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第六章 平面向量及其应用
6.4 平面向量的应用
6.4.3 余弦定理、正弦定理
第1课时 余弦定理
必备知识 探新知
关键能力 攻重难
课堂检测 固双基
素养目标 定方向
素养目标 定方向
学习目标 核心素养
理解余弦定理的推导过程,掌握余弦定理及其推论. 逻辑推理
能用余弦定理解三角形. 数学运算
必备知识 探新知
余弦定理
知识点1
文字语言 三角形中任何一边的平方等于其他两边的平方的和________这两边与它们的夹角的余弦的积的______倍
符号语言 在△ABC中,a2=____________________,
b2=___________________,c2=___________________
推论
在△ABC中,cos A=____________,cos B=____________,
cos C=____________
减去
两
b2+c2-2bccos A
c2+a2-2cacos B
a2+b2-2abcos C
[解析] 由余弦定理及其推论知只有A正确.故选A.
A
解三角形
一般地,三角形的三个角A,B,C和它们的对边a,b,c叫做三角形的________.已知三角形的几个元素求其他元素的过程叫做____________.
元素
知识点2
解三角形
D
150°
[知识解读] (1)利用余弦定理可以解两类有关三角形的问题
①已知两边及其夹角,解三角形;
②已知三边,解三角形.
(2)余弦定理和勾股定理的关系
在△ABC中,由余弦定理得c2=a2+b2-2abcos C,若角C=90°,则cos C=0,于是c2=a2+b2,这说明勾股定理是余弦定理的特例,余弦定理是勾股定理的推广.
关键能力 攻重难
题型探究
题型一 已知两边及一角解三角形
[分析] (1)由余弦定理可直接求第三边;
(2)先由余弦定理建立方程,从中解出BC的长.
典例 1
60
4或5
[归纳提升] 已知两边及一角解三角形的两种情况
(1)若已知角是其中一边的对角,可用余弦定理列出关于第三边的一元二次方程求解.
(2)若已知角是两边的夹角,则直接运用余弦定理求出另外一边,再用余弦定理和三角形内角和定理求其他角.
C
B
题型二 已知三边解三角形
在△ABC中,a∶b∶c=3∶5∶7,求其最大内角.
[分析] 由已知条件知角C为最大角,然后利用余弦定理求解.
典例 2
[解析] 由于a∶b∶c=3∶5∶7,不妨设a=3k,b=5k,c=7k(k>0).因此c是最大边,其所对角C为最大内角.
由余弦定理推论得:
∵0°<C<180°,∴C=120°,即最大内角为120°.
[归纳提升] 已知三角形三边求角,可先用余弦定理求一个角,继续用余弦定理求另一个角,进而求出第三个角.
A.90° B.120°
C.135° D.150°
(2)在△ABC中,若(a+c)(a-c)=b(b-c),则A等于 ( )
A.90° B.60°
C.120° D.150°
B
B
题型三 判断三角形的形状
在△ABC中,若b2sin2C+c2sin2B=2bccos Bcos C,试判断△ABC的形状.
[分析] 利用余弦定理将已知等式化为边的关系.
[解析] 已知等式变形为b2(1-cos2C)+c2(1-cos2B)=2bccos B·cos C,
∴b2+c2=b2cos2C+c2cos2B+2bccos B·cos C,
∵b2cos2C+c2cos2B+2bccos Bcos C=(bcos C+ccos B)2=a2,
∴b2+c2=a2,∴△ABC为直角三角形.
典例 3
[归纳提升] 利用余弦定理判断三角形形状的方法及注意事项
(1)利用余弦定理把已知条件转化为边的关系,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)统一成边的关系后,注意等式两边不要轻易约分,否则可能会出现漏解.
【对点练习】 在△ABC中,acos A+bcos B=ccos C,试判断△ABC的形状.
通分得a2(b2+c2-a2)+b2(a2+c2-b2)+c2(c2-a2-b2)=0,
展开整理得(a2-b2)2=c4.
∴a2-b2=±c2,即a2=b2+c2或b2=a2+c2.
根据勾股定理知△ABC是直角三角形.
易错警示
忽略三角形三边关系导致出错
设2a+1,a,2a-1为钝角三角形的三边,求实数a的取值范围.
典例 4
[误区警示] 由于余弦定理及公式的变形较多,且涉及平方和开方等运算,可能会因不细心而导致错误.在利用余弦定理求出三角形的三边时,还要判断一下三边能否构成三角形.
【对点练习】 在钝角三角形ABC中,a=1,b=2,c=t,且C是最大角,求t的取值范围.
[解析] 因为a,b,c是△ABC的三边,所以b-a<c<a+b,
所以2-1<t<1+2=3,所以1<t<3.
又△ABC是钝角三角形,且C是最大角,所以90°<C<180°.
课堂检测 固双基
1.在△ABC中,已知a2=b2+c2+bc,则角A等于 ( )
A.60° B.45°
C.120° D.30°
C
B
C
5