首页
高中语文
高中数学
高中英语
高中物理
高中化学
高中历史
高中道德与法治(政治)
高中地理
高中生物
高中音乐
高中美术
高中体育
高中信息技术
高中通用技术
资源详情
高中数学
高考专区
真题分类汇编
近年高考真题+优质模拟题汇编10 解三角形问题(含解析)
文档属性
名称
近年高考真题+优质模拟题汇编10 解三角形问题(含解析)
格式
zip
文件大小
135.2KB
资源类型
试卷
版本资源
通用版
科目
数学
更新时间
2022-09-06 16:45:01
点击下载
文档简介
专题10 解三角形问题
【高考真题】
1.(2022·全国甲理) 已知△ABC中,点D在边BC上,∠ADB=120°,AD=2,CD=2BD.当取得最小
值时,BD=________.
1.答案 -1 解析 设CD=2BD=2m>0,则在△ABD中,AB2=BD2+AD2-2BD ADcos∠ADB=
m2+4+2m,在△ACD中,AC2=CD2+AD2-2CD ADcos∠ADC=4m2+4-4m,所以===4-≥4-,当且仅当m+1=,即m=-1时,等号成立,所以当取最小值时,m=-1.故答案为-1.
【知识总结】
1.正弦定理及其变形
===2R(2R为△ABC外接圆的直径).
变形:a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C.
sin A=,sin B=,sin C=.
a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C.
2.余弦定理及其推论、变形
a2=b2+c2-2bccos_A,b2=a2+c2-2accos_B,c2=a2+b2-2abcos_C.
推论:cos A=,cos B=,cos C=.
变形:b2+c2-a2=2bccos A,a2+c2-b2=2accos B,a2+b2-c2=2abcos C.
3.面积公式
S△ABC=bcsin A=acsin B=absin C.
【同类问题】
题型一 三角形中基本量的计算
1.(2021·全国乙)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为,B=60°,a2+c2=3ac,
则b= .
1.答案 2 解析 由题意得S△ABC=acsin B=ac=,则ac=4,所以a2+c2=3ac=3×4=12,
所以b2=a2+c2-2accos B=12-2×4×=8,则b=2(负值舍去).
2.(2017·全国Ⅲ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知C=60°,b=,c=3,则A=________.
2.答案 (1)75° 解析 由正弦定理,得sinB===,结合b
-B-C=75°.
3.(2017·全国Ⅰ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知sinB+sinA(sinC-cosC)=0,a=2,
c=,则C=( )
A. B. C. D.
3.答案 B 解析 由题意得sin(A+C)+sinA(sinC-cosC)=0,∴sinAcosC+cosAsinC+sinAsinC-
sinAcosC=0,则sinC(sinA+cosA)=sinCsin=0,因为C∈(0,π),所以sinC≠0,所以sin=0,又因为A∈(0,π),所以A+=π,所以A=.由正弦定理=,得=,则sinC=,又C∈(0,π),得C=.
4.(2018·全国Ⅲ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若△ABC的面积为,则C=( )
A. B. C. D.
4.答案 C 解析 因为a2+b2-c2=2abcos C,且S△ABC=,所以S△ABC==absin C,
所以tan C=1.又C∈(0,π),故C=.
5.(2020·全国Ⅲ)在△ABC中,cosC=,AC=4,BC=3,则cosB等于( )
A. B. C. D.
5.答案 A 解析 由余弦定理得AB2=AC2+BC2-2AC·BCcos C=42+32-2×4×3×=9,所以AB=
3,所以cos B===.
6.(2020·全国Ⅰ)如图,在三棱锥P-ABC的平面展开图中,AC=1,AB=AD=,AB⊥AC,AB⊥AD,
∠CAE=30°,则cos∠FCB=________.
6.答案 - 解析 在△ABD中,∵AB⊥AD,AB=AD=,∴BD=,∴FB=BD=.在△ACE
中,∵AE=AD=,AC=1,∠CAE=30°,∴EC==1,∴CF=CE=1.又∵BC===2,∴在△FCB中,由余弦定理得cos∠FCB===-.
7.(2016·全国Ⅱ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若cosA=,cosC=,a=1,则b=________.
7.答案 解析 因为A,C为△ABC的内角,且cosA=,cosC=,所以sinA=,sinC=,所以
sinB=sin(π-A-C)=sin(A+C)=sinAcosC+cosAsinC=×+×=.又a=1,所以由正弦定理得b==×=.
8.(2016·全国Ⅰ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知a=,c=2,cosA=,则b=( )
A. B. C.2 D.3
8.答案 D 解析 由余弦定理,得5=b2+22-2×b×2×,解得b=3.
9.在平面四边形ABCD中,BC⊥CD,∠B=,AB=3,AD=2,若AC=3,则CD为 .
9.答案 1或5 解析 因为在△ABC中,∠B=,AB=3,AC=3,由正弦定理可得=
,所以sin∠ACB===,又BC⊥CD,所以∠ACB与∠ACD互余,因此cos∠ACD=sin∠ACB=,在△ACD中,AD=2,AC=3,由余弦定理可得cos∠ACD===,所以CD2-6CD+5=0,解得CD=1或CD=5.
10.(多选)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,2bsin A=acos B,AB=2,AC=2,D为BC
的中点,E为AC上的点,且BE为∠ABC的平分线,下列结论正确的是( )
A.cos∠BAC=- B.S△ABC=3 C.BE=2 D.AD=
10.答案 AD 解析 由正弦定理可知2sin Bsin A=sin Acos B,∵sin A≠0,∴2sin B=cos B.又sin2B
+cos2B=1,∴sin B=,cos B=,在△ABC中,AC2=AB2+BC2-2AB·BCcos B,得BC=6.A项,cos∠BAC===-;B项,S△ABC=AB·BCsin B=×2×6×=2;C项,由角平分线性质可知==,∴AE=.BE2=AB2+AE2-2AB·AEcos A=4+-2×2××=,∴BE=;D项,在△ABD中,AD2=AB2+BD2-2AB·BDcos B=4+9-2×2×3×=5,∴AD=.
题型二 三角形的面积
11.(2014·福建)在△ABC中,A=60°,AC=4,BC=2,则△ABC的面积等于________.
11.答案 2 解析 在△ABC中,由正弦定理得=,解得sinB=1,所以B=90°,所以S△ABC
=×AB×2=××2=2.
12.(2019·全国Ⅱ)△ABC的内角内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若b=6,a=2c,B=,则△BDC
的面积是________.
12.答案 解析 由余弦定理得,所以,即,
解得(舍去),所以,.
13.(2018·全国Ⅰ)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,已知bsinC+csinB=4asinBsinC,
b2+c2-a2=8,则△ABC的面积为__________.
13.答案 解析 已知bsinC+csinB=4asinBsinC 2sinBsinC=4sinA·sinBsinC,所以sinA=,由b2
+c2-a2=8>0知A为锐角,所以cos A=,所以==,所以bc==,所以S△ABC=bcsinA=××=.
14.(2017·浙江)已知△ABC,AB=AC=4,BC=2.点D为AB延长线上一点,BD=2,连接CD,则△BDC
的面积是________,cos∠BDC=________.
14.答案 解析 在△ABC中,AB=AC=4,BC=2,由余弦定理得cos∠ABC=
==,则sin∠ABC=sin∠CBD=,所以S△BDC=BD·BCsin∠CBD=.因为BD=BC=2,所以∠BDC=∠ABC,则cos∠BDC==.
15.(2013·全国Ⅱ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知b=2,B=,C=,则△ABC的
面积为( )
A.2+2 B.+1 C.2-2 D.-1
15.答案 B 解析 因为B=,C=,所以A=.由正弦定理得=,解得c=2.所以三
角形的面积为bcsinA=×2×2sin.因为sin=sin=×+×=,所以bcsinA=2×=+1,故选B.
16.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知cosA=,sinB=cosC,并且a=,则
△ABC的面积为________.
16.答案 解析 因为0
+C)=sinAcosC+cosAsinC=cosC+sinC知,cosC>0,并结合sin2C+cos2C=1,得sinC=,cosC=.于是sinB=cosC=.由a=及正弦定理=,得c=.故△ABC的面积S=acsinB=.
17.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且(2b-a)cosC=ccosA,c=3,sinA+sinB=2
sinAsinB,则△ABC的面积为( )
A. B.2 C. D.
17.答案 D 解析 因为(2b-a)cosC=ccosA,由正弦定理得,(2sinB-sinA)cosC=sinCcosA,化简
得2sinBcosC=sinB,又sinB≠0,因为C∈(0,π),所以cosC=,所以C=.又由sinA+sinB=2sinAsinB,可得(sinA+sinB)·sinC=3sinAsinB,由正弦定理可得(a+b)c=3ab,所以a+b=ab.因为c2=a2+b2-2abcosC,所以2(ab)2-3ab-9=0,所以ab=3(负值舍去),所以S△ABC=absinC=.
18.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知a=1,2b-c=2acosC,sinC=,则
△ABC的面积为( )
A. B. C.或 D.或
18.答案 C 解析 因为2b-c=2acosC,所以由正弦定理可得2sinB-sinC=2sinAcosC,所以
2sin(A+C)-sinC=2sinAcosC.所以2cosAsinC=sinC,又sinC≠0,所以cosA=,因为A∈(0°,180°),所以A=30°,因为sinC=,所以C=60°或120°.当C=60°时,A=30°,所以B=90°,又a=1,所以△ABC的面积为×1×2×=;当C=120°时,A=30°,所以B=30°,又a=1,所以△ABC的面积为×1×1×=,故选C.
19.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知sin(B+A)+sin(B-A)=2sin2A,且c=,C=,
则△ABC的面积是( )
A. B.3 C.或1 D.或3
19.答案 A 解析 ∵在△ABC中,C=,∴B=-A,B-A=-2A,∵sin(B+A)+sin(B-A)=2sin2A,
∴sin C+sin=2sin 2A,即sin C+cos 2A+sin 2A=2sin 2A,整理得sin=sinC=,∴sin=.又A∈,∴2A-=或,解得A=或.当A=时,B=,tanC===,解得a=,∴S△ABC=acsinB=;当A=时,B=,tanC===,解得b=,∴S△ABC=bc=.综上,△ABC的面积是.
20.托勒密(Ptolemy)是古希腊天文学家、地理学家、数学家,托勒密定理就是由其名字命名,该定理指出:
圆的内接凸四边形两组对边乘积的和等于两条对角线的乘积.已知凸四边形ABCD的四个顶点在同一个圆的圆周上,AC,BD是其两条对角线,AB=AD,∠BAD=120°,AC=6,则四边形ABCD的面积为 .
20.答案 9 解析 在△ABD中,设AB=a,由余弦定理得BD2=AB2+AD2-2AB·AD·cos∠BAD=3a2,
所以BD=a,由托勒密定理可得a(BC+CD)=AC·a,即BC+CD=AC,又∠ABD=∠ACD=30°,所以四边形ABCD的面积S=BC·ACsin 30°+CD·ACsin 30°=(BC+CD)·AC=AC2=9.
题型三 三角形中的最值(范围)问题
21.在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且a>b>c,a2<b2+c2,则角A的取值范围是( )
A. B. C. D.
21.答案 C 解析 因为a2<b2+c2,所以cosA=>0,所以A为锐角.又因为a>b>c,所以
A为最大角,所以角A的取值范围是.
22.在△ABC中,若AB=1,BC=2,则角C的取值范围是( )
A. B. C. D.
22.答案 A 解析 因为c=AB=1,a=BC=2,b=AC.根据两边之和大于第三边,两边之差小于第三
边可知1
23.在△ABC中,内角A,B,C对应的边分别为a,b,c,A≠,sinC+sin(B-A)=sin2A,则角A的取
值范围为( )
A. B. C. D.
23.答案 B 解析 法一:在△ABC中,C=π-(A+B),所以sin(A+B)+sin(B-A)=sin2A,即2sinBcosA
=2sinAcosA,因为A≠,所以cosA≠0,所以sinB=sinA,由正弦定理得,b=a,所以A为锐角,又sinB=sinA∈(0,1],所以sinA∈,所以A∈.
法二:在△ABC中,C=π-(A+B),所以sin(A+B)+sin(B-A)=sin2A,即2sinBcosA=2sinAcosA,因为A≠,所以cosA≠0,所以sinB=sinA,由正弦定理,得b=a,由余弦定理得cosA==≥=,当且仅当c=b时等号成立,所以A∈.
24.(2014·江苏)若△ABC的内角满足sinA+sinB=2sinC,则cosC的最小值是________.
24.答案 解析 由sinA+sinB=2sinC,结合正弦定理得a+b=2c.由余弦定理得cosC
===≥=,故≤cosC<1,故cosC的最小值为.
25.在钝角△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,B为钝角,若acosA=bsinA,则sinA+sinC
的最大值为( )
A. B. C.1 D.
25.答案 B 解析 ∵acosA=bsinA,由正弦定理可得,sinAcosA=sinBsinA,∵sinA≠0,∴cosA=sin
B,又B为钝角,∴B=A+,sinA+sinC=sinA+sin(A+B)=sinA+cos2A=sinA+1-2sin2A=-22+,∴sinA+sinC的最大值为.
26.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且acosB-bcosA=c,当tan(A-B)取最大值时,
角B的值为________.
26.答案 解析 由acosB-bcosA=c及正弦定理,得sinAcosB-sinBcosA=sinC=sin(A+B)=
(sinAcosB+cosAsinB),整理得sinAcosB=3cosAsinB,即tanA=3tanB,易得tanA>0,tanB>0.所以tan(A-B)===≤=,当且仅当=3tanB,即tanB=时,tan(A-B)取得最大值,所以B=.
27.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,asinA+bsinB=csinC-asinB,则sin2Atan2B
的最大值是__________.
27.答案 3-2 解析 依题意得a2+b2-c2=-ab,则2abcosC=-ab,所以cosC=-,
所以C=,A=-B,所以sin2Atan2B=cos2Btan2B=.令1+tan2B=t,其中t∈(1,2),则有==-+3≤3-2,当且仅当t=时取等号.故sin 2Atan2B的最大值是3-2.
28.在△ABC中,若sinC=2cosAcosB,则cos2A+cos2B的最大值为________.
28.答案 解析 解法1 因为sinC=2cosAcosB,所以,sin(A+B)=2cosAcosB,化简得tanA+tanB
=2,cos2A+cos2B=+=+===.因为分母(tanAtanB)2-2tanAtanB+5>0,所以令6-2tanAtanB=t(t>0),则cos2A+cos2B==≤=(当且仅当t=4时取等号).
解法2 由解法1得tanA+tanB=2,令tanA=1+t,tanB=1-t,则cos2A+cos2B=+=+=,令d=t2+2≥2,则cos2A+cos2B==≤=,当且仅当d=2时等号成立.
解法3 因为sinC=2cosAcosB,所以sinC=cos(A+B)+cos(A-B),即cos(A-B)=sinC+cosC,cos2A+cos2B=+=1+cos(A+B)cos(A-B)=1-cosC(sinC+cosC)=-(sin2C+cos2C)=-sin(2C+)≤+=,当且仅当2C+=,即C=时取等号.
29.设△ABC的三边a,b,c所对的角分别为A,B,C,已知a2+2b2=c2,则=_____;tanB的最大
值为________.
29.答案 -3 解析 由正弦定理可得=·=·,再结合余弦定理可得=·
=··=.由a2+2b2=c2,得==-3.由已知条件及大边对大角可知0<A<<C<π,从而由A+B+C=π可知tanB=-tan(A+C)=-=-=,因为<C<π,所以+(-tanC)≥2=2(当且仅当tanC=-时取等号),从而tanB≤=,即tanB的最大值为.
30.在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=2bsinC,则tanA+tanB+tanC的最小值
是( )
A.4 B.3 C.8 D.6
30.答案 C 解析 由a=2bsinC得sinA=2sinBsinC,∴sin(B+C)=sinBcosC+cosBsinC=2sinBsinC,
即tanB+tanC=2tanBtanC.又三角形中的三角恒等式tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC,∴tanBtanC=,∴tanAtanBtanC=tanA·,令tanA-2=t,得tanAtanBtanC==t++4≥8,当且仅当t=, 即t=2,tan A=4 时,取等号.专题10 解三角形问题
【高考真题】
1.(2022·全国甲理) 已知△ABC中,点D在边BC上,∠ADB=120°,AD=2,CD=2BD.当取得最小
值时,BD=________.
【知识总结】
1.正弦定理及其变形
===2R(2R为△ABC外接圆的直径).
变形:a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C;sin A=,sin B=,sin C=;a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C.
2.余弦定理及其推论、变形
a2=b2+c2-2bccos_A,b2=a2+c2-2accos_B,c2=a2+b2-2abcos_C.
推论:cos A=,cos B=,cos C=.
变形:b2+c2-a2=2bccos A,a2+c2-b2=2accos B,a2+b2-c2=2abcos C.
3.面积公式
S△ABC=bcsin A=acsin B=absin C.
【同类问题】
题型一 三角形中基本量的计算
1.(2021·全国乙)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为,B=60°,a2+c2=3ac,
则b= .
2.(2017·全国Ⅲ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知C=60°,b=,c=3,则A=________.
3.(2017·全国Ⅰ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知sinB+sinA(sinC-cosC)=0,a=2,
c=,则C=( )
A. B. C. D.
4.(2018·全国Ⅲ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若△ABC的面积为,则C=( )
A. B. C. D.
5.(2020·全国Ⅲ)在△ABC中,cosC=,AC=4,BC=3,则cosB等于( )
A. B. C. D.
6.(2020·全国Ⅰ)如图,在三棱锥P-ABC的平面展开图中,AC=1,AB=AD=,AB⊥AC,AB⊥AD,
∠CAE=30°,则cos∠FCB=________.
7.(2016·全国Ⅱ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若cosA=,cosC=,a=1,则b=________.
8.(2016·全国Ⅰ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知a=,c=2,cosA=,则b=( )
A. B. C.2 D.3
9.在平面四边形ABCD中,BC⊥CD,∠B=,AB=3,AD=2,若AC=3,则CD为 .
10.(多选)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,2bsin A=acos B,AB=2,AC=2,D为BC
的中点,E为AC上的点,且BE为∠ABC的平分线,下列结论正确的是( )
A.cos∠BAC=- B.S△ABC=3 C.BE=2 D.AD=
题型二 三角形的面积
11.(2014·福建)在△ABC中,A=60°,AC=4,BC=2,则△ABC的面积等于________.
12.(2019·全国Ⅱ)△ABC的内角内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若b=6,a=2c,B=,则△BDC
的面积是________.
13.(2018·全国Ⅰ)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,已知bsinC+csinB=4asinBsinC,
b2+c2-a2=8,则△ABC的面积为__________.
14.(2017·浙江)已知△ABC,AB=AC=4,BC=2.点D为AB延长线上一点,BD=2,连接CD,则△BDC
的面积是________,cos∠BDC=________.
15.(2013·全国Ⅱ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知b=2,B=,C=,则△ABC的
面积为( )
A.2+2 B.+1 C.2-2 D.-1
16.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知cosA=,sinB=cosC,并且a=,则
△ABC的面积为________.
17.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且(2b-a)cosC=ccosA,c=3,sinA+sinB=2
sinAsinB,则△ABC的面积为( )
A. B.2 C. D.
18.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知a=1,2b-c=2acosC,sinC=,则
△ABC的面积为( )
A. B. C.或 D.或
19.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知sin(B+A)+sin(B-A)=2sin2A,且c=,C=,
则△ABC的面积是( )
A. B.3 C.或1 D.或3
20.托勒密(Ptolemy)是古希腊天文学家、地理学家、数学家,托勒密定理就是由其名字命名,该定理指出:
圆的内接凸四边形两组对边乘积的和等于两条对角线的乘积.已知凸四边形ABCD的四个顶点在同一个圆的圆周上,AC,BD是其两条对角线,AB=AD,∠BAD=120°,AC=6,则四边形ABCD的面积为 .
题型三 三角形中的最值(范围)问题
21.在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且a>b>c,a2<b2+c2,则角A的取值范围是( )
A. B. C. D.
22.在△ABC中,若AB=1,BC=2,则角C的取值范围是( )
A. B. C. D.
23.在△ABC中,内角A,B,C对应的边分别为a,b,c,A≠,sinC+sin(B-A)=sin2A,则角A的取
值范围为( )
A. B. C. D.
24.(2014·江苏)若△ABC的内角满足sinA+sinB=2sinC,则cosC的最小值是________.
25.在钝角△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,B为钝角,若acosA=bsinA,则sinA+sinC
的最大值为( )
A. B. C.1 D.
26.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且acosB-bcosA=c,当tan(A-B)取最大值时,
角B的值为________.
27.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,asinA+bsinB=csinC-asinB,则sin2Atan2B
的最大值是__________.
28.在△ABC中,若sinC=2cosAcosB,则cos2A+cos2B的最大值为________.
29.设△ABC的三边a,b,c所对的角分别为A,B,C,已知a2+2b2=c2,则=_____;tanB的最大
值为________.
30.在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=2bsinC,则tanA+tanB+tanC的最小值
是( )
A.4 B.3 C.8 D.6
点击下载
同课章节目录
点击下载
VIP下载