6.4.3 拓 视 野 三角形解的个数判断(课件 学案)高中数学人教A版(2019)必修 第二册

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6.4.3 拓 视 野 三角形解的个数判断(课件 学案)高中数学人教A版(2019)必修 第二册

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三角形解的个数判断
1.已知三角形的两角和任意一边,求其他的边和角,此时有唯一解,三角形被唯一确定.
2.已知三角形的两边和其中一边的对角,求其他的边和角,此时可能出现一解、两解或无解的情况,三角形不能被唯一确定.那么怎样判断解的个数呢?
具体方法如下:
(1)代数法:三角形解的个数可由三角形中“大边对大角”来判定.不妨设A为锐角,若a≥b,则A≥B,从而B为锐角,有一解.若a<b,则A<B,由正弦定理得sin B=,①sin B>1,即a<bsin A,无解;②sin B=1,即a=bsin A,一解;③sin B<1,即bsin A<a<b,两解.
(2)几何法:在△ABC中,已知a,b和A,以点C为圆心,以边长a为半径画弧,此弧与除去顶点A的射线AB的公共点的个数即为三角形解的个数,见下表:
分类 图形 关系式 解的个数
A为 锐角 a<bsin A 无解
a=bsin A 一解
bsin A< a<b 两解
a≥b 一解
A为 钝角 或直角 a>b 一解
a≤b 无解
【例】 不解三角形,判断下列三角形解的个数(△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c):
(1)a=5,b=4,A=120°;
(2)a=9,b=10,A=60°;
(3)b=72,c=50,C=135°.
方法总结
1.在△ABC中,0<sin B≤1,故≥1.∵=,∴a=,∴a≥bsin A.这是已知a,b,A解三角形时,判断三角形解的个数(1或2)的前提.
2.解三角形时,可以先求出sin B的值并与1进行比较,再结合已知条件判断三角形解的个数.
【迁移应用】
1.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.根据下列条件解三角形,其中有两解的是(  )
A.a=30,b=50,A=36°
B.a=50,b=30,A=36°
C.a=30,b=60,A=30°
D.a=30,B=20°,A=136°
2.在△ABC中,已知角A,B,C所对的边分别为a,b,c,a=x,b=2,B=45°,若三角形有两个解,则x的取值范围是(  )
A.x>2 B.x<2
C.2<x<2 D.2<x<2
3.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,b=4,c=2,C=30°,那么此三角形(  )
A.有一解 B.有两解
C.无解 D.解的个数不确定
拓视野 三角形解的个数判断
【例】 解:(1)sin B=sin 120°=×<,所以三角形有一解.
(2)sin B=sin 60°=×=,而<<1.
所以当B为锐角时,满足sin B=的角B的取值范围是60°<B<90°.满足A+B<180°;
当B为钝角时,满足sin B=的角B的取值范围是90°<B<120°,也满足A+B<180°.故三角形有两解.
(3)sin B==sin C>sin C=.
所以B>45°,所以B+C>180°,故三角形无解.
迁移应用
1.A A选项,bsin A=50sin 36°<a,又a<b,所以三角形有两个解;B选项,bsin A=30sin 36°<a,又a>b,所以三角形有一个解;C选项,bsin A=60sin 30°=30=a,所以三角形有一个解;D选项,可得C=24°,所以三角形有一个解,故选A.
2.C 由题意知a>b,则x>2,又由sin A==<1,可得x<2,∴x的取值范围是2<x<2.故选C.
3.C 法一 由正弦定理和已知条件,得=,∴sin B=.∵>1,∴此三角形无解.
法二 ∵c=2,bsin C=2,∴c<bsin C,故此三角形无解.
法三 作∠ACD=30°,AC=b=4,以A为圆心,AB=c=2为半径画圆(图略),该圆与CD无交点,则此三角形无解.
2 / 2(共38张PPT)
拓 视 野 三角形解的个数判断
1. 已知三角形的两角和任意一边,求其他的边和角,此时有唯一解,
三角形被唯一确定.
2. 已知三角形的两边和其中一边的对角,求其他的边和角,此时可能
出现一解、两解或无解的情况,三角形不能被唯一确定.那么怎样
判断解的个数呢?
具体方法如下:
(1)代数法:三角形解的个数可由三角形中“大边对大角”来判
定.不妨设A为锐角,若a≥b,则A≥B,从而B为锐角,有
一解.若a<b,则A<B,由正弦定理得 sin B= ,①
sin B>1,即a<b sin A,无解;② sin B=1,即a=b sin A,
一解;③ sin B<1,即b sin A<a<b,两解.
(2)几何法:在△ABC中,已知a,b和A,以点C为圆心,以边
长a为半径画弧,此弧与除去顶点A的射线AB的公共点的个
数即为三角形解的个数,见下表:
分类 图形 关系式 解的个数
A为 锐角 a<b sin A 无解
分类 图形 关系式 解的个数
A为锐
角 a=b sin A 一解
b sin A< a<b 两解
a≥b 一解
分类 图形 关系式 解的个数
A为 钝角 或直角 a>b 一解
a≤b 无解
【例】 不解三角形,判断下列三角形解的个数(△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c):
(1)a=5,b=4,A=120°;
解: sin B= sin 120°= × < ,所以三角形有一解.
(2)a=9,b=10,A=60°;
解: sin B= sin 60°= × = ,而 < <1.
所以当B为锐角时,满足 sin B= 的角B的取值范围是
60°<B<90°.满足A+B<180°;
当B为钝角时,满足 sin B= 的角B的取值范围是90°<B
<120°,也满足A+B<180°.故三角形有两解.
(3)b=72,c=50,C=135°.
解: sin B= = sin C> sin C= .
所以B>45°,所以B+C>180°,故三角形无解.
方法总结
1. 在△ABC中,0< sin B≤1,故 ≥1.∵ = ,∴a=
,∴a≥b sin A. 这是已知a,b,A解三角形时,判断三角形
解的个数(1或2)的前提.
2. 解三角形时,可以先求出 sin B的值并与1进行比较,再结合已知条
件判断三角形解的个数.
【迁移应用】
1. 在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.根据下列
条件解三角形,其中有两解的是(  )
A. a=30,b=50,A=36°
B. a=50,b=30,A=36°
C. a=30,b=60,A=30°
D. a=30,B=20°,A=136°
解析: A选项,b sin A=50 sin 36°<a,又a<b,所以三角
形有两个解;B选项,b sin A=30 sin 36°<a,又a>b,所以三
角形有一个解;C选项,b sin A=60 sin 30°=30=a,所以三角形
有一个解;D选项,可得C=24°,所以三角形有一个解,故选A.
2. 在△ABC中,已知角A,B,C所对的边分别为a,b,c,a=
x,b=2,B=45°,若三角形有两个解,则x的取值范围是( )
A. x>2 B. x<2
解析: 由题意知a>b,则x>2,又由 sin A= = <1,
可得x<2 ,∴x的取值范围是2<x<2 .故选C.
3. 在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,b=4 ,
c=2,C=30°,那么此三角形(  )
A. 有一解 B. 有两解
C. 无解 D. 解的个数不确定
解析: 法一 由正弦定理和已知条件,得 = ,∴ sin
B= .∵ >1,∴此三角形无解.
法二 ∵c=2,b sin C=2 ,∴c<b sin C,故此三角形无解.
法三 作∠ACD=30°,AC=b=4 ,以A为圆心,AB=c=2为
半径画圆(图略),该圆与CD无交点,则此三角形无解.
知能演练·扣课标
课后巩固 核心素养落地
1. 在△ABC中,a=15,b=10,A=60°,则 sin B=(  )
解析: 由 = ,故 = ,解得 sin B= .故选A.
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2. 在△ABC中,三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若
= ,则角B的大小为(  )
解析: 由正弦定理 = 及 = ,可得 sin B= cos
B. 又0<B<π,所以B= .
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3. (2024·阳江月考)在△ABC中,已知AB= AC,B=30°,则
C=(  )
A. 45° B. 15°
C. 45°或135° D. 15°或105°
解析:因为AB= AC,由正弦定理得 = ,又因为B=30°,所以 sin C= ,又因为AB>AC,所以C=45°或C=35°.
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4. (2024·开封月考)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,
b,c,已知a=2, sin (A+B)= , sin A= ,则c=(  )
A. 4 B. 3
解析:  sin C= sin (A+B)= .由正弦定理得c= · sin C
= × = .故选C.
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5. (多选)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a
cos A=b cos B,则△ABC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 = .又a cos A=b cos
B,所以 = ,所以 = ,所以 sin A· cos A= sin B· cos
B,所以2 sin A· cos A=2 sin B· cos B,即 sin 2A= sin 2B. 因为
A,B为三角形内角,所以2A=2B或2A+2B=π,得A=B或A
+B= ,故△ABC是等腰三角形或直角三角形.
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6. (多选)根据下列条件,判断三角形解的情况,其中正确的是( )
A. a=8,b=16,A=30°,有一解
B. b=18,c=20,B=60°,有两解
C. a=5,c=2,A=90°,无解
D. a=30,b=25,A=150°,有一解
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解析: A中,∵ = ,∴ sin B= =1,∴B
=90°,即只有一解;B中,∵ = ,∴ sin C= =
= ,且c>b,∴C>B,故有两解;C中,∵A=
90°,a=5,c=2,∴b= = ,有解;D中,∵
= ,∴ sin B= = = ,又b<a,∴只有一解.
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7. 在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若
A∶B∶C=1∶1∶4,则a∶b∶c= .
解析:在△ABC中,因为A∶B∶C=1∶1∶4,所以内角A,B,
C分别为30°,30°,120°,所以a∶b∶c= sin 30°∶ sin
30°∶ sin 120°=1∶1∶ .
1∶1∶
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8. 在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若2a sin C=
c,则A= .
解析:设△ABC的外接圆的半径为R,由正弦定理,得2×2R sin A
sin C= ×2R sin C,因此 sin A= ,又因为0°<A<180°,
故A=45°或A=135°.
45°或135°
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9. (2024·烟台月考)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,
b,c.若a= , sin B= ,C= ,则b= .
解析:在△ABC中,∵ sin B= ,0<B<π,∴B= 或B= π.又
∵B+C<π,C= ,∴B= ,∴A=π- - = π.∵ =
,∴b= =1.
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解:∵A=30°,C=105°,∴B=180°-(A+C)=45°.
∵ = = ,
∴b= = =2 ,
c= = = + .
∴B=45°,b=2 ,c= + .
10. 在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,根据下列条
件解三角形:
(1)A=30°,C=105°,a=2;
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(2)b=3,c=3 ,B=30°.
解:由正弦定理,得 = ,
即 = ,解得 sin C= .
∵c>b,∴C=60°或C=120°.
①当C=60°时,A=180°-(B+C)=90°,△ABC为
直角三角形,此时a= =6.
②当C=120°时,A=180°-(B+C)=30°=B,
∴a=b=3.
综上可知,A=90°,C=60°,a=6或A=30°,C=120°,a=3.
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11. 在△ABC中,若 sin C=2 sin B cos B,且B∈( , ),则 的取
值范围为(  )
C. (0,2)
解析: 由正弦定理得 = = =2 cos B. 又 <B
< ,余弦函数在此范围内单调递减,故 < cos B< ,∴ ∈
( , ).
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12. (多选)下列说法中正确的是(  )
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
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解析: 对于A,由 = = =2R,可得a∶b∶c
=2R sin A∶2R sin B∶2R sin C= sin A∶ sin B∶ sin C,故A正
确;对于B,由 sin 2A= sin 2B,可得A=B或2A+2B=π,即A
=B或A+B= ,故B错误;对于C,在△ABC中,由正弦定理
可得, sin A> sin B a>b A>B,故C正确;对于D,由
= = =2R,可得 = =2R= ,
故D正确.
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13. 在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若满足B
=60°,c=2的三角形有两解,则b的取值范围为 .
解析:在△ABC中,B=60°,c=2,由正弦定理 = ,
得c= .若此三角形有两解,则必须满足的条件为c>b>c
sin B,即 <b<2.
( ,2)
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14. (2024·嘉兴月考)已知△ABC中,角A,B,C所对的边分别为
a,b,c,且a cos C+ c=b.
(1)求角A的大小;
解:由a cos C+ c=b,
得 sin A cos C+ sin C= sin B.
因为 sin B= sin (A+C)= sin A cos C+ cos A sin C,
所以 sin C= cos A sin C.
因为 sin C≠0,所以 cos A= .
因为0<A<π,所以A= .
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(2)若a=1,b= ,求c的值.
解:由正弦定理,得 sin B= = .
又b>a,所以B>A,所以B= 或B= .
①当B= 时,由A= ,得C= ,
所以c= =2.
②当B= 时,由A= ,得C= .
所以c=a=1.
综上可得c=1或c=2.
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15. 如图,在△ABC中,∠ABC=∠BPC=90°,AB= ,BC=1,
∠APC=120°,则tan∠BCP= .

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解析:由题得AC= =2,∠ACB=60°.设∠BCP
=α,∴∠ACP=60°-α,∠CAP=180°-120°-(60°-α)
=α,在Rt△PBC中,PC=1× cos α= cos α.在△ACP中,由正
弦定理得 = ,∴tan α= .
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16. 在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a= ,
A= ,试求△ABC的周长的取值范围.
解:由正弦定理,得 = = ,
即 = = =2,
∴b=2 sin B,c=2 sin C,
∴△ABC的周长为L=a+b+c= +2 sin B+2 sin C= +2
sin B+2 sin ( -B)
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= +3 sin B+ cos B
= +2 sin (B+ ),
又B∈(0, ),∴B+ ∈( , ),
∴ sin (B+ )∈( ,1],∴L∈(2 ,3 ].
即△ABC的周长的取值范围为(2 ,3 ].
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