人教版高中数学必修5同步练习题、期中、期末复习资料、补习资料:02【提高】正弦定理

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名称 人教版高中数学必修5同步练习题、期中、期末复习资料、补习资料:02【提高】正弦定理
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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 2019-07-30 11:08:20

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文档简介

正弦定理
【学习目标】
1.通过对直角三角形边角间数量关系的研究,发现正弦定理,初步学会运用由特殊到一般的思维方法发现数学规律;
2.会利用正弦定理解决两类解三角形的问题;
(1)已知两角和任意一边,求其他两边和一角;
(2)已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角(从而求出其它边角).
【要点梳理】
要点一、学过的三角形知识
1.中
(1)一般约定:中角A、B、C所对的边分别为、、;
(2);
(3)大边对大角,大角对大边,即;
等边对等角,等角对等边,即;
(4)两边之和大于第三边,两边之差小于第三边,即,.
2.中,,
(1),
(2)
(3),,;
,,
要点二、正弦定理及其证明
正弦定理:在一个三角形中各边和它所对角的正弦比相等,即:
直角三角形中的正弦定理的推导
证明:, , ,
即:,,,
∴.
斜三角形中的正弦定理的推导
证明:
法一:向量法
(1)当为锐角三角形时
过作单位向量垂直于,则+=
两边同乘以单位向量,得(+)=,

∴,
∵,,,,,
∴, ∴,
同理:若过作垂直于得:
∴,
(2)当为钝角三角形时
设,过作单位向量垂直于向量,
同样可证得:.
法二:构造直角三角形
(1)当为锐角三角形时
如图,作边上的高线交于,则:
在中, ,即,
在中, ,即,
∴,即.
同理可证

(2)当为钝角三角形时
如图,作边上的高线交于,则:
在中, ,即,
在中, ,即,
∴,即.
同理可证

法三:圆转化法
(1)当为锐角三角形时
如图,圆O是的外接圆,直径为,则,
∴,
∴(为的外接圆半径)
同理:,
故:
(2)当为钝角三角形时
如图,.
法四:面积法
任意斜中,如图作,则
同理:,
故,
两边同除以
即得:
要点诠释:
(1)正弦定理适合于任何三角形;
(2)可以证明(为的外接圆半径);
(3)每个等式可视为一个方程:知三求一。
(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;
②已知两边和其中—边的对角,求其他两个角及另一边。
要点三、解三角形的概念
一般地,我们把三角形的各内角以及它们所对的边叫做三角形的几何元素.任何一个三角形都有六个元素:三边、和三角.
在三角形中,由已知三角形的某些边和角,求其他的边和角的过程叫作解三角形.
有了关于解三角形的有关定理(如勾股定理、三角形的内角和定理、正弦定理,还有即将学习的余弦定理等),三角学特别是测量学得到了一次飞跃,它可以由已知的三角形的边和角来推断未知的边和角.
要点四、正弦定理在解三角形中的应用
利用正弦定理,可以解决以下两类有关三角形的问题:
(1)已知两角和任一边,求其他两边和一角;
(2)已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角;
要点诠释:
已知a,b和A,用正弦定理求B时的各种情况;
(1)若A为锐角时:
如图:
/
(2)若A为直角或钝角时:
判断三角形形状
判断三角形形状的思路通常有以下两种:(1)化边为角;(2)化角为边.对条件实施转化时,考虑角的关系,主要有:(1)两角是否相等?(2)三个角是否相等?(3)有无直角、钝角?考查边的关系,主要有:(1)两边是否相等?(2)三边是否相等
要点诠释:对于求解三角形的题目,一般都可有两种思路。但要注意方法的选择,同时要注意对解的讨论,从而舍掉不合理的解。比如下面例2两种方法不同,因此从不同角度来对解进行讨论。此外,有的时候还要对边角关系(例如,大边对大角)进行讨论从而舍掉不合理的解.
【典型例题】
类型一:正弦定理的简单应用:
例1.已知在中,,,,求和B.
【解析】,
∴,
∴ ,
又,
∴.
【总结升华】
1. 正弦定理可以用于解决已知两角和一边求另两边和一角的问题;
2. 数形结合将已知条件表示在示意图形上,可以清楚地看出已知与求之间的关系,从而恰当地选择解答方式.■
举一反三:
【变式1】中,,BC=3,则的周长为( )
A. B.C. D.
【答案】由正弦定理得:,
得b+c=[sinB+sin(-B)]=.故三角形的周长为:3+b+c=,故选D.
【总结升华】由于本题是选择题也可取△ABC为直角三角形时,即B=,周长应为3+3,故排除A、B、C.而选D.
【变式2】在中,已知,,,求、.
【答案】,
根据正弦定理,∴.
【变式3】(2018 岳阳校级模拟改编)在中,A:B:C=1:2:3,则a:b:c等于( )
【答案】在中,若,又
所以.
由正弦定理可知: 。
. 例2.在,求:和,.
【解析】由正弦定理得:,
∴,
(方法一)∵, ∴或,
当时,,(舍去);
当时,,∴.
(方法二)∵,, ∴,
∴即为锐角, ∴,
∴.
【总结升华】
1. 正弦定理也可用于解决已知两边及一边的对角,求其他边和角的问题。
2. 在利用正弦定理求角时,因为,所以要依据题意准确确定角的范围,再求出角.
3.一般依据大边对大角或三角形内角和进行角的取舍.
举一反三:
【变式1】在中,, ,,求和.
【答案】∵, ∴,
∵, ∴或
∴当时,,;
∴当时,,;
所以,或.
【变式2】在中,,, , 求.
【答案】由正弦定理,得.
∵, ∴,即

类型二:正弦定理的综合运用
例3. (2018 湖南高考)设/的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,/,且B为钝角。
(1)证明:/
(2)求/的取/值范围。
【答案】(1)详见解析;(2)(/,/].
【思路点拨】
(1)利用正弦定理,将条件中的式子等价变形为sinB=sin(/+A),从而得证;(2)利用(1)中的结论,以及三角恒等变形,将/转化为只与/有关的表达式,再利用三角函数的性质即可求解.
【解析】
(1)由a=btanA及正弦定理,得,所以sinB=cosA,即sinB=sin(/+A).
又B为钝角,因此/+A/(/,A),故B=/+A,即B-A=/;
(2)由(I)知,C=/-(A+B)=/-(2A+/)=/-2A>0,所以A/,于是sinA+sinC=sinA+sin(/-2A)= sinA+cos2A=-2/A+sinA+/1 =-2(sinA-/)/+/,因为0由此可知sinA+sinC的取值范围是(/,/].
【总结升华】本题主要考查正弦定理、三角恒等变换及三角函数的性质等基础知识,考查综合运用知识解决问题的能力。
举一反三:
【变式1】(2018 新课标Ⅱ文)△ABC中D是BC上的点,AD平分/BAC,BD=2DC.
(I)求/ ;
(II)若/,求/.
【答案】(Ⅰ)由正弦定理得/ 因为AD平分∠BAC,BD=2DC,所以/
(Ⅱ)因为∠C=180°-(∠BAC+∠B),∠BAC=60°,
所以/ 由(Ⅰ)知2sin∠B=sin∠C,所以,∠B=30°.
【变式2】(2018 浙江文)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知b+c=2acos B.
(Ⅰ)证明:A=2B;
(Ⅱ)若cos B=/,求cos C的值.
【答案】 (1)由正弦定理得/,
故/,
于是,/,
又/,故/,所以/或/,
因此,/(舍去)或/,
所以,/.
(2)由/,得/,/,
故/,/,
/.
【变式3】 在△ABC中,c= ,∠C=30°,求a+b的最大值。
【答案】因为
所以
∠A+∠B=180°-∠C=150°,
从而
所以a+b的最大值为
类型三:利用正弦定理判断三角形的形状
例4.在中,若试判断的形状。
【解析】由已知条件及正弦定理可得,
为三角形的内角,,,
或,
所以为等腰三角形或直角三角形。
【总结升华】已知三角形中的边角关系式,判断三角形的形状,有两条思路:其一化边为角,再进行三角恒等变换求出三个角之间的关系式;其二化角为边,再进行代数恒等变换求出三条边之间的关系式。
【变式】在△ABC中,试判断三角形的形状
【答案】利用正弦定理将边转化为角.?
∵?又
∴∴ ∴?
∵0<A,B<π,∴-π<A-B<π?∴ 即?
故此三角形是等腰三角形.?
【巩固练习】
一、选择题
1.(2018 焦作一模)在中,已知,则b等于( )
A. B. C. D.
2.在△ABC中,a=,b=,A=30°,则c等于(  )
A.2 B.
C.2或 D.以上都不对
3.以下关于正弦定理的叙述或变形错误的是(  )
A.在△ABC中,a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C
B.在△ABC中,若sin 2A=sin 2B,则a=b
C.在△ABC中,若sin A>sin B,则A>B;若A>B,则sin A>sin B都成立
D.在△ABC中,=
4.若==,则△ABC是(  )
A.等边三角形
B.直角三角形,且有一个角是30°
C.等腰直角三角形
D.等腰三角形,且有一个角是30°
5. (2018 中山市校级模拟)已知中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,若 ,则是( )
A.等边三角形 B.锐角三角形 C.等腰直角三角形 D.钝角三角形
二、填空题
6.(2018 重庆高考)在/ABC中,B=/,AB=/,A的角平分线AD=/,则AC=_______.
7.(2018 新课标Ⅰ卷)在平面四边形ABCD中,∠A=∠B=∠C=75°,BC=2,则AB的取值范围是 。
8. 在△ABC中,a=x,b=2,B=45°,若△ABC只有一解,则x的取值集合为________.
三、解答题
9. 在△ABC中,A=60°,b=1,,求的值。
10.在△ABC中,已知,,B=45(.求A、C及c.
11.在中,若,,,求.
12. 在中,求B及C.
13. (2018 长沙二模)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,.
(1)求角C的大小;
(2)求 的最大值。
14.如图,D是直角△ABC斜边BC上一点,AB=AD,记∠CAD=,∠ABC=.
(1)证明 ;
(2)若AC=DC,求的值.
15. (2018 浙江高考文)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知/.
(1)求/的值;
(2)若/,求△ABC的面积.

【答案与解析】
1. 答案: C
解析:,即,
由正弦定理
得: 故选:C。
2. 答案: C
解析: 由于sin B==,故B=60°或120°.
当B=60°时,C=90°时,c=30°.c==2;
当B=120°时,C=30°,c=a=.
3. 答案: B
解析: 由正弦定理知A、C、D正确,
而sin 2A=sin 2B,可得A=B或2A+2B=π,
∴a=b或a2+b2=c2,故B错误.
4. 答案: C
解析: 在△ABC中,由正弦定理:
a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C,
代入==得:
==,
∴==1.
∴tan B=tan C=1,∴B=C=45°.
∴△ABC是等腰直角三角形.
5. 答案: C
解析:,
由正弦定理可得:,而,当且仅当 时取等号。
,即 ,又 ,故可得:

又 可得,
故三角形为等腰三角形,故选:C
6.答案:/
解析:
由正弦定理得/,即/,解得/,
/,从而/,所以/,
/.
7. 答案:(,)
解析:如图所示,延长BA,CD交于E,平移AD,当A与D重合与E点时,AB最长,在△BCE中,∠B=∠C=75°,∠E=30°,BC=2,由正弦定理可得,即,解得=,平移AD ,当D与C重合时,AB最短,此时与AB交于F,在△BCF中,∠B=∠BFC=75°,∠FCB=30°,由正弦定理知,,即,解得BF=,所以AB的取值范围为(,).
/
8. 答案: {x|0 解析: sin A===x,
当x=2时,sin A=1,△ABC有一解;
又当a≤b时,即x≤2时,A为锐角,△ABC只有一解.
9. 答案:
解析:由已知可得。由正弦定理,得
。.
10.解析:
解法1:由正弦定理得:
∴∠A=60(或120(
当∠A=60(时,∠C=75( ,;
当∠A=120(时,∠C=15(,.
解法2:设c=x,由余弦定理
将已知条件代入,整理:
解之:
当时,
从而∠A=60( ,∠C=75(;
当时,同理可求得:∠A=120( ,∠C=15(.
11.解析:∵,
∴,
∵,∴或
∴当时,;
当时,,;
所以或.
12. 解析:由正弦定理得
∵且
∴B有两解,得或
∴或
13. 解析:(1) ,即,则
因为,又,进而,
所以,故 故
(2)又正弦定理及(1)得
=
故当 取到最大值2.
14.解析:(1).如图,,
  即.
(2).在中,由正弦定理得
    由(1)得,
    即.
    
15. 解析:
(1)由,得,
所以.
(2)由可得,.
a=3,,由正弦定理知:.
又,
所以.