2018年高考数学一轮复习专题22正弦定理和余弦定理教学案理!

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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 a2=b2+c22bccos__A; 内容 ===2R sin Asin Bsin Cabcb2=c2+a22cacos__B; c2=a2+b2-2abcos__C (1)a=2Rsin A,b=2Rsin__B,c=2Rsin_C; (2)sin A=,sin B=,sin C=; 2R2R2R常见 (3)a∶b∶c=sin__A∶sin__B∶sin__C; 变形 (4)asin B=bsin A,bsin C=csin B,asin C=abcb2+c2-a2cos A=; 2bcc2+a2-b2cos B=; 2aca2+b2-c2cos C= 2abcsin A 111abc1

2.S△ABC=absin C=bcsin A=acsin B==(a+b+c)·r(r是三角形内切圆的半

2224R2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 C.0个

B.2个 D.无法确定

2

2

(2)在△ABC中,已知sinA∶sinB=2∶1,c=b+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,sinB=,C=,则b=

26

- 1 -

________.

答案 (1)B (2)45°,30°,105° (3)1 解析 (1)∵bsinA=6×

2

=3,∴bsinA

∴满足条件的三角形有2个.

(2)由题意知a=2b,a=b+c-2bccosA, 即2b=b+c-2bccosA, 又c=b+2bc, ∴cosA=

21

,A=45°,sinB=,B=30°,∴C=105°. 22

2

22

2

2

2

2

2

1π5π

(3)因为sinB=且B∈(0,π),所以B=或B=.

266ππ2π

又C=,B+C<π,所以B=,A=π-B-C=.

663又a=3,由正弦定理得

3b,即=,

sinAsinB2ππ

sin sin

36

ab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 C.2<x<22

B.x<2 D.2<x<23

(2)在△ABC中, A=60°,AC=2,BC=3,则AB=________. 答案 (1)C (2)1

- 2 -

高频考点二 利用正弦、余弦定理判定三角形的形状

π2

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=,b4122

-a=c.

2

(1)求tanC的值;

(2)若△ABC的面积为3,求b的值. 1222

解 (1)由b-a=c及正弦定理得

21122

sinB-=sinC.

22所以-cos2B=sinC.① π3

又由A=,即B+C=π,得

44

2

?3?-cos2B=-cos2?π-C?

?4??3?=-cos?π-2C?

?2?

=sin2C=2sinCcosC,② 由①②解得tanC=2. (2)由tanC=2,C∈(0,π)得 255

sinC=,cosC=,

55

- 3 -

因为sinB=sin(A+C)=sin?310

所以sinB=,

1022

由正弦定理得c=b,

3

?π+C?,

??4?

π1

又因为A=,bcsinA=3,

42所以bc=62,故b=3. 【感悟提升】

111

(1)对于面积公式S=absinC=acsinB=bcsinA,一般是已知哪一个角就使用哪一个公

222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

BD2=BC2+CD2-2BC·CDcosC=13-12cosC,① BD2=AB2+DA2-2AB·DAcosA=5+4cosC.②

1

由①②得cosC=,BD=7,

2因为C为三角形内角,故C=60°. (2)四边形ABCD的面积

S=AB·DAsinA+BC·CDsinC

1?1?=?×1×2+×3×2?sin60° 2?2?=23.

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bcos C+ccos B=asin A,则△ABC的形状为( )

A.锐角三角形 C.钝角三角形

B.直角三角形 D.不确定

2

1

212

解析 由正弦定理得sin Bcos C+sin Ccos B=sinA, ∴sin(B+C)=sinA,

- 4 -

2

即sin(π-A)=sinA,sin A=sinA.

π

∵A∈(0,π),∴sin A>0,∴sin A=1,即A=.

2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

22

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-acosB=(2a-b)cosA,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

22

(2)如图,在△ABC中,已知点D在BC边上,AD⊥AC,sin∠BAC=,AB=32,AD=3,

3则BD的长为______.

答案 (1)D (2)3

- 5 -

π

(2)sin∠BAC=sin(+∠BAD)=cos∠BAD,

222

∴cos∠BAD=. 3

BD2=AB2+AD2-2AB·ADcos∠BAD

2222

=(32)+3-2×32×3×,

3即BD=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(acos

2

B+bcos A)=c.

(1)求C;

33(2)若c=7,△ABC的面积为,求△ABC的周长.

2

解 (1)由已知及正弦定理得,2cos C(sin Acos B+sin B·cos A)=sin C,2cos Csin(A+B)=sin C,

故2sin Ccos C=sin C. 由C∈(0,π)知sin C≠0, 1π

可得cos C=,所以C=.

23

- 6 -

133

(2)由已知,absin C=,

22π

又C=,所以ab=6,

3

由已知及余弦定理得,a+b-2abcos C=7,故a+b=13, 从而(a+b)=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

111

(1)对于面积公式S=absin C=acsin B=bcsin A,一般是已知哪一个角就使用哪一

222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-ccos

2

2

2

2

2

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,B=( ) (A)3103101010 (B) (C)- (D)- 10101010π1,BC边上的高等于BC,则cosA=43【答案】C

- 7 -

【解析】设BC边上的高为AD,则BC?3AD,所以AC?AD2?DC2?5AD,

AB?2AD.由余弦定

cosA?AB2?AC2?BC22AD2?5AD2?9AD2102AB?AC?2?2AD?5AD??10,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cosA?45,cosC?513,a?1,则b? . 【答案】2113

【解析】因为cosA?45,cosC?513,且A,C为三角形的内角,所以

sinA?35,Csi?n1213,

sinB?sin[π?(A?C)]?sin(A?C)?sinAcosC?cosAsinC?6365,又因为

abasinA?sinB,所以b?sinBsinA?2113. 3.【2016高考天津理数】在△ABC中,若AB=13,BC=3,?C?120? ,则AC= ( ) (A)1

(B)2

(C)3

(D)4

【答案】A

【解析】由余弦定理得13?9?AC2?3AC?AC?1,选A.

4.【2016高考江苏卷】在锐角三角形ABC中,若sinA?2sinBsinC,则antnatnaAtBC ▲ .

【答案】8. 【解析】

siA?nBsi+n?C()B?2Csi?nBsi?nC,又taA=ntaBn+tCantaBnC-tan1,

tA?aB?nCa8.

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,a2

=2b2

(1sin A),则A=( )

A.

3πππ4 B.3 C.4 D.π6

- 8 -

C?t的最小值是B即最小值为- b2+c2-a22b2-a222

解析 在△ABC中,由b=c,得cos A==,又a=2b(1-sin A),所2

2bc2b以cos A=sin A,

π

即tan A=1,又知A∈(0,π),所以A=,故选C.

4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

1?ABC的面积为315 ,b?c?2,cosA??, 则a的值为 . 4【答案】

2【解析】因为0?A??,所以sinA?1?cosA?15, 4又S?ABC??b?c?2115得b?6,c?4,bcsinA?bc?315,?bc?24,解方程组?28?bc?24?1??4?22222由余弦定理得a?b?c?2bccosA?6?4?2?6?4?????64,所以a?8.

【2015高考北京,理12】在△ABC中,a?4,b?5,c?6,则【答案】1 【解析】

sin2A? sinC.

2?425?36?16sin2A2sinAcosA2ab2?c2?a2???1 ???62?5?6sinCsinCc2bc【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】(6?2,6+2)

- 9 -

【2015江苏高考,15】(本小题满分14分) 在?ABC中,已知AB?2,AC?3,A?60?. (1)求BC的长; (2)求sin2C的值 【答案】(1)7;(2)43 7

bantA【2015高考湖南,理17】设?ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,,a?且B为钝角.

(1)证明:B?A?,

?2;

(2)求sinA?sinC的取值范围. 【答案】(1)详见解析;(2)(29,]. 28sinAasinA??a?btanAcosAbsinB,∴sinB?cosA,即【解析】(1)由及正弦定理,得

- 10 -

sinB?sin(?2?A),

?A?(,?)B??AB?A?22; 2又B为钝角,因此2,故,即

(2)由(1)知,C???(A?B)

??????????(2A?)??2A?0,∴A?(0,),于是sinA?sinC?sinA?sin(?2A)

2242?19?sinA?cos2A??2sin2A?sinA?1??2(sinA?)2?,∵0?A?,

448∴0?sinA?22199,因此??2(sinA?)2??,由此可知sinA?sinC的取值范围22488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)=10-3cost-sint,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?

π12π12

(2)依题意,当f(t)>11时,实验室需要降温.

- 11 -

由(1)得f(t)=10-2sin??π?12t+π3???

故有10-2sin??π?12t+π3???

>11,

即sin?

?π?12

t+π??<-13?2. 又0≤t<24,因此7πππ11π

6<12t+3<6,

即10

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)+acos(x+2θ),其中a∈R,

θ∈??π?-2,π2???

.

(1)当a=2,θ=π

4

时,求f(x)在区间[0,π]上的最大值与最小值;

(2)若f??π?2???=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??π?4-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

2

2

,最小值为-1. ?(2)由??f??π?2???=0,得???cos θ(1-2asin θ)=0,??f(π)=1,

??2asin2

θ-sin θ-a=1. 又θ∈???-π2,π2???

,知cos θ≠0, 所以???1-2asin θ=0,??

(2asin θ-1)sin θ-a=1,

?a=-1,解得????

θ=-π6.

(2014·四川卷)已知函数f(x)=sin??π?3x+4???.

(1)求f(x)的单调递增区间;

(2)若α是第二象限角,f??α?3??4?=?π?5cos??

α+4??cos 2α,求cos α-sin α的值. - 12 -

π?π?【解析】(1)因为函数y=sin x的单调递增区间为?-+2kπ,+2kπ?,k∈Z, 2?2?πππ

由-+2kπ≤3x+≤+2kπ,k∈Z,

242π2kππ2kπ得-+≤x≤+,k∈Z.

43123

?π2kπ,π+2kπ?,k∈Z. 所以,函数f(x)的单调递增区间为?-+?3123??4

π?4?π??22

(2)由已知,得sin?α+?=cos?α+?(cosα-sinα),

4?5?4??

ππ?ππ4?22

所以sin αcos+cos αsin=?cos α cos-sin αsin?(cos α-sin α),

44?445?42

即sin α+cos α=(cos α-sin α)(sin α+cos α).

5当sin α+cos α=0时,由α是第二象限角, 3π

得α=+2kπ,k∈Z,

4此时,cos α-sin α=-2.

52

当sin α+cos α≠0时,(cos α-sin α)=.

4

由α是第二象限角,得cosα-sin α<0,此时cos α-sin α=-综上所述,cos α-sin α=-2或-5. 2

5. 2

(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, 32 6

所以在△ABC中,由正弦定理得=.

sin Asin 2A2sin Acos A2 6所以=.

sin A3故cos A=

6

. 3

- 13 -

(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=

3-1

,求C. 4

2

2

2

【解析】(1)因为(a+b+c)(a-b+c)=ac,所以a+c-b=-ac. a+c-b1

由余弦定理得cos B==-,

2ac2因此B=120°.

(2)由(1)知A+C=60°,所以 cos(A-C)=cos Acos C+sin Asin C =cos Acos C-sin Asin C+2sin Asin C =cos(A+C)+2sin Asin C 13-1

=+2× 24=3, 2

2

2

2

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=

10

,则tan 2α=( ) 2

- 14 -

4334A. B. C.- D.- 3443【答案】C

【解析】由(sin α+2cos α)=

2

10210522

'得sinα+4sin αcos α+4cosα==,4sin 242

51+cos 2α53cos 2α2

αcos α+1+3cosα=,2sin 2α+1+3×=,故2sin 2α=-,222所以tan 2α=-3

4

,选择C.

(2013·重庆卷)4cos 50°-tan 40°=( ) A.2 B.

2+3

2

C.3 D.2 2-1 【答案】C

【解析】原式=4sin 40°-sin 40°

cos 40°

=4sin 40°cos 40°-sin 40°cos 40°=2sin 80°-sin 40°

cos 40° =2cos (40°-30°)-sin 40°

cos 40°

=2(cos 40°cos 30°+sin 40°sin 30°)-sin 40°

cos 40° =3cos 40°

cos 40°

=3,故选C.

1.在△ABC中,AB=3,AC=1,B=30°,△ABC的面积为3

2

,则C=( A.30° B.45°

C.60° D.75°

解析 法一 ∵S13

△ABC=2·AB·AC·sin A=2,

即12×3×1×sin A=3

2

,∴sin A=1, 由A∈(0°,180°),∴A=90°,∴C=60°.故选C. 法二 由正弦定理,得sin Bsin C1sin CAC=AB,即2=3

2

) - 15 -

sin C=

3

,又C∈(0°,180°),∴C=60°或C=120°. 2

当C=120°时,A=30°,

S△ABC=S△ABC=

33

≠(舍去).而当C=60°时,A=90°, 423

,符合条件,故C=60°.故选C. 2

答案 C

2π23

2.在△ABC中,角A,B,C对应的边分别为a,b,c,若A=,a=2,b=,则B33等于( )

A.C.π

3

π5π或 66

B. 6π D. 6

2π23

解析 ∵A=,a=2,b=,

33∴由正弦定理=可得, sin Asin B233b31

sin B=sin A=×=.

a2222ππ

∵A=,∴B=.

36答案 D

aba+c2B3.在△ABC中,cos=(a,b,c分别为角A,B,C的对边),则△ABC的形状为( )

22cA.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

a+c2B解析 因为cos=, 22ca+ca2B所以2cos-1=-1,所以cos B=, 2cca2+c2-b2a222

所以=,所以c=a+b.

2acc所以△ABC为直角三角形. 答案 B

4.△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( )

- 16 -

A.充分不必要条件 C.充分必要条件

B.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件

2

2

2

2

2

解析 因为在△ABC中,a>b?sin A>sin B?sinA>sinB?2sinA>2sinB?1-2sinA<1-2sinB?cos 2A<cos 2B.所以“a>b”是“cos 2A<cos 2B”的充分必要条件.

答案 C

5.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且A.

πππ3π

B. C. D. 6434

2

c-bsinA=,则B等于( ) c-asinC+sinB答案 C

解析 根据正弦定理===2R,

sinAsinBsinC得

abcc-bsinAa==, c-asinC+sinBc+b2

2

2

即a+c-b=ac,

a2+c2-b21

得cosB==,

2ac2

π

故B=,故选C.

3

6.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若(a+c-b)tanB=3ac,则角B的值为________.

答案

π2π或 33

2

2

2

a2+c2-b2

解析 由余弦定理,得=cosB,

2ac结合已知等式得cosB·tanB=∴sinB=

3π2π,∴B=或. 233

3

, 2

π

7.在△ABC中,若b=5,B=,tanA=2,则a=______.

4答案 210

解析 由tanA=2得sinA=2cosA. 2522

又sinA+cosA=1得sinA=. 5π

∵b=5,B=,

4

- 17 -

根据正弦定理,有=,

sinAsinB∴a=

abbsinA25

==210. sinB2

2

8.已知a,b,c分别为△ABC三个内角A,B,C的对边,a=2,且(2+b)(sinA-sinB)=(c-b)sinC,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-b=c-bc,即b+c-a=bc.

2

2

2

2

2

2

b2+c2-a21由余弦定理,得cosA==.

2bc2

∴sinA=

2

2

3

. 2

2

2

由b+c-bc=4,得b+c=4+bc. ∵b+c≥2bc,即4+bc≥2bc,∴bc≤4. 1

∴S△ABC=bc·sinA≤3,即(S△ABC)max=3.

2

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,cosA-cosB=3sinAcosA-3sinBcosB.

(1)求角C的大小;

4

(2)若sinA=,求△ABC的面积.

5

2

2

2

2

- 18 -

(2)由c=3,sinA=45,asinA=c8

sinC,得a=5,

由a<c,得A<C,从而cosA=3

5,

故sinB=sin(A+C)=sinAcosC+cosAsinC =

4+33

10

, 所以,△ABC的面积为S=12acsinB=83+18

25. 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. 解 (1)在△ADC中,

- 19 -

1

因为cos∠ADC=,

743

所以sin∠ADC=.

7

所以sin∠BAD=sin(∠ADC-B) =sin∠ADCcosB-cos∠ADCsinB =

43113

×-× 727233. 14

(2)∵∠ADB+∠ADC=π, 43

∴sin∠ADB=sin∠ADC=.

7在△ABD中,由正弦定理得 338×14AB·sin∠BADBD===3.

sin∠ADB43

7在△ABC中,由余弦定理得

AC2=AB2+BC2-2AB·BC·cosB

122

=8+(2+3)-2×8×5×=49.

2所以AC=7.

11.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a-(b-c)=(2-3)bc,sinAsinB=cos,BC边上的中线AM的长为7. 2

(1)求角A和角B的大小; (2)求△ABC的面积.

解 (1)由a-(b-c)=(2-3)bc, 得a-b-c=-3bc,

2

2

22

2

2

2

2

Cb2+c2-a23

∴cosA==,

2bc2

π

又0<A<π,∴A=. 6由sinAsinB=cos,

2

2

C - 20 -

11+cosC得sinB=, 22即sinB=1+cosC, 则cosC<0,即C为钝角, 5π∴B为锐角,且B+C=,

6

5ππ

则sin(-C)=1+cosC,化简得cos(C+)=-1,

632ππ

解得C=,∴B=. 36

(2)由(1)知,a=b,由余弦定理得AM=b+()-2b··cosC=b++=(7),解

2242得b=2,

113

故S△ABC=absinC=×2×2×=3.

222π?2?12.设f(x)=sin xcos x-cos?x+?.

4??(1)求f(x)的单调区间;

(2)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若f??=0,a=1,求△ABC面积

?2?的最大值.

π??1+cos?2x+?2?sin 2x?

解 (1)由题意知f(x)=-

22=

sin 2x1-sin 2x1

-=sin 2x-. 222

2

2

a2

a2

b2b2

2

?A?

ππ

由-+2kπ≤2x≤+2kπ,k∈Z,

22ππ

可得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z;

44由

π3π

+2kπ≤2x≤+2kπ,k∈Z, 22

π3π

可得+kπ≤x≤+kπ,k∈Z.

44

π?π?所以f(x)的单调递增区间是?-+kπ,+kπ?(k∈Z);

4?4?单调递减区间是?

?π+kπ,3π+kπ?(k∈Z). ?4?4?

- 21 -

- 22 -

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/xpvr.html

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