2023届江苏省高考数学一轮复习讲义-第12讲 解三角形(Word版含解析)

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2023届江苏省高考数学一轮复习讲义-第12讲 解三角形(Word版含解析)

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苏教版(2019)高中数学一轮复习第12讲《解三角形》(原卷版)
【知识梳理】
解三角形 正 弦 定 理 定理 (为外接圆半径) 射影定理:
变形
类型 两边和一边对角、两角与一边
余 弦 定 理 定理
变形
类型 两边及一角(一角为夹角时直接使用、一角为一边对角时列方程)、三边
面 积 公 式 基本 公式
导出 公式 (外接圆半径);(内切圆半径)
实 际 应 用 基本思想 把要求解的量归入到可解三角形中。在实际问题中,往往涉及到多个三角形,只要根据已知逐次把求解目标归入到一个可解三角形中
常用术语 仰角 视线在水平线以上时,在视线所在的垂直平面内,视线与水平线所成的角
俯角 视线在水平线以下时,在视线所在的垂直平面内,视线与水平线所成的角
方向角 方向角一般是指以观测者的位置为中心,将正北或正南方向作为起始方向旋转到目标的方向线所成的角(一般是锐角,如北偏西30°)
方位角 某点的指北方向线起,依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角
二 级 结 论
二、【真题再现】
1、(2022浙江卷)我国南宋著名数学家秦九韶,发现了从三角形三边求面积的公式,他把这种方法称为“三斜求积”,它填补了我国传统数学的一个空白.如果把这个方法写成公式,就是,其中a,b,c是三角形的三边,S是三角形的面积.设某三角形的三边,则该三角形的面积___________.
2、(2022浙江卷)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知.
(1)求的值; (2)若,求的面积.
3、(2022北京卷)在中,.
(1)求;
(2)若,且的面积为,求的周长.
4、(2022全国乙卷文)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c﹐已知.
(1)若,求C;
(2)证明:
5、(2022全国乙卷理)记的内角的对边分别为,已知.
(1)证明:;
(2)若,求的周长.
6、(2022新高考2卷)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,分别以a,b,c为边长的三个正三角形的面积依次为,已知.
(1)求的面积; (2)若,求b.
7、(2022上海卷)在如图所示的五边形中,AD=BC=6,AB=20,O为AB中点,曲线CD上任一点到O距离相等,角∠DAB=∠ABC=120°,P,Q关于OM对称;
(1)若点P与点C重合,求∠POB的大小;
(2)P在何位置,求五边形面积S的最大值.
三、【考点精讲】
考点1 正余弦定理的选择
【例1】(1)(2021·全国高考真题(文))在中,已知,,,则( )
A.1 B. C. D.3
(2)(2021·浙江)的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c若, 则c等于( )
A.1 B. C. D.2
【变式训练】
1、(2021·甘肃高三二模)在中,内角,,所对的边分别为,,,若,则( )
A. B. C. D.
2.(多选)(2021·全国)在中,角,,所对的边分别为,,,下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
考点2 边角互换问题
【例2】(1)(2021·全国高三)已知的内角,,的对边分别为,,,且,则( )
B. C. D.
(2)(2021·全国)在中,角、、的对边分别为、、,若,,则角( )
A. B. C. D.
【变式训练】
1、(2021·宁夏高三)在中,若,则( )
A. B. C.或 D.或
2、(2021·全国高三月考)已知的内角,,所对的边分别为,,,且,,则___________.
3.(2021·江西九江市)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,则_________.
考点3 三角形面积问题
【例3】(1)(2021·江西高三)中,,,,则的面积为( )
B. C.或 D.或
(2)(2021·兰州市第二十七中学)在△中,内角A,,所对的边分别为,,,,,,则的值等于( )
A. B. C. D.
(3)(多选)(2021·全国高三专题练习)在中,角,,所对的边分别为,,,若,且的面积为,则角不可能是( )
A. B. C. D.
【变式训练】
1、(2021·全国高三)内角的对边分别为,若,且,则该三角形的面积为( )
A.1 B.4 C.3 D.
2、(2021·陕西宝鸡市)的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a,b,c成等差数列,,的面积为,则b=( )
A. B. C. D.
3、(2021·陕西西安市)已知的内角的对边分别为且,的面积为则( )
A. B.5 C.8 D.
考点4 判断三角形的形状
【例4】1、(2021·福建)设的三个内角成等差数列,、、成等比数列,则这个三角形的形状是 ( )
A.直角三角形 B.等边三角形 C.等腰直角三角形 D.钝角三角形
2、(2021·全国高三)在中,若满足,则该三角形的形状为( )
A.等腰三角形 B.直角三角形 C.等腰直角三角形 D.等腰三角形或直角三角形
【变式训练】
1、(2021·甘谷县第四中学)在中,若,则的形状是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等腰直角三角形 D.等腰三角形或直角三角形
2、(2021·安徽高三月考)的内角A,B,C的对边分别为,已知且满足,则的形状是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等腰直角三角形 D.等边三角形
3、(2021·全国高三专题练习)在中,角,,的对边分别为,,,若为非零实数),则下列结论正确的是( )
A.当时,是直角三角形 B.当时,是锐角三角形
C.当时,是钝角三角形 D.当时,是钝角三角形
考点5 几何问题
【例5】1、(2021·江苏苏州市·高三月考)如图,在平面四边形ABCD中,,.(1)若,求三角形ABD的面积;(2)若求的大小.
2、(2021·安徽高三一模)如图所示,在四边形ABCD中,AC=AD=CD=7,∠ABC=120°,sin∠BAC=且BD为∠ABC的平分线,则BD=( )
A.6 B.9 C.7 D.8
【变式训练】
1、(2021·浙江温州市·高三三模)如图,的三个内角A,B,C对应的三条边长分别是a,b,c,,若点D在线段上,且,则__________.
2、(2021·上海市七宝中学)如图,在四边形中,.求:(1)的长度;(2)三角形的面积.苏教版(2019)高中数学一轮复习第12讲《解三角形》(解析版)
【知识梳理】
解三角形 正 弦 定 理 定理 (为外接圆半径) 射影定理:
变形
类型 两边和一边对角、两角与一边
余 弦 定 理 定理
变形
类型 两边及一角(一角为夹角时直接使用、一角为一边对角时列方程)、三边
面 积 公 式 基本 公式
导出 公式 (外接圆半径);(内切圆半径)
实 际 应 用 基本思想 把要求解的量归入到可解三角形中。在实际问题中,往往涉及到多个三角形,只要根据已知逐次把求解目标归入到一个可解三角形中
常用术语 仰角 视线在水平线以上时,在视线所在的垂直平面内,视线与水平线所成的角
俯角 视线在水平线以下时,在视线所在的垂直平面内,视线与水平线所成的角
方向角 方向角一般是指以观测者的位置为中心,将正北或正南方向作为起始方向旋转到目标的方向线所成的角(一般是锐角,如北偏西30°)
方位角 某点的指北方向线起,依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角
二 级 结 论
二、【真题再现】
1、(2022浙江卷)我国南宋著名数学家秦九韶,发现了从三角形三边求面积的公式,他把这种方法称为“三斜求积”,它填补了我国传统数学的一个空白.如果把这个方法写成公式,就是,其中a,b,c是三角形的三边,S是三角形的面积.设某三角形的三边,则该三角形的面积___________.
【答案】
【分析】根据题中所给的公式代值解出.
【详解】因为,所以.故答案为:.
2、(2022浙江卷)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知.
(1)求的值; (2)若,求的面积.
【答案】(1); (2).
【分析】(1)先由平方关系求出,再根据正弦定理即可解出;
(2)根据余弦定理的推论以及可解出,即可由三角形面积公式求出面积.
【详解】(1)由于, ,则.因为,
由正弦定理知,则.
(2)因为,由余弦定理,得,
即,解得,而,,
所以的面积.
3、(2022北京卷)在中,.
(1)求;
(2)若,且的面积为,求的周长.
【答案】(1) (2)
【分析】(1)利用二倍角的正弦公式化简可得的值,结合角的取值范围可求得角的值;(2)利用三角形的面积公式可求得的值,由余弦定理可求得的值,即可求得的周长.
【详解】(1)因为,则,由已知可得,
可得,因此,.
(2)由三角形的面积公式可得,解得.
由余弦定理可得,,
所以,的周长为.
4、(2022全国乙卷文)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c﹐已知.
(1)若,求C;
(2)证明:
【答案】(1); (2)证明见解析.
【分析】(1)根据题意可得,,再结合三角形内角和定理即可解出;
(2)由题意利用两角差的正弦公式展开得,再根据正弦定理,余弦定理化简即可证出.
【详解】(1)由,可得,,而,所以,即有,而,显然,所以,,而,,所以.
(2)由可得,
,再由正弦定理可得,
,然后根据余弦定理可知,
,化简得:
,故原等式成立.
5、(2022全国乙卷理)记的内角的对边分别为,已知.
(1)证明:;
(2)若,求的周长.
【答案】(1)见解析 (2)14
【分析】(1)利用两角差的正弦公式化简,再根据正弦定理和余弦定理化角为边,从而即可得证;(2)根据(1)的结论结合余弦定理求出,从而可求得,即可得解.
【详解】(1)证明:因为,
所以,
所以,
即,所以;
(2)因为,由(1)得,
由余弦定理可得, 则,所以,
故,所以,所以的周长为.
6、(2022新高考2卷)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,分别以a,b,c为边长的三个正三角形的面积依次为,已知.
(1)求的面积; (2)若,求b.
【答案】(1) (2)
【分析】(1)先表示出,再由求得,结合余弦定理及平方关系求得,再由面积公式求解即可;
(2)由正弦定理得,即可求解.
【详解】(1)由题意得,则,
即,由余弦定理得,整理得,则,又,
则,,则;
(2)由正弦定理得:,则,则,.
7、(2022上海卷)在如图所示的五边形中,AD=BC=6,AB=20,O为AB中点,曲线CD上任一点到O距离相等,角∠DAB=∠ABC=120°,P,Q关于OM对称;
(1)若点P与点C重合,求∠POB的大小;
(2)P在何位置,求五边形面积S的最大值.
【分析】(1)在△OBC中,直接利用余弦定理求出OP,再结合正弦定理求解;
(2)利用五边形CDQMP的对称性,将所求的面积化为四边形PMNC的面积计算问题,充分利用圆弧的性质,找到最大值点,从而解决问题.
【解答】解:(1)点P与点C重合,由题意可得OB=10,BC=6,∠ABC=120°,
由余弦定理可得OP2=OB2+BC2﹣2OB BCcos∠ABC=36+100﹣2×6×10×(﹣)=196,
所以OP=14,在△OBP中,由正弦定理得=,
所以=,解得sin∠POB=,
所以∠POB的大小为arcsin;
(2)如图,设CD与MO相交于点N,由题意知五边形CDQMP关于MN对称,
所以S五边形CDQMP=2S四边形CPMN=2(S四边形OCPM﹣S△ONC),
设∠COM=θ,结合(1)可知cosθ=,所以sinθ=,且θ为锐角,
因为OC=OP=OM=14,所以CM2=OC2+OM2﹣2OC OM cosθ=,
故,
显然,△CMP的底边CM为定值,则P在劣弧CM中点位置时,CM边上的高最大,
此时OP⊥CM,故S四边形OCPM===,
而S△ONC===,
故S的最大值为=,
同理,当P在劣弧DM中点时,S也取得相同的最大值,
故P点在劣弧CM中点或劣弧DM的中点位置时,五边形CDQMP的面积最大,且为.
【点评】本题考查了扇形的性质、正、余弦定理和面积公式在解三角形问题中的应用,同时考查了学生的逻辑推理能力、运算能力等,属于中档题.
三、【考点精讲】
考点1 正余弦定理的选择
【例1】(1)(2021·全国高考真题(文))在中,已知,,,则( )
A.1 B. C. D.3
(2)(2021·浙江)的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c若, 则c等于( )
A.1 B. C. D.2
【答案】(1)D(2)D
【解析】(1)设,
结合余弦定理:可得:,
即:,解得:(舍去),故.故选:D.
(2)由已知得,根据正弦定理: ,故.故选:D.
【变式训练】
1、(2021·甘肃高三二模)在中,内角,,所对的边分别为,,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由正弦定理:

又因为,所以
令所以故选:D.
2.(多选)(2021·全国)在中,角,,所对的边分别为,,,下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】由在中,角,,所对的边分别为,,,知:
在选项中,由余弦定理得:,故正确;
在选项中,由正弦定理得:,
,故正确;
在选项中,,
由余弦定理得:,
整理,得,故正确;
在选项中,由余弦定理得:,
故错误. 故选:.
考点2 边角互换问题
【例2】(1)(2021·全国高三)已知的内角,,的对边分别为,,,且,则( )
B. C. D.
(2)(2021·全国)在中,角、、的对边分别为、、,若,,则角( )
A. B. C. D.
【答案】(1)A(2)B
【解析】(1) 因为,所以由正弦定理可得,
因为为角形内角,所以,
所以,即,可得,
因为,所以.故选:A
(2)因为,由正弦定理可得,
,所以,,
由余弦定理可得,
,因此,.故选:B.
【变式训练】
1、(2021·宁夏高三)在中,若,则( )
A. B. C.或 D.或
【答案】A
【解析】因为,由正弦定理得,
因为,所以,所以,而B为三角形内角,故.
故选A.
2、(2021·全国高三月考)已知的内角,,所对的边分别为,,,且,,则___________.
【答案】
【解析】因为,由正弦定理得,
又因为,所以,
又,即,所以.
由余弦定理得和,得,
即,解得或(舍),故答案为:.
3.(2021·江西九江市)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,则_________.
【答案】
【解析】因为,所以由正弦定理得,
即,所以,所以,
是三角形内角,所以,所以,,
,又,所以,即.故答案为:.
考点3 三角形面积问题
【例3】(1)(2021·江西高三)中,,,,则的面积为( )
B. C.或 D.或
(2)(2021·兰州市第二十七中学)在△中,内角A,,所对的边分别为,,,,,,则的值等于( )
A. B. C. D.
(3)(多选)(2021·全国高三专题练习)在中,角,,所对的边分别为,,,若,且的面积为,则角不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】(1)C(2)A(3)ACD
【解析】(1)因为,故,故为锐角,所以,
故,解得或,
故或,故选:C.
(2)∴
∴,∴
∴.故选:A.
(3),
即,
所以,,
利用正弦定理得:,
将代入可得:,
因为,所以或 ,
因为,且 ,所以,
所以,角不可能是,, 故选:ACD
【变式训练】
1、(2021·全国高三)内角的对边分别为,若,且,则该三角形的面积为( )
A.1 B.4 C.3 D.
【答案】C
【解析】因为,
所以由正弦定理得,即,
所以,
因为,所以,
所以的面积为,故选:C
2、(2021·陕西宝鸡市)的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a,b,c成等差数列,,的面积为,则b=( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】,,成等差数列,,平方得,
又的面积为,且,故由,
得,,
由余弦定理得,
解得,又为边长,,故选.
3、(2021·陕西西安市)已知的内角的对边分别为且,的面积为则( )
A. B.5 C.8 D.
【答案】B
【解析】由正弦定理,可将化为,
因为为三角形内角,所以,因此,
所以,解得,又,所以;
又的面积为,所以,则;
又,所以由余弦定理可得:,
所以.故选:B.
考点4 判断三角形的形状
【例4】1、(2021·福建)设的三个内角成等差数列,、、成等比数列,则这个三角形的形状是 ( )
A.直角三角形 B.等边三角形 C.等腰直角三角形 D.钝角三角形
【答案】B
【解析】因为的三个内角成等差数列,所以 ,
又因为、、成等比数列,所以
所以
即 又因为 所以故选B
2、(2021·全国高三)在中,若满足,则该三角形的形状为( )
A.等腰三角形 B.直角三角形 C.等腰直角三角形 D.等腰三角形或直角三角形
【答案】C
【解析】由三角函数的诱导公式,可得,
又由正弦定理得,即,可得,
因为,所以或,所以为等腰三角形或直角三角形.故选:D.
【变式训练】
1、(2021·甘谷县第四中学)在中,若,则的形状是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等腰直角三角形 D.等腰三角形或直角三角形
【答案】D
【解析】由已知,得或,即或,由正弦定理得,即,即,∵,均为的内角,∴或,∴或,∴为等腰三角形或直角三角形.
故选:D.
2、(2021·安徽高三月考)的内角A,B,C的对边分别为,已知且满足,则的形状是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等腰直角三角形 D.等边三角形
【答案】B
【解析】,解得,,则,
∵,∴由正弦定理得,
,,
,因为,∴,∴,
∴,,是直角三角形、故选:B.
3、(2021·全国高三专题练习)在中,角,,的对边分别为,,,若为非零实数),则下列结论正确的是( )
A.当时,是直角三角形 B.当时,是锐角三角形
C.当时,是钝角三角形 D.当时,是钝角三角形
【答案】ABC
【解析】对于选项,当时,,根据正弦定理不妨设,,,显然是直角三角形,故命题正确;
对于选项,当时,,根据正弦定理不妨设,,,
显然是等腰三角形,,
说明为锐角,故是锐角三角形,故命题正确;
对于选项,当时,,根据正弦定理不妨设,,,
可得,说明为钝角,故是钝角三角形,故命题正确;对于选项,当时,,根据正弦定理不妨设,,,
此时,不等构成三角形,故命题错误.故选:.
考点5 几何问题
【例5】1、(2021·江苏苏州市·高三月考)如图,在平面四边形ABCD中,,.(1)若,求三角形ABD的面积;(2)若求的大小.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)在中,由,可得,
在中,由正弦定理知,可得.
所以
(2)由,
在中,由正弦定理知,
又,所以sin∠ABD=cos∠CBD
从而有两式相除可得
又由
因此有,由可得
(延长BA,CD交与点E,在三角形EAD中计算同样给分)
2、(2021·安徽高三一模)如图所示,在四边形ABCD中,AC=AD=CD=7,∠ABC=120°,sin∠BAC=且BD为∠ABC的平分线,则BD=( )
A.6 B.9 C.7 D.8
【答案】D
【解析】由正弦定理得,
由,可得,,
所以四点共圆,,
由余弦定理.故选:D.
【变式训练】
1、(2021·浙江温州市·高三三模)如图,的三个内角A,B,C对应的三条边长分别是a,b,c,,若点D在线段上,且,则__________.
【答案】
【解析】∵∴且B为钝角,
根据正弦定理得到:∴即
又∵B为钝角,所以为锐角且

∴∴.故答案为:.
2、(2021·上海市七宝中学)如图,在四边形中,.求:(1)的长度;(2)三角形的面积.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)在中,由余弦定理可得:
,则;
(2)在中,,

由正弦定理可得,
所以,
则.

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