高考数学二轮专题复习 微专题9 解三角形 学案(含解析)

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高考数学二轮专题复习 微专题9 解三角形 学案(含解析)

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微专题9 解三角形
正弦定理、余弦定理
【例1】 (1)(2025·福建福州模拟)已知a,b,c分别为△ABC的三个内角A,B,C的对边,若=,则C= (  )
A. B.
C. D.
(2)(2025·湖南邵阳模拟)已知在△ABC中,AB=4,AC=6,cos B=.若△ABC的角平分线AD交边BC于点D,则AD= (  )
A. B.
C. D.3
[听课记录] _________________________________________________________
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【规律方法】 三角形中边角互化的基本原则
(1)若式子中含有正弦的齐次式,优先考虑正弦定理“角化边”.
(2)若式子中含有a,b,c的齐次式,优先考虑正弦定理“边化角”.
(3)若式子中含有余弦的齐次式,优先考虑余弦定理“角化边”.
(4)同时出现两个自由角(或三个自由角)时,要用到三角形的内角和定理.
【跟踪训练1】
(1)(2025·内蒙古赤峰三模)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且b+c=a,cos B=,则△ABC的形状是 (  )
A.等腰三角形 B.钝角三角形
C.直角三角形 D.不确定的
(2)(多选)(2025·甘肃嘉峪关三模)在锐角三角形ABC中,设a=6,c=5,sin B=,则下列说法正确的是 (  )
A.b=4
B.AC边上的高是
C.△ABC的面积是
D.△ABC内切圆的面积是
(3)(2025·黑龙江绥化模拟)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a=bsin A,sin2A-sin Asin B+sin2B=sin2C,则A= (  )
A. B.或
C. D.
正弦定理、余弦定理的综合应用
【例2】 记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知a=2,b2+c2-a2=bc,O为△ABC的外心.
(1)求△BOC的面积;
(2)求△ABC周长的取值范围.
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【规律方法】 求解三角形中最值、范围问题的策略
(1)基本不等式法:利用余弦定理,找三角形三边之间的关系,利用基本不等式将a+b与ab相互转化求最值或取值范围.
(2)函数法:利用正弦定理,将边化成角的正弦,利用三角恒等变换化简为含有一角的三角函数,并利用三角函数的性质求最值或取值范围.
【跟踪训练2】
(2025·山东德州三模)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知2sin B=sin A+cos Atan C.
(1)求C;
(2)若2(a+b)=c2,求c的最大值.
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解三角形的实际应用
【例3】 (1)(2025·江西景德镇三模)如图,圭表是我国古代一种通过测量正午日影长度来推定节气的天文仪器,它包括一根直立的标竿(称为“表”)和一把呈南北方向水平固定摆放的与标竿垂直的长尺(称为“圭”).当正午太阳照射在表上时,日影便会投影在圭面上,太阳光与圭面所成角就是太阳高度角.圭面上日影长度最长的那一天定为冬至,投影点为冬至线.日影长度最短的那一天定为夏至,投影点为夏至线.已知景德镇冬至正午太阳高度角为36.9°,夏至正午太阳高度角为θ,表高42 cm,圭面上冬至线与夏至线之间的距离为50 cm,则sin(θ-36.9°)的值为 (  )
A. B.
C. D.
(2)(2025·安徽黄山二模)如图1,为了测量两山顶M,N间的距离,飞机沿水平方向在A,B两点进行测量,A,B,M,N在同一个铅垂平面内,其平面图形如图2所示.已知∠ABM=30°,∠BAN=45°,∠MAN=60°,∠MBN=90°,AB=2,则MN= (  )
 
A.5(-1) B.5
C.5(+1) D.10
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【规律方法】 解三角形实际应用问题的步骤
【跟踪训练3】
(1)(2025·江苏南通模拟)图1是某长方体建筑,图2中长方体ABCD A1B1C1D1是该建筑的直观图,点N在AB的延长线上,MN是垂直于地面的测量标杆,高为h m.现测得BC长为a m,在M处测得点B1的仰角为α,点C1的仰角为β,则建筑物的高BB1为(单位:m) (  )
 
A.h+
B.h+
C.h+a
D.h+
(2)“文翁千载一时珍,醉卧襟花听暗吟”表达了对李时珍学识渊博、才华横溢的赞叹.李时珍是湖北省蕲春县人,明代著名医药学家.他历经27个寒暑,三易其稿,完成了192万字的巨著《本草纲目》,被后世尊为“药圣”.为纪念李时珍,人们在美丽的蕲春县独山修建了一座雕像,如图所示.某数学学习小组为测量雕像的高度,在地面上选取共线的A,B,C三点,分别测得雕像顶的仰角为60°,45°,30°,且AB=BC= m,则雕像高为________m.
1/1微专题9 解三角形
正弦定理、余弦定理
【例1】 (1)(2025·福建福州模拟)已知a,b,c分别为△ABC的三个内角A,B,C的对边,若=,则C=(  )
A.  B. 
C.  D.
(2)(2025·湖南邵阳模拟)已知在△ABC中,AB=4,AC=6,cos B=.若△ABC的角平分线AD交边BC于点D,则AD=(  )
A.  B. 
C.  D.3
(1)C (2)D [(1)根据已知条件=,得=,即a2+b2-c2=ab,
所以cos C===,C=.
(2)在△ABC中,根据余弦定理AC2=AB2+BC2-2AB·BC·cos B,
已知AB=4,AC=6,cos B=,设BC=x,则62=42+x2-2×4×x×,
解得x=5或x=-4(边长不能为负舍去),
所以BC=5.
因为AD是角平分线,根据角平分线定理,可得===.
又因为BD+DC=BC=5,所以BD=×5=2.
在△ABD中,再根据余弦定理AD2=AB2+BD2-2AB·BD·cos B,
将AB=4,BD=2,cos B=,代入可得AD2=42+22-2×4×2×=16+4-2=18,所以AD=3.]
【规律方法】 三角形中边角互化的基本原则
(1)若式子中含有正弦的齐次式,优先考虑正弦定理“角化边”.
(2)若式子中含有a,b,c的齐次式,优先考虑正弦定理“边化角”.
(3)若式子中含有余弦的齐次式,优先考虑余弦定理“角化边”.
(4)同时出现两个自由角(或三个自由角)时,要用到三角形的内角和定理.
【跟踪训练1】
(1)(2025·内蒙古赤峰三模)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且b+c=a,cos B=,则△ABC的形状是(  )
A.等腰三角形  B.钝角三角形
C.直角三角形  D.不确定的
(2)(多选)(2025·甘肃嘉峪关三模)在锐角三角形ABC中,设a=6,c=5,sin B=,则下列说法正确的是(  )
A.b=4
B.AC边上的高是
C.△ABC的面积是
D.△ABC内切圆的面积是
(3)(2025·黑龙江绥化模拟)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a=bsin A,sin2A-sin Asin B+sin2B=sin2C,则A=(  )
A.  B.或
C.  D.
(1)A (2)ABC (3)C [(1)由余弦定理的推论可得cos B===,则a+c=b.
因为b+c=a,所以a=b=3c,所以△ABC是等腰三角形.
(2)在锐角三角形ABC中,sin B=,所以cos B=,
由余弦定理可得b2=a2+c2-2accos B=16,所以b=4;
由a=6,c=5,sin B=,可得S=acsin B=.
设AC边上的高为h,由S=bh=,可得h=;
设△ABC内切圆的半径为r,由S=(a+b+c)r,可得r=,
所以△ABC内切圆的面积为,D错误.
(3)因为a=bsin A,
由正弦定理可得sin A=sin Bsin A,
又sin A>0,所以sin B=,
又sin2A-sin Asin B+sin2B=sin2C,由正弦定理可得a2-ab+b2=c2,
即a2+b2-c2=ab,
由余弦定理的推论得cos C==,
所以sin C==>sin B,
所以B为锐角,
所以cos B==,
所以cos A=-cos(B+C)
=-cos Bcos C+sin Bsin C
=×-×=-,
又A∈(0,π),所以A=.]
正弦定理、余弦定理的综合应用
【例2】 记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知a=2,b2+c2-a2=bc,O为△ABC的外心.
(1)求△BOC的面积;
(2)求△ABC周长的取值范围.
[解] (1)在△ABC中,b2+c2-a2=bc,由余弦定理的推论得cos A==,
又A∈(0,π),所以A=,
又O为△ABC的外心,
则由正弦定理得=2OB=2OC=,所以OB=OC=,
又∠BOC=2A=,
所以S△BOC=OB·OC·sin∠BOC=.
(2)法一:由(1)及正弦定理得===,
则b=sin B,c=sin C,
记△ABC的周长为l,则l=2+b+c=2+(sin B+sin C).
又A=,则C=-B,
则sin B+sin C=sin B+sin=sin B+cos B=sin,
因为0所以sin B+sin C∈,所以l∈.
法二:由b2+c2-a2=bc,a=2,得(b+c)2-4=3bc,
因为bc≤,所以(b+c)2-4≤3×,
即(b+c)2≤16,所以b+c≤4,当且仅当b=c=2时,等号成立.
因为b+c>a=2,所以2即△ABC周长的取值范围为(4,6].
【规律方法】 求解三角形中最值、范围问题的策略
(1)基本不等式法:利用余弦定理,找三角形三边之间的关系,利用基本不等式将a+b与ab相互转化求最值或取值范围.
(2)函数法:利用正弦定理,将边化成角的正弦,利用三角恒等变换化简为含有一角的三角函数,并利用三角函数的性质求最值或取值范围.
【跟踪训练2】
(2025·山东德州三模)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知2sin B=sin A+cos Atan C.
(1)求C;
(2)若2(a+b)=c2,求c的最大值.
[解] (1)由2sin B=sin A+cos Atan C,得2sin Bcos C=sin Acos C+cos Asin C,
即2sin Bcos C=sin(A+C),又A+B+C=π,则sin(A+C)=sin B≠0,
于是cos C=,又0(2)由(1)知C=,由余弦定理得c2=a2+b2-2abcos C=(a+b)2-3ab,
而2(a+b)=c2,则2(a+b)=(a+b)2-3ab,
因此(a+b)2-2(a+b)=3ab≤(a+b)2,解得a+b≤8,
当且仅当a=b=4时取等号,则c=≤4,
所以△ABC的边c的最大值为4.
解三角形的实际应用
【例3】 (1)(2025·江西景德镇三模)如图,圭表是我国古代一种通过测量正午日影长度来推定节气的天文仪器,它包括一根直立的标竿(称为“表”)和一把呈南北方向水平固定摆放的与标竿垂直的长尺(称为“圭”).当正午太阳照射在表上时,日影便会投影在圭面上,太阳光与圭面所成角就是太阳高度角.圭面上日影长度最长的那一天定为冬至,投影点为冬至线.日影长度最短的那一天定为夏至,投影点为夏至线.已知景德镇冬至正午太阳高度角为36.9°,夏至正午太阳高度角为θ,表高42 cm,圭面上冬至线与夏至线之间的距离为50 cm,则sin(θ-36.9°)的值为(  )
A.  B. 
C.  D.
(2)(2025·安徽黄山二模)如图1,为了测量两山顶M,N间的距离,飞机沿水平方向在A,B两点进行测量,A,B,M,N在同一个铅垂平面内,其平面图形如图2所示.已知∠ABM=30°,∠BAN=45°,∠MAN=60°,∠MBN=90°,AB=2,则MN=(  )
 
A.5(-1)  B.5
C.5(+1)  D.10
(1)C (2)C [(1)如图,tan∠ABC=tan 36.9°=,AC=42,所以BC=56.
又BD=50,所以CD=6,根据勾股定理得AD=30.
在△ABD中,根据正弦定理可知=,
即=,解得sin(θ-36.9°)=.
(2)由题设,∠BAM=105°,∠ABM=30°,则∠AMB=45°,而AB=2,
所以=,
则AM===,
由∠ABN=120°,∠BAN=45°,则∠ANB=15°,而AB=2,
又sin 15°===,
所以=,
则AN===3+,
所以MN=

==5(+1).]
【规律方法】 解三角形实际应用问题的步骤
【跟踪训练3】
(1)(2025·江苏南通模拟)图1是某长方体建筑,图2中长方体ABCD A1B1C1D1是该建筑的直观图,点N在AB的延长线上,MN是垂直于地面的测量标杆,高为h m.现测得BC长为a m,在M处测得点B1的仰角为α,点C1的仰角为β,则建筑物的高BB1为(单位:m) (  )
 
A.h+
B.h+
C.h+a
D.h+
(2)“文翁千载一时珍,醉卧襟花听暗吟”表达了对李时珍学识渊博、才华横溢的赞叹.李时珍是湖北省蕲春县人,明代著名医药学家.他历经27个寒暑,三易其稿,完成了192万字的巨著《本草纲目》,被后世尊为“药圣”.为纪念李时珍,人们在美丽的蕲春县独山修建了一座雕像,如图所示.某数学学习小组为测量雕像的高度,在地面上选取共线的A,B,C三点,分别测得雕像顶的仰角为60°,45°,30°,且AB=BC= m,则雕像高为________m.
(1)B (2)20.1 [(1)设建筑物高为H,
在线段BB1上截取BS=MN,则四边形BSMN为矩形,
在线段CC1上截取CT=MN,则四边形TCNM为矩形且四边形SBCT为矩形.
在直角三角形C1TM中,C1T=H-h,故TM=,同理SM=,
在直角三角形TSM中,ST=BC=a,
故a2+SM2=TM2,
故a2+=,
故H=+h
=+h
=+h.
(2)如图所示,设雕像的高为PO=h,
因为地面上选取共线的三点A,B,C,分别测得雕像顶的仰角为60°,45°,30°,
则OA=h,OB=h,OC=h,其中OB为AC的中线,
在△OAB中,由余弦定理得OA2=OB2+AB2-2OB·ABcos∠OBA,
在△OBC中,由余弦定理得OC2=OB2+BC2-2OB·BCcos(π-∠OBA),
两式相加,可得OA2+OC2=2OB2+AB2+BC2,
即+(h)2=2h2+2AB2,解得h=AB=×=20.1(m).]
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