第1章 解三角形 §1.1.2 正弦定理和余弦定理 余弦定理(一)
高教版中职数学《正弦定理与余弦定理》PPT课件

题
2 b c
27 1 0
所以
A36.
.
13
1.在△ABC中,B= 1 5 0 ,a=3 3 ,c=2,求b.
运 用
b 7.
知
识
2. 在△ABC中,三边之比 a:b:c3:5:7,求三角形最大内角.
强
化 练
B 35.
习
.
14
正弦定理、余弦定理的内容: 理
论
正弦定理:
升
a b c;
华
sin A sin B sin C
设与角A,B,C相对应的边长分别为a,b,c,故
探
a c o s ( 9 0 B ) 0 b c o s ( A 9 0 ) , y
索
即 asinBbsinA ,
新
所以
a b. sin A sin B
知
即
a b c. sinA sinB sinC
C
ba
j
Ac B x
.
3
当三角形为锐角三角形时,同样可以得到这个结论.于是得到
脑 思
B C • B C ( A C A B ) • ( A C A B )
B
22
A C A B 2 A C •A B
考
2
2
A CA B2A CA Bco sA
探
b2c22bccosA.
索 新
即 a2b2c22bccosA
A
C
知
同理可得 b2a2c22accosB
c2a2b22abcosC
.
动 正弦定理:
脑
在三角形中,各边与它所对的角的正弦之比相等.
思 考
即
a b c. sinA sinB sinC
2017人教a版数学必修五 第一章解三角形 正弦定理和余

正弦定理和余弦定理学习进程知识点1 : 正弦定理正弦定理:在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等,即 sin sin a b A B =sin c C = (1)正弦定理说明同一三角形中,边与其对角的正弦成正比,且比例系数为同一正数,即存在正数k 使sin a k A =,sin b k B =,sin c k C =;(2)sin sin ab A B =sinc C =等价于sin sin a b AB =,sin sin c bC B =,sin a A =sin c C从而知正弦定理的大体作用为: ①已知三角形的任意两角及其一边能够求其他边,如sin sin b A a B= ②已知三角形的任意两边与其中一边的对角能够求其他角的正弦值,如sin sin a A B b =。
一般地,已知三角形的某些边和角,求其他的边和角的进程叫作解三角形知识点2 : 余弦定理余弦定理:三角形中任何一边的平方等于其他两边的平方的和减去这两边与它们的夹角的余弦的积的两倍。
即 2222cos a b c bc A =+-2222cos b a c ac B =+-2222cos c a b ab C =+-变形公式:222cos 2+-=b c a A bc222cos 2+-=a c b B ac222cos 2+-=b a c C ba从而知余弦定理及其推论的大体作用为:①已知三角形的任意两边及它们的夹角就可以够求出第三边;②已知三角形的三条边就可以够求出其它角。
学习结论:(1)正弦定理:在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等,即sin sin abA B =sin cC =(2)余弦定理:三角形中任何一边的平方等于其他两边的平方的和减去这两边与它们的夹角的余弦的积的两倍。
即 2222cos a b c bc A =+-2222cos b a c ac B =+-2222cos c a b ab C =+-典型例题例题1.在∆ABC 中,已知32.0,81.8A B =︒=︒,42.9=a cm ,解三角形。
下学期高一数学第一章解三角形全章教案 必修5

下学期高一数学第一章解三角形全章教案1.1第1课时 正弦定理(1)教学目标(1)要求学生掌握正弦定理及其证明;(2)会初步应用正弦定理解斜三角形,培养数学应用意识; (3)在问题解决中,培养学生的自主学习和自主探索能力. 教学重点,难点正弦定理的推导及其证明过程. 教学过程 一.问题情境在直角三角形中,由三角形内角和定理、勾股定理、锐角三角函数,可以由已知的边和角求出未知的边和角.那么斜三角形怎么办?我们能不能发现在三角形中还蕴涵着其他的边与角关系呢?探索1 我们前面学习过直角三角形中的边角关系,在Rt ABC ∆中,设90C =︒,则sin a A c =, sin b B c =, sin 1C =, 即:sin a c A =, sin b c B =, sin c c C =, sin sin sin a b cA B C==. 探索2 对于任意三角形,这个结论还成立吗? 二.学生活动学生通过画三角形、测量边长及角度,再进行计算,初步得出该结论对于锐角三角形和钝角三角形成立.教师再通过几何画板进行验证.引出课题——正弦定理. 三.建构数学探索3 这个结论对于任意三角形可以证明是成立的.不妨设C 为最大角,若C 为直角,我们已经证得结论成立,如何证明C 为锐角、钝角时结论也成立? 证法1 若C 为锐角(图(1)),过点A 作AD BC ⊥于D ,此时有sin AD B c =,sin ADC b=,所以sin sin c B b C =,即sin sin b c B C =.同理可得sin sin a cA C=, 所以sin sin sin a b cA B C ==. 若C 为钝角(图(2)),过点A 作AD BC ⊥,交BC 的延长线于D ,此时也有sin AD B c =,且sin sin(180)AD C C b =︒-=.同样可得sin sin sin a b cA B C==.综上可知,结论成立.证法 2 利用三角形的面积转换,先作出三边上的高AD 、BE 、CF ,则sin AD c B =,sin BE a C =,sin CF b A =.所以111sin sin sin 222ABC S ab C ac B bc A ∆===,每项同除以12abc 即得:sin sin sin a b cA B C==.探索4 充分挖掘三角形中的等量关系,可以探索出不同的证明方法.我们知道向量也是解决问题的重要工具,因此能否从向量的角度来证明这个结论呢?在ABC ∆中,有BC BA AC =+.设C 为最大角,过点A 作AD BC ⊥于D (图(3)),于是BC AD BA AD AC AD ⋅=⋅+⋅.设AC 与AD 的夹角为α,则0||||cos(90)||||cos BA AD B AC AD α=⋅⋅︒++⋅,其中 ,当C ∠为锐角或直角时,90C α=︒-; 当C ∠为钝角时,90C α=-︒. 故可得sin sin 0c B b C -=,即sin sin b cB C=. 同理可得sin sin a cA C =. 因此sin sin sin a b c A B C==. 四.数学运用 1.例题:例1.在ABC ∆中,30A =︒,105C =︒,10a =,求b ,c .解:因为30A =︒,105C =︒,所以45B =︒.因为sin sin sin a b cA B C==, 所以sin 10sin 45102sin sin 30a B b A ︒===︒,sin 10sin1055256sin sin 30a C c A ︒===+︒.因此, b ,c 的长分别为102和5256+.例2.根据下列条件解三角形: (1)3,60,1b B c ==︒=; (2)6,45,2c A a ==︒=.解:(1)sin sin b cB C =,∴sin 1sin 601sin 23c B C b ⨯︒===, ,60b c B >=,∴C B <,∴C 为锐角, ∴30,90C A ==,∴222a b c =+=.(2)sin sin a cA C=,∴sin 6sin 453sin 22c A C a ⨯===,∴60120C =或, ∴当sin 6sin 756075,31sin sin 60c B C B b C =====+时,; ∴当sin 6sin1512015,31sin sin 60c B C B b C =====-时,; 所以,31,75,60b B C =+==或31,15,120b B C =-==.说明:正弦定理也可用于解决已知两边及一边的对角,求其他边和角的问题. 练习:在ABC ∆中,30a =,26b =,30A =︒,求c 和,B C .说明:正弦定理可以用于解决已知两角和一边求另两边和一角的问题. 2.练习: (1)在ABC ∆中,已知8b c +=,30B ∠=︒,45C ∠=︒,则b = ,c = . (2)在ABC ∆中,如果30A ∠=︒,120B ∠=︒,12b =,那么a = ,ABC ∆的面积是 .(3)在ABC ∆中,30bc =,1532ABC S ∆=,则A ∠= . (4)课本第9页练习第1题. 五.回顾小结:1.用两种方法证明了正弦定理:(1)转化为直角三角形中的边角关系;(2)利用向量的数量积.2.初步应用正弦定理解斜三角形. 六.课外作业:课本第9页练习第2题;课本第11页习题1.1第1、6题§1.1.1第2课时 正弦定理(2)教学目标(1)掌握正弦定理和三角形面积公式,并能运用这两组公式求解斜三角形; (2)熟记正弦定理2sin sin sin a b cR A B C===(R 为ABC ∆的外接圆的半径)及其变形形式.教学重点,难点利用三角函数的定义和外接圆法证明正弦定理. 教学过程 一.问题情境上节课我们已经运用两种方法证明了正弦定理,还有没有其他方法可以证明正弦定理呢? 二.学生活动学生根据第5页的途径(2),(3)去思考. 三.建构数学证法1 建立如图(1)所示的平面直角坐标系,则有(cos ,sin )A c B c B ,(,0)C a ,所以ABC ∆的面积为1sin 2ABC S ac B ∆=.同理ABC ∆的面积还可以表示为1sin 2ABC S ab C ∆=及1sin 2ABC S bc A ∆=,所以111sin sin sin 222ab C ac B bc A ==. 所以sin sin sin a b c A B C==. 证法2 如下图,设O 是ABC ∆的外接圆,直径2BD R =.(1)如图(2),当A 为锐角时,连CD ,则90BCD ∠=︒,2sin a R D =.又D A ∠=∠,所以2sin a R A =.(2)如图(3),当A 为钝角时,连CD ,则90BCD ∠=︒,2sin a R D =.又180A D ∠+∠=︒,可得sin sin(180)sin D A A =︒-=,所以2sin a R A =.(3)当A 为直角时,2a R =,显然有2sin a R A =.所以不论A 是锐角、钝角、直角,总有2sin a R A =.同理可证2sin b R B =,2sin c R C =.所以2sin sin sin a b cR A B C===. 由此可知,三角形的各边与其所对角的正弦之比是一个定值,这个定值就是三角形外接圆的直径. 由此可得到正弦定理的变形形式:(1)2sin ,2sin ,2sin a R A b R B c R C ===; (2)sin ,sin ,sin 222a b cA B C R R R===;(3)sin sin sin ::::A B C a b c =. 四.数学运用1.例题:例1.根据下列条件,判断ABC ∆有没有解?若有解,判断解的个数. (1)5a =,4b =,120A =︒,求B ; (2)5a =,4b =,90A =︒,求B ;(3)106a =,203b =45A =︒,求B ; (4)202a =203b =45A =︒,求B ;(5)4a =,33b =,60A =︒,求B . 解:(1)∵120A =︒,∴B 只能是锐角,因此仅有一解. (2)∵90A =︒,∴B 只能是锐角,因此仅有一解.(3)由于A 为锐角,而210632=,即A b a sin =,因此仅有一解90B =︒.(4)由于A 为锐角,而22032022031062>>=,即sin b a b A >>,因此有两解,易解得60120B =︒︒或.(5)由于A 为锐角,又1034sin 605<︒=,即sin a b A <,∴B 无解. 例2.在ABC ∆中,已知,cos cos cos a b cA B C==判断ABC ∆的形状.解:令sin ak A=,由正弦定理,得sin a k A =,sin b k B =,sin c k C =.代入已知条件,得sin sin sin cos cos cos A B C A B C==,即tan tan tan A B C ==.又A ,B ,C (0,)π∈,所以A B C ==,从而ABC ∆为正三角形.说明:(1)判断三角形的形状特征,必须深入研究边与边的大小关系:是否两边相等?是否三边相等?还要研究角与角的大小关系:是否两角相等?是否三角相等?有无直角?有无钝角? (2)此类问题常用正弦定理(或将学习的余弦定理)进行代换、转化、化简、运算,揭示出边与边,或角与角的关系,或求出角的大小,从而作出正确的判断.例3.某登山队在山脚A 处测得山顶B 的仰角为35︒,沿倾斜角为20︒的斜坡前进1000米后到达D 处,又测得山顶的仰角为65︒,求山的高度(精确到1米). 分析:要求BC ,只要求AB ,为此考虑解ABD ∆. 解:过点D 作//DE AC 交BC 于E ,因为20DAC ∠=︒, 所以160ADE ∠=︒,于是36016065135ADB ∠=︒-︒-︒=︒. 又352015BAD ∠=︒-︒=︒,所以30ABD ∠=︒. 在ABD ∆中,由正弦定理,得sin 1000sin13510002()sin sin 30AD ADB AB m ABD ∠︒===∠︒.在Rt ABC ∆中,sin 35235811()BC AB m =︒=︒≈. 答:山的高度约为811m .例4.如图所示,在等边三角形中,,AB a =O 为三角形的中心,过O 的直线交AB 于M ,交AC 于N ,求2211OM ON +的最大值和最小值. 解:由于O 为正三角形ABC 的中心,∴3AO =, 6MAO NAO π∠=∠=,设MOA α∠=,则233ππα≤≤,αβπβ-αACBD在AOM ∆中,由正弦定理得:sin sin[()]6OM OAMAO ππα=∠-+, ∴6sin()6OM πα=+,在AON ∆中,由正弦定理得:6sin()6ON πα=-,∴2211OM ON +22212[sin ()sin ()]66a ππαα=++-22121(sin )2a α=+, ∵233ππα≤≤,∴3sin 14α≤≤,故当2πα=时2211OM ON +取得最大值218a, 所以,当α=2,33or ππ时23sin 4α=,此时2211OM ON +取得最小值215a . 例5.在ABC ∆中,AD 是BAC ∠的平分线,用正弦定理证明:AB BDAC DC=. 证明:设BAD α∠=,BDA β∠=,则CAD α∠=,180CDA β∠=︒-.在ABD ∆和ACD ∆中分别运用正弦定理,得sin sin AB BD βα=,sin(180)sin AC DC βα︒-=, 又sin(180)sin ββ︒-=,所以AB AC BD DC =,即AB BDAC DC=. 2.练习:(1)在ABC ∆中,::4:1:1A B C =,则::a b c = ( D )A .4:1:1 B .2:1:1 CD(2)在ABC ∆中,若sin :sin :sin 4:5:6A B C =,且15a b c ++=,则a = , b = ,c = . 五.回顾小结:1.了解用三角函数的定义和外接圆证明正弦定理的方法; 2.理论上正弦定理可解决两类问题:(1)两角和任意一边,求其它两边和一角;(2)两边和其中一边对角,求另一边的对角,进而可求其它的边和角. 六.课外作业:课本第9页练习第3题;课本第11页习题1.1第2、8题.§1.1.2 第3课时 余弦定理(1)教学目标(1)掌握余弦定理及其证明;(2)使学生能初步运用余弦定理解斜三角形. 教学重点,难点(1)余弦定理的证明及其运用;(2)能灵活运用余弦定理解斜三角形. 教学过程 一.问题情境 1.情境:复习正弦定理及正弦定理能够解决的两类问题. 2.问题:在上节中,我们通过等式BC BA AC =+的两边与AD (AD 为ABC ∆中BC 边上的高)作数量积,将向量等式转化为数量关系,进而推出了正弦定理,还有其他途径将向量等式BC BA AC =+数量化吗?二.学生活动如图,在ABC ∆中,AB 、BC 、CA 的长分别为c 、a 、b . ∵BC AB AC +=∴()()AC AC AB BC AB BC ⋅=+⋅+22cos 2a B ac c +-=, 即B ac a c b cos 2222-+=;同理可证:A bc c b a cos 2222-+=, C ab b a c cos 2222-+=. 三.建构数学 1. 余弦定理上述等式表明,三角形任何一边的平方等于其他两边平方的和,减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍.这样,我们得到余弦定理. 2.思考:回顾正弦定理的证明,尝试用其他方法证明余弦定理.方法1:如图1建立直角坐标系,则(0,0),(cos ,sin ),(,0)A B c A c A C b .所以2222222222(cos )(sin )cos sin 2cos 2cos a c A b c A c A c A bc A b b c bc A=-+=+-+=+-同理可证B ac a c b cos 2222-+=,C ab b a c cos 2222-+=注:此法的优点在于不必对A 是锐角、直角、钝角进行分类讨论.方法2:若A 是锐角,如图2,由B 作BD AC ⊥,垂足为D ,则cos AD c A =,所以即A bc c b a cos 2222-+=,类似地,可以证明当A 是钝角时,结论也成立,而当A 是直角时,结论显 然成立.同理可证B ac a c b cos 2222-+=,C ab b a c cos 2222-+=.图1 图2 3.余弦定理也可以写成如下形式:bc a c b A 2cos 222-+= , ac b c a B 2cos 222-+=, acc b a C 2cos 222-+=.4.余弦定理的应用范围: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. 四.数学运用 1.例题:例1.在ABC ∆中,(1) 已知3b =,1c =,060A =,求a ;A BCcab(2) 已知4a =,5b =,6=c ,求A (精确到00.1).解:(1)由余弦定理,得2222202cos 31231cos607a b c bc A =+-=+-⨯⨯⨯=,所以 a =(2)由余弦定理,得222222564cos 0.752256b c a A bc +-+-===⨯⨯, 所以,041.4A ≈.例2. ,A B 两地之间隔着一个水塘,现选择另一点C ,测得182,CA m =126,CB m =063ACB ∠=,求,A B 两地之间的距离(精确到1m ). 解:由余弦定理,得所以,168()AB m ≈答:,A B 两地之间的距离约为168m .例3.用余弦定理证明:在ABC ∆中,当C 为锐角时,222a b c +>;当C 为钝角时,222a b c +<.证:当C 为锐角时,cos 0C >,由余弦定理,得222222cos c a b ab C a b =+-<+,即 222a b c +>.同理可证,当C 为钝角时,222a b c +<.2.练习:书第15页 练习1,2,3,4 五.回顾小结:1.余弦定理及其应用2.正弦定理和余弦定理是解三角形的两个有力工具,要区别两个定理的不同作用,在解题时正确选用;六.课外作业:书第16页1,2,3,4,6,7题§1.1.2 第4课时 余弦定理(2)教学目标(1)能熟练应用正弦定理、余弦定理及相关公式解决三角形的有关问题;(2)能把一些简单的实际问题转化为数学问题,并能应用正弦定理、余弦定理及相关的三角公式解决这些问题. 教学重点,难点能熟练应用正弦定理、余弦定理及相关公式解决三角形的有关问题,牢固掌握两个定理,应用自如. 教学过程 一.问题情境1.正弦定理及其解决的三角形问题(1)已知两角和任一边,求其它两边和一角;(2)已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角,从而进一步其它的边和角. 2.余弦定理及其解决的三角形问题 (1)已知三边,求三个角;(2)已知两边和他们的夹角,求第三边和其他两个角. 四.数学运用 1.例题:例1.在长江某渡口处,江水以5/km h 的速度向东流,一渡船在江南岸的A 码头出发,预定要在0.1h 后到达江北岸B 码头,设AN 为正北方向,已知B 码头在A 码头的北偏东015,并与A 码头相距1.2km .该渡船应按什么方向航行?速度是多少(角度精确到00.1,速度精确到0.1/km h )?解:如图,船按AD 方向开出,AC 方向为水流方向,以AC 为一边、AB 为对角线作平行四边形ABCD ,其中 1.2(),50.10.5()AB km AC km ==⨯=.在ABC ∆中,由余弦定理,得2221.20.52 1.20.5cos(9015) 1.38BC =+-⨯⨯-≈, 所以 1.17()AD BC km =≈. 因此,船的航行速度为1.170.111.7(/)km h ÷=.在ABC ∆中,由正弦定理,得 0sin 0.5sin 75sin 0.41281.17AC BAC ABC BC ∠∠==≈, 所以 024.4ABC ∠≈所以 00159.4DAN DAB NAB ABC ∠=∠-∠=∠-≈.答:渡船应按北偏西09.4的方向,并以11.7/km h 的速度航行.例2. 在ABC ∆中,已知sin 2sin cos A B C =,试判断该三角形的形状.解:由正弦定理及余弦定理,得222sin ,cos sin 2A a a b c C B b ab+-==, 所以 22222a a b c b ab+-=,整理得 22b c =因为0,0b c >>,所以b c =.因此,ABC ∆为等腰三角形.例3.如图,AM 是ABC ∆中BC 边上的中线,求证:22212()2AM AB AC BC =+-.证:设AMB α∠=,则0180AMC α∠=-.在ABM ∆中,由余弦定理,得2222cos AB AM BM AM BM α=+-.在ACM ∆中,由余弦定理,得22202cos(180)AC AM MC AM MC α=+--.因为01cos(180)cos ,2BM MC BC αα-=-==, 所以2222122AB AC AM BC +=+,因此, 22212()2AM AB AC BC =+-. 例4.在ABC ∆中,BC a =,AC b =,,a b 是方程02322=+-x x 的两个根,且2cos()1A B +=,求:①角C 的度数; ②AB 的长度; ③ABC S ∆.解:①1cos cos(())cos()2C A B A B π=-+=-+=- ∴120C =;②由题设:232a b ab ⎧+=⎪⎨=⎪⎩,∴2222cos AB AC BC AC BC C =+-⋅⋅120cos 222ab b a -+=ab b a ++=22102)32()(22=-=-+=ab b a , 即10AB =;③ABC S ∆11133sin sin120222222ab C ab ===⋅⋅=.2.练习:(1)书第16页 练习1,2,3,4DCBA(2)如图,在四边形ABCD 中,已知AD CD ⊥,10AD =,14AB =, 60BDA ∠=, 135BCD ∠=, 求BC 的长.(3)在ABC ∆中,已知()()()456::::b c c a a b +++=,求ABC ∆的最大内角;(4)已知ABC ∆的两边,b c 是方程2400x kx -+=的两个根,的面积是2cm ,周长是20cm ,试求A 及k 的值; 五.回顾小结:1.正弦、余弦定理是解三角形的有力工具,要区别两个定理的不同作用,在解题时正确选用;2.应用正弦、余弦定理可以实现将“边、角相混合”的等式转化为“边和角的单一”形式; 3.应用余弦定理不仅可以进行三角形中边、角间的计算,还可以判断三角形的形状. 六.课外作业:书第17页5,8,9,10,11题§1.3正弦定理、余弦定理的应用(1)教学目标(1)综合运用正弦定理、余弦定理等知识和方法解决与测量学、航海问题等有关的实际问题;(2)体会数学建摸的基本思想,掌握求解实际问题的一般步骤;(3)能够从阅读理解、信息迁移、数学化方法、创造性思维等方面,多角度培养学生分析问题和解决问题的能力. 教学重点,难点(1)综合运用正弦定理、余弦定理等知识和方法解决一些实际问题; (2)掌握求解实际问题的一般步骤. 教学过程 一.问题情境 1.复习引入复习:正弦定理、余弦定理及其变形形式, (1)正弦定理、三角形面积公式:R CcB b A a 2sin sin sin ===; B acC ab A bc S ABC sin 21sin 21sin 21===∆.(2)正弦定理的变形:①C R c B R b A R a sin 2,sin 2,sin 2===;②RcC R b B R a A 2sin ,2sin ,2sin ===; ③sin sin sin ::::A B C a b c =.(3)余弦定理:bca cb A A bc c b a 2cos ,cos 2222222-+=-+=.二.学生活动引导学生复习回顾上两节所学内容,然后思考生活中有那些问题会用到这两个定理,举例说明.三.建构数学正弦定理、余弦定理体现了三角形中边角之间的相互关系,在测量学、运动学、力学、电学等许多领域有着广泛的应用.1.下面给出测量问题中的一些术语的解释:(1)朝上看时,视线与水平面夹角为仰角;朝下看时,视线与水平面夹角为俯角. (2)从某点的指北方向线起,依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角,叫方位角.(3)坡度是指路线纵断面上同一坡段两点间的高度差与其水平距离的比值的百分率.道路坡度100%所表示的可以这样理解:坡面与水平面的夹角为45度.45度几乎跟墙壁一样的感觉了. (4)科学家为了精确地表明各地在地球上的位置,给地球表面假设了一个坐标系,这就是经纬度线.2.应用解三角形知识解决实际问题的解题步骤:①根据题意作出示意图;②确定所涉及的三角形,搞清已知和未知;③选用合适的定理进行求解;④给出答案. 四.数学运用 1.例题:例1.如图1-3-1,为了测量河对岸两点,A B 之间的距离,在河岸这边取点,C D ,测得85ADC ∠=,60BDC ∠=,47ACD ∠=,72BCD ∠=,100CD m =.设,,,A B C D 在同一平面内,试求,A B 之间的距离(精确到1m ).解:在ADC ∆中,85ADC ∠=,47ACD ∠=,则48DAC ∠=.又100DC =,由正弦定理,得()sin 100sin 85134.05sin sin 48DC ADC AC m DAC ∠==≈∠.在BDC ∆中,60BDC ∠=,72BCD ∠=, 则48DBC ∠=.又100DC =, 由正弦定理,得()sin 100sin 60116.54sin sin 48DC BDC BC m DBC ∠==≈∠.在ABC ∆中, 由余弦定理,得3233.95≈, 所以 ()57AB m ≈答,A B 两点之间的距离约为57m .本例中AB 看成ABC ∆或ABD ∆的一边,为此需求出AC ,BC 或AD ,BD ,所以可考察ADC ∆和BDC ∆,根据已知条件和正弦定理来求AC ,BC ,再由余弦定理求AB .引申:如果A ,B 两点在河的两岸(不可到达),试设计一种测量A ,B 两点间距离的方法.可见习题1.3 探究拓展 第8题.例2.如图1-3-2,某渔轮在航行中不幸遇险,发出呼救信号,我海军舰艇在A 处获悉后,测出该渔轮在方位角为45,距离为10n mile 的C 处,并测得渔轮正沿方位角为105的方向,以9/n mile h 的速度向小岛靠拢,我海军舰艇立即以21/n mile h 的速度前去营救.求舰艇的航向和靠近渔轮所需的时间(角度精确到0.1,时间精确到1min ). 解:设舰艇收到信号后x h 在B 处靠拢渔轮,则21AB x =,9BC x =,又10AC =,()45180105120ACB ∠=+-=.由余弦定理,得2222cos AB AC BC AC BC ACB =+-⋅∠,即()()222211092109cos 120x x x =+-⨯⨯∠.化简,得2369100x x --=,解得()()240min 3x h ==(负值舍去).由正弦定理,得图1-3-1图1-3-2sin 9sin12033sin 2114BC ACB x BAC AB x ∠∠===, 所以21.8BAC ∠≈,方位角为4521.866.8+=.答 舰艇应沿着方向角66.8的方向航行,经过40min 就可靠近渔轮.本例是正弦定理、余弦定理在航海问题中的综合应用.因为舰艇从A 到B 与渔轮从C 到B 的时间相同,所以根据余弦定理可求出该时间,从而求出AB 和BC ;再根据正弦定理求出BAC ∠. 例3.如图,某海岛上一观察哨A 在上午11时测得一轮船在海岛北偏东3π的C 处,12时20分测得轮船在海岛北偏西3π的B 处,12时40分轮船到达海岛正西方5km 的E 港口.如果轮船始终匀速前进,求船速. 解:设ABE θ∠=,船的速度为/km h υ,则43BC υ=,13BE υ=. 在ABE ∆中,153sin sin 30υθ=,15sin 2θυ∴=. 在ABC ∆中,()43sin120sin 180AC υθ=-, 4415sin 2033233322AC υθυυ⋅⋅∴===. 在ACE ∆中,22520202525cos150333υ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-⨯⨯⋅ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 22540077525100933υ=++=,293υ∴=, ∴船的速度93/km h υ=. 2.练习:书上P20 练习1,3,4题.五.回顾小结:1.测量的主要内容是求角和距离,教学中要注意让学生分清仰角、俯角、张角、视角和方位角及坡度、经纬度等概念,将实际问题转化为解三角形问题.2.解决有关测量、航海等问题时,首先要搞清题中有关术语的准确含义,再用数学语言(符号语言、图形语言)表示已知条件、未知条件及其关系,最后用正弦定理、余弦定理予以解决.六.课外作业: 书上P21页习题1.3 第2,3,4题.§1.3 正弦定理、余弦定理的应用(2)教学目标(1)能熟练应用正弦定理、余弦定理解决三角形等一些几何中的问题和物理问题;(2)能把一些简单的实际问题转化为数学问题,并能应用正弦、余弦定理及相关的三角公式解决这些问题;(3)通过复习、小结,使学生牢固掌握两个定理,应用自如.教学重点,难点能熟练应用正弦定理、余弦定理及相关公式解决三角形的有关问题。
版高中数学 第一章 解三角形 1.1.1 正弦定理(一)课件 新人教B版必修5.pptx

跟踪训练1 如图,锐角△ABC的外接圆O半径为R,角A,B,C所对的 边分别为a,b,c.求证:sina A =2R. 证明
13
类型二 用正弦定理解三角形
例2 已知△ABC,根据下列条件,解三角形:a=20,A=30°,C= 45°. 解答 ∵A=30°,C=45°,∴B=180°-(A+C)=105°, 由正弦定理得 b=assiinnAB=20ssiinn3100°5°=40sin(45°+60°)=10( 6+ 2), c=assiinnAC=20sisnin3405°°=20 2, ∴B=105°,b=10( 6+ 2),c=20 2.
A.直角三角形 C.锐角三角形
√B.等腰三角形
D.钝角三角形
由sin A=sin C,知a=c,∴△ABC为等腰三角形.
1 2 3 247
3.在△ABC中,已知BC= 5 ,sin C=2sin A,则AB=_2__5___.
答案 解析
由正弦定理,得 AB=ssiinn CABC=2BC=2 5.
18
命题角度2 运算求解问题
例4
在△ABC中,A=
π 3
,BC=3,求△ABC的周长的最大值.
解答
19
反思与感悟
利用sina A=sinb B=sinc C=2R 或正弦定理的变形公式 a=ksin A,b= ksin B,c=ksin C(k>0)能够使三角形边与角的关系相互转化.
22
跟 踪 训 练 3 在 △ABC 中 , 角 A 、 B 、 C 的 对 边 分 别 是 a 、 b 、 c , 若 A∶B∶C=1∶2∶3,求a∶b∶c的值. 解答
23
当堂训练
25
1. 在△ABC中,一定成立的等式是 答案 解析
高中数学 第一章解三角形 正弦定理和余弦定理学习过程 必修5

正弦定理和余弦定理学习过程知识点1 : 正弦定理正弦定理:在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等,即sin sin abA B =sin cC =(1)正弦定理说明同一三角形中,边与其对角的正弦成正比,且比例系数为同一正数,即存在正数k 使sin a k A =,sin b k B =,sin c k C =;(2)sin sin ab A B =sinc C =等价于sin sin a b AB =,sin sin c bC B =,sin a A =sin c C 从而知正弦定理的基本作用为: ①已知三角形的任意两角及其一边可以求其他边,如sin sin b A a B= ②已知三角形的任意两边与其中一边的对角可以求其他角的正弦值,如sin sin a A B b =。
一般地,已知三角形的某些边和角,求其他的边和角的过程叫作解三角形知识点2 : 余弦定理余弦定理:三角形中任何一边的平方等于其他两边的平方的和减去这两边与它们的夹角的余弦的积的两倍。
即 2222cos a b c bc A =+-2222cos b a c ac B =+-2222cos c a b ab C =+- 变形公式:222cos 2+-=b c a A bc222cos 2+-=a c b B ac222cos 2+-=b a c C ba从而知余弦定理及其推论的基本作用为: ①已知三角形的任意两边及它们的夹角就可以求出第三边; ②已知三角形的三条边就可以求出其它角。
学习结论:(1)正弦定理:在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等,即sin sin abA B =sin cC = (2)余弦定理:三角形中任何一边的平方等于其他两边的平方的和减去这两边与它们的夹角的余弦的积的两倍。
即 2222cos a b c bc A =+-2222cos b a c ac B =+-2222cos c a b ab C =+-典型例题例题1.在∆ABC 中,已知32.0,81.8A B =︒=︒,42.9=a cm ,解三角形。
三角函数与解三角形:正弦定理和余弦定理

正弦定理和余弦定理【考点梳理】1.正弦定理和余弦定理(1)S=12a·h a(h a表示边a上的高);(2)S=12ab sin C=12ac sin B=12bc sin A.(3)S=12r(a+b+c)(r为内切圆半径).【考点突破】考点一、利用正、余弦定理解三角形【例1】在△ABC中,∠BAC=3π4,AB=6,AC=32,点D在BC边上,AD=BD,求AD的长.[解析] 设△ABC的内角∠BAC,B,C所对边的长分别是a,b,c,由余弦定理得a2=b2+c2-2bc cos∠BAC=(32)2+62-2×32×6×cos 3π4=18+36-(-36)=90,所以a=310.又由正弦定理得sin B=b sin∠BACa=3310=1010,由题设知0<B<π4,所以cos B=1-sin 2B=1-110=31010.在△ABD中,因为AD=BD,所以∠ABD=∠BAD,所以∠ADB=π-2B,故由正弦定理得AD=AB·sin Bsin(π-2B)=6sin B2sin B cos B=3cos B=10.【类题通法】1.正弦定理是一个连比等式,只要知道其比值或等量关系就可以运用正弦定理通过约分达到解决问题的目的.2.(1)运用余弦定理时,要注意整体思想的运用.(2)在已知三角形两边及其中一边的对角,求该三角形的其它边角的问题时,首先必须判断是否有解,如果有解,是一解还是两解,注意“大边对大角”在判定中的应用.【对点训练】1.已知a,b,c分别为△ABC三个内角A,B,C的对边,且(b-c)(sin B +sin C)=(a-3c)sin A,则角B的大小为()A.30°B.45°C.60°D.120°[答案]A[解析] 由正弦定理a sin A =b sin B =csin C 及(b -c )·(sin B +sin C )=(a -3c )sin A 得(b -c )(b +c )=(a -3c )a ,即b 2-c 2=a 2-3ac ,∴a 2+c 2-b 2=3ac .又∵cos B =a 2+c 2-b 22ac ,∴cos B =32,∴B =30°.2.△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若cos A =45,cos C =513,a =1,则b =________.[答案] 2113[解析] 在△ABC 中,∵cos A =45,cos C =513,∴sin A =35,sin C =1213,∴sin B =sin(A +C )=sin A cos C +cos A sin C =35×513+45×1213=6365.又∵a sin A =b sin B ,∴b =a sin B sin A =1×636535=2113.考点二、判断三角形的形状【例2】(1)在△ABC 中,a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 的对边,满足a cos A =b 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(2)设角A ,B ,C 是△ABC 的三个内角,则“A +B <C ”是“△ABC 是钝角三角形”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件[答案] (1)D (2)A[解析] (1)因为a cos A =b cos B ,由正弦定理得sin A cos A =sin B cos B ,即sin 2A =sin 2B ,所以2A =2B 或2A +2B =π,即A =B 或A +B =π2,所以△ABC 为等腰三角形或直角三角形,故选D.(2)由A +B +C =π,A +B <C ,可得C >π2,故三角形ABC 为钝角三角形,反之不成立.故选A. 【类题通法】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. 【对点训练】1.设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若2sin A cos B =sin C ,那么△ABC 一定是( )A .直角三角形B .等腰三角形C .等腰直角三角形D .等边三角形[答案] B[解析] 法一:由已知得2sin A cos B =sin C =sin(A +B )=sin A cos B +cos A sin B ,即sin(A -B )=0,因为-π<A -B <π,所以A =B .法二:由正弦定理得2a cos B =c ,再由余弦定理得2a ·a 2+c 2-b 22ac =c ⇒a 2=b 2⇒a =b .2.在△ABC 中,c =3,b =1,∠B =π6,则△ABC 的形状为( )A.等腰直角三角形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]根据余弦定理有1=a2+3-3a,解得a=1或a=2,当a=1时,三角形ABC为等腰三角形,当a=2时,三角形ABC为直角三角形,故选D.考点三、与三角形面积有关的问题【例3】已知a,b,c分别为△ABC内角A,B,C的对边,sin2B=2sin A sinC.(1)若a=b,求cos B;(2)设B=90°,且a=2,求△ABC的面积.[解析] (1)由题设及正弦定理可得b2=2ac.又a=b,可得b=2c,a=2c.由余弦定理可得cos B=a2+c2-b22ac=14.(2)由(1)知b2=2ac.因为B=90°,由勾股定理得a2+c2=b2,故a2+c2=2ac,进而可得c=a= 2.所以△ABC的面积为12×2×2=1.【类题通法】三角形面积公式的应用方法:(1)对于面积公式S=12ab sin C=12ac sin B=12bc sin A,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.【对点训练】△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知2cos C(a cos B+b cos A)=c.(1)求C;(2)若c=7,△ABC的面积为332,求△ABC的周长.[解析] (1)由已知及正弦定理得2cos C(sin A cos B+sin B cos A)=sin C,即2cos C sin(A+B)=sin C,故2sin C cos C=sin C.可得cos C=12,所以C=π3.(2)由已知得12ab sin C=332.又C=π3,所以ab=6.由已知及余弦定理得a2+b2-2ab cos C=7,故a2+b2=13,从而(a+b)2=25.所以△ABC的周长为5+7.。
正弦定理和余弦定理1 高中数学(人教)
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解:在△ABC 中,C=180° -(A+B)=180° -(60° +45° )=75° . sin 75° =sin(45° +30° ) =sin 45° cos 30° +cos 45° sin 30° =2 ×
2 3 2 2 2 1 2 ( 3+1Leabharlann . 4第一章解三角形
1.1 正弦定理和余弦定理
1.1.1
正弦定理
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1.会推导正弦定理; 学习目标 2.会用正弦定理解一些简单的三角形度量问题; 3.能用正弦定理判断三角形的形状. 重点难点 重点:应用正弦定理进行边角转化,解决三角形问题; 难点:正弦定理的理解及推导.
������������ ������������ ������ =BD=2R.故 =2R,即 =2R. sin������ sin������ sin������ ������������ ������������
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������ 2������ ������ 2������ ������ 2������
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2.解三角形 (1)一般地,把三角形的三个角 A,B,C 和它们的对边 a,b,c 叫做三角 形的元素. (2)已知三角形的几个元素求其他元素的过程叫做解三角形.
高中数学第一章解三角形1.1正弦定理和余弦定理1.1.1正弦定理(2)课件新人教a必修5
梳理
一个了三角形的边与对角的正弦之间的联系.所以正弦定理主要功能就是把 边化为对角的正弦或者反过来.简称边角互化.
思考2
什么时候适合用正弦定理进行边角互化? 答案
尽管正弦定理给出了三角形的边与对角的正弦之间的联系, 但毕竟不是边等于对角正弦,这里还涉及到外接圆半径.故使 用时要么能消掉外接圆半径(如思考1),要么已知外接圆半径.
由正弦定理,得sin2
A=sin
660°,∴sin
A=
2 2.
∵BC=2< 6=AC,∴A 为锐角,
∴A=45°,∴C=75°.
123
2.在△ABC中,若
a cos
A=cobs
B=cocs
C, 则△ABC是
答案
解析
A.直角三角形
B.等边三√角形
C.钝角三角形
D.等腰直角三角形
由正弦定理,知csoins AA=csoins BB=csoins CC, ∴tan A=tan B=tan C, 又∵A,B,C∈(0,π),∴A=B=C,
故三角形为等边三角形.
知识点三 正弦定理在解决较为复杂的三角形问题中的作用
思考1
在△ABC中,已知acos B=bcos A.你能把其中的边a,b化为 用角表示吗(打算怎么用上述条件)? 答案
可借助正弦定理把边化成角:2Rsin Acos B=2Rsin Bcos A, 移项后就是一个三角恒等变换公式sin Acos B-cos Asin B=0.
1.sin A∶sin B∶sin C= a∶;b∶c
a 2.sin
A=sinb
B=sinc
C=sin
a+b+c A+sin B+sin
C=
2R
第1讲 正弦定理和余弦定理
第四章 解三角形第1讲 正弦定理和余弦定理★ 知 识 梳理 ★ 内角和定理:在ABC ∆中,A B C ++=π;sin()A B +=sin C ;cos()A B +=cos C -cos2A B +=sin 2C面积公式:1sin 2ABC S ab C ∆== 1sin 2bc A =1sin 2ca B3.正弦定理:在一个三角形中,各边和它的所对角的正弦的比相等.形式一:R C c B b A a 2sin sin sin === (解三角形的重要工具)形式二:⎪⎩⎪⎨⎧===CR c B R b A R a sin 2sin 2sin 2 (边角转化的重要工具)4.余弦定理:三角形任何一边的平方等于其他两边的平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍..形式一:2222cos a b c bc A =+- 2222cos b c a ca B =+- (解三角形的重要工具) 2222cos c a b ab C =+-形式二:cos A =bc a c b 2222-+ ; cos B =ca b a c 2222-+ ; cosC=ab c b a 2222-+★ 重 难 点 突 破 ★1.重点:熟练掌握正弦定理、余弦定理和面积公式,利用内角和定理实现三内角之间的转换,解题时应注意四大定理的正用、逆用和变形用2.难点:根据已知条件,确定边角转换.3.重难点:通过正弦定理和余弦定理将已知条件中的角化为边或边化为角后,再实施三角变换的转化过程以及解三角形中的分类讨论问题.(1) 已知两边和其中一对角,.求另一边的对角时要注意分类讨论问题1: 在ABC ∆中,A 、B 的对边分别是 a b 、,且A=30 4,a b ==,那么满足条件的ABC ∆ ( )A 、 有一个解B 、有两个解C 、无解D 、不能确定 点拨:在解三角形中涉及到对边对角问题一般用正弦定理,由正弦值定角的原则是大边对大角。
人教A版高中数学必修5第一章 解三角形1.1 正弦定理和余弦定理教案
专题22正弦定理和余弦定理1.掌握正弦定理、余弦定理,并能解决一些简单的三角形度量问题;1.正、余弦定理在△ABC 中,若角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,R 为△ABC 外接圆半径,则 定理正弦定理余弦定理内容a sin A =b sin B =csin C=2R a 2=b 2+c 22bc cos__A ;b 2=c 2+a 22ca cos__B ; c 2=a 2+b 2-2ab cos__C常见变形(1)a =2R sin A ,b =2R sin__B ,c =2R sin_C ;(2)sin A =a 2R ,sin B =b 2R ,sin C =c2R ;(3)a ∶b ∶c =sin__A ∶sin__B ∶sin__C ;(4)a sin B =b sin A ,b sin C =c sin B ,a sin C =c sin Acos A =b 2+c 2-a 22bc ;cos B =c 2+a 2-b 22ac ;cos C =a 2+b 2-c 22ab2.S △ABC =12ab sin C =12bc sin A =12ac sin B =4R =12(a +b +c )·r (r 是三角形内切圆的半径),并可由此计算R ,r .高频考点一 利用正弦定理、余弦定理解三角形例1、(1)在△ABC 中,已知a =2,b =6,A =45°,则满足条件的三角形有( ) A .1个 B .2个 C .0个D .无法确定(2)在△ABC 中,已知sin A ∶sin B =2∶1,c 2=b 2+2bc ,则三内角A ,B ,C 的度数依次是________.(3)设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若a =3,sin B =12,C =π6,则b =________.答案 (1)B (2)45°,30°,105° (3)1 解析 (1)∵b sin A =6×22=3,∴b sin A <a <b .解得b =1.【感悟提升】(1)判断三角形解的个数的两种方法①代数法:根据大边对大角的性质、三角形内角和公式、正弦函数的值域等判断. ②几何图形法:根据条件画出图形,通过图形直观判断解的个数.(2)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. 【变式探究】(1)已知在△ABC 中,a =x ,b =2,B =45°,若三角形有两解,则x 的取值范围是( ) A .x >2 B .x <2 C .2<x <2 2D .2<x <2 3(2)在△ABC 中,A =60°,AC =2,BC =3,则AB =________. 答案 (1)C (2)1解析 (1)若三角形有两解,则必有a >b ,∴x >2,又由sin A =a b sin B =x 2×22<1,可得x <22,∴x 的取值范围是2<x <2 2. (2)∵A =60°,AC =2,BC =3, 设AB =x ,由余弦定理,得BC 2=AC 2+AB 2-2AC ·AB cos A ,化简得x 2-2x +1=0, ∴x =1,即AB =1.高频考点二 利用正弦、余弦定理判定三角形的形状例2、(2015·浙江)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,已知A =π4,b 2-a2=12c 2. (1)求tan C 的值;(2)若△ABC 的面积为3,求b 的值. 解 (1)由b 2-a 2=12c 2及正弦定理得(2)由tan C =2,C ∈(0,π)得 sin C =255,cos C =55,因为sin B =sin(A +C )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+C ,所以sin B =31010,由正弦定理得c =223b ,又因为A =π4,12bc sin A =3,所以bc =62,故b =3. 【感悟提升】(1)对于面积公式S =12ab sin C =12ac sin B =12bc sin A ,一般是已知哪一个角就使用哪一个公式.(2)与面积有关的问题,一般要用到正弦定理或余弦定理进行边和角的转化. 【变式探究】四边形ABCD 的内角A 与C 互补,AB =1,BC =3,CD =DA =2. (1)求C 和BD ;(2)求四边形ABCD 的面积.解 (1)由题设A 与C 互补及余弦定理得BD 2=BC 2+CD 2-2BC ·CD cos C =13-12cos C ,① BD 2=AB 2+DA 2-2AB ·DA cos A =5+4cos C .②由①②得cos C =12,BD =7,因为C 为三角形内角,故C =60°. (2)四边形ABCD 的面积S =12AB ·DA sin A +12BC ·CD sin C=⎝ ⎛⎭⎪⎫12×1×2+12×3×2sin60° =2 3.高频考点三 正弦、余弦定理的简单应用例3、设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若b cos C +c cos B =a sin 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【感悟提升】(1)判断三角形形状的方法①化边:通过因式分解、配方等得出边的相应关系,从而判断三角形的形状.②化角:通过三角恒等变形,得出内角的关系,从而判断三角形的形状,此时要注意应用A +B +C =π这个结论. (2)求解几何计算问题要注意①根据已知的边角画出图形并在图中标示; ②选择在某个三角形中运用正弦定理或余弦定理.【变式探究】(1)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边长分别是a ,b ,c ,若c -a cos B =(2a -b )cos A ,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(2)如图,在△ABC 中,已知点D 在BC 边上,AD ⊥AC ,sin∠BAC =223,AB =32,AD =3,则BD 的长为______.答案 (1)D (2) 3∴△ABC 为等腰或直角三角形.(2)sin∠BAC =sin(π2+∠BAD )=cos∠BAD ,∴cos∠BAD =223.BD 2=AB 2+AD 2-2AB ·AD cos∠BAD=(32)2+32-2×32×3×223,即BD 2=3,BD = 3.高频考点三 和三角形面积有关的问题【例3】 (2016·全国Ⅰ卷)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知2cos C (a cosB +b cos A )=c .(1)求C ;(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 )=sinC ,故2sin C cos C =sin C . 由C ∈(0,π)知sin C ≠0, 可得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 cos C =7,故a 2+b 2=13, 从而(a +b )2=25.所以△ABC 的周长为5+7. 【方法规律】三角形面积公式的应用原则(1)对于面积公式S =12ab sin C =12ac sin B =12bc sin A ,一般是已知哪一个角就使用哪一个公式.(2)与面积有关的问题,一般要用到正弦定理或余弦定理进行边和角的转化.【变式探究】在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,满足(2a -b )cos C -c cos B =0.(1)求角C 的值;(2)若三边a ,b ,c 满足a +b =13,c =7,求△ABC 的面积.1.【2016高考新课标3理数】在ABC △中,π4B =,BC 边上的高等于13BC ,则cos A =( ) (A )310 (B )10 (C )10- (D )310-【答案】C【解析】设BC 边上的高为AD ,则3BC AD =,所以225AC AD DC AD =+=,2AB AD=.由余弦定理,知22222210cos 210225AB AC BC A AB AC AD AD+-===-⋅⨯⨯,故选C . 2.【2016高考新课标2理数】ABC ∆的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,若4cos 5A =,5cos 13C =,1a =,则b = . 【答案】21133.【2016高考天津理数】在△ABC 中,若AB ,120C ∠=o ,则AC = ( ) (A )1(B )2(C )3(D )4【答案】A【解析】由余弦定理得213931AC AC AC =++⇒=,选A.4.【2016高考江苏卷】在锐角三角形ABC 中,若sin 2sin sin A B C =,则tan tan tan A B C 的最小值是 ▲ . 【答案】8. 【解析】sin sin()2sin sin tan tan 2tan tan A B+C B C B C B C==⇒+=,又tan tan tan tan tan 1B+CA=B C -,因tan tan tan tan tan tan tan 2tan tan tan tan tan 8,A B C A B C A B C A B C =++=+≥≥即最小值为8.5.(2016·山东卷)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-sinA ),则A =( )A.3π4 B.π3 C.π4 D.π6解析 在△ABC 中,由b =c ,得cos A =b 2+c 2-a 22bc =2b 2-a 22b 2,又a 2=2b 2(1-sin A ),所以cos A =sin A ,即tan A =1,又知A ∈(0,π),所以A =π4,故选C.答案 C【2015高考天津,理13】在ABC ∆ 中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,已知ABC ∆的面积为 ,12,cos ,4b c A -==- 则a 的值为 . 【答案】【解析】因为0A π<<,所以sin 4A ==,又1sin 242ABC S bc A bc ∆===∴=,解方程组224b c bc -=⎧⎨=⎩得6,4b c ==,由余弦定理得2222212cos 64264644a b c bc A ⎛⎫=+-=+-⨯⨯⨯-= ⎪⎝⎭,所以8a =.【2015高考北京,理12】在ABC △中,4a =,5b =,6c =,则sin 2sin AC= .【答案】1【解析】222sin 22sin cos 2sin sin 2A A A a b c a C C c bc +-==⋅2425361616256⨯+-=⋅=⨯⨯【2015高考新课标1,理16】在平面四边形ABCD 中,∠A =∠B =∠C =75°,BC =2,则AB 的取值范围是 . 【答案】(62-,6+2)AB 的取值范围为(62-,6+2).【2015江苏高考,15】(本小题满分14分) 在ABC ∆中,已知ο60,3,2===A AC AB . (1)求BC 的长; (2)求C 2sin 的值 【答案】(17(243【2015高考湖南,理17】设ABC ∆的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,,tan a b A =,且B 为钝角. (1)证明:2B A π-=;(2)求sin sin A C +的取值范围. 【答案】(1)详见解析;(2)29,]28. 【解析】(1)由tan a b A =及正弦定理,得sin sin cos sin A a AA bB ==,∴sin cos B A =,即sin sin()2B A π=+,又B 为钝角,因此(,)22A πππ+∈,故2B A π=+,即2B A π-=; (2)由(1)知,()C A B π=-+(2)2022A A πππ-+=->,∴(0,)4A π∈,于是sin sin sin sin(2)2A C A A π+=+-2219sin cos 22sin sin 12(sin )48A A A A A =+=-++=--+,∵04A π<<,∴20sin A <<221992(sin )488A <--+≤,由此可知sin sin A C +的取值范围是29]28.(2014·湖北卷)某实验室一天的温度(单位:℃)随时间t (单位:h)的变化近似满足函数关系:f (t )=10-3cos π12t -sin π12t ,t ∈[0,24).(1)求实验室这一天的最大温差.(2)若要求实验室温度不高于11℃,则在哪段时间实验室需要降温?即sin ⎝⎛⎭⎪⎫π12t +π3<-12.又0≤t <24,因此7π6<π12t +π3<11π6,即10<t <18.故在10时至18时实验室需要降温.(2014·江西卷)已知函数f (x )=sin(x +θ)+a cos(x +2θ),其中a ∈R,θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2.(1)当a =2,θ=π4时,求f (x )在区间[0,π]上的最大值与最小值;(2)若f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=0,f (π)=1,求a ,θ的值.【解析】(1)f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4+2cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π2=22(sin x +cos x )-2sin x =22cos x -22sin x =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x .因为x ∈[0,π],所以π4-x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3π4,π4,故f (x )在区间[0,π]上的最大值为22,最小值为-1. (2)由⎩⎪⎨⎪⎧f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=0,f (π)=1,得⎩⎪⎨⎪⎧cos θ(1-2a sin θ)=0,2a sin 2θ-sin θ-a =1. 又θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2,知cos θ≠0, 所以⎩⎪⎨⎪⎧1-2a sin θ=0,(2a sin θ-1)sin θ-a =1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,θ=-π6.(2014·四川卷)已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +π4.(1)求f (x )的单调递增区间;(2)若α是第二象限角,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫α3=45cos ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4cos 2α,求cos α-sin α的值.当sin α+cos α=0时,由α是第二象限角,得α=3π4+2k π,k ∈Z,此时,cos α-sin α=- 2.当sin α+cos α≠0时,(cos α-sin α)2=54.由α是第二象限角,得cos α-sin α<0,此时cos α-sin α=-52. 综上所述,cos α-sin α=-2或-52. (2013·北京卷)在△ABC 中,a =3,b =2 6,∠B=2∠A. (1)求cos A 的值; (2)求c 的值.【解析】(1)因为a =3,b =2 6,∠B=2∠A, 所以在△ABC 中,由正弦定理得3sin A =2 6sin 2A .所以2sin Acos A sin A =2 63.故cos A =63. (2)由(1)知cos A =63,所以sin A =1-cos 2A =33. 又因为∠B=2∠A,所以cos B =2cos 2A -1=13.所以sin B =1-cos 2B =2 23.在△ABC 中,sin C =sin(A +B) =sin AcosB +cos Asin B =5 39. 所以c =a sin Csin A=5.(2013·全国卷)设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,(a +b +c)(a -b +c)=ac. (1)求B ; (2)若sin Asin C =3-14,求C.=32, 故A -C =30°或A -C =-30°,因此C =15°或C =45°. (2013·浙江卷)已知α∈R,sin α+2cos α=102,则tan 2α=( ) A.43 B.34 C .-34 D .-43 【答案】C【解析】由(sin α+2cos α)2=1022'得sin 2α+4sin αcos α+4cos 2α=104=52,4sin αcos α+1+3cos 2α=52,2sin 2α+1+3×1+cos 2α2=52,故2sin 2α=-3cos 2α2,所以tan2α=-34,选择C.(2013·重庆卷)4cos 50°-tan 40°=( ) A. 2 B.2+32C. 3 D .2 2-1 【答案】C1.在△ABC 中,AB =3,AC =1,B =30°,△ABC 的面积为32,则C =( ) A.30° B.45°C.60°D.75°解析 法一 ∵S △ABC =12·AB ·AC ·sin A =32,即12×3×1×sin A =32,∴sin A =1, 由A ∈(0°,180°),∴A =90°,∴C =60°.故选C. 法二 由正弦定理,得sin B AC =sin C AB ,即12=sin C 3,sin C =32,又C ∈(0°,180°),∴C =60°或C =120°. 当C =120°时,A =30°,S △ABC =34≠32(舍去).而当C =60°时,A =90°, S △ABC =32,符合条件,故C =60°.故选C. 答案 C2.在△ABC 中,角A ,B ,C 对应的边分别为a ,b ,c ,若A =2π3,a =2,b =233,则B 等于( )A.π3B.5π6C.π6或5π6D.π6解析∵A=2π3,a=2,b=233,∴由正弦定理asin A=bsin B可得,sin B=basin A=2332×32=12.∵A=2π3,∴B=π6.答案 D3.在△ABC中,cos2B2=a+c2c(a,b,c分别为角A,B,C的对边),则△ABC的形状为( ) A.等边三角形 B.直角三角形C.等腰三角形或直角三角形D.等腰直角三角形答案 B4.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,则“a>b”是“cos 2A<cos 2B”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件解析因为在△ABC中,a>b⇔sin A>sin B⇔sin2A>sin2B⇔2sin2A>2sin2B⇔1-2sin2A<1-2sin2B⇔cos 2A<cos 2B.所以“a>b”是“cos 2A<cos 2B”的充分必要条件.答案 C5.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且c-bc-a=sin Asin C+sin B,则B等于( ) A.π6B.π4C.π3D.3π4答案 C解析 根据正弦定理a sin A =b sin B =csin C =2R ,得c -b c -a =sin A sin C +sin B =ac +b, 即a 2+c 2-b 2=ac ,得cos B =a 2+c 2-b 22ac =12,故B =π3,故选C.6.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若(a 2+c 2-b 2)tan B =3ac ,则角B 的值为________. 答案π3或2π3解析 由余弦定理,得a 2+c 2-b 22ac=cos B ,结合已知等式得cos B ·tan B =32, ∴sin B =32,∴B =π3或2π3. 7.在△ABC 中,若b =5,B =π4,tan A =2,则a =______.答案 2108.已知a ,b ,c 分别为△ABC 三个内角A ,B ,C 的对边,a =2,且(2+b )(sin A -sin B )=(c -b )sin C ,则△ABC 面积的最大值为________. 答案3解析 由正弦定理,可得(2+b )(a -b )=(c -b )·c . ∵a =2,∴a 2-b 2=c 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.∴sin A =32. 由b 2+c 2-bc =4,得b 2+c 2=4+bc . ∵b 2+c 2≥2bc ,即4+bc ≥2bc ,∴bc ≤4. ∴S △ABC =12bc ·sin A ≤3,即(S △ABC )max = 3.9.在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知a ≠b ,c =3,cos 2A -cos 2B =3sin A cos A -3sin B cos B . (1)求角C 的大小;(2)若sin A =45,求△ABC 的面积.由a <c ,得A <C ,从而cos A =35,故sin B =sin(A +C )=sin A cos C +cos A sin C=4+3310, 所以,△ABC 的面积为S =12ac sin B =83+1825.10.如图,在△ABC 中,B =π3,AB =8,点D 在BC 边上,且CD =2,cos∠ADC =17.(1)求sin∠BAD ; (2)求BD 、AC 的长.在△ABD 中,由正弦定理得 BD =AB ·sin∠BADsin∠ADB =8×3314437=3.在△ABC 中,由余弦定理得AC 2=AB 2+BC 2-2AB ·BC ·cos B=82+(2+3)2-2×8×5×12=49.所以AC =7.11.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且a 2-(b -c )2=(2-3)bc ,sin A sin B =cos 2C2,BC 边上的中线AM 的长为7.(1)求角A 和角B 的大小; (2)求△ABC 的面积.解 (1)由a 2-(b -c )2=(2-3)bc , 得a 2-b 2-c 2=-3bc ,∴cos A =b 2+c 2-a 22bc =32,(2)由(1)知,a =b ,由余弦定理得AM 2=b 2+(a2)2-2b ·a2·cos C =b 2+b 24+b 22=(7)2,解得b=2,故S △ABC =12ab sin C =12×2×2×32= 3.12.设f (x )=sin x cos x -cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4.(1)求f (x )的单调区间;精品文档. (2)在锐角△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若f ⎝ ⎛⎭⎪⎫A 2=0,a =1,求△ABC 面积的最大值.解 (1)由题意知f (x )=sin 2x 2-1+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π22=sin 2x 2-1-sin 2x 2=sin 2x -12. 由-π2+2k π≤2x ≤π2+2k π,k ∈Z, 可得-π4+k π≤x ≤π4+k π,k ∈Z ; 由π2+2k π≤2x ≤3π2+2k π,k ∈Z, 可得π4+k π≤x ≤3π4+k π,k ∈Z . 所以f (x )的单调递增区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4+k π,π4+k π(k ∈Z ); 单调递减区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4+k π,3π4+k π(k ∈Z ). (2)由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫A 2=sin A -12=0,得sin A =12, 由题意知A 为锐角,所以cos A =32. 由余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,可得1+3bc =b 2+c 2≥2bc ,即bc ≤2+3,且当b =c 时等号成立. 因此12bc sin A ≤2+34.所以△ABC 面积的最大值为2+34.。
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1.1.2 余弦定理(一)
对点讲练
一、已知三角形两边及夹角解三角形
例1 在△ABC中,已知a=2,b=22,C=15°,求A.
解 由余弦定理得c2=a2+b2-2abcos C=8-43,所以c=6-2,
由正弦定理得sin A=asin Cc=12,因为b>a,所以B>A,又∵0°总结 解三角形主要是利用正弦定理和余弦定理,本例中的条件是已知两边及其夹角,
而不是两边及一边的对角,所以本例的解法应先从余弦定理入手.
►变式训练1 在△ABC中,边a,b的长是方程x2-5x+2=0的两个根,C=60°,求
边c.
解 由题意:a+b=5,ab=2.
由余弦定理得c2=a2+b2-2abcos C=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab=52-3×2=19.
∴c=19.
二、已知三角形三边解三角形
例2 已知三角形ABC的三边长为a=3,b=4,c=37,求△ABC的最大内角.
解 ∵c>a,c>b,∴角C最大.由余弦定理,得c2=a2+b2-2abcos C,
即37=9+16-24cos C,∴cos C=-12,∵0°
总结 已知三边求三角时,余弦值是正值时,角是锐角,余弦值是负值时,角是钝角.
►变式训练2 在△ABC中,已知BC=7,AC=8,AB=9,试求AC边上的中线长.
解 由条件知:cos A=AB2+AC2-BC22·AB·AC=92+82-722×9×8=23,设中线长为x,由余弦定理知:
x2=AC22+AB2-2·AC2·ABcos A=42+92-2×4×9×23=49,即x=7.
所以,AC边上的中线长为7.
三、利用余弦定理判断三角形形状
例3 在△ABC中,a,b,c分别表示三个内角A、B、C的对边,如果(a2+b2)sin(A
-B)=(a2-b2)·sin(A+B),试判断该三角形的形状.
解 ∵a2[sin(A-B)-sin(A+B)]
=b2[-sin(A+B)-sin(A-B)],
∴2a2cos Asin B=2b2cos Bsin A,
由正、余弦定理,即得
a2bb2+c2-a22bc=b2aa2+c2-b22ac,
∴a2(b2+c2-a2)=b2(a2+c2-b2),
即(a2-b2)(c2-a2-b2)=0,
∴a=b或c2=a2+b2,
∴该三角形为等腰三角形或直角三角形.
►变式训练3 在△ABC中,sin A∶sin B∶sin C=2∶3∶4,试判断三角形的形状.
解 因为a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C=2∶3∶4,
所以可令a=2k,b=3k,c=4k(k>0).
c最大,cos C=(2k)2+(3k)2-(4k)22×2k×3k<0,
所以C为钝角,从而三角形为钝角三角形.
课堂小结:
1.利用余弦定理可以解决两类有关三角形的问题:
(1)已知两边和夹角,解三角形.
(2)已知三边求三角形的任意一角.
2.余弦定理与勾股定理
余弦定理可以看作是勾股定理的推广,勾股定理可以看作是余弦定理的特例.
(1)如果一个三角形两边的平方和大于第三边的平方,那么第三边所对的角是锐角.
(2)如果一个三角形两边的平方和小于第三边的平方,那么第三边所对的角是钝角.
(3)如果一个三角形两边的平方和等于第三边的平方,那么第三边所对的角是直角.
课时作业
一、选择题
1.在△ABC中,a=7,b=43,c=13,则△ABC的最小角为( )
A.π3 B.π6 C.π4 D.π12
答案 B
解析 ∵a>b>c,∴C为最小角,
由余弦定理cos C=a2+b2-c22ab=72+(43)2-(13)22×7×43=32.∴C=π6.
2.在△ABC中,已知a=2,则bcos C+ccos B等于( )
A.1 B.2 C.2 D.4
答案 C
解析 bcos C+ccos B=b·a2+b2-c22ab+c·c2+a2-b22ac=2a22a=a=2.
3.在△ABC中,已知b2=ac且c=2a,则cos B等于( )
A.14 B.34 C.24 D.23
答案 B
解析 ∵b2=ac,c=2a,∴b2=2a2,b=2a,∴cos B=a2+c2-b22ac=a2+4a2-2a22a·2a=34.
4.在△ABC中,sin2A2=c-b2c (a、b、c分别为角A、B、C的对应边),则△ABC的形
状为( )
A.正三角形 B.直角三角形
C.等腰直角三角形 D.等腰三角形
答案 B
解析 ∵sin2A2=1-cos A2=c-b2c,∴cos A=bc=b2+c2-a22bc⇒a2+b2=c2,符合勾股定理.
5.在△ABC中,已知面积S=14(a2+b2-c2),则角C的度数为( )
A.135° B.45° C.60° D.120°
答案 B
解析 ∵S=14(a2+b2-c2)=12absin C
∴a2+b2-c2=2absin C,∴c2=a2+b2-2absin C.
由余弦定理得:c2=a2+b2-2abcos C,∴sin C=cos C,∴C=45° .
二、填空题
6.三角形三边长分别为a,b,a2+ab+b2 (a>0,b>0),则最大角为________.
答案 120°
解析 易知:a2+ab+b2>a,a2+ab+b2>b,设最大角为θ,
则cos θ=a2+b2-(a2+ab+b2)22ab=-12,又θ∈(0°,180°),∴θ=120°.
7.(2009·山东泰安一模)在△ABC中,AB=2,AC=6,BC=1+3,AD为边BC上
的高,则AD的长是________.
答案 3
解析 ∵cos C=BC2+AC2-AB22×BC×AC=22,∴sin C=22.∴AD=AC·sin C=3.
8.设2a+1,a,2a-1为钝角三角形的三边,那么a的取值范围是________.
答案 (2,8)
解析 ∵2a-1>0,∴a>12,最大边为2a+1.
∵三角形为钝角三角形,∴a2+(2a-1)2<(2a+1)2
化简得:02a+1,∴a>2,∴2三、解答题
9.在△ABC中,BC=a,AC=b,且a,b是方程x2-23x+2=0的两根,2cos(A+B)
=1.
(1)求角C的度数;
(2)求AB的长;
(3)求△ABC的面积.
解 (1)cos C=cos[π-(A+B)]=-cos(A+B)=-12
又∵C∈(0,π),∴C=2π3.
(2)∵a,b是方程x2-23x+2=0的两根,∴ a+b=23,ab=2.
∴AB2=b2+a2-2abcos 120°=(a+b)2-ab=10,∴AB=10.
(3)S△ABC=12absin C=12×2×sin 2π3=32.
10.在△ABC中,已知a-b=4,a+c=2b,且最大角为120°,求三边长.
解 由 a-b=4a+c=2b,得 a=b+4c=b-4.
∴a>b>c,∴A=120°,∴a2=b2+c2-2bccos 120°,
即(b+4)2=b2+(b-4)2-2b(b-4)×-12,
即b2-10b=0,解得b=0(舍去)或b=10.
当b=10时,a=14,c=6.