第六章 6.4.3 余弦定理、正弦定理
第3课时 正弦定理(二)
学习目标
XUE XI MU BIAO
1.利用正弦、余弦定理了解三角形中边与角的关系.
2.利用正弦、余弦定理判断三角形的形状.
3.掌握正弦、余弦定理的简单应用.
内
容
索
引
知识梳理
题型探究
随堂演练
课时对点练
1
知识梳理
PART ONE
知识点 三角形中边与角之间的关系
1.利用余弦定理和正弦定理进行边角转化
(1)cos A= ;cos B= ;cos C= .
(2)2Rsin A= ,2Rsin B= ,2Rsin C= ,(其中R为△ABC外接圆的半径)
a
b
c
2.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.
(1)若a2>b2+c2,则cos A= <0,△ABC为 三角形;
(2)若a2=b2+c2,则cos A= =0,△ABC为 三角形;
(3)若a2
0,
cos B= >0,cos C= >0,△ABC为 三角形.
钝角
直角
锐角
2
题型探究
PART TWO
例1 在△ABC中,已知b=3,c= ,B=30°,解三角形.
一、利用正弦、余弦定理解三角形
解 方法一 由余弦定理b2=a2+c2-2accos B,
∴a2-9a+18=0,解得a=3或a=6.
当a=3时,A=30°,∴C=120°;
∴A=90°,C=60°.
又c>b,∴30°<C<180°,
∴C=60°或C=120°.
当C=60°时,A=90°,
由勾股定理,得a=6;
当C=120°时,A=30°=B,a=b=3.
反思感悟
若已知三角形的两边及其一边的对角,则可直接应用正弦定理求出另一边的对角,但要注意此三角形解的个数的判断;也可用余弦定理求解,在△ABC中,已知a,b和A,由余弦定理a2=b2+c2-2bccos A,求出c,此时c的个数即为三角形解的个数.
跟踪训练1 已知⊙O的半径为R,在它的内接△ABC中有2R(sin2A-sin2C)=( a-b)sin B成立,求角C的大小.
解 由正弦定理,得a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C.
因为0°二、利用正弦、余弦定理判断三角形的形状
例2 (1)已知在△ABC中,角A,B所对的边分别是a和b,若acos B=bcos A,则△ABC一定是
A.等腰三角形 B.等边三角形
C.直角三角形 D.等腰直角三角形
√
解析 由正弦定理得,acos B=bcos A?sin Acos B=sin Bcos A?sin(A-B)=0,
由于-π<A-B<π,故必有A-B=0,A=B,
即△ABC为等腰三角形.
(2)在△ABC中,若sin A=2sin Bcos C,且sin2A=sin2B+sin2C,试判断△ABC的形状.
∴a2=b2+c2,∴A是直角.
∵A=180°-(B+C),sin A=2sin Bcos C,
∴sin(B+C)=sin Bcos C+cos Bsin C=2sin Bcos C,
∴sin(B-C)=0.
又-90°<B-C<90°,∴B-C=0,∴B=C,
∴△ABC是等腰直角三角形.
∵sin2A=sin2B+sin2C,
反思感悟
判断三角形形状的方法及注意事项
(1)利用余弦定理、正弦定理把已知条件转化为边(或角)的关系,通过因式分解、配方等得出边(或角)的相应关系,从而判断三角形的形状.
(2)统一成边(或角)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.
跟踪训练2 (1)在△ABC中,已知3b= ,且cos B=cos C,角A是锐角,则△ABC的形状是
A.直角三角形 B.等腰三角形
C.等腰直角三角形 D.等边三角形
√
又角A是锐角,所以A=60°.
又cos B=cos C,且B,C都为三角形的内角,所以B=C.
故△ABC为等边三角形,故选D.
(2)在△ABC中,若acos C+ccos A=bsin B,则此三角形为
A.等边三角形 B.等腰三角形
C.直角三角形 D.等腰直角三角形
√
解析 在△ABC中,由acos C+ccos A=bsin B,
以及正弦定理可知,sin A cos C+sin C cos A=sin2 B,
即sin(A+C)=sin B=sin2 B,
所以三角形为直角三角形,故选C.
三、正弦、余弦定理的综合应用
例3 设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且bsin A=
acos B.
(1)求B的大小;
在△ABC中,sin A≠0,
(2)若b=3,sin C=2sin A,求a,c的值.
解 ∵sin C=2sin A,
∴由正弦定理,得c=2a,
由余弦定理b2=a2+c2-2accos B,
反思感悟
利用正弦、余弦定理解三角形的注意点
正、余弦定理都是用来解三角形的,但在解题过程中要有意识地考虑用哪个定理更适合,或是两个定理都要用,应抓住两个定理的特点:正弦定理“边对角”,余弦定理“边夹角”,正确选择定理是解决此类题目的关键.
跟踪训练3 △ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,asin A+csin C- asin C=bsin B.
(1)求B的大小;
由余弦定理,得b2=a2+c2-2accos B.
(2)若A=75°,b=2,求a,c的值.
解 sin A=sin (30°+45°)
由已知得,C=180°-45°-75°=60°,
3
随堂演练
PART THREE
1.在△ABC中,若AB= ,BC=3,C=120°,则AC等于
A.1 B.2
C.3 D.4
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√
解析 在△ABC中,设内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.
即b2+3b-4=0,解得b=1(负值舍去),即AC=1,故选A.
√
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3.如果将直角三角形的三边各增加同样的长度,则新三角形的形状是
A.锐角三角形 B.直角三角形
C.钝角三角形 D.由增加的长度确定的
√
解析 设直角三角形的三边长分别为a,b,c,且a2+b2=c2,三边都增加x,
则(a+x)2+(b+x)2-(c+x)2=a2+b2+2x2+2(a+b)x-c2-2cx-x2=2(a+b-c)x+x2>0,
所以新三角形中最大边所对的角是锐角,所以新三角形是锐角三角形.
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4.在△ABC中,sin B=2sin A,a+c=3,且cos C= ,则a=____.
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解析 ∵sin B=2sin A,∴b=2a,
又a+c=3,∴c=3-a,
整理,得a2+2a-3=0,解得a=1(a=-3舍去).
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5.若acos A=bcos B,则△ABC是____________三角形.
等腰或直角
所以2sin A·cos A=2sin B·cos B,即sin 2A=sin 2B,
因为A,B为三角形的内角,
所以△ABC是等腰三角形或直角三角形.
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课堂小结
KE TANG XIAO JIE
1.知识清单:
(1)利用正弦、余弦定理解三角形.
(2)判断三角形的形状.
(3)正弦、余弦定理的综合应用.
2.方法归纳:化归转化、数形结合.
3.常见误区:利用正弦定理进行边和角的正弦相互转化时易出现不等价变形.
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课时对点练
PART FOUR
基础巩固
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等边三角形 D.等腰直角三角形
√
即tan A=tan B=tan C,所以A=B=C,即△ABC为等边三角形.
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2.在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,若bcos A+acos B=c2,a=b=2,则△ABC的周长为
A.5 B.6
C.7 D.7.5
√
即△ABC的周长为5,故选A.
3.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若b+c=2a,3sin A=5sin B,则C等于
√
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4.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知asin A-bsin B=
4csin C,cos A=
A.6 B.5 C.4 D.3
√
解析 ∵asin A-bsin B=4csin C,
∴由正弦定理,得a2-b2=4c2,即a2=4c2+b2.
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5.(多选)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,则下列等式恒成立的是
A.a2=b2+c2-2bccos A
B.asinB=bsin A
C.a=bcos C+ccos B
D.acos B+bcos C=c
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解析 对于A,根据余弦定理,可得a2=b2+c2-2bccos A,故A正确;
对于B,根据正弦定理边角互化,可得asin B=bsin A?ab=ab,故B正确;
对于C,根据正弦定理,得a=bcos C+ccos B
?sin A=sin B cos C+sin C cos B=sin(B+C)=sin A,故C正确;
对于D,根据正弦定理的边角互化可得,
sin Acos B+sin Bcos C=sin C=sin(A+B)=sin Acos B+cos Asin B,即sin Bcos C=cos Asin B,
又sin B≠0,所以cos C=cos A,当A=C时,等式成立,故D不正确.
6.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若A= ,a2+b2-c2
=ab,c=3,则角C=____,a=_____.
解析 由a2+b2-c2=ab,
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7.在△ABC中,若b=acos C,则△ABC的形状为____________.
直角三角形
解析 b=acos C,
∴sin B=sin Acos C,
则sin(A+C)=sin Acos C.
即cos Asin C=0,
∵A,C∈(0,π),∴sin C≠0,
∴cos A=0,
∴△ABC为直角三角形.
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8.在△ABC中,A= ,BC=3,则△ABC的周长为_____________(用B
表示).
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9.已知△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且acos C+ c=b.
(1)求A的大小;
因为sin B=sin(A+C)=sin Acos C+cos Asin C,
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(2)若a=1,b= ,求c的值.
所以c=2;
所以c=a=1.
综上可得c=1或2.
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10.在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,且
(1)求B的大小;
整理,得a2+c2-b2+ac=0,
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代入b2=a2+c2-2accos B得,
即a2-4a+3=0.
解得a=1或a=3.
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综合运用
11.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若acos B+bcos A=4sin C,则△ABC外接圆的面积为
A.16π B.8π C.2π D.4π
√
解析 因为acos B+bcos A=4sin C,所以由正弦定理可得,
在△ABC中,sin(A+B)=sin C,
解得R=2,所以△ABC外接圆的面积为S=πR2=4π.
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12.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.已知8b=5c,C=2B,则cos C等于
√
解析 因为在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且8b=5c,C=2B,
所以8sin B=5sin C=5sin 2B=10sin Bcos B,
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13.在△ABC中,若A= ,sin B= cos C,则△ABC为
A.直角非等腰三角形 B.等腰非直角三角形
C.非等腰且非直角三角形 D.等腰直角三角形
√
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14.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若2sin Asin Bcos C
=sin2C,则 =____,角C的最大值为____.
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解析 ∵2sin Asin Bcos C=sin2C,
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拓广探究
解析 由余弦定理得,b2=a2+c2-2ac·cos B=5ac,
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(1)试确定△ABC的形状;
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解 在△ABC中,设其外接圆半径为R,
所以b2-a2=ab. ①
因为cos(A-B)+cos C=1-cos 2C,
所以cos(A-B)-cos(A+B)=2sin2C,
所以sin Asin B=sin2C.
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所以ab=c2. ②
把②代入①得,b2-a2=c2,
即a2+c2=b2.
所以△ABC是直角三角形.
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因为ac 所以a1
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