【文档说明】2024年新高考数学一轮复习题型归纳与达标检测 第26讲 正弦定理和余弦定理(讲) Word版含解析.docx,共(15)页,1.240 MB,由小赞的店铺上传
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第26讲正弦定理和余弦定理(讲)思维导图知识梳理1.正弦定理asinA=bsinB=csinC=2R(R为△ABC外接圆的半径).2.余弦定理a2=b2+c2-2bccosA;b2=c2+a2-2cacosB;c2=a2+b2-2abcosC.3.三角
形的面积公式(1)S△ABC=12aha(ha为边a上的高);(2)S△ABC=12absinC=12bcsinA=12acsinB;(3)S=12r(a+b+c)(r为三角形的内切圆半径).题型归纳题型1利用正、余
弦定理解三角形【例1-1】(2020春•广东期末)在ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若23A=,4B=,6a=,则(b=)A.32B.26C.62D.6【分析】由已知利用正弦定理即可计算求解.【解答】解:因为23A=,4B
=,6a=,则由正弦定理sinsinabAB=,可得26sin226sin32aBbA===.故选:B.【例1-2】(2020春•安徽期末)在ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知3b==,22c=,4A=,则(a=)A.5B.5C.29D.2
9【分析】直接利用余弦定理求出结果.【解答】解:已知3b==,22c=,4A=,利用余弦定理:22222cos98232252abcbcA=+−=+−=,解得5a=.故选:B.【例1-3】(2020春•云南期末)在ABC中,内角A,
B,C所对的边分别为a,b,c,已知sin3cos23bAaBbc−=−,则(A=)A.3B.4C.6D.23【分析】由正弦定理,两角和的正弦函数公式化简已知等式,结合sin0B,可得2sin()23A+=,根据
题意可求范围(0,)A,根据正弦函数的图象和性质即可求解A的值.【解答】解:sin3cos23bAaBbc−=−,由正弦定理可得:sinsin3sincos2sin3sinBAABBC−=−,si
nsin3sincos2sin3sin2sin3(sincoscossin)BAABBCBABAB−=−=−+,sinsin2sin3cossinBABAB=−,又sin0B,sin3cos2AA+=,2sin()23A+=,可得232Ak+=+,kZ,
又(0,)A,6A=.故选:C.【例1-4】(2020春•五华区校级期末)已知ABC的内角A,B,C所对边分别为a,b,c,2b=,2242cac+−=−.(1)求A的值;(2)从①23sinaB=,②4
B=两个条件中选一个作为已知条件,求sinC的值.【分析】(1)由已知利用余弦定理可求cosA的值,结合范围0A,可求A的值.(2)选择①作为已知条件,由正弦定理可求sinB的值,结合23A=,得B为锐角,可求4B=,利用三角形内角和定理
,两角和的正弦函数公式可求sinC的值;选择②作为已知条件,根据三角形内角和定理,两角和的正弦函数公式可求sinC的值.【解答】解:(1)由2b=,2242cac+−=−,得:22222421cos22242bcacacAbccc+−+−−====−,又因为0A
,所以23A=.(2)选择①作为已知条件.在ABC中,由23sinaB=,以及正弦定理sinsinabAB=,得23sin22sinsin3BB=,解得21sin2B=,由23A=,得B为锐角,所以4B=,因为在ABC中,ABC++
=,所以22sinsin()sincoscossinsincoscossin3434CABABAB=+=+=+,所以62sin4C−=.选择②作为已知条件,因为在ABC中,ABC++=,所以22sin
sin()sincoscossinsincoscossin3434CABABAB=+=+=+,所以62sin4C−=.【跟踪训练1-1】(2020春•宁德期末)在三角形ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,其中2a=,23b=,3B=,则边c的长为.【分析】利用余
弦定理可得2280cc−−=,解方程即可得解c的值.【解答】解:在三角形ABC中,2a=,23b=,3B=,由余弦定理可得:2222cosbacacB=+−,可得21124222cc=+−,可得:2280cc−−=,解得4c=,或2−.故答案
为:4.【跟踪训练1-2】(2020春•湖北期末)在ABC中,A,B,C对应边分别为a,b,c,且5a=,4b=,31cos()32AB−=,则ABC的边c=.【分析】由ab可知AB,然后由cos()AB−可求sin()AB−,再由正弦定理,三
角函数恒等变换的应用可求cosB,由coscos[()]cos()cossin()sinAABBABBABB=−+=−−−可求cosA,结合同角平方关系可求sinA,代入cos()coscossinsinAB
ABAB+=−,进而可求cosC,进而根据余弦定理可求c的值.【解答】解:ab,AB,31cos()32AB−=,可知(0,)2AB−,23137sin()1()3232AB−=−=,由正弦定理,sin5s
in4AaBb==,于是可得5sin3731sinsin[()]sin()cossincos()cossin43232BAABBABBBABBB==−+=−+−=+,3sin7cosBB=,22sincos1BB+=,又BA,可得3cos4B=,3133779coscos[()]co
s()cossin()sin32432416AABBABBABB=−+=−−−−=,可得257sin116AcosA=−=,935771coscos()coscossinsin1641648CABABAB=−+=−+=+=,由余弦定理可得222212cos5425468cababC
=+−=+−=.故答案为:6.【跟踪训练1-3】(2020春•威宁县期末)在ABC中,4A=,32BC=,3AC=,则(B=)A.6B.3C.6或56D.3或23【分析】由已知利用正弦定理求出sinB的值,利用大边对大角可得
B为锐角,即可得解B的值.【解答】解:在ABC中,4A=,3AC=,32BC=,由正弦定理sinsinACBCBA=,得23sin12sin232ACABBC===,BCAC,可得B为锐角,6B=.故选:A.【跟踪训练1-4】(2020春•威宁
县期末)ABC内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若2222bacac+−=,3sin3B=,则C=.【分析】由已知条件及余弦定理可得cosbCc=,再由正弦定理及B的正弦值可得C的正切值,再由在三角形中可得C的值.【解答】解:因为2222bacac+
−=,而2222cosbacabC+−=,所以cosbCc=,由正弦定理可得sincossinBCC=,而3sin3B=,所以3tan3C=,而(0,)C,所以6C=故答案为6.【跟踪训练1-
5】(2020春•成都期末)在ABC中,若角60C=,2AC=,3AB=,则角B=.【分析】利用正弦定理、三角形边角大小关系即可得出.【解答】解:60C=,2AC=,3AB=,由正弦定理sinsinACABBC=,可得32sin22sin23ACCBAB===,ABAC
,CB,B为锐角,45B=.故答案为:45.【跟踪训练1-6】(2020春•运城期末)在锐角三角形ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知3abc+=,22sin3sinsinCAB=.(1)求角C的大小
;(2)求sin2sin2AB+的取值范围.【分析】(1)利用正弦定理将22sin3sinsinCAB=中的角化为边,得223cab=,再结合余弦定理222cos2abcCab+−=,可求出1cos2C=,从而得角C的大小;(2)易知4223B
A=−,将其代入sin2sin2AB+,并结合正弦的两角差公式和辅助角公式可化简为3sin(2)6A−,然后由锐角ABC,可求得(6A,)2,最后根据正弦函数的图象与性质即可得解.【解答】解:(1)由正弦定理知,sinsinsinabcABC==,22sin3sins
inCAB=,223cab=,即232abc=,又3abc+=,由余弦定理知,2222222()232321cos22222abcababccabcababCabababab+−+−−−−−=====,
(0,)2C,3C=.(2)由(1)知,3C=,4223BA=−,431sin2sin2sin2sin(2)sin2cos2sin23sin(2)3226ABAAAAAA+=+−=−+=−,锐
角ABC,且3C=,(0,)2A,2(0,)32BA=−,解得(6A,)2,2(66A−,5)6,1sin(2)(62A−,1],故sin2sin2AB+的取值范围为3(2,3].【名师指导】1.已知△ABC中的某些条件(a,b,c和A,B,C中至少含有
一条边的三个条件)求边长时可用公式a=bsinAsinB,b=asinBsinA,c=asinCsinA,a2=b2+c2-2bccosA,b2=a2+c2-2accosB,c2=a2+b2-2abcosC.2.已知△ABC的外接圆半径R及角,可用公式a=2RsinA,b=2Rsi
nB,c=2RsinC.题型2判断三角形的形状【例2-1】(2020春•聊城期末)在ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知coscosaAbB=,且222cabab=+−,则ABC的形状为()A.等腰三角形或直角三角形B.等腰直角三角形C.直角三角形D.等边三角形【分析】利用
正弦定理将已知条件中的等式进行边化角的代换,得sincossincosAABB=,再由二倍角公式知sin2sin2AB=,从而得出AB=或2AB+=;再由余弦定理可推出2221cos22abcCab+−==,即3C=,故ABC为等边三角形.【解答】解:由正弦定理知,
sinsinabAB=,coscosaAbB=,sincossincosAABB=,即sin2sin2AB=,22AB=或22AB+=,即AB=或2AB+=.222cabab=+−,由余弦定理知,2221cos222abcabCabab+−===,(0,)C,3C
=.2AB+=不成立,AB=符合题意,ABC为等边三角形.故选:D.【例2-2】(2020•广西二模)在ABC中,若cos1cos2cos1cos2bCCcBB+=+,则ABC的形状是()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【分析】运用
二倍角的余弦公式和正弦定理,以及二倍角的正弦公式,化简整理即可判断三角形的形状.【解答】解:由已知22221cos22cos1cos22cosCcosCcosCbCBcosBcosBcB+===+,所以coscosCbBc=或cos0cosCB=即90C=或coscosCbBc=,由正弦定理
,得sincossincosCCBB=,即sin2sin2CB=,因为B、C均为ABC的内角,所以22CB=或22180CB+=,所以BC=或90BC+=,所以ABC为等腰三角形或直角三角形.故选:
D.【跟踪训练2-1】(2020春•成都期末)在ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若::4:5:7abc=,则ABC为()A.直角三角形B.锐角三角形C.钝角三角形D.等腰三角形【分析】易判断最大角为C,直接由余弦定理可求c
osC,结合cosC的取值来判断该三角形的形状.【解答】解:由::4:5:7abc=,知最大角为C,2221625491cos2405abcCab+−+−===−,由于1cos05C=−,0C,2C,ABC为钝角三角形.故选:C.【跟踪训练2-2】(202
0•浙江模拟)在ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,S为ABC的面积,若2coscaB=,221124Sac=−,则ABC的形状为,C的大小为.【分析】由正弦定理可得sin()2sincosABAB+=,由两角和的正弦公式可求得
sin()0AB−=,根据AB−−,故0AB−=,从而得到ABC的形状为等腰三角形.由已知利用三角形的面积公式,余弦定理,同角三角函数基本关系式可求tan1C=,结合C的范围即可得解C的值.【解答】解:
由2coscaB=,利用正弦定理可得:sin()2sincosABAB+=,由两角和的正弦公式可得:sincoscossin2sincosABABAB+=,sin()0AB−=,又AB−−,0
AB−=,故ABC的形状为等腰三角形,S为ABC的面积,221124Sac=−,2222221111111sin2444444abCaacabc=+−=+−,222sin2abcCab+−=,又由余弦定理可得222cos2abcCab+−=,sincosCC=,即tan1C=,(0
,)C,4C=.故答案为:等腰三角形,4.【跟踪训练2-3】(2019春•蓟州区期中)已知ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且coscosaAbB=,则该三角形的形状是.【分析】利用正弦定理化简cosc
osaAbB=,通过两角差的正弦函数,求出A与B的关系,得到三角形的形状.【解答】解:在ABC中,A,B,C所对边分别为a,b,c,若acosAb=cosB,所以sincossincosAABB=,所以22AB=或2
2AB=−,所以AB=或90AB+=.所以三角形是等腰三角形或直角三角形.故答案为:等腰三角形或直角三角形.【名师指导】1.判定三角形形状的2种常用途径2.判定三角形的形状的注意点在判断三角形的形状时一定要注意解是否唯一,并注重挖掘隐含条件.另外
,在变形过程中要注意角A,B,C的范围对三角函数值的影响,在等式变形中,一般两边不要约去公因式,应移项提取公因式,以免漏解.题型3三角形的面积问题【例3-1】(2020•北京)在ABC中,11ab+=,再从条件①、条件②这两个条件中选择一个
作为已知,求:(Ⅰ)a的值;(Ⅱ)sinC和ABC的面积.条件①:7c=,1cos7A=−;条件②:1cos8A=,9cos16B=.注:如果选择条件①和条件②分别解答,按第一个解答计分.【分析】选择条件①(Ⅰ)由余
弦定理求出()()492ababb+−=+,再结合11ab+=,即可求出a的值,(Ⅱ)由正弦定理可得sinC,再根据三角形的面积公式即可求出,选择条件②(Ⅰ)根据同角的三角函数的关系和正弦定理可得sin6sin5aAbB==,再结合1
1ab+=,即可求出a的值,(Ⅱ)由两角和的正弦公式求出sinC,再根据三角形的面积公式即可求出.【解答】解:选择条件①(Ⅰ)由余弦定理得2222cosabcbcA=+−,即2214914()4927abbb−=−−=+,()()492abab
b+−=+,11ab+=,1111492abb−=+,即111349ab−=,联立11111349abab+=−=,解得8a=,3b=,故8a=.(Ⅱ)在ABC中,sin0A,243sin17AcosA=−=,由正弦定
理可得sinsinacAC=,437sin37sin82cACa===,113sin8363222ABCSabC===.选择条件②(Ⅰ)在ABC中,sin0A,sin0B,()CAB=−+,1cos
8A=,9cos16B=,237sin18AcosA=−=,257sin116BcosB=−=,由正弦定理可得sinsinabAB=,sin6sin5aAbB==,11ab+=,6a=,5b=,故6a=;(Ⅱ)在ABC中,()CAB=−+,3795717sinsin()sincos
cossin8161684CABABAB=+=+=+=,117157sin652244ABCSabC===【例3-2】(2020春•辽宁期末)在ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,(3)
coscosbcAaC−=.(1)求cosA;(2)若3a=,求ABC的面积S的最大值.【分析】(1)利用余弦定理将条件转化为变得关系即可求出A的余弦值.(2)由余弦定理得到22233bcbc+=+,结合基本不等
式得到bc的范围,进而可得面积的最大值【解答】解:(1)由余弦定理可得222222(3)22bcaabcbcabcab+−+−−=,整理得22223bcabc+−=,则222213cos223bcbcaAbcbc+
−===;(2)由余弦定理2222231cos223bcabcAbcbc+−+−===,即22233bcbc+=+,因为222323bcbcbc+=+…,所以94bc„,当且仅当bc=时取“=”因为1cos3A=,则22sin3A=则1
19223sin222434SbcA==„.【跟踪训练3-1】(2020春•道里区校级期末)ABC中,角A、B、C所对边分别为a、b、c,(cos2cos)(2)cosbACcaB−=−.(Ⅰ)求ca的值;(Ⅱ)若1cos4
B=,4b=,求ABC的面积.【分析】(Ⅰ)由正弦定理,两角和的正弦函数公式化简已知等式可得2sinsinAC=,由正弦定理即可求解.(Ⅱ)由cosB利用同角三角函数基本关系式可求sinB,进而利用余弦定理
可求a,c的值,进而根据三角形的面积公式即可求解.【解答】解:(Ⅰ)在ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,(2)cos(cos2cos)caBbAC−=−,由正弦定理得:(2sinsin)cossin(cos2cos)CABBAC−=−,化简,得2si
n()sin()CBAB+=+,ABC++=,2sinsinAC=,2ac=,2ca=.(Ⅱ)1cos4B=,4b=,2ac=,215sin14BcosB=−=由余弦定理得:221416422aaaa+−=,解得2a=,解得4c=,1115sin2415224ABCSa
cB===.【跟踪训练3-2】(2020春•广州期末)已知ABC的外接圆半径为R,a,b,c分别是角A,B,C的对边,2b=且sinsin2(sinsin)sinbBaARBCC−=−.(1)求角A;(2)若AD是BC边上的中线72AD=,
求ABC的面积.【分析】(1)由正弦定理化简已知等式可得222bcabc+−=,由余弦定理可得1cos2A=,结合范围(0,)A,可求A的值.(2)由题意可得1()2ADABAC=+,两边平方可得:2221(2)4ADABACABAC=++,利用平面向量数量积的运算可得:2230c
c+−=,解方程可得c的值,进而根据三角形的面积公式即可计算得解.【解答】解:(1)由正弦定理2sinsinbcRBC==,可得2sinbRB=,2sincRC=,由已知可得:sinsin()sinbBaAbcC−=−,222()bacbcb
cc−=−=−,即222bcabc+−=,由余弦定理可得2221cos222bcabcAbcbc+−===,(0,)A,3A=.(2)BC边上的中线72AD=,2b=,又1()2ADABAC=+,两边平方,可得:2221(2)4ADABACABAC=++,2271(222c
os)443cc=++,整理可得:2230cc+−=,解得1c=,或3−(舍去),1133sin212222ABCSbcA===.【跟踪训练3-3】(2020春•徐州期末)已知ABC的内角A,B,
C所对的边分别为a,b,c,3A=,___且2b=,请从①2222bacac+=+,②cossinaBbA=,③sincos2BB+=这三个条件中任选一个补充在横线上,求出此时ABC的面积.【分析】依次代入条件①②③,均可
求出4B=,再利用正弦定理可求得3a=,进而可求得sinC,再利用面积公式求解即可.【解答】解:情形一:若选择①2222bacac+=+,由余弦定理22222cos222acbacBacac+−===,因为(0,)B,所以4B=;情形二:若选择②cossinaBbA=,则sincoss
insinABBA=,因为sin0A,所以sincosBB=,因为(0,)B,所以4B=;情形三:若选择③sincos2BB+=,则2sin()24B+=,所以sin()14B+=,因为(0,)B,所以5(,)444B
+,所以42B+=,所以4B=;由正弦定理sinsinabAB=,得2sinsin33sin22bAaB===,因为3A=,4B=,所以53412C=−−=,所以562sinsinsin()sincoscossin124646464C+==+=+
=,所以116233sin322244ABCSabC++===.故答案为:334S+=.【名师指导】1.求三角形面积的方法(1)若三角形中已知一个角(角的大小或该角的正、余弦值),结合题意求解这个角的两边
或该角的两边之积,代入公式求面积.(2)若已知三角形的三边,可先求其一个角的余弦值,再求其正弦值,代入公式求面积.总之,结合图形恰当选择面积公式是解题的关键.2.已知三角形面积求边、角的方法(1)若求角,就寻求夹这个角的
两边的关系,利用面积公式列方程求解.(2)若求边,就寻求与该边(或两边)有关联的角,利用面积公式列方程求解.