余弦定理、正弦定理1
1正弦定理
① 正弦定理
(其中是三角形外接圆半径)
② 变形
化边为角
化角为边
③ 正弦定理的“齐次角边互换”
等式中含有三个式子(、、),每个式子中都有一个值,并且它们的次数都是,则可以把直接转化为对应的边、!
同理.
思考以下转化是否正确
(1) (错),
(2) (对)
④ 利用正弦定理可以解决下列两类三角形的问题
(1) 已知两个角及任意—边,求其他两边和另一角;
Eg 在,内角所对的边分别是,,,,,,则边 .
(2) 已知两边和其中—边的对角,求其他两个角及另一边.
Eg在,内角所对的边分别是,,则角 .
(三角形中有一组对边和对角就可考虑正弦定理)
⑤ 三角形解的个数问题
已知两边和其中一边的对角,不能确定三角形的形状,此时三角形解可能是无解、一解、两解,要分类讨论.
是锐角 是直角或钝角
一解 无解 一解 两解 一解 无解
Eg 求满足的三角形△ABC个数.
方法1 利用正弦定理求解
由正弦定理可得:,则,
,且为锐角,有一解,故三角形只有一解;
方法2 图像法
先做出角过点作此时可知,以为圆心,5为半径画个圆弧,由于,显然圆弧与射线交于一个点,如图可知满足题意的三角形只有一个!
2 面积公式
3 余弦定理
① 余弦定理
② 变形
③ 利用余弦定理可以解决下列两类三角形的问题
(1) 已知三边,可求三个角;
Eg 在中,若,则角 .
(2) 已知两边和一角,求第三边和其他两个角.
Eg 在中,,则 .(角为两边的夹角)
在中,3,则边 . (角不为两边的夹角)
④ 三角形类型的判断
;
;
.
⑤ 射影定理
【题型一】正弦定理、余弦定理解单个三角形
【典题1】在中,角的对边分别是,若,且三角形有两解,则角的取值范围是 .
【典题2】在中,角的对边分别是,且面积为,若,,则角等于 .
【典题3】 的内角的对边分别为,若,,且,则下列选项不一定成立的是( )
A. B.的周长为
C.的面积为 D.的外接圆半径为
巩固练习
1(★) 在中,,,,则角的值为 .
2(★) 在中,内角,,所对的边分别为,,.若,,3,则值为 .
3(★) 在中,若,则的最大内角与最小内角的和为 .
4(★)【多选题】已知的内角所对的边分别为,根据下列条件解三角形,有两解的是( )
A. B.
C. D.
5(★★) 【多选题】下列命题中,正确的是( )
A.在中,,则
B.在锐角中,不等式恒成立
C.在中,若,则必是等腰直角三角形
D.在中,若,,则必是等边三角形
6(★★) 【多选题】在中,已知,给出下列结论中正确结论是( )
A.由已知条件,这个三角形被唯一确定 B.一定是钝三角形
C. D.若,则的面积是
7(★★) 在中,角,,所对的边分别为,,,若,,且,则 ;的面积 .
8(★★★) 已知的内角,,的对边分别为,,.且.
(1)求; (2)若的面积为,周长为8,求
【题型二】多个三角形问题
【典题1】 在中,是边上一点,,,,
则 .
【典题2】 在平面四边形中,,,则的取值范围是 .
【典题3】 如图,等腰直角三角形中,,,点为内一点,
且,.
求; 求.
巩固练习
1(★★) 已知的内角,,所对的边分别为,,,且,的面积为,边上的中线长为,则的周长为 .
2(★★) 在中,内角的对边分别为.已知,,.则的中线的长为 .
3(★★) 已知中,,,为线段上一点,,,则 ,的面积是 .
4(★★★) 在中,,是边上一点,且满足,若,
则 .
5(★★★) 已知圆内接四边形,其中,,,,则 .
6(★★★) 如图,在梯形中,,,为上一点,,.
(1)若为等腰三角形,求;(2)设,若,求.
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)余弦定理、正弦定理1
1正弦定理
① 正弦定理
(其中是三角形外接圆半径)
② 变形
化边为角
化角为边
③ 正弦定理的“齐次角边互换”
等式中含有三个式子(、、),每个式子中都有一个值,并且它们的次数都是,则可以把直接转化为对应的边、!
同理.
思考以下转化是否正确
(1) (错),
(2) (对)
④ 利用正弦定理可以解决下列两类三角形的问题
(1) 已知两个角及任意—边,求其他两边和另一角;
Eg 在,内角所对的边分别是,,,,,,则边 .
(2) 已知两边和其中—边的对角,求其他两个角及另一边.
Eg在,内角所对的边分别是,,则角 .
(三角形中有一组对边和对角就可考虑正弦定理)
⑤ 三角形解的个数问题
已知两边和其中一边的对角,不能确定三角形的形状,此时三角形解可能是无解、一解、两解,要分类讨论.
是锐角 是直角或钝角
一解 无解 一解 两解 一解 无解
Eg 求满足的三角形△ABC个数.
方法1 利用正弦定理求解
由正弦定理可得:,则,
,且为锐角,有一解,故三角形只有一解;
方法2 图像法
先做出角过点作此时可知,以为圆心,5为半径画个圆弧,由于,显然圆弧与射线交于一个点,如图可知满足题意的三角形只有一个!
2 面积公式
3 余弦定理
① 余弦定理
② 变形
③ 利用余弦定理可以解决下列两类三角形的问题
(1) 已知三边,可求三个角;
Eg 在中,若,则角 .
(2) 已知两边和一角,求第三边和其他两个角.
Eg 在中,,则 .(角为两边的夹角)
在中,3,则边 . (角不为两边的夹角)
④ 三角形类型的判断
;
;
.
⑤ 射影定理
【题型一】正弦定理、余弦定理解单个三角形
【典题1】在中,角的对边分别是,若,且三角形有两解,则角的取值范围是 .
【解析】方法 ,,为锐角,
,
.
方法 几何法
如图,,以为圆心为半径作,则上任一点(与直线交点除外)可为点构成,当AB与相切时,,∠;当与相交时,,因为三角形有两解,所以直线与应相交,.
【点拨】方法二想法与用(三角形有个解可得)这个结论一致的,但不太赞成学习数学去套结论解题,应理解结论的推导方法.
【典题2】在中,角的对边分别是,且面积为,若,,则角等于 .
【解析】方法1 ,
由正弦定理可得,(把边化为角)
即,()
,,故,
,,
,,
.
方法2
由余弦定理可得 (把角化边)
化简得 ,
接着同方法
【点拨】
① 对于一有角有边的等式,可利用正弦定理或余弦定理化简为只含角或只含边的等式;
② 在三角形中.
【典题3】 的内角的对边分别为,若,,且,则下列选项不一定成立的是( )
A. B.的周长为
C.的面积为 D.的外接圆半径为
【解析】 ,
,化简得,
或,
(1)当,时,由得,
,,;
(2)当时,由正弦定理得,
,由余弦定理得,
则,解得,则,
此时满足,即,
对于,当时,,故错误;
对于,当或时,的周长为,故正确;
对于C,当时,的面积,
当时,,故正确;
对于,当或B时,由正弦定理得,得,故正确,
综上可得,命题正确的,错误的为.故选:.
巩固练习
1(★) 在中,,,,则角的值为 .
【答案】
【解析】由正弦定理可得,,
故,即,
因为,故,且为三角形内角,
故.
2(★) 在中,内角,,所对的边分别为,,.若,,3,则值为 .
【答案】或,
【解析】由余弦定理可得,
即,即,解得或,
3(★) 在中,若,则的最大内角与最小内角的和为 .
【答案】
【解析】因为,由正弦定理可得,
设,三角形中由大边对大角可得角最大,角最小,
由余弦定理可得,因为,
所以,所以.
4(★)【多选题】已知的内角所对的边分别为,根据下列条件解三角形,有两解的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】对于,:,,,是钝角三角形,只有一解;
对于,,,,由正弦定理得,解得,
又,且,所以有个值,三角形有两解;
对于,,,,由正弦定理得,解得,
由,所以,所以,三角形只有一解;
对于,2,,,由正弦定理得,解得,
又,所以,所以有两个值,三角形有两解.
故选:BD.
5(★★) 【多选题】下列命题中,正确的是( )
A.在中,,则
B.在锐角中,不等式恒成立
C.在中,若,则必是等腰直角三角形
D.在中,若,,则必是等边三角形
【答案】ABD
【解析】对于A,由,可得:,利用正弦定理可得:sinA>sinB,正确;
对于B,在锐角中,,
,
因此不等式恒成立,正确
对于C,在中,由,利用正弦定理可得:,
或,
或,
是等腰三角形或直角三角形,因此是假命题,错误.
对于D,由于,
由余弦定理可得:,可得,
解得,可得,故正确.
故选:ABD.
6(★★) 【多选题】在中,已知,给出下列结论中正确结论是( )
A.由已知条件,这个三角形被唯一确定 B.一定是钝三角形
C. D.若,则的面积是
【答案】BC
【解析】
∴设,
得,
则,
则,故C正确,
由于三角形的边长不确定,则三角形不确定,故错误,
,则是钝角,
即是钝角三角形,故B正确,
若,则,
则,即,
的面积.故D错误,
故选:BC.
7(★★) 在中,角,,所对的边分别为,,,若,,且,则 ;的面积 .
【答案】 1,
【解析】利用余弦定理整理化简,,
即可得到:,
即可求出,可得,
再由,结合正弦定理可得:,
则:,
,或,,(舍去),
当,可得,三角形为等腰三角形,
利用余弦定理,可得,
可得:.
故答案为:1,.
8(★★★) 已知的内角,,的对边分别为,,.且.
(1)求; (2)若的面积为,周长为8,求
【答案】(1) (2)
【解析】(Ⅰ)中,,
;
由正弦定理得,
,即;
又,,即,
∴,解得;
(Ⅱ)的面积为,周长为8,
bc,
,…① ,…②
由余弦定理得:,…③
由①②③组成方程组,可得:,
可得:,解得:.
【题型二】多个三角形问题
【典题1】 在中,是边上一点,,,,
则 .
【解析】如图,设,则 (引入变量)
在中,可得,
在中,由余弦定理可得
,
,
即,解得,
.
【点拨】
① 题目中出现类似的倍数关系,可设未知数(比如设);
② 本题其实是对于同一角在和共用了两次余弦定理,得到了一条的方程最终求解成功.另一思路:解得.利用“同一角、邻补角互补,对角互补”等,在两个三角形里用正弦或余弦定理建立方程求解,这是在多三角形题目中常用技巧.
【典题2】 在平面四边形中,,,则的取值范围是 .
【解析】 方法 如图所示,延长交于点,
则在中,,,,
(在三个内角都已知,故三边成比例)
设,,,,
,是等腰三角形,过点作的垂线可得
,即,
,,
,
的取值范围是(,).
方法 尺规作图法
如下图,作出底边的等腰三角形,
与形成夹角的直线(图中虚线)在平面内移动,
分别交于,
则四边形即为满足题意的四边形;
当直线移动时,运用极限思想,
①直线接近点时,趋近最小值,为;
②直线接近点时,趋近最大值,为;
的取值范围是(,).
【点拨】方法通过辅助线得到两个三角形,引入变量再解三角形,有些复杂;
那方法是怎么想到的呢?
下面我们试试运用“构图法”找思路
① 先思考满足“.”的四边形是否确定了呢?肯定不是,要不出题者让你求长度了. 我们试试“尺规作图”,如图一,先画出线段,再作角,那接着作,没其他条件限制,点的位置无法确定,它可以移动;
② 当点在射线上移动,如图二,易知在线段上或在线段外是无法得到点构造出四边形,故;
③ 在和中利用正弦定理求出,利用极限的位置就得到.
这方法在几何中很常用,可确定题中哪些量是变量哪些是不变量,更便于寻找解题思路.
【典题3】 如图,等腰直角三角形中,,,点为内一点,
且,.
求; 求.
【解析】(1)设,,
由,
可知,.
(三者知一得二)
.
.
(2)在中,利用正弦定理可得,
依题意易得,,
.
在中,利用余弦定理得
.
.
【点拨】
① 解题中要明确什么量是确定或不确定的,比如已知,,意味着角和是确定的(只是具体多少度不知道),再加上,由三角形的型可知三角形是确定了,那可求,在等腰三角形中,则确定,这可求边长则确定 , 可求. 这样解题中能够作到“心中有数”!
② 处理多个三角形问题,要大胆在各三角形中尝试用正弦余弦定理,利用综合法分析法进行推理分析!
巩固练习
1(★★) 已知的内角,,所对的边分别为,,,且,的面积为,边上的中线长为,则的周长为 .
【答案】10
【解析】∵由题意可得:,
∴解得,
,
∵由余弦定理可得,即,
∴解得,
的周长为.
故答案为:10.
2(★★) 在中,内角的对边分别为.已知,,.则的中线的长为 .
【答案】
【解析】如图所示,
△ABC中,,cosC,
由余弦定理得,,即,
整理得,解得或(舍去);
所以,
由余弦定理得,,解得,
所以的中线的长为.
故答案为:.
3(★★) 已知中,,,为线段上一点,,,则 ,的面积是 .
【答案】,
【解析】设,
在中,由余弦定理可知,可知,
可得:,可得:,
可得:.
故答案为:,.
4(★★★) 在中,,是边上一点,且满足,若,
则 .
【答案】
【解析】记,则,
设,因,所以,
设,由,得,,
因,所以,
因,即2 ,
整理得:,即,所以,
所以,
所以.
故答案为:.
5(★★★) 已知圆内接四边形,其中,,,,则 .
【答案】
【解析】由圆内接四边形的性质可得.
连接,在中,有.
在中,,
所以,,
,
所以,
连接,同理可得,
所以.
所以.
6(★★★) 如图,在梯形中,,,为上一点,,.
(1)若为等腰三角形,求;(2)设,若,求.
【答案】(1) (2)
【解析】(1)由,可得,
又为等腰三角形,所以,
从而,,
所以=2;
在中,由余弦定理得,
,
所以;
(2)因为,所以,
在中,由正弦定理得;
在,由正弦定理得,
由,得,
即,化简得,
求得.
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