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§6.4.3-2 正弦定理
6.4 平面向量的应用
正弦定理
正弦定理的推论及面积公式
正弦定理的应用
小结及随堂练习
情境引入
如果已知两角和一边,是否也有相应的直接解三角形的公式呢
正弦定理
01
探究新知
在初中,我们得到了三角形中等边对等角的结论
实际上,三角形中还有大边对大角,小边对小角的边角关系
从量化的角度看,可以将这个边、角关系转化为:在中,设的对边为,的对边为,求之间的定量关系.
可以解决“在中,已知,求”的问题.
探究新知
我们从熟悉的直角三角形的边、角关系的分析入手:
根据锐角三角函数,在中,有:
显然,上述两个关系式在一般三角形中不成立.
观察发现,它们有一个共同元素,利用它把两个式子联系起来,
可得:
又因为
所以上式可写成与它的对角的正弦的比相等的形式,即
探究新知
思考1:对于锐角三角形与钝角三角形以上关系式是否仍然成立?
因为涉及三角形的边、角关系,所以仍然采用向量方法来研究.
我们希望获得△中的边与它们所对角的正弦之间的关系式。
在向量运算中,两个向量的数量积与长度、角度有关,
这就启示我们可以用向量的数量积来探究.
追问:向量的数量积运算中出现了角的余弦,而我们需要的是角的正弦.如何实现转化?
由诱导公式可知,我们可以通过构造角之间的互余关系,把边与角的余弦关系转化为正弦关系.
探究新知
锐角三角形
如图,在锐角中,过点作与垂直的单位向量,
则与的夹角为,与的夹角为.
因为,所以
由分配律,得:
即:,
也即.所以.
同理,过点作与垂直的单位向量,可得
因此,
探究新知
钝角三角形
当 是钝角三角形时,不妨设为钝角(如图).
过点作与垂直的单位向量,
则与的夹角为,与的夹角为.
仿照上述方法,同样可得
探究新知
思考2:还有其他的方法证明上述关系式的成立吗?
学习新知
在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等,即:
正弦定理
点拨
1. 适用范围:正弦定理对任意的三角形都成立;
应用
1.已知两角和任一边,求其他的边和角;
2. 结构形式:分子为三角形的边长,分母为相应边所对角的正弦;
3. 揭示规律:三角形中三条边与对应角的正弦之间的一个关系式;
4. 归纳方法:正弦定理实现了三角形中边角关系的转化。
2.已知两边和其中一边的对角,求其他的边和角;
3.边角互相转化。
正弦定理的推论及面积公式
02
连接并延长,交三角形的外接圆于点,连接B,
易知, 是直角三角形,°
,且
在中,,且
同理可得, 、
综上,
探索新知
思考3:正弦定理是否有几何意义呢?比如,你能找出 的比值吗?
如图,的外接圆为圆,其半径为,
D
学习新知
在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等,比值为其外接圆的直径,即:
正弦定理的几何意义
常用变形:
, ,
, , ,
探索新知
探究:三角形的面积公式
如图,的三边分别所对的内角为
过点作的垂线,垂足为,
则
同理,
三角形面积等于任意两边与它们夹角正弦值乘积的二分之一
三角形的面积公式
学习新知
例1. 在中,角所对的边分别为.若,,,
求: 角;
的面积.
解: (1)由正弦定理, 得,
因为在中,且,
所以.
(2)因为,
所以.
所以.
探索新知
探究:射影定理
如图,的三边分别所对的内角为
过点作的垂线,垂足为,
则,
同理,
射影定理
正弦定理的应用
03
典型例题
题型一:已知两角及一边解三角形
例2.在△中,已知,,,解这个三角形.
解:由三角形内角和定理,得
由正弦定理,得:
典型例题
题型一:已知两角及一边解三角形
(1)若所给边是已知角的对边时 ,可由正弦定理求另一边,再由三角
形内角和定理求出第三个角,最后由正弦定理求第三边.
(2)若所给边不是已知角的对边时,先由三角形内角和定理求第三个
角,再由正弦定理求另外两边。
技巧总结:已知两角及一边解三角形的一般步骤
典型例题
题型二:已知两边及一边的对角解三角形
例3.在△中,已知,,,解这个三角形.
解:由正弦定理 ,得:
因为,所以
于是或
分析:这是已知三角形两边及其一边的对角求解三角形的问题,
可以利用正弦定理
(1)当 时,
典型例题
题型二:已知两边及一边的对角解三角形
例3.在△中,已知,,,解这个三角形.
解:(2)当时,
思考:为什么角有两个值?
由三角函数的性质可知,
在区间内,余弦函数单调递减,所以利用余弦定理求角,只有一解;
正弦函数在区间内单调递增,在区间内单调递减,所以利用正弦定理求角,可能有两解.
典型例题
题型二:已知两边及一边的对角解三角形
A 为 锐 角 图形
关系
解的个数 0 1 2 1
A 为 钝 角 或 直 角 图形
关系
解的个数 0 0 1 1
典型例题
题型三:三角形形状的判断
小结及随堂练习
04
随堂练习
1.在中,若,则有
A. B. C. D.的大小无法确定
2. 的三边分别所对的内角为,已知°,
那么等于。
A. B. C.4 D.
3.在中,已知且,角是锐角,则的
形状是.
直角三角形 等腰三角形 等腰直角三角形 等边三角形
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