A +22sin A =22cos A +22sin A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A +π4.又0<A <3π4,∴π4<A +π4<π,∴A +π4=π2时,即A =π4时,sin ⎝⎛⎭⎪⎫A +π4取得最大值1,2cos A +cos C 的最大值为1.9.解析:(1)∵b sin A =3a cos B ,∴由正弦定理得,sin B sin A =3sin A cos B ,∵A 为△ABC 的内角,∴sin A >0,∴tan B =3,∵0<B <π,∴B =π3. 2)∵sin C =2sin A ,∴c =2a .(1)知B =π3,∵b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,a 2+(2a )2-2a ×2a ×12=9,∴a =3,c =2 3.0.解析:(1)证明:∵m ∥n ,∴a sin A =b sin B ,正弦定理,得a 2=b 2,∴a =b .∴△ABC 为等腰三角形.2)由题意知m ·p =0,即a (b -2)+b (a -2)=0.a +b =ab .余弦定理可知,4=a 2+b 2-ab =(a +b )2-3ab ,(ab )2-3ab -4=0.ab =4(ab =-1舍去),S △ABC =12ab sin C =12×4×sin π3= 3.1.解析:由题意得∠CMB =30°,∠AMB =45°,AB =BC =1,∴S △MAB =S △MBC ,12MA ×MB ×sin 45°=12MC ×MB ×sin 30°,MC =2MA ,在△MAC 中,由余弦定理,得C 2=MA 2+MC 2-2MA ×MC ×cos 75°,MA 2=43-22cos 75°,M 到AB 的距离为h ,则由△MAC 的面积得MA ×MC ×sin 75°=12AC ×h ,h =2MA 22×sin 75°=22×43-22cos 75°×sin 75°7+5313(km).塔到直路ABC 的最短距离为7+5313 km.2.解析:(1)根据二倍角公式及题意得2cos 2A +12=2cos A ,4cos 2A -4cos A +1=0,∴(2cos A -1)2=0,cos A =12.∵0<A <π,∴A =π3.2)根据正弦定理,a sin A =b sin B =csin C ,b =23sin B ,c =23sin C .l =1+b +c =1+23(sin B +sin C ),∵A =π3,∴B +C =2π3,l =1+23⎣⎢⎡⎦⎥⎤sin B +sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-B1+2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫B +π6,0<B <2π3∴π6<B +π6<5π6,12<sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫B +π6≤1,l ∈(2,3].。
高中数学解三角形大题经典题目总结
高中数学解三角形大题经典题目总结一、基础题1. 已知△ABC 中,C ∠为钝角,而且8AB =,3BC =,AB (1)求B 的大小;(2)求cos 3cos AC A B +的值.2. 在ABC ∆中,11a b +=,再从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为已知,求:(1)a 的值:(2)sin C 和ABC 的面积.条件①:17,cos 7c A ==-; 条件②:19cos ,cos 816A B ==.注:如果选择条件①和条件②分别解答,按第一个解答计分.3. 如图,在圆内接ABC ∆中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,满足cos cos 2cos a C c A b B +=.(1)求B ;(2)若点D 是劣弧AC 上一点,AB =2,BC =3,AD =1,求四边形ABCD 的面积4.ABC ∆中的内角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c 4c =,2B C =.(1)求cos B ;(2)若5c =,点D 为边BC 上一点,且6BD =,求ADC ∆的面积.5. 请从下面三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解决该问题①2252b c +=;②ABC 的面积为;③26AB AB BC +⋅=-.在ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .在已知2b c -=,A 为钝角,sin A (1)求边a 的长; (2)求sin 26C π⎛⎫- ⎪⎝⎭的值.6. 在①222sin 2cos 2cos cos 122C B C B C B -+++=,①2tan tan tan B b A B c =+,①(sin )a C C =三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并加以解答.在ABC ∆中,内角A ,B ,C 所对的边长分别为a ,b ,c ,且满足a =,3b =, ______,求ABC ∆的面积.7. 在①2sin cos C A =②tan a A =,③cos c A =补充在下面问题中,并求ABC ∆的面积.问题:在ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且4,3a C π==,________?8. 在①22()3a b c ab +=+,①sin cos a A a C =-,①(2)sin (2)sin 2sin a b A b a B c C -+-=,这三个条件中任选一个,补充在下列问题中,并解答.已知ABC ∆的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,c =_____.(1)求C ∠;(2)求ABC 周长的最大值.9. 在①AD 是BC 边上的高,且AD BC ⋅=,②AD 平分BAC ∠,且7AD =,③AD 是BC 边上的中线,且2AD =这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并求出边BC 的长.问题:在锐角ABC ∆中,已知4AB =,3AC =,D 是边BC 上一点,_____,求边BC 的长.注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分10. 已知ABC ∆的内角A ,B ,C 所对的边分别是,,a b c ,且满足()()()sin sin sin sin sin sin sin A B A B C B C +-=-,ABC 的面积为.(1)求sin 2A ;(2)sin sin B C +=,求ABC 的周长.11. 在ABC ∆中,M 为BC 边上一点,45BAM ∠=︒,cos AMC ∠=. (1)求sin B ; (2)若12MC BM =,4AC =,求MC .12. 在ABC ∆中,角A ,B ,C 的对边分别是a 、b 、c ,且24cos 222Ba abc =-+ (1)求A ;(2)若2b =,ABC 的面积为2,M 是AB 的中点,求2CM .13. ABC ∆中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且(sin cos )(cos sin )b C C c B B -=-.(1)记BC 边上的高为h ,求a h;(2)若b =1c =,求a .14. 在ABC ∆中,BAC ∠的角平分线交BC 于点D ,1AC AD ==,3AB =.(1)求cos BAD ∠; (2)求ABC 的面积.15. 在ABC ∆中,三个内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,若222sin 2cos 2cos cos 122A B A BA B -+++=(1)求角C 的大小(2)若4,38c CA CB =+=16. 如图,在四边形ABCD 中,2D B ∠=∠,AC BC =,2AD =,6CD =.(1)当ACD ∆的面积最大时,求ABC ∆的面积;(2)若cos B =AB .17. 已知ABC ∆的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知cos cos a B b A +=.(1)求角C ;(2)如图,若点D 在边AC 上,AD DB =,DE AB ⊥,E 为垂足,AE =a =, 求AD 长.二、中档题1. 如图,在直角ACB △中,2ACB π∠=,3CAB π∠=,2AC =,点M 在线段AB 上.(1)若sin 3CMA ∠=,求CM 的长;(2)点N 是线段CB 上一点,MN =12BMN ACB S S =△△,求BM BN +的值.2. 已知ABC ∆的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且2222c a b ab +-=.(1)若sin 3C =,求B ; (2)若D 为AC 中点,且BD BC =,求a b.3. 在①2b =;②c =;③222a cb +-=这三个条件中任选两个,补充在下面问题中,求BCD ∠的大小和ACD △的面积.问题:已知ABC ∆的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,2a =,设D 为边AB 上一点,BD =, .注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答给分.4. 在ABC ∆中,内角A 、B 、C 对边分别是a 、b 、c ,已知2sin sin sin B A C =.(1)求证:03B π<≤;(2)求222sin sin 1A CB +-+的取值范围.5. 已知a ,b ,c 分别为ABC ∆内角A ,B ,C 的对边,若ABC ∆同时满足下列四个条件中的三个:①33()b ac c a b -+=+;②2cos 22cos 12A A +=;③a =④b =(1)满足有解三角形的序号组合有哪些?(1)在(1)所有组合中任选一组,并求对应ABC ∆的面积. (若所选条件出现多种可能,则按计算的第一种可能计分)6. 在①sin sin sin sin A C A Bb a c--=+,②2cos cos cos c C a B b A =+这两个条件中任选一个,补充在下面问题中的横线上,并解答.在ABC ∆中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c , . (1)求角C ;(2)若c =a b +=ABC 的面积.注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.7. 在锐角ABC ∆中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且2cos 2b C a c =-.(1)求角B ;(2)求sin sin A C 的取值范围.8. 在①ANBN=,②AMN S =△,③AC AM =这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并进行求解.问题:在ABC ∆中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,3B π=,8c =,点M ,N 是BC 边上的两个三等分点,3BC BM =,____________,求AM 的长和ABC ∆外接圆半径.注:如果选择多个条件分别进行解答,按第一个解答进行计分.三、提升题1. △ABC 中,角A ①B ①C 所对的边分别为a ①b ①c ,已知1a =,sin cos ()cos c B B b C -=. (1)求BC 边上的高AD 的长; (2)求tan A 的最大值.2. 在ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且sin sin sin sin B C aA C b c+=--.(1)求tan B ;(2)若ABC 是锐角三角形,且ABC 的面积为c 的取值范围.3. 若锐角BC △A 中,角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,若32()cos )33x f x C C x x =-++的图像在点(,())C c f c 处的切线与直线y x=垂直,求ABC ∆面积的最大值.4. 重庆、武汉、南京并称为三大“火炉”城市,而重庆比武汉、南京更厉害,堪称三大“火炉”之首.某人在歌乐山修建了一座避暑山庄O (如图).为吸引游客,准备在门前两条夹角为6π(即AOB ∠)的小路之间修建一处弓形花园,使之有着类似“冰淇淋”般的凉爽感,已知弓形花园的弦长AB =且点A ,B 落在小路上,记弓形花园的顶点为M ,且6MAB MBA π∠=∠=,设OBA θ∠=.(1)将OA ,OB 用含有θ的关系式表示出来;(2)该山庄准备在M 点处修建喷泉,为获取更好的观景视野,如何规划花园(即OA ,OB 长度),才使得喷泉M 与山庄O 距离即值OM 最大?。
(压轴题)高中数学必修五第二章《解三角形》测试(有答案解析)(3)
一、选择题1.如图,某人在一条水平公路旁的山顶P 处测得小车在A 处的俯角为30,该小车在公路上由东向西匀速行驶7.5分钟后,到达B 处,此时测得俯角为45.已知小车的速度是20km/h ,且33cos 8AOB ∠=-,则此山的高PO =( )A .1 kmB .2km 2C . 3 kmD . 2 km2.如图,四边形ABCD 中,CE 平分ACD ∠,23AE CE ==,3DE =,若ABC ACD ∠=∠,则四边形ABCD 周长的最大值( )A .24B .1233+C .183D .(3533.ABC ∆中,角,,A B C 所对的边分别为,,a b c .若13,3,60a b A ===︒,则边c =( ) A .1B .2C .4D .64.已知ABC ∆的内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,且2cos 2b C a c ⋅=+,若3b =,则ABC ∆的外接圆面积为( )A .48π B .12πC .12πD .3π5.设,,a b c 分别是ABC 中,,A B C ∠∠∠所对边的边长,则直线sin 0x A a y c ⋅+⋅+=与sin sin 0b x y B C ⋅-⋅+=位置关系是( ) A .平行B .重合C .垂直D .相交但不垂直6.某校运动会开幕式上举行升旗仪式,在坡度为15°的看台上,同一列上的第一排和最后一排测得旗杆顶部的仰角分别为60°和30°,第一排和最后一排的距离为106 m (如图),则旗杆的高度为( )A .10 mB .30 mC .103 mD .106 m7.如图,某船在A 处看见灯塔P 在南偏东15方向,后来船沿南偏东45的方向航行30km 后,到达B 处,看见灯塔P 在船的西偏北15方向,则这时船与灯塔的距离是:A .10kmB .20kmC .3kmD .53km8.在ABC ∆中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,2sin cos cos a B b A B =,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9.ABC 中角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知a ,b ,c 成等差数列,且2C A =,若AC 边上的中线79BD =△ABC 的周长为( ) A .15 B .14C .16D .12 10.在ABC 中,若2a =,3b =30A =︒,则B 等于( )A .30B .30或150︒C .60︒D .60︒或120︒11.在钝角ABC ∆中,角A B C ,,的对边分别是a b c ,,,若3013C c a =︒==,,ABC ∆的面积为A 3B 3C .34D .3212.在ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若cos a C ,cos b B ,cos c A 成等差数列,且8a c +=,则AC 边上中线长的最小值是( )A .2B .4C .23D .43二、填空题13.在ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且πsin cos 6b A a B ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则角B =______.14.在ABC 中,3A π∠=,D 是BC 的中点.若34AD BC ≤,则sin sin B C 的最大值为____________.15.如图,在ABC 中,角C 的平分线交AB 于D 且CD AD =.若3AC =,2BC =,则AB =________16.设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若a +c =2b ,3sin B =5sin A ,则C =_____.17.在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知4A π=,22212b c a -=,则tan B =________.18.在相距3千米的A ,B 两个观察点观察目标点C ,其中观察点B 在观察点A 的正东方向,在观察点A 处观察,目标点C 在北偏东15︒方向上,在观察点B 处观察,目标点C 在西北方向上,则A ,C 两点之间的距离是______千米.19.在ABC 中,cos cos 3A B +=23AB =sin sin A B +取最大值时,ABC 的外接圆半径为________.20.如图,在ABC 中,点D 是边BC 上的一点,1DC =,2AC =,3BD =,120BAD ∠=︒,则AB 的长为________.三、解答题21.已知在△ABC 3sin (A +B )=1+2sin 22C . (1)求角C 的大小;(2)若∠BAC 与∠ABC 的内角平分线交于点Ⅰ,△ABC 的外接圆半径为2,求△ABI 周长的最大值.22.已知在ABC 中,角A ,B ,C 所对边分别为a ,b ,c ,22(sin sin )sin sin sin A B C A B -=-.(Ⅰ)求角C 的大小;(Ⅱ)若3a b =,求cos(2)B C +的值.23.在ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且()sin sin sin b c CB A b a-=-+.(1)求A ; (2)若2a =,求11tan tan B C+的最小值. 24.ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知A 为锐角,22sin cos 2c a B C ab--=. (1)求A ;(2)若34b =,且BC 边上的高为3ABC 的面积. 25.已知ABC 中,角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,且()2cos cosA cosC b 0a C c ++=(1)求角C 的大小;(2)求22sin sin A B +的取值范围.26.在①2222b ac a c =+,②cos sin a B b A =,③sin cos 2B B +=,这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解决该问题.已知ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,___________,3A π=,2b =ABC 的面积.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.A 解析:A 【分析】由题意作图可得60APO ∠=,45BPO ∠=,设PO h =,在Rt POA △,Rt POB 中 求出3AO h =,BO h =,在AOB 中,由余弦定理列方程即可求解.【详解】由题意可知:PO ⊥平面AOB ,903060APO ∠=-=,904545BPO ∠=-=,7.520 2.560AB =⨯=km , 设PO h =,在POA 中,tan AO APO PO ∠=,tan 60AOh=,所以3AO h =, 在POB 中,tan BO BPO PO ∠=,tan 45BOh=,所以BO h =, 在AOB 中,由余弦定理可得:2222cos AB AO BO AO A BO OB =∠+-⨯, 所以)2222.532333h h h h =+-⨯⎛ ⎝⎭⨯,即2252544h =,解得:1h =, 所以山的高1PO =, 故选:A.2.D解析:D 【分析】ACD △和CDE △中,结合正弦定理可求得6ACE DCE π∠=∠=,这样可得,DC AC ,在ABC 中,由余弦定理得2222cos3AC AB BC AB BC π=+-⋅,应用基本不等式可得AB BC +的最大值,从而可得四边形ABCD 周长的最大值.【详解】设ABC ACD ∠=∠2θ=,(0,)2πθ∈,∵CE 平分ACD ∠,∴DCE ACE θ∠=∠=, 又AE CE =,∴EAC ACE θ∠=∠=,AE CE ==DE =AD =ACD △中,由正弦定理得sin sin CD AD DAC ACD =∠∠,则CD ==, CDE △中,2DEC EAC ECA θ∠=∠+∠=,由正弦定理得sin sin CD DE CED DCE =∠∠,则2sin CD θθθ==,∴2cos θθ=,解得cos θ=,6πθ=,∴3CD ==,ACD △中,由角平分线定理得AC AE CD DE ==,得236AC =⨯=. ABC 中,23ABC πθ∠==,由余弦定理得2222cos 3AC AB BC AB BC π=+-⋅,即2222223136()3()()()44AB BC AB BC AB BC AB BC AB BC AB BC AB BC =+-⋅=+-⋅≥+-+=+,当且仅当AB BC =时等号成立,12AB BC +≤,此时ABC 为等边三角形.∴AB BC CD DA +++的最大值为12315++=+ 故选:D . 【点睛】本题主要考查正弦定理、余弦定理的应用,考查基本不等式求最值,在平面图形中充分利用平面几何的知识可减少计算量.本题解题关键是求出6ACE π∠=.3.C解析:C 【解析】试题分析:2222cos a c b cb A =+-213923cos60c c ⇒=+-⨯⨯︒,即2340c c --=,解得4c =或1c =-(舍去). 考点:余弦定理,正弦定理.4.D解析:D 【分析】 先化简得23B π=,再利用正弦定理求出外接圆的半径,即得ABC ∆的外接圆面积. 【详解】由题得222222a b c b a c ab+-⋅=+,所以22222a b c a ac +-=+, 所以222a b c ac -+=-, 所以12cos ,cosB 2ac B ac =-∴=-, 所以23B π=.,2R R ∴= 所以ABC ∆的外接圆面积为=3ππ. 故选D 【点睛】本题主要考查正弦定理余弦定理解三角形,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.5.C解析:C 【解析】,,a b c 分别是ABC 中,,A B C ∠∠∠所对边的边长,则直线sin 0x A a y c ⋅+⋅+=斜率为:sin Aa-, sin sin 0b x y B C ⋅-⋅+=的斜率为:sin bB, ∵sin sin A ba B -=﹣1,∴两条直线垂直.故选C .6.B解析:B 【分析】作图,分别求得∠ABC ,∠ACB 和∠BAC ,然后利用正弦定理求得AC ,最后在直角三角形ACD 中求得AD . 【详解】 解:如图,依题意知∠ABC =30°+15°=45°,∠ACB =180°﹣60°﹣15°=105°, ∴∠BAC =180°﹣45°﹣105°=30°, 由正弦定理知BC ACsin BAC sin ABC=∠∠,∴AC BC sin BAC=∠•sin ∠ABC1062122=⨯=3m ), 在Rt △ACD 中,AD 32=•AC 32=⨯3=30(m ) 即旗杆的高度为30m . 故选B . 【点睛】本题主要考查了解三角形的实际应用.结合了正弦定理等基础知识,考查了学生分析和推理的能力.7.C解析:C 【分析】在ABP ∆中,利用正弦定理求出BP 得长,即为这时船与灯塔的距离,即可得到答案. 【详解】由题意,可得30PAB PBA ∠=∠=,即30,120AB APB =∠=, 在ABP ∆中,利用正弦定理得30sin 30103sin120PB ==即这时船与灯塔的距离是103km ,故选C . 【点睛】本题主要考查了正弦定理,等腰三角形的判定与性质,以及特殊角的三角函数值的应用,其中熟练掌握正弦定理是解答本题的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.8.B解析:B 【分析】根据正弦定理得到2sin sin sin cos cos A B B A B =,化简得到()sin cos 0B A B -+=,计算得到答案. 【详解】2sin cos cos a B b A B =,所以2sin sin sin cos cos A B B A B =,所以()sin sin sin cos cos 0B A B A B -=,即()sin cos 0B A B -+=. 因为0A π<<,0B π<<,所以2A B π+=,故ABC ∆是直角三角形.故选:B 【点睛】本题考查了正弦定理和三角恒等变换,意在考查学生对于三角公式的综合应用.9.A解析:A 【分析】由已知结合等差数列的性质及二倍角公式,正弦定理及余弦定理进行化简,即可求得结果. 【详解】由a ,b ,c 成等差数列可知,2b a c =+, 因为2C A =,所以sin sin 22sin cos C A A A ==,由正弦定理及余弦定理可得,22222b c a c a bc+-=⋅,所以2223bc ab ac a =+-, 所以32c a =,54b a =,若AC 边上的中线BD =所以2225379242a a a ⎡⎤⎛⎫⎛⎫+=+⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦,解可得4a =,5b =,6c =, 故△ABC 的周长为15. 故选:A. 【点睛】该题考查的是有关解三角形的问题,涉及到的知识点有余弦定理,正弦定理,等差数列的条件,以及边角关系,属于简单题目.10.D解析:D 【分析】由正弦定理,求得sin sin bB A a=,再由a b <,且0180B ︒<<︒,即可求解,得到答案. 【详解】由题意,在ABC 中,由正弦定理可得sin sin a bA B=,即sin sin sin 3022b B A a ==︒=, 又由a b <,且0180B ︒<<︒, 所以60B =︒或120B =︒, 故选:D. 【点睛】本题主要考查了正弦定理的应用,其中解答中熟记三角形的正弦定理,准确运算是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.11.A解析:A 【分析】根据已知求出b 的值,再求三角形的面积. 【详解】在ABC ∆中,301C c a =︒==,, 由余弦定理得:2222cos c a b a b C =+-⋅⋅, 即2320b b -+=, 解得:1b =或2b =.∵ABC ∆是钝角三角形,∴2b =(此时为直角三角形舍去).∴ABC ∆的面积为111sin 1222ab C =⨯=. 故选A . 【点睛】本题主要考查余弦定理解三角形和三角形的面积的计算,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平,属于基础题.12.C解析:C 【分析】根据等差中项的性质,结合正弦定理化简可得3B π=,设AC 中点为D ,再利用平面向量的线性运算可得1||||2BD BA BC =+,再平方利用基本不等式求解即可. 【详解】cos a C ,cos b B ,cos c A 成等差数列,2cos cos cos b B a C c A ∴=+,根据正弦定理有2sin cos sin cos sin cos sin()B B A C C A A C =+=+,2sin cos sin B B B ∴=,又sin 0B ≠,1cos 2B ∴=,可得3B π=, 设AC 中点为D ,则AC 边上中线长为1||||2BD BA BC =+, 平方可得()()2222221112()444BD BA BC BA BC c a ac a c ac ⎡⎤=++⋅=++=+-⎣⎦ 2221()3()()124416a c a c a c ⎡⎤+≥+-=+=⎢⎥⎣⎦, 当且仅当4a c ==时取等号,故2BD 的最小值为12,即AC 边上中线长的最小值为故选:C.【点睛】本题主要考查了正弦定理边角互化的运用,同时也考查了利用基本不等式求最值的问题,同时在处理三角形中线的时候可以用平面向量表示从而简化计算,属于中档题. 二、填空题13.【分析】由正弦定理及可得结合两角差余弦公式可得进而可得到值【详解】由正弦定理及可得:在中∴即∴又B 为三角形内角∴=故答案为:【点睛】本题考查三角形中求角的问题涉及到正弦定理两角差余弦公式考查计算能力 解析:π3B =【分析】 由正弦定理及πsin cos 6b A a B ⎛⎫=-⎪⎝⎭可得πsin sin sin cos 6B A A B ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,结合两角差余弦公式可得tanB =B 值. 【详解】 由正弦定理及πsin cos 6b A a B ⎛⎫=- ⎪⎝⎭可得:πsin sin sin cos 6B A A B ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,在ABC 中,sin 0A ≠, ∴πsin cos 6B B ⎛⎫=-⎪⎝⎭,即ππsin cos cos sin sin 66B B B =+ ∴tanB =B 为三角形内角,∴B =3π 故答案为:3π. 【点睛】本题考查三角形中求角的问题,涉及到正弦定理,两角差余弦公式,考查计算能力,属于基础题.14.【分析】设三角形三条边长分别为先分析得到再利用余弦定理得到最后利用正弦定理即得解【详解】设三角形三条边长分别为那么因为所以故由题意得故答案为:【点睛】本题主要考查正弦定理和余弦定理解三角形意在考查学 解析:1532【分析】设AD x =,三角形三条边长分别为,,a b c ,先分析得到222138b c a +≤,再利用余弦定理得到258bc a ≤,最后利用正弦定理即得解. 【详解】设AD x =,三角形三条边长分别为,,a b c ,那么2243,169x a x a ≤∴≤,因为cos cos 0ADB ADC ∠+∠=所以2222422+=+x a b c , 故2222222213168849,8x b c a a b c a =+-≤∴+≤ 由题意得222222221135cos ,,2288b c a A b c bc a a bc a bc +-==∴+=+≤∴≤ 255315sin sin sin =88432B C A ∴≤=⨯. 故答案为:1532【点睛】本题主要考查正弦定理和余弦定理解三角形,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平. 15.【分析】不妨令易知然后在中利用正弦定理求出的值最后在中利用正弦定理可求出的值【详解】解:在中角的平分线交于且设则即整理得所以:结合得即显然是锐角所以再由得:解得故答案为:【点睛】本题考查正弦定理三角【分析】不妨令A α∠=,易知ACD BCD α∠==,3B πα∠=-,然后在ABC 中,利用正弦定理,求出sin α,cos α的值,最后在ABC 中,利用正弦定理,可求出AB 的值.【详解】解:在ABC 中,角C 的平分线交AB 于D ,且CD AD =.设A α∠=,则ACD BCD α∠==,3B πα∠=-, ∴sin sin AC BC B A =∠∠,即32sin(3)sin παα=-, 整理得2sin33sin αα=,所以:2(sin cos2cos sin 2)3sin ααααα+=,结合sin 0α≠得222(2cos 12cos )3αα-+=, 即258cos α=,显然α是锐角,所以cos αα=∴sin 22sin cos ααα==. 再由ABC 得:2sin sin 2AB αα=,∴= 解得10AB .【点睛】本题考查正弦定理,三角恒等变换的知识方法在解题中的作用,属于中档题.16.【分析】由正余弦定理可得的余弦值进而求出的值【详解】因为则由正弦定理可得所以又所以由余弦定理可得又因为所以故答案为:【点睛】本题主要考查了正余弦定理的应用考查了运算能力属于中档题解析:23π 【分析】由正余弦定理可得C 的余弦值,进而求出C 的值.【详解】因为3sin 5sin B A =,则由正弦定理可得35b a =,所以35a b =, 又2a c b +=,所以725c b a b =-=, 由余弦定理可得22222294912525cos 32225b b b a b c C ab b b +-+-===-⋅⋅, 又因为(0,)C π∈,所以23C π=, 故答案为:23π.【点睛】本题主要考查了正余弦定理的应用,考查了运算能力,属于中档题.17.3【分析】由题意结合余弦定理得进而可得再由余弦定理即可求得利用平方关系求得进而求得【详解】由余弦定理可得即又所以所以所以所以所以所以故答案为:3【点睛】本题考查了余弦定理的综合应用考查了同角三角函数 解析:3【分析】由题意结合余弦定理得3c =,进而可得3a b =,再由余弦定理即可求得cos 10B =,利用平方关系求得sin 10B =,进而求得sin tan 3cos B B B ==. 【详解】4A π=,∴由余弦定理可得2222cos a b c bc A =+-即222b a c -=-, 又22212b a c -=,所以2212c c =-,所以3c =, 222222145299a b c b b b =-=-=,所以3a b =,所以22222258cos 2b b b a c b B ac +-+-===,所以sin B ==, 所以sin tan 3cos B B B==, 故答案为:3.【点睛】本题考查了余弦定理的综合应用,考查了同角三角函数关系式,考查了运算求解能力与转化化归思想,属于中档题.18.【分析】在中则再由正弦定理列出方程即可求解【详解】由题设可知在中所以由正弦定理得即解得故答案为:【点睛】本题主要考查了解三角形的实际应用其中解答中熟练应用正弦定理列出方程是解答的关键着重考查运算与求【分析】在ABC 中,75CAB ∠=︒,45CBA ∠=︒,则60ACB ∠=︒,再由正弦定理列出方程,即可求解.【详解】由题设可知,在ABC 中,75CAB ∠=︒,45CBA ∠=︒,所以60ACB ∠=︒,由正弦定理得sin sin AB AC ACB CBA =∠∠,即3sin 60sin 45AC =,解得AC =..【点睛】本题主要考查了解三角形的实际应用,其中解答中熟练应用正弦定理,列出方程是解答的关键,着重考查运算与求解能力,属于基础题.19.2【分析】设与两边平方后相加可得即可知时最大可得角再利用正弦定理即可求解【详解】设则又因为所以所以所以当时此时的外接圆半径为故答案为:2【点睛】本题主要考查了正弦定理二倍角公式三角函数的性质同角三角 解析:2【分析】设sin sin A B t +=与cos cos A B +=两边平方后相加,可得2322cos()A B t +=+-,即21cos()2t A B +-=,可知A B =时,sin sin =+t A B 最大,可得角C ,再利用正弦定理即可求解.【详解】设sin sin A B t +=,则()2222sin sin sin sin 2sin sin t A B A B A B =+=++, 又因为()2223cos cos cos cos 2cos cos A B A B A B =+=++,所以222223sin 2sin sin sin cos 2cos cos cos t A A B B A A B B +=+++++ 22cos()B A =+-,所以21cos()2t A B +-=, 所以当A B =时,max 1=t ,23C π∠=,此时ABC 2=. 故答案为:2【点睛】本题主要考查了正弦定理、二倍角公式、三角函数的性质、同角三角函数基本关系,属于中档题. 20.【分析】在两个三角形中利用余弦定理建立等量关系式整理得出结合题中所给的条件利用余弦定理建立等量关系式求得结果【详解】因为所以可得在△中所以整理得出所以所以故答案为:【点睛】该题考查的是有关解三角形的解析:677 【分析】 在两个三角形中,利用余弦定理,建立等量关系式,整理得出2AB AD =,结合题中所给的条件,利用余弦定理建立等量关系式,求得结果. 【详解】 因为cos cos ADB ADC ∠=-∠,所以2229142321AD AB AD AD AD+-+-=-⨯⨯⨯⨯,可得2AB AD =, 在△ABD 中,2222cos BD AD AB AD AB BAD =+-⨯⨯∠,所以22192()422AB AB AB AB =+-⨯⨯⨯-, 整理得出2794AB =,所以2367AB =,所以67AB =, 故答案为:67. 【点睛】该题考查的是有关解三角形的问题,涉及到的知识点有余弦定理解三角形,属于简单题目.三、解答题21.(1)3π ;(2)4+23. 【分析】(1)利用降幂公式、两角和的正弦公式变形可得sin (C +6π)=1,再根据角的范围可得解;(2)利用正弦定理求出AB ,求出AIB ∠,设出ABI ∠,将,AI BI 用ABI ∠表示,根据三角函数知识求出AI BI +的最大值可得解.【详解】(1)∵3sin (A +B )=1+2sin 22C ,且A +B +C =π, ∴3sin C =1+1﹣cos C =2﹣cos C ,即3sin C +cos C =2,∴sin (C +6π)=1. ∵C ∈(0,π),∴C +6π∈(6π,76π),∴C +6π=2π,即C =3π.(2)∵△ABC 的外接圆半径为2,∴由正弦定理知,sin AB ACB ∠=sin3ABπ=2×2=4,∴AB=23,∵∠ACB=3π,∴∠ABC+∠BAC=23π,∵∠BAC与∠ABC的内角平分线交于点Ⅰ,∴∠ABI+∠BAI=3π,∴∠AIB=23π,设∠ABI=θ,则∠BAI=3π﹣θ,且0<θ<3π,在△ABI中,由正弦定理得,sin()3BIπθ-=sinAIθ=sinABAIB∠23sin34,∴BI=4sin(3π﹣θ),AI=4sinθ,∴△ABI的周长为3+4sin(3π﹣θ)+4sinθ=3(32cosθ﹣12sinθ)+4sinθ=33θ+2sinθ=4sin(θ+3π)3∵0<θ<3π,∴3π<θ+3π<23π,∴当θ+3π=2π,即6πθ=时,△ABI的周长取得最大值,最大值为3,故△ABI的周长的最大值为3.【点睛】关键点点睛:将,AI BI用ABI∠表示,根据三角函数知识求出AI BI+的最大值是解题关键.22.(Ⅰ)3π;(Ⅱ)17-.【分析】(Ⅰ)利用正弦定理的边角互化以及余弦定理即可求解.(Ⅱ)利用正弦定理的边角互化可得sin3sinA B=,再由23A Bπ+=求出3tan B=,再利用两角和的余弦公式即可求解.【详解】(Ⅰ)∵22(sin sin )sin sin sin A B C A B -=-∴由正弦定理得22()a b c ab -=-,即222a b c ab +-= ∴1cos 2C =, 又∵(0,)C π∈ ∴3C π=;(Ⅱ)∵3a b =,∴由正弦定理得sin 3sin A B =, ∵23A B π+=,∴2sin 3sin 3B B π⎛⎫-= ⎪⎝⎭,∴tan B =,∴0,2B π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭∴sin B B == ,∴11sin 22sin cos 214B B B B === ∴1cos(2)cos 2cos sin 2sin 7BC B C B C +=-=-23.(1)3π;(2)3. 【分析】 (1)根据题设条件和正弦定理,化简得到222b c a bc +-=,再利用余弦定理,求得cos A 的值,即可求解;(2)由余弦定理和基本不等式,求得2bc a ≤,在结合正弦定理和三角恒等变换的公式,化简得22sin 22si 11tan tan n 2sin R R A R a R B R C B bcC ⋅⋅==⋅+,即可解. 【详解】(1)由()sin sin sin b c CB A b a -=-+,可得()()()sin sin sin b cC B A b a -=-+,由正弦定理得()()()b c c b a b a -=-+,即222b c a bc +-=, 由余弦定理,得2221cos 22b c a A bc +-==, 因为0A π<<,可得3A π=.(2)由(1)知3A π=,设三角形的外接圆的半径为R ,可得2sin a R A == 又由余弦定理得222222cos a b c bc A b c bc bc =+-=+-≥,即24bc a ≤=,当且仅当2b c ==时取等号, 又由11cos cos cos sin sin cos tan tan sin sin sin sin B C B C B C B C B C B C++=+=()sin sin sin sin sin sin B C A B C B C +==22sin 2sin 2sin R R A R B R C ⋅=⋅23343R a bc bc ⋅==≥=⨯, 其中R 是ABC 外接圆的半径,所以11tan tan B C +.24.(1)6π;(2) 【分析】(1)先用余弦定理化余弦为边,再用正弦定理化边为角从而求得A ;(2)由余弦定理用c 表示a ,然后把三角形的面积用两种方法表示求得c ,从而可计算出面积.【详解】(1)由22sin cos 2c a B C ab--=得222sin 2cos ab B ab C c a -=-, 由余弦定理得222222sin ab B c a b c a +--=-,所以2sin a B b =,由正弦定理得2sin sin sin A B B =,B 是三角形内角,sin 0B ≠, 所以1sin 2A =,又A 为锐角,所以6A π=.(2)由(1)2222232cos 2cos 166a b c bc A c c c π=+-=+-⋅⋅2716c =,4a c =,所以11sin 22ABC S bc A a ==⨯△211124224c ⨯⨯=⨯⨯c =b == 111sin 222ABC S bc A ===△ 【点睛】思路点睛:本题考查正弦定理、余弦定理、三角形面积公式.利用正弦定理和余弦定理进行边角互化是解题关键.三角形的面积采取了二次计算,通过不同的计算方法得出等式,从而求解.这是一种解题技巧.25.(1)23C π=;(2)13,24⎡⎫⎪⎢⎣⎭. 【分析】(1)利用正弦定理的边角互化即可求解.(2)利用二倍角公式以及三角形的内角和性质可得22sin sin A B +11sin 226A π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,利用三角函数的性质即可求解. 【详解】解:(1)由已知及正弦定理得2(sin cos sin cos )cos sin 0A C C A C B ++=,2sin()cos sin 0A C C B ++=,因为A B C π+=-,所以sin (2cos 1)0B C +=, 因为sin 0B ≠,所以1cos 2C =-, 因为0C π<<,所以23C π=. (2)221cos 21cos 21sin sin 1(cos 2cos 2)222A B A B A B --+=+=-+12111cos 2cos 21cos 2cos 2223222A A A A A π⎛⎫⎡⎤⎛⎫=-+-=--+ ⎪ ⎪⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦⎝⎭1111cos 221sin 22226A A A π⎛⎫⎛⎫=-+=-+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 因为03A π<<,所以52666A πππ<+<,1sin 2126A π⎛⎫<+≤ ⎪⎝⎭, 111sin 22264A π⎛⎫-≤-+<- ⎪⎝⎭,1131sin 22264A π⎛⎫≤-+< ⎪⎝⎭, 所以2213sin sin 24A B ≤+<,即22sin sin A B +的取值范围是13,24⎡⎫⎪⎢⎣⎭.26.条件选择见解析;ABC 【分析】选择①,用余弦定理求得B 角,选择②,用正弦定理化边为角后求得B 角,选择③用两角和的正弦公式变形后求得B 角,然后利用正弦定理求得a ,再由诱导公式与两角和的正弦公式求得sin C ,最后由面积公式计算出面积.【详解】解:(1)若选择①,222b a c =+由余弦定理,222cos 222a cb B ac ac +-===, 因为()0,B π∈,所以4B π=;由正弦定理sin sin a b A B=,得sin sin sin b A a B π===因为3A π=,4B π=,所以53412C ππππ=--=,所以5sin sinsin sin cos cos sin 12464646C πππππππ⎛⎫==+=+=⎪⎝⎭所以113sin 2244ABC S ab C +===△. (2)若选择②cos sin a B b A =,则sin cos sin sin A B B A =, 因为sin 0A ≠,所以sin cos B B =, 因为()0,B π∈,所以4B π=;由正弦定理sin sin a b A B=,得sin sin sin 2b A a B π===因为3A π=,4B π=,所以53412C ππππ=--=,所以5sin sinsin sin cos cos sin 12464646C πππππππ⎛⎫==+=+=⎪⎝⎭,所以113sin 2244ABC S ab C +===△. (3)若选择③sin cos B B +=4B π⎛⎫+= ⎪⎝⎭sin 14B π⎛⎫+= ⎪⎝⎭, 因为()0,B π∈,所以5,444B πππ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭, 所以42B ππ+=,所以4B π=;由正弦定理sin sin a b A B=,得sin sin sin b A a B π===因为3A π=,4B π=,所以53412C ππππ=--=,所以5sin sinsin sin cos cos sin 12464646C πππππππ⎛⎫==+=+=⎪⎝⎭,所以11sin 22ABC S ab C ===△. 【点睛】关键点点睛:本题考查正弦定理、余弦定理、三角形的面积公式,解题中要注意条件与结论之间的联系,确定选用的公式与顺序.用正弦定理进行边角转换是一种重要技巧,它的目的是边角分离,公式应用明确.本题是求三角形面积,一般要知道两边和夹角的正弦,在已知一角和一边情况下还需要求得一条边长及两边夹角,这样我们可以采取先求B 角,再求a 边和sin C ,从而得面积.。
(典型题)高中数学必修五第二章《解三角形》测试题(含答案解析)
一、选择题1.在△ABC 中,若b =2,A =120°,三角形的面积S =AB .C .2D .42.已知ABC ∆的内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,且2cos 2b C a c ⋅=+,若3b =,则ABC ∆的外接圆面积为( )A .48π B .12πC .12πD .3π3.在ABC 中,a ,b ,c 分别是内角A ,B ,C 的对边,若2224ABCa b c S +-=(其中ABCS表示ABC 的面积),且角A 的平分线交BC 于E ,满足0AE BC ⋅=,则ABC 的形状是( )A .有一个角是30°的等腰三角形B .等边三角形C .直角三角形D .等腰直角三角形4.在ABC 中,,,a b c 分别为三个内角,,A B C 的对边,若cos cos a A b B =,则ABC 一定是( )A .等腰三角形B .直角三角形C .等腰直角三角形D .等腰三角形或直角三角形5.在ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c .已知3a =,(b ∈,且223cos cos a b B b A =+,则cos A 的取值范围为( ).A .133,244⎡⎤⎢⎥⎣⎦ B .133,244⎛⎫⎪⎝⎭ C .13,24⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .13,24⎛⎫⎪⎝⎭6.在ABC 中,角A 、B 、C 对边分别为a 、b 、c ,若b =cos 20B B +-=,且sin 2sin C A =,则ABC 的周长是( )A .12+B .C .D .6+7.海洋蓝洞是地球罕见的自然地理现象,被喻为“地球留给人类保留宇宙秘密的最后遗产”我国拥有世界上最深的海洋蓝洞,现要测量如图所示的蓝洞的口径A ,B 两点间的距离,在珊瑚群岛上取两点C ,D ,测得80CD =,135ADB ∠=︒,15BDC DCA ∠=∠=︒,120ACB ∠=︒,则A 、B 两点间的距离为( )A .80B .803C .160D .8058.已知△ABC 中,2cos =c b A ,则△ABC 一定是A .等边三角形B .等腰三角形C .直角三角形D .等腰直角三角形9.ABC 中角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知a ,b ,c 成等差数列,且2C A =,若AC 边上的中线792BD =,则△ABC 的周长为( ) A .15B .14C .16D .1210.在ABC ∆中,角A B C ,,的对边分别是a b c ,,,若sin 3cos 0b A a B -=,且三边a b c ,,成等比数列,则2a cb+的值为( ) A .24B .22C .1D .211.如图,测量河对岸的塔高AB 时,选与塔底B 在同一水平面内的两个测点C 与D .现测得15BCD ∠=︒,45BDC ∠=︒,302CD m =,并在点C 测得塔顶A 的仰角为30,则塔高AB 为( )A .302mB .203mC .60mD .20m12.如图,在离地面高400m 的热气球上,观测到山顶C 处的仰角为15,山脚A 处的俯角为45,已知60BAC ∠=,则山的高度BC 为( )A .700mB .640mC .600mD .560m二、填空题13.在ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,()226b a c =+-,23B π=,则ABC 的面积是______________. 14.如图,点A 是半径为1的半圆O 的直径延长线上的一点,3OA =,B 为半圆上任意一点,以AB 为一边作等边ABC ,则四边形OACB 的面积的最大值为___________.15.锐角ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且()12cos c a B =+,则ba的取值范围是______. 16.在ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别是a 、b 、c ,若8cos 3ABC bc A S =△,则22cos sin 122sin cos B CA A A++-=-________. 17.已知ABC 中,2,2BC AB AC ==,则ABC 面积的最大值为_____ 18.在锐角ABC ∆中,a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 所对的边,且满足cos 2b aC a-=,则tan A 的取值范围是__. 19.如图,测量河对岸的塔高AB 时,可以选与塔底B 在同一水平面内的两个观测点,C D ,测得15BCD ︒∠=,30CBD ︒∠=,152m CD =,并在C 处测得塔顶A 的仰角为45︒,则塔高AB =______m .20.对于ABC ,有如下命题:①若sin2A =sin2B ,则ABC 为等腰三角形; ②若sin A =cos B ,则ABC 为直角三角形; ③若sin 2A +sin 2B +cos 2C <1,则ABC 为钝角三角形; ④若满足C =6π,c =4,a =x 的三角形有两个,则实数x 的取值范围为(4,8). 其中正确说法的序号是_____.三、解答题21.在①tan 2tan B C =,②22312b a -=,③cos 2cos b C c B =三个条件中任选一个,补充在下面问题中的横线上,并解决该问题.问题:已知ABC ∆的内角,,A B C 及其对边,,a b c ,若2c =,且满足___________.求ABC ∆的面积的最大值(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分)22.ABC 的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c .已知222sin sin sin sin sin B A C A C --=.(1)求B ;(2)若3b =,当ABC 的周长最大时,求它的面积. 23.已知ABC 中,51tan 43A π⎫⎛-=⎪⎝⎭. (1)求2sin cos2A A +的值;(2)若ABC 的面积为4,4AB =,求BC 的值. 24.在①π2=+A C ,②5415cos -=c a A ,③ABC 的面积3S =这三个条件中任选两个,补充在下面问题中,然后解答补充完整的题目.在ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知3b =,且______,______,求c .注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.25.已知ABC 的三个内角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,且cos cos 2cos b C c B a A +=.(1)求角A ;(2)若3a =ABC 的面积为23b c +的值.26.在①()cos cos 3cos 0C A A B +-=,②()cos23cos 1B A C -+=,③cos sin 3b C B a +=这三个条件中任选一个,补充在下面问题中. 问题:在ABC 中,角A 、B 、C 对应的边分别为a 、b 、c ,若1a c +=,___________,求角B 的值和b 的最小值.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.C 解析:C 【解析】12sin1202S c ==⨯︒ ,解得c =2.∴a 2=22+22−2×2×2×cos 120°=12,解得a =,∴24sin 2a R A === , 解得R =2.本题选择C 选项. 2.D解析:D 【分析】 先化简得23B π=,再利用正弦定理求出外接圆的半径,即得ABC ∆的外接圆面积. 【详解】由题得222222a b c b a c ab+-⋅=+,所以22222a b c a ac +-=+, 所以222a b c ac -+=-, 所以12cos ,cosB 2ac B ac =-∴=-, 所以23B π=.,R R∴=所以ABC∆的外接圆面积为=3ππ.故选D【点睛】本题主要考查正弦定理余弦定理解三角形,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.3.D解析:D【分析】根据角A的平分线交BC于E,满足0AE BC⋅=,得到ABC是等腰三角形,再由2221sin24+-==ABCa b cS ab C,结合余弦定理求解.【详解】因为0AE BC⋅=,所以AE BC⊥,又因为AE是角A的平分线,所以ABC是等腰三角形,又2221sin24+-==ABCa b cS ab C,所以2221sin cos22a b cab C Cab+-==,因为()0,Cπ∈,所以4Cπ,所以ABC是等腰直角三角形,故选:D【点睛】本题主要考查余弦定理,面积公式以及平面向量的数量积,属于中档题.4.D解析:D【分析】根据cos cosa Ab B=,利用正弦定理将边转化为角得到sin cos sin cosA AB B=,然后再利用二倍角的正弦公式化简求解.【详解】因为cos cosa Ab B=,由正弦定理得:sin cos sin cos A A B B =, 所以sin 2sin 2A B =, 所以22A B =或22A B π=-, 即A B =或2A B π+=所以ABC 一定是等腰三角形或直角三角形, 故选:D 【点睛】本题主要正弦定理,二倍角公式的应用,属于中档题.5.B解析:B 【分析】由正弦定理进行边角互化可得9c b=,由余弦定理可得22819cos 18b b A +-=,进而可求出cos A 的范围【详解】因为3a =,223cos cos a b B b A =+,所以22cos cos a ab B b A =+, 所以()22sin sin sin cos sin cos sin sin sin sin A A B B B A B A B B C =+=+=,即29a bc ==,所以9c b=,则22222819cos 218b bc a b A bc +-+-==.因为(b ∈,所以()212,18b ∈,81y x x=+在()12,18上递增, 所以22817545,42b b ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,则133cos ,244A ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭. 故选:B 【点睛】本题考查了正弦定理,考查了余弦定理.解答本题的关键是用b 表示cos A .6.D解析:D 【分析】由已知条件求出角B 的值,利用余弦定理求出a 、c 的值,由此可计算出ABC 的周长. 【详解】cos 2sin 26B B B π⎛⎫+=+= ⎪⎝⎭,sin 16B π⎛⎫∴+= ⎪⎝⎭,0B π<<,7666B πππ∴<+<,则62B ππ+=,3B π∴=,sin 2sin C A =,2c a ∴=,由余弦定理得2222cos b a c ac B =+-,即2312a =, 2a ∴=,24c a ==,因此,ABC 的周长是623a b c ++=+.故选:D. 【点睛】本题考查三角形周长的计算,涉及余弦定理的应用,考查计算能力,属于中等题.7.D解析:D 【分析】如图,BCD △中可得30CBD ∠=︒,再利用正弦定理得802BD =,在ABD △中,由余弦定理,即可得答案; 【详解】如图,BCD △中,80CD =,15BDC ∠=︒,12015135BCD ACB DCA ∠=∠+∠=︒+︒=︒,∴30CBD ∠=︒,由正弦定理得80sin135sin 30BD =︒︒,解得802BD =,ACD △中,80CD =,15DCA ∠=︒,13515150ADC ADB BDC ∠=∠+∠=︒+︒=︒, ∴15CAD ∠=︒,∴==80AD CD , ABD △中,由余弦定理得2222cos AB AD BD AD BD ADB =+-⋅⋅∠2280(802)280802cos135=+-⨯⨯⨯︒2805=⨯,∴805AB =,即A ,B 两点间的距离为805.故选:D. 【点睛】本题考查正余弦定理的运用,考查函数与方程思想、转化与化归思想,考查逻辑推理能力、运算求解能力.8.B解析:B 【解析】试题分析:由2cos =c b A 和正弦定理得sin 2sin cos =C B A ,即sin()2sin cos ,sin cos sin cos A B B A A B B A +==.因sin 0,sin 0A B >>,故,A B 不可能为直角,故tan tan A B =.再由,(0,)A B π∈,故A B =.选B . 考点:本题考查正弦定理、内角和定理、两角和的三角函数公式.点评:综合考查正弦定理、两角和与差的三角公式.三角形中的问题,要特别注意角的范围.9.A解析:A 【分析】由已知结合等差数列的性质及二倍角公式,正弦定理及余弦定理进行化简,即可求得结果. 【详解】由a ,b ,c 成等差数列可知,2b a c =+, 因为2C A =,所以sin sin 22sin cos C A A A ==,由正弦定理及余弦定理可得,22222b c a c a bc+-=⋅,所以2223bc ab ac a =+-, 所以32c a =,54b a =,若AC 边上的中线BD =所以2225379242a a a ⎡⎤⎛⎫⎛⎫+=+⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦,解可得4a =,5b =,6c =, 故△ABC 的周长为15. 故选:A. 【点睛】该题考查的是有关解三角形的问题,涉及到的知识点有余弦定理,正弦定理,等差数列的条件,以及边角关系,属于简单题目.10.C解析:C 【分析】先利用正弦定理边角互化思想得出3B π=,再利余弦定理1cos 2B =以及条件2b ac =得出a c =可得出ABC ∆是等边三角形,于此可得出2a cb+的值. 【详解】sin cos 0b A B =,由正弦定理边角互化的思想得sin sin cos 0A B A B =,sin 0A >,sin 0B B ∴=,tan B ∴=,则3B π=.a 、b 、c 成等比数列,则2b ac =,由余弦定理得222221cos 222a cb ac ac B ac ac +-+-===,化简得2220a ac c -+=,a c ∴=,则ABC ∆是等边三角形,12a cb+∴=,故选C . 【点睛】本题考查正弦定理边角互化思想的应用,考查余弦定理的应用,解题时应根据等式结构以及已知元素类型合理选择正弦定理与余弦定理求解,考查计算能力,属于中等题.11.D解析:D 【分析】由正弦定理确定BC 的长,再tan30AB BC 求出AB .【详解】15BCD ∠=︒,45BDC ∠=︒120CBD由正弦定理得:sin120sin 45BC302sin 45203sin120BC3tan 3020320ABBC故选D【点睛】本题是正弦定理的实际应用,关键是利用正弦定理求出BC ,属于基础题.12.C解析:C 【分析】可知ADM ∆为等腰直角三角形,可计算出AM 的长度,在ACM ∆中,利用正弦定理求出AC 的长度,然后在ABC ∆中,利用锐角三角函数求出BC ,即可得出答案. 【详解】根据题意,可得在Rt ADM ∆中,45MAD ∠=,400DM =,所以,sin 45DMAM ==因为在ACM ∆中,451560AMC ∠=+=,180456075,AMC ∠=--=180756045ACM ∠=--=,由正弦定理,得sin sin AM AMCAC ACM∠===∠在Rt ABC ∆中,()sin 600BC AC BAC m =∠==,故选C. 【点睛】本题考查解三角形的实际应用问题,着重考查三角函数的定义、利用正弦定理解三角形等知识,在解题时,要结合三角形已知元素类型合理选择正弦定理和余弦定理解三角形,考查运算求解能力,属于中等题.二、填空题13.【分析】利用余弦定理求出的值再利用三角形的面积公式可求得的面积【详解】由余弦定理可得可得则解得因此的面积是故答案为:【点睛】方法点睛:在解三角形的问题中若已知条件同时含有边和角但不能直接使用正弦定理【分析】利用余弦定理求出ac 的值,再利用三角形的面积公式可求得ABC 的面积. 【详解】由余弦定理可得222222cos b a c ac B a c ac =+-=++,222a c b ac ∴+-=-,()2222626b a c a c ac =+-=++-,可得222260a c b ac +-+-=,则260ac ac --=,解得6ac =,因此,ABC的面积是11sin 62222ABC S ac B ==⨯⨯=△.故答案为:2. 【点睛】方法点睛:在解三角形的问题中,若已知条件同时含有边和角,但不能直接使用正弦定理或余弦定理得到答案,要选择“边化角”或“角化边”,变换原则如下: (1)若式子中含有正弦的齐次式,优先考虑正弦定理“角化边”; (2)若式子中含有a 、b 、c 的齐次式,优先考虑正弦定理“边化角”;(3)若式子中含有余弦的齐次式,优先考虑余弦定理“角化边”; (4)代数式变形或者三角恒等变换前置;(5)含有面积公式的问题,要考虑结合余弦定理求解;(6)同时出现两个自由角(或三个自由角)时,要用到三角形的内角和定理.14.【分析】设表示出的面积及的面积进而表示出四边形的面积并化简所得面积的解析式为正弦函数形式再根据三角函数的有界性进行求解【详解】四边形的面积的面积的面积设则的面积的面积四边形的面积故当即时四边形的面积解析:【分析】设AOB θ∠=,表示出ABC 的面积及OAB 的面积,进而表示出四边形OACB 的面积,并化简所得面积的解析式为正弦函数形式,再根据三角函数的有界性进行求解. 【详解】四边形OACB 的面积OAB =△的面积ABC +△的面积,设AOB θ∠=,2222cos 31214AB OA OB OA OB θθθ∴=+-⋅⋅=+-⨯=-则ABC 的面积213sin 60cos 22AB AC θ=⋅⋅︒=OAB 的面积11sin 1222OA OB θθθ=⋅⋅=⨯=,四边形OACB 的面积3cos 2θθ=13(sin )60)2θθθ=-=-︒,故当6090θ-︒=︒,即150θ=︒时,四边形OACB =故答案为: 【点睛】方法点睛:应用余弦定理一定要熟记两种形式:(1)2222cos a b c bc A =+-;(2)222cos 2b c a A bc+-=,同时还要熟练掌握运用两种形式的条件.另外,在解与三角形、三角函数有关的问题时,还需要记住30,45,60︒︒︒等特殊角的三角函数值,以便在解题中直接应用.15.【分析】利用正弦定理和两角和的正弦公式得出角的关系由为锐角三角形得到角的范围进而利用二倍角公式得出的取值范围【详解】由已知得即为锐角三角形故答案为:【点睛】本题考查正弦定理的应用考查两角和与差的正弦解析:【分析】利用正弦定理和两角和的正弦公式得出角A ,B 的关系,由ABC 为锐角三角形得到角A 的范围,进而利用二倍角公式得出ba的取值范围.【详解】由已知sin sin()sin (12cos )C A B A B =+=+sin cos cos sin sin 2sin cos A B A B A A B ∴+=+得sin()sin B A A -=B A A ∴-=,即2B A =ABC 为锐角三角形 2,322B AC A B A ππππ∴=<=--=-<,cos 64A A ππ∴<<∴∈sin 2sin cos 2cos sin sin b B A A A a A A∴===∈故答案为: 【点睛】本题考查正弦定理的应用,考查两角和与差的正弦公式,考查二倍角公式,属于中档题.16.【分析】由三角形的面积公式结合等式可求得然后利用二倍角余弦公式结合弦化切可求得所求代数式的值【详解】因为所以则故故答案为:【点睛】本题考查利用三角形的面积公式二倍角余弦公式诱导公式以及弦化切求值考查解析:12-【分析】由三角形的面积公式结合等式8cos 3ABC bc A S =△,可求得3tan 4A =,然后利用二倍角余弦公式、结合弦化切可求得所求代数式的值. 【详解】因为881cos sin 332ABC bc A S bc A ==⨯△,所以4cos sin 3A A =,则3tan 4A =,故()()22cos sin 1cos sin sin cos sin cos 22sin cos 2sin cos 2sin cos 2sin cos B CA B C A A A A A A A A A A A A A π++-+++--===---- tan 112tan 12A A -==--. 故答案为:12-.【点睛】 本题考查利用三角形的面积公式、二倍角余弦公式、诱导公式以及弦化切求值,考查计算能力,属于中等题.17.【分析】设则根据面积公式得由余弦定理求得代入化简由三角形三边关系求得由二次函数的性质求得取得最大值【详解】解:设则根据面积公式得由余弦定理可得可得:由三角形三边关系有:且解得:故当时取得最大值故答案解析:43【分析】设AC x =,则2AB x =,根据面积公式得ABC S ∆=,由余弦定理求得cos C 代入化简ABC S ∆=223x <<,由二次函数的性质求得ABC S ∆取得最大值. 【详解】解:设AC x =,则2AB x =,根据面积公式得 1sin sin 12ABC S AC BC C x C x ∆=== 由余弦定理可得2224443cos 44x x x C x x+--==,可得:ABCS ∆==由三角形三边关系有:22x x +>,且22x x +>,解得:223x <<,故当x =时,ABC S ∆取得最大值43, 故答案为:43. 【点睛】本题主要考查余弦定理和面积公式在解三角形中的应用.当涉及最值问题时,可考虑用函数的单调性和定义域等问题,属于中档题.18.【分析】先由余弦定理可将条件整理得到利用正弦定理得到;结合二倍角公式;再由和差化积公式得:代入①整理得;求出和的关系求出角的范围即可求解【详解】解:由余弦定理可知则整理得即由正弦定理可得即①由和差化解析:,1) 【分析】先由余弦定理可将条件整理得到22c a ab -=,利用正弦定理得到22sin sin sin sin C A A B -=;结合二倍角公式1cos21cos2cos2cos2sin sin 222C A A CA B ----==;再由和差化积公式得:cos2cos22sin()sin()A C A C A C -=-+-代入①整理得sin sin()sin()A A C C A =--=-;求出A 和C 的关系,求出角的范围即可求解. 【详解】解:由余弦定理可知222cos 2a b c C ab+-=,则22222a b c b aab a +--=, 整理得2222a b c b ab +-=-,即22c a ab -=, 由正弦定理可得,22sin sin sin sin C A A B -=, 即1cos21cos2cos2cos2sin sin 222C A A CA B ----==①, 由和差化积公式得:cos2cos22sin()sin()A C A C A C -=-+-代入①得 sin()sin()sin sin A C A C A B -+-=;因为sin()sin 0A C B +=≠; sin sin()sin()A A C C A ∴=--=-;在锐角ABC ∆中,C A A -=即2C A =, 则3B A C A ππ=--=-,因为02022032A A A ππππ⎧<<⎪⎪⎪<<⎨⎪⎪<-<⎪⎩,∴64A ππ<<,tan A ∴的取值范围是,1);故答案为:,1). 【点睛】本题主要考查正弦定理、余弦定理以及和差化积公式的应用,特殊角的三角函数值,属于中档题.19.30【分析】结合图形利用正弦定理与直角三角形的边角关系即可求出塔高AB 的长【详解】在△BCD 中∠BCD =15°∠CBD =30°∴=∴=CB =30×=30;中∠ACB =45°∴塔高AB =BC =30m 故解析:30 【分析】结合图形,利用正弦定理与直角三角形的边角关系,即可求出塔高AB 的长. 【详解】在△BCD 中,∠BCD =15°,∠CBD =30°,CD =,∴sin CD CBD ∠=sin CB CDB ∠,∴sin 30︒=()sin 1801530CB ︒︒︒--, CB =30; Rt ABC △中,∠ACB =45°, ∴塔高AB =BC =30m . 故答案为:30. 【点睛】本题考查了正弦定理和直角三角形的边角关系应用问题,是基础题.20.③④【分析】举出反例可判断①②;由同角三角函数的平方关系正弦定理可得再由余弦定理可判断③;由正弦定理可得再由三角形有两个可得且即可判断④;即可得解【详解】对于①当时满足此时△ABC 不是等腰三角形故①解析:③④ 【分析】举出反例可判断①、②;由同角三角函数的平方关系、正弦定理可得222a b c +<,再由余弦定理可判断③;由正弦定理可得8sin x A =,再由三角形有两个可得566A ππ<<且2A π≠,即可判断④;即可得解.【详解】 对于①,当3A π=,6B π=时,满足sin 2sin 2A B =,此时△ABC 不是等腰三角形,故①错误; 对于②,当23A π=,6B π=时,满足sin cos A B =,此时△ABC 不是直角三角形,故②错误;对于③,∵222sin sin cos 1A B C ++<,∴22222sin sin cos sin cos A B C C C ++<+, ∴222sin sin sin A B C +<,∴根据正弦定理得222a b c +<,∵222cos 02a b c C ab+-=<,()0,C π∈,∴C 为钝角,∴△ABC 为钝角三角形,故③正确;对于④,∵,4,6C c a x π===,∴根据正弦定理得481sin sin 2a c A C ===,∴8sin x A =, 由题意566A ππ<<,且2A π≠,∴1sin 12A <<,∴48x ,即x 的取值范围为(4,8),故④正确.故答案为:③④. 【点睛】本题考查了三角函数及解三角形的综合应用,考查了运算求解能力,合理转化条件是解题关键,属于中档题.三、解答题21.条件选择见解析;最大值为3. 【分析】分别选择条件①②③,利用正弦定理和余弦定理,化简得到22312b a -=,再由余弦定理得28cos 2b A b -=,进而求得sin A ,利用面积公式求得ABCS ∆=,即可求解. 【详解】选择条件①:因为tan 2tan B C =,所以sin cos 2sin cos B C C B =, 根据正弦定理可得cos 2cos b C c B =,由余弦定理得:222222222a b c a c b b c ab ac+-+-⨯=⨯, 又由2c =,可得22312b a -=,根据余弦定理得22228cos 22b c a b A bc b+--==,则sin A ===,所以1sin 22ABCSbc A b b ∆==⨯=, 所以当且仅当210b =时,ABC ∆面积取得最大值,最大值为3. 选择条件②:因为22312b a -=,由余弦定理得22228cos 22b c a b A hc h+--==,所以sin A ===,1sin 22ABC S bc A b b∆==⨯=,所以当且仅当210b =时,ABC ∆面积取得最大值,最大值为3.选择条件③:因为cos 2cos b C c B =,由余弦定理得:222222222a b c a c b b c ab ac+-+-⨯=⨯, 因为2c =,可得22312b a -=,又由余弦定理得:22228cos 22b c a b A bc b+--==,所以sin 2A b===,1sin 2ABCS bc A b ∆===, 所以当且仅当210b =时,ABC ∆面积取得最大值,最大值为3. 【点睛】对于解三角形问题的常见解题策略:对于解三角形问题,通常利用正弦定理进行“边转角”寻求角的关系,利用“角转边”寻求边的关系,利用正、余弦定理解三角形问题是高考高频考点,同时注意三角形内角和定理,三角形面积公式在解题中的应用.22.(1)23B π=;(2)ABC S =△. 【分析】(1)利用正弦定理角化边,整理求得cos B ,由B 的范围可得结果;(2)利用余弦定理和基本不等式可求得当3a c ==时周长最大,由三角形面积公式可求得结果. 【详解】(1)由正弦定理得:222b ac ac --=,2221cos 22a cb B ac +-∴==-,()0,B π∈,23B π∴=; (2)由余弦定理得:()()222222cos 29b a c ac B a c ac ac a c ac =+-=+-+=+-=,()2292a c ac a c +⎛⎫∴=+-≤ ⎪⎝⎭(当且仅当a c =时取等号),6a c ∴+≤,∴当3a c ==时,ABC 取得最大值,此时19sin 2224ABCSac B ==⨯=. 【点睛】方法点睛:求解与边长相关的最值或取值范围类问题通常有两种方法:①利用正弦定理边化角,将所求式子转化为与三角函数值域有关的问题的求解,利用三角恒等变换和三角函数的知识来进行求解;②利用余弦定理构造方程,结合基本不等式求得基本范围;应用此方法时,需注意基本不等式等号成立的条件. 23.(1)45;(2)2. 【分析】(1)首先利用两角差的正切公式求出tan A ,再根据同角三角函数的基本关系及二倍角公式计算可得;(2)由(1)可知,1tan 2A =,即可求出sin A ,cos A ,再利用余弦定理及面积公式计算可得; 【详解】 解:(1)5tan tan 44A A ππ⎫⎫⎛⎛-=-⎪ ⎪⎝⎝⎭⎭1tan 11tan 3A A -==+,解得1tan 2A =,故2222cos sin cos2sin cos AA A A A+=+214tan 15A ==+. (2)由(1)可知,sin 1tan cos 2A A A ==①,且22sin cos 1A A +=②;联立①②,解得sin A =,cos A =.又1sin 42S bc A ==,4c =,可得b = 2222cos 4a b c bc A =+-=,则2a =.即2BC =.24.答案见解析. 【分析】选条件①②.结合3b =,得545cos c a b A -=,进而根据边角互化整理得:cos 45B =,3sin 5B =,再结合π2=+A C ,得π22B C =-,故3cos25C =,进而得sin C =最后利用正弦定理求解.选条件①③.结合已知由面积公式得sin 2a C =,结合π2=+A C ,得π22B C =-,故由正弦定理得sin 3cos sin cos2b A Ca B C==,所以3sin24cos2C C =,再根据π0π2A C <=+<02πC <<,进一步结合同角三角函数关系得3cos25C =,利用二倍角公式得sin C =最后由正弦定理得sin sin b Cc B=选条件②③.结合3b =,得545cos c a b A -=,进而根据边角互化整理得:cos 45B =,再根据面积公式得10ac =,由余弦定理得2225a c +=,联立方程解得c =c =.【详解】解:方案一:选条件①②.因为5415cos -=c a A ,3b =,所以545cos c a b A -=, 由正弦定理得5sin 4sin 5sin cos C A B A -=. 因为()sin sin sin cos cos sin C A B A B A B =+=+, 所以5cos sin 4sin B A A =. 因为sin 0A >, 所以cos 45B =,3sin 5B ==. 因为π2=+A C ,πABC ++=,所以π22B C =-, 所以π3cos 2cos sin 25C B B ⎛⎫=-== ⎪⎝⎭,所以21cos21sin 25C C -==. 因为()0,πC ∈,所以sin C =, 在ABC中,由正弦定理得3sin 53sin 5b Cc B===方案二:选条件①③. 因为1sin 32S ab C ==,3b =,所以sin 2a C =. 因为π2=+A C ,πABC ++=,所以π22B C =-. 在ABC 中,由正弦定理得π3sin sin 3cos 2πsin cos 2sin 22C b A C a B CC ⎛⎫+ ⎪⎝⎭===⎛⎫- ⎪⎝⎭, 所以3sin cos 2cos2C CC=,即3sin24cos2C C =.因为π0π,20π,A C C ⎧<=+<⎪⎨⎪<<⎩所以π02C <<,02πC <<, 所以sin20C >,所以cos20C >.又22sin 2cos 21C C +=,所以3cos25C =, 所以21cos21sin 25C C -==,所以sin C = 在ABC中,由正弦定理得3sin sin sin 53πsin cos 2sin 252b C b C b C c B C C ====⎛⎫- ⎪⎝⎭. 方案三:选条件②③.因为5415cos -=c a A ,3b =,所以545cos c a b A -=,由正弦定理得5sin 4sin 5sin cos C A B A -=,因为()sin sin sin cos cos sin C A B A B A B =+=+,所以5cos sin 4sin B A A =.因为sin 0A >, 所以cos 45B =,3sin 5B ==. 因为1sin 32S ac B ==,所以10ac =.(ⅰ) 在ABC 中,由余弦定理得2222cos b a c ac B =+-,所以2225a c +=.(ⅱ)由(ⅰ)(ⅱ)解得c =c =. 【点睛】试题把设定的方程与三角形内含的方程(三角形的正、余弦定理,三角形内角和定理等)建立联系,从而求得三角形的部分定量关系,体现了理性思维、数学探索等学科素养,考查逻辑思维能力、运算求解能力,是中档题.本题如果选取②5415cos -=c a A ,则需根据3b =将问题转化为545cos c a b A -=,再结合边角互化求解.25.(1)π3A =;(2)6. 【分析】(1)由正弦定理把条件cos cos 2cos b C c B a A +=转化为角的关系,再由两角和的正弦公式及诱导公式得A 的关系式,从而可得结论;(2)首先可根据解三角形面积公式得出8bc =,然后根据余弦定理计算出6b c +=.【详解】(1)因为cos cos 2cos b C c B a A +=由正弦定理得,sin cos sin cos 2sin cos B C C B A A +=所以()sin sin 2sin cos B C A A A +==因为0πA <<所以,sin 0A ≠ 所以1cos 2A =,所以π3A =(2)因为ABC 的面积为所以1sin 2bc A =因为π3A =,所以1πsin 23bc =, 所以8bc =.由余弦定理得,2222cos a b c bc A =+-,因为a =,π3A =, 所以()()2222π122cos 3243b c bc b c bc b c =+-=+-=+-, 所以6b c +=.【点睛】关键点点睛:解题时要注意边角关系的转化.求“角”时,常常把已知转化为角的关系,求“边”时,常常把条件转化为边的关系式,然后再进行转化变形.26.条件选择见解析;3B π=,b 最小值为12. 【分析】选①,利用三角形的内角和定理、诱导公式以及两角和的余弦公式化简得出tan B =结合()0,B π∈可求得B ,再利用余弦定理结合二次函数的基本性质可求得b 的最小值; 选②,利用三角形的内角和定理、诱导公式以及二倍角的余弦公式求出cos B 的值,结合()0,B π∈可求得B ,再利用余弦定理结合二次函数的基本性质可求得b 的最小值; 选③,利用正弦定理边角互化、三角形的内角和定理以及两角和的正弦公式化简可求得tan B =()0,B π∈可求得B ,再利用余弦定理结合二次函数的基本性质可求得b 的最小值.【详解】解:若选择①:在ABC 中,有A B C π++=,则由题可得:()()cos cos cos 0A B A A B π-++-=⎡⎤⎣⎦, ()cos cos cos cos 0A B A B A B -++=,sin sin cos cos cos cos cos 0A B A B A B A B -+-=,sin sin cos A B A B =,又sin 0A ≠,所以sin B B =,则tan B =又()0,B π∈,所以3B π=,因为1a c +=,所以1c a =-,()0,1a ∈.由余弦定理可得:2222cos b a c ac B =+-22a c ac =+-()()2211a a a a =+---2331a a =-+, ()0,1a ∈,又2211324b a ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭, 所以,当12a =时,()2min 14b =,即b 的最小值为12; 若选择②:在ABC 中,有A B C π++=, 则由题可得()222cos 13cos 2cos 3cos 11B B B B π---=+-=, 解得1cos 2B =或cos 2B =-(舍去), 又()0,πB ∈,所以3B π=.(剩下同①)若选择③:由正弦定理可将已知条件转化为sin cos sin sin 3B C C B A +=, ()()sin cos s s in cos in sin sin B C C B A B C B C π=+=-+=+⎡⎤⎣⎦,代入上式得sin sin cos 3C B C B =,又sin 0C ≠,所以sin B B =,tan B =又()0,B π∈,所以3B π=.(剩下同①) 【点睛】方法点睛:在解三角形的问题中,若已知条件同时含有边和角,但不能直接使用正弦定理或余弦定理得到答案,要选择“边化角”或“角化边”,变换原则如下:(1)若式子中含有正弦的齐次式,优先考虑正弦定理“角化边”;(2)若式子中含有a 、b 、c 的齐次式,优先考虑正弦定理“边化角”;(3)若式子中含有余弦的齐次式,优先考虑余弦定理“角化边”;(4)代数式变形或者三角恒等变换前置;(5)含有面积公式的问题,要考虑结合余弦定理求解;(6)同时出现两个自由角(或三个自由角)时,要用到三角形的内角和定理.。
高中数学必修五第一章解三角形知识点总结及练习题复习课程.docx
第一章 解三角形1、正弦定理:在C 中, a 、 b 、 c 分别为角 、 、 C 的对边, R 为 C 的外接圆的半径,则有: a b c 2R .sin sin sinC2、正弦定理的变形公式:① a2Rsin , b 2Rsin , c 2Rsin C ;② sin a , sin bc2R , sin C ;2R 2R③ a : b : c sin :sin :sin C ;④a b c a b csinsin C sinsin.sinsin C注意: 正弦定理主要用来解决两类问题: 1、已知两边和其中一边所对的角,求其余的量。
2、已知两角和一边,求其余的量。
⑤对于已知两边和其中一边所对的角的题型要注意解的情况。
(一解、 两解、无解三中情况)如:在三角形ABC 中,已知 a 、b 、 A ( A 为锐角)求B 。
具体的做法是: 数形结合思想画出图:法一:把 a 扰着 C 点旋转,看所得轨迹以 AD 有无交点:当无交点则 B 无解、 C当有一个交点则 B 有一解、当有两个交点则B 有两个解。
a法二:是算出 CD=bsinA, 看 a 的情况: bbsinA当 a<bsinA ,则 B 无解 当 bsinA<a ≤ b, 则 B 有两解AD当 a=bsinA 或 a>b 时, B 有一解注:当 A 为钝角或是直角时以此类推既可。
3、三角形面积公式:SC1bcsin1 ab sin C 1acsin.2224、余弦定理:在C 中,有 a 2b 2c 2 2bc cosc 2a 2b 2 2ab cosC, b 2 a 2 c 2 2ac cos ,.5、余弦定理的推论:b 2c 2a 2cos2bc ,a 2 c 2b 2cos2ac ,a 2b 2c 2cosC2ab .6、如何判断三角形的形状:设 a 、b、 c 是 C 的角、、 C 的对边,则:①若 a2b2c2,则 C90o;②若a2b2c2,则 C90o;③若a 2b22,则 C90o.B cA7、正余弦定理的综合应用:如图所示:隔河看两目标A、B,但不能到达,在岸边选取相距 3 千米的C、D两点,O O O并测得∠ ACB=75,∠ BCD=45,∠ADC=30,O、B、 C、 D在同一平面内) ,求两目标C D∠ADB=45(A A、 B 之间的距离。
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解三角形综合练习(马俊广)
一、选择题(9×3=27分)
1.在△ABC中,“A>30°”是“sinA>21”的
( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
2.已知△ABC中,a=x,b=2,∠B=45°,若这个三角形有两解,则
的取值范围是 ( )
A.x>2 B.x<2 C.2
②∠B=60°,a=10,b=9,那么下面判断正确的是
( )
A.①只有一解,②也只有一解 B.①、②都有两解
C.①有两解,②有一解 D.①只有一解,②有两解
4.在△ABC中,∠B=45°,∠C所对的边c=22,∠B所对的边b=334,
则∠A等于( )
A.60° B.75° C.15°或75° D.75°或105°
5.在△ABC中,如果4sinA+2cosB=1,2sinB+4cosA=33,则sinC的大
小是 ( )
A.21 B.23 C.21或23 D.-21
6.在△ABC中,若sin3A=sin3B,则A、B的关系是
( )
A.A=B B.A+B=3
C.A=B或A+B=3 D.A+B=3或|A-B|=32或A=B
7.在△ABC中,GCABGBACGABC||||||=0,其中G是三角形的重
心,则△ABC的形状是
( )
A.直角三角形 B.等腰三角形
C.等腰直角三角形 D.等边三角形
8.在△ABC中,面积S=a2-(b-c)2,则sinA等于
( )
A.1715 B.178 C.1513 D.1713
9.在△ABC中,周长2P=7.5cm,且sinA∶sinB∶sinC=4∶5∶6,则
下列式子中成立的个数为
( )
①a∶b∶c=4∶5∶6 ②a∶b∶c=2∶5∶6
③a=2cm,b=2.5cm,c=3cm ④A∶B∶C=4∶5∶6
A.0 B.1 C.2 D.3
二、填空题(4×4=16分)
10.等腰三角形的两边长为9,14,则底角的余弦值为 .
11.已知平面上三点A、B、C满足|AB|=3,|BC|=4,|CA|=5,则
AB·BC+BC·CA+CA·AB
的值等于 .
12.△ABC中,已知(sinA+sinB+sinC)(sinA+sinB-sinC)=3sinAsinB,
则A+B= .
13.△ABC中,角A、B均为锐角,且cosA>sinB,则△ABC是 .
三、解答题(10分+11分+12分×2=45分)
14.已知在三角形ABC中,tanA=52,tanB=73,且最长边为2.
求:(1)角C的大小;
(2)最短边的长.
15.在△ABC中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,证明:
.sin)sin(222CBAcba
16.在△ABC中,若a=(3-1)c,且cacCB2cotcot,求A、B、C.
17.在△ABC中,C=2A,a+c=10,cosA=43,求b.
四、思考与讨论(12分)
18.已知P为正方形ABCD内一点,且PA∶PB∶PC=1∶2∶3,求∠
APB的度数.