2013版《三维设计》高中数学人教版必修五应用创新演练:第一章 解三角形(5份)

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名称 2013版《三维设计》高中数学人教版必修五应用创新演练:第一章 解三角形(5份)
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资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2013-11-22 07:44:08

文档简介


1.(2012·浏阳高二检测)在△ABC中,若sin A>sin B,则A与B的大小关系为(  )
A.A>B         B.AC.A≥B D.A、B的大小关系不确定
解析:∵sin A>sin B,∴2Rsin A>2Rsin B,即a>b,故A>B.
答案:A
2.在△ABC中,A=60°,a=4,b=4,则B等于(  )
A.45°或135° B.135°
C.45° D.以上答案都不对
解析:由=,得sin B===.∵a>b,∴A>B,而A=60°,∴B为锐角,∴B=45°.
答案:C
3.(2011·辽宁高考)△ABC的三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,asin Asin B+bcos 2A=a,则=(  )
A.2 B.2
C. D.
解析:由正弦定理,得sin 2Asin B+sin Bcos 2A=sin A,
即sin B·(sin 2A+cos2A)=sin A.
所以sin B=sin A.∴==.
答案:D
4.在△ABC中,由已知条件解三角形,其中有两解的是(  )
A.b=20,A=45°,C=80°
B.a=30,c=28,B=60°
C.a=14,b=16,A=45°
D.a=12,c=15,A=120°
解析:由a=14,b=16,A=45°,知sin B=.
又∵a<b,A=45°. ∴B有两解.
答案:C
5.在△ABC中,若A=120°,AB=5,BC=7,则sin B=________.
解析:由正弦定理,得
sin C=
==.
可知C为锐角,∴cos C==.
∴sin B=sin(180°-120°-C)=sin(60°-C)
=sin 60°·cos C-cos 60°·sin C=.
答案:
6.(2012·烟台高二检测)在△ABC中,最大边长是最小边长的2倍,且2·=||·||,则此三角形的形状是________.
解析:∵2·=||·||,
∴cos A=.∴A=.
∴a边不是最大边也不是最小边,不妨设b则2b=c,
由正弦定理知2sin B=sin C,
∴2sin B=sin(-B).
∴2sin B=cos B+sin B.
∴tan B=.∴B=,C=.
∴此三角形为直角三角形.
答案:直角三角形
7.在△ABC中,B=45°,AC=,cos C=,求BC的长.
解:由cos C=得sin C=,
sin A=sin(180°-45°-C)=(cos C+sin C)=,
由正弦定理,得BC===3.
8.在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,且b=6,a=2,A=30°,试求ac的值.
解:由正弦定理=,得
sin B===.
由条件b=6,a=2,b>a知B>A.
∴B=60°或120°.
(1)当B=60°时,C=180°-A-B
=180°-30°-60°=90°.
在Rt△ABC中,C=90°,a=2,b=6,c=4,
∴ac=2×4=24.
(2)当B=120°时,C=180°-A-B=180°-30°-120°=30°,
∴A=C,则有a=c=2.
∴ac=2×2=12.

1.在△ABC中,已知A=30°,且3a=b=12,则c的值为(  )
A.4          B.8
C.4或8 D.无解
解析:由3a=b=12,得a=4,b=4,利用余弦定理可得a2=b2+c2-2bccos A,即16=48+c2-12c,解得c=4或c=8.
答案:C
2.(2012·宁阳高二检测)在△ABC中,bcos A=acos B,则△ABC是(  )
A.等边三角形 B.等腰三角形
C.直角三角形 D.锐角三角形
解析:因为bcos A=acos B,
所以b·=a·.
所以b2+c2-a2=a2+c2-b2.
所以a2=b2.
所以a=b.故此三角形是等腰三角形.
答案:B
3.△ABC的三内角A、B、C所对边的长分别为a、b、c,设向量p=(a+c,b),q=(b-a,c-a),若p∥q,则角C的大小为(  )
A. B.
C. D.
解析:p∥q?(a+c)(c-a)-b(b-a)=0,
即c2-a2-b2+ab=0?==cos C,
∴C=.
答案:B
4.在△ABC中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,若(a2+c2-b2)tan B=ac,则角B的值为(  )
A. B.
C.或 D.或
解析:∵(a2+c2-b2)tan B=ac,
∴tan B=,
即cos Btan B=,sin B=,B=或.
答案:D
5.在△ABC中,已知a=5,b=3,角C的余弦值是方程5x2+7x-6=0的根,则第三边c的长为________.
解析:5x2+7x-6=0可化为(5x-3)(x+2)=0.
∴x1=,x2=-2(舍去).
∴cos C=.
根据余弦定理,
c2=a2+b2-2abcos C
=52+32-2×5×3×=16.
∴c=4,即第三边长为4.
答案:4
6.(2012·开封高二检测)在△ABC中,sin A∶sin B∶sin C=∶4∶5,则角A=________.
解析:由sin A∶sin B∶sin C=∶4∶5可设a=k,b=4k,c=5k,
∴cos A==,∴A=60°.
答案:60°
7.在△ABC中,设角A、B、C的对边分别为a、b、c,且cos A=.若a=4,b+c=6,且b<c,求b、c的值.
解:由余弦定理a2=b2+c2-2bccos A,即
a2=(b+c)2-2bc-2bccos A,
∴16=36-bc.∴bc=8.
由可求得
8.(2012·广州高二检测)a,b,c分别是△ABC中角A、B、C的对边,且(sin B+sin C+sin A)(sin B+sin C-sin A)=sin Bsin C,边b和c是关于x的方程x2-9x+25cos A=0的两根(b>c).
(1)求角A的正弦值;
(2)求边a,b,c;
(3)判断△ABC的形状.
解:(1)∵(sin B+sin C+sin A)(sin B+sin C-sin A)=sin Bsin C,
结合正弦定理得
(b+c+a)(b+c-a)=bc,
整理得b2+c2-a2=bc,
由余弦定理得
cos A==,
∴sin A=.
(2)由(1)知方程x2-9x+25cos A=0
可化为x2-9x+20=0,
解之得x=5或x=4,
∵b>c,∴b=5,c=4.
由余弦定理知a2=b2+c2-2bccos A,
∴a=3.
(3)∵a2+c2=b2,
∴△ABC为直角三角形.

1.(2012·临沂高二检测)某人先向正东方向走了x km,然后他向右转150°,向新的方向走了3 km,结果他离出发点恰好为 km,那么x的值为(  )
A.      B.2
C.2或 D.3
解析:根据余弦定理可得:()2=x2+32-2×3x×cos(180°-150°),
即x2-3x+6=0.∴x=2或.
答案:C
2.如图所示,在河岸AC测量河的宽度BC,图中所标的数据a,b,c,α,β是可供测量的数据.下面给出的四组数据中,对测量河宽较适宜的是(  )
A.c和α B.c和b
C.c和β D.b和α
解析:由于B点不能到达,所以较易测出的数据是b与α.
答案:D
3.有一长为10 m的斜坡,倾斜角为75°,在不改变坡高和坡顶的前提下,通过加长坡面的方法将它的倾斜角改为30°,则坡底要延长的长度(单位:m)是(  )
A.5 B.10
C.10 D.10
解析:如图,设将坡底加长到B′时,倾斜角为30°,在△ABB′中,利用正弦定理可求得BB′的长度.
在△ABB′中,∠B′=30°,
∠BAB′=75°-30°=45°,AB=10 m,
由正弦定理,得
BB′===10(m).
∴坡底延伸10 m时,斜坡的倾斜角将变为30°.
答案:C
4.要测量底部不能到达的东方明珠电视塔的高度,在黄浦江西岸选择甲、乙两观测点,在甲、乙两点分别测得塔顶的仰角分别为45°,30°,在水平面上测得电视塔与甲地连线及甲、乙两地连线所成的角为120°,甲、乙两地相距500米,则电视塔在这次测量中的高度是(  )
A.100米 B.400米
C.200米 D.500米
解析:由题意画出示意图,
设高AB=h,在Rt△ABC中,
由已知BC=h,在Rt△ABD中,由已知BD=h,在△BCD中,由余弦定理BD2=BC2+CD2-2BC·CD·cos∠BCD得3h2=h2+5002+h·500,
解之得h=500(米).
答案:D
5.某船开始看见灯塔在南偏东30°方向,后来船沿南偏东60°方向航行30 n mile后,看见灯塔在正西方向,则这时船与灯塔的距离为________ n mile.
解析:如图所示,B是灯塔,A是船的初始位置,C是船航行后的位置,
则BC⊥AD,∠DAB=30°,
∠DAC=60°,则在Rt△ACD中,
DC=ACsin ∠DAC=30sin 60°=15 n mile,
AD=ACcos ∠DAC=30cos 60°=15 n mile,
则在Rt△ADB中,
DB=ADtan ∠DAB=15tan 30°=5 n mile,
则BC=DC-DB=15-5=10 n mile.
答案:10
6.一船向正北方向匀速行驶,看见正西方两座相距10海里的灯塔恰好与该船在同一直线上,继续航行半小时后,看见其中一座灯塔在南偏西60°方向上,另一座灯塔在南偏西75°方向上,则该船的速度是________海里/时.
解析:如图所示,船从点A出发沿正北方向匀速行驶到D,B和C是两座灯塔,
则BC=10海里,∠BDA=60°,∠CDA=75°,
则∠CDB=15°,
所以∠C=15°,∠CBD=150°.
所以BD=BC=10海里.
所以AD=BDcos 60°=5海里.
所以船的速度是=10(海里/时).
答案:10
7.某人在塔的正东C处沿着南偏西60°的方向前进40 m到D处以后,望见塔在东北方向.若沿途测得塔的最大仰角为30°,求塔的高度.
解:在△BDC中,CD=40 m,∠BCD=90°-60°=30°,
∠DBC=45°+90°=135°.
由正弦定理,得=,
∴BD===20(m).
在Rt△ABE中,tan∠AEB=,AB为定值,故要使∠AEB最大,需要BE最小,
即BE⊥CD,这时∠AEB=30°.
在Rt△BED中,∠BDE=180°-135°-30°=15°,
∴BE=BD·sin∠BDE=20sin 15°
=10(-1)(m).
在Rt△ABE中,AB=BEtan∠AEB
=10(-1)tan 30°
=(3-)(m).
即塔的高度为(3-) m.
8.某海上养殖基地A,接到气象部门预报,位于基地南偏东60°相距20(+1)海里的海面上有一台风中心,影响半径为20海里,正以每小时10海里的速度沿某一
方向匀速直线前进,预计台风中心将从基地东北方向刮过且+1小时后开始影响基地持续2小时.求台风移动的方向.
解:如图所示,设预报时台风中心为B,开始影响基地时台风中心为C,基地刚好不受影响时台风中心为D,则B、C、D在一直线上,且AD=20、AC=20.
由题意AB=20(+1),
DC=20,
BC=(+1)·10.
在△ADC中,
∵DC2=AD2+AC2,
∴∠DAC=90°,∠ADC=45°.
在△ABC中,
由余弦定理得cos∠BAC==.
∴∠BAC=30°.
又∵B位于A南偏东60°,
60°+30°+90°=180°,
∴D位于A的正北方向,
又∵∠ADC=45°,
∴台风移动的方向为向量的方向.
即北偏西45°方向.
答:台风向北偏西45°方向移动.

1.三角形的两边长为3 cm、5 cm,其夹角的余弦是方程5x2-7x-6=0的根,则此三角形的面积是(  )
A.6 cm2          B. cm2
C.8 cm2 D.10 cm2
解析:∵5x2-7x-6=0的两根为-、2,
设已知两边夹角为C,
则cos C=-(∵cos C=2>1不可能,舍去).
∴sin C==.
∴S△ABC=×3×5×=6(cm2).
答案:A
2.(2011·烟台高二检测)如果等腰三角形的周长是底边长的5倍,则它的顶角的余弦值为(  )
A.- B.
C.- D.
解析:设等腰三角形的底边长为a,顶角为θ,则腰长为2a,由余弦定理得,cos θ==.
答案:B
3.一质点受到平面上的三个力F1,F2,F3(单位:牛顿)的作用而处于平衡状态.已知F1,F2成60°角,且F1,F2的大小分别为2和4,则F3的大小为(  )
A.6 B.2
C.2 D.2
解析:因为力F是一个向量,由向量加法的平行四边形法则知F3的大小等于以F1、F2为邻边的平行四边形的对角线的长,故|F3|2=|F1|2+|F2|2+2|F1|·|F2|·cos 60°=4+16+8=28,∴|F3|=2.
答案:D
4.在△ABC中,b=8,c=3,A=60°,则此三角形外接圆面积是(  )
A. B.
C. D.
解析:在△ABC中,由余弦定理,得a2=b2+c2-2bccos A=64+9-2×8×3×=49,∴a=7.
设三角形外接圆的半径为R,
由正弦定理得2R===,
∴R=,S=π×2=.
答案:D
5.(2012·厦门高二检测)三角形的一边长为14,这条边所对的角为60°,另两边之比为8∶5,则这个三角形的面积是________.
解析:设另两边分别为8x,5x,
则cos 60°=,
解得x=2.故两边长分别是16,10.
所以三角形的面积S=×16×10×sin 60°=40.
答案:40
6.(2010·新课标全国卷)在△ABC中,D为边BC上一点,BD=CD,∠ADB=120°,AD=2.若△ADC的面积为3-,则∠BAC=________.
解析:由∠ADB=120°知∠ADC=60°,
又因为AD=2,
所以S△ADC=AD·DCsin 60°
=3-.
所以DC=2(-1).
又因为BD=DC,所以BD=-1.
过A点作AE⊥BC于E点,
则S△ADC=DC·AE=3-,
所以AE=.又在直角三角形AED中,DE=1,
所以BE=,在直角三角形ABE中,BE=AE,
所以△ABE是等腰直角三角形,所以∠ABC=45°,
在直角三角形AEC中,EC=2-3,
所以tan∠ACE===2+,
所以∠ACE=75°,
所以∠BAC=180°-75°-45°=60°.
答案:60°
7.(2011·全国卷Ⅱ)△ABC的内角A、B、C的对边分别为a、b、c,已知asin A+csin C-asin C=bsin B.
(1)求B;
(2)若A=75°,b=2,求a,c.
解:(1)由正弦定理得a2+c2-ac=b2.
由余弦定理得b2=a2+c2-2accos B.
故cos B=,因此B=45°.
(2)sin A=sin(30°+45°)=sin 30°cos 45°+cos 30°sin 45°=.
故a=b×==1+.
c=b×=2×=.
8.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=,求△ABC的面积.
解:(1)证明:∵m∥n,∴asin A=bsin B,
即a·=b·,其中R是△ABC外接圆半径,
∴a=b,∴△ABC为等腰三角形.
(2)∵m⊥p,∴a(b-2)+b(a-2)=0.
∴a+b=ab.
由余弦定理可知,c2=a2+b2-2abcos=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab=4,
∴(ab)2-3ab-4=0.
∴ab=4或ab=-1(舍去).
∴S=absin C=×4×sin=.
即△ABC的面积为.

(时间90分钟,满分120分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题所给的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2012·洛阳高二检测)在△ABC中,b=,c=3,B=30°,则a的值为(  )
A.          B.2
C.或2 D.2
解析:sin C=·c=,
∴C=60°或C=120°,
∴A=30°或A=90°,
当A=30°时,a=b=;
当A=90°时,a==2.
答案:C
2.在三角形ABC中,AB=5,AC=3,BC=7,则∠BAC的大小为(  )
A. B.
C. D.
解析:由余弦定理得,cos∠BAC===-,且∠BAC∈(0,π),
因此∠BAC=.
答案:A
3.如右图,为了测量隧道口AB的长度,给定下列四组数据,测量时应当用数据(  )
A.α,a,b        B.α,β,a
C.a,b,γ D.α,β,b
解析:由于A与B不可到达,故不易测量α,β.而a,b,γ易测到.
答案:C
4.在△ABC中,A=60°,a=,b=4.满足条件的△ABC(  )
A.无解 B.有解
C.有两解 D.不能确定
解析:∵=,∴=,
∴sin B=,无解.
答案:A
5.(2011·天津高考)如图,在△ABC中,D是边AC上的点,且AB=AD,2AB=BD,BC=2BD,则sin C的值为(  )
A. B.
C. D.
解析:设AB=c,则AD=c,BD=,BC=,在△ABD中,由余弦定理得cos A==,
则sin A=.
在△ABC中,由正弦定理得==,
解得sin C=.
答案:D
6.已知腰长为定值的等腰三角形的最大面积为2,则腰长为(  )
A. B.1
C.2 D.3
解析:设该等腰三角形的腰长为a,顶角为θ,则三角形面积为a2sin θ,易知θ=90°时,该等腰三角形面积取得最大值a2=2,a=2,故腰长为2.
答案:C
7.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,m=(a2,b2),n=(tan A,tan B),且m∥n,那么△ABC一定是(  )
A.锐角三角形 B.直角三角形
C.等腰三角形 D.等腰或直角三角形
解析:由m∥n,得a2tan B=b2tan A,结合正弦定理有=,
∴=,
∴sin 2A=sin 2B,
∴2A=2B或2A+2B=π.
∴A=B或A+B=,
即△ABC是等腰或直角三角形.
答案:D
8.△ABC的三边分别为a,b,c,且a=1,B=45°,S△ABC=2,则△ABC的外接圆的直径为(  )
A.4 B.5
C.5 D.6
解析:∵S△ABC=acsin B,
∴c=4.
由余弦定理b2=a2+c2-2accos B=25,∴b=5.
由正弦定理2R==5(R为△ABC外接圆的半径).
答案:C
9.△ABC的三内角A,B,C的对边边长分别为a,b,c,若a=b,A=2B,则cos B=(  )
A. B.
C. D.
解析:∵a=b,由正弦定理得,sin A=sin B.
又A=2B,
∴sin 2B=sin B,即2sin Bcos B=sin B,
又∵sin B≠0,∴cos B=.
答案:B
10.如图,某炮兵阵地位于A点,两观察所分别位于C,D两点.已知△ACD为正三角形,且DC= km,当目标出现在B点时,测得∠CDB=45°,∠BCD=75°,则炮兵阵地与目标的距离是(  )
A.1.1 km B.2.2 km
C.2.9 km D.3.5 km
解析:∠CBD=180°-∠BCD-∠CDB=60°.
在△BCD中,由正弦定理,得
BD==(+).
在△ABD中,∠ADB=45°+60°=105°,
由余弦定理,得
AB2=AD2+BD2-2AD·BDcos 105°
=3+(+)2+2××(+)×(-)
=5+2.
∴AB=≈2.9(km).
∴炮兵阵地与目标的距离是2.9 km.
答案:C
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上)
11.(2011·北京高考)在△ABC中,若b=5,∠B=,tan A=2,则sin A=________;a=________.
解析:因为△ABC中,tan A=2,所以A是锐角,且=2,sin 2A+cos 2A=1,联立解得sin A=,再由正弦定理得=,代入数据解得a=2.
答案: 2
12.(2012·上冈高级中学高二期中)△ABC为钝角三角形,且∠C为钝角,则a2+b2与c2的大小关系为________.
解析:cos C=,∵∠C为钝角,
∴cos C<0,∴a2+b2-c2<0,
故a2+b2答案:a2+b213.在△ABC中,S△ABC=(a2+b2-c2),b=1,a=.则c=________.
解析:∵S△ABC=absin C,
∴absin C=(a2+b2-c2),
∴a2+b2-c2=2absin C,由余弦定理得
2abcos C=2absin C,
∴tan C=1,∴C=45°.
由余弦定理得c===1.
答案:1
14.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____________.
解析:由题意知PM=68海里,∠MPN=120°,
∠N=45°.由正弦定理,知=.
∴MN=68××=34(海里).
∴速度为=(海里/时).
答案: 海里/小时
三、解答题(本大题共4小题,共50分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(本小题满分12分)在△ABC中,a、b、c分别是角A、B、C的对边长,已知b2=ac,且a2-c2=ac-bc.
求:(1)角A的大小;
(2)的值.
解:(1)∵b2=ac,且a2-c2=ac-bc,
∴b2+c2-a2=bc.在△ABC中,由余弦定理的推论,得cos A===,∴A=60°.
(2)在△ABC中,由正弦定理得sin B=.
∵b2=ac,A=60°,∴==sin 60°=.
16.(本小题满分12分)(2012·南京高二检测)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,并且a2=b(b+c).
(1)求证:A=2B;
(2)若a=b,判断△ABC的形状.
解:(1)因为a2=b(b+c),即a2=b2+bc,
所以在△ABC中,由余弦定理可得,
cos B==
====,
所以sin A=sin 2B,故A=2B.
(2)因为a=b,所以=,
由a2=b(b+c)可得c=2b,
cos B===,
所以B=30°,A=2B=60°,C=90°.
所以△ABC为直角三角形.
17.(本小题满分12分)一商船行至索马里海域时,遭到海盗的追击,随即发出求救信号.正在该海域执行护航任务的海军“黄山”舰在A处获悉后,即测出该商船在方位角为45°距离10海里的C处,并沿方位角为105°的方向,以9海里/时的速度航行.“黄山”舰立即以21海里/时的速度前去营救.求“黄山”舰靠近商船所需要的最少时间及所经过的路程.
解:如图所示,若“黄山”舰以最少时间在B处追上商船,则A,B,C构成一个三角形.
设所需时间为t小时,
则AB=21t,BC=9t.
又已知AC=10,依题意知,
∠ACB=180°-105°+45°=120°.根据余弦定理,
AB2=AC2+BC2-2AC·BCcos∠ACB.
即(21t)2=102+(9t)2-2×10×9tcos 120°,
∴(21t)2=100+81t2+90t,即360t2-90t-100=0.
∴t=或t=-(舍去).
∴AB=21×=14.
即“黄山”舰需要用小时靠近商船,共航行14海里.
18.(本小题满分14分)(2011·山东高考)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知=,
(1)求的值;
(2)若cos B=,b=2,求△ABC的面积S.
解:(1)法一:在△ABC中,由=及正弦定理可得
=,
即cos Asin B-2cos Csin B=2sin Ccos B-sin Acos B.
则cos Asin B+sin Acos B=2sin Ccos B+2cos Csin B,
即sin(A+B)=2sin(C+B),而A+B+C=π,
则sin C=2sin A,即=2.
法二:在△ABC中,由=可得
bcos A-2bcos C=2ccos B-acos B
由余弦定理可得
-=-,
整理可得c=2a,由正弦定理可得==2.
法三:利用教材习题结论解题,在△ABC中有结论
a=bcos C+ccos B,b=ccos A+acos C,
c=acos B+bcos A.
由=可得
bcos A-2bcos C=2ccos B-acos B,
即bcos A+acos B=2ccos B+2bcos C,则c=2a,
由正弦定理可得==2.
(2)由c=2a及cos B=,b=2可得
4=c2+a2-2accos B=4a2+a2-a2=4a2,
则a=1,c=2.
∴S=acsin B=×1×2×=.