6.4.3第二课时 正弦定理

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6.4.3第二课时 正弦定理

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第二课时 正弦定理
知识点一 正弦定理的推导
01
知识点二 已知两角及一边解三角形
02
提能点 判断三角形的形状
04
目录
课时作业
05
知识点三 已知两边及一边的对角解三角形
03
知识点一
正弦定理的推导
01
PART
问题 (1)如图,在Rt△ABC中,C=90°,边a,b,c与角A,B的关
系是什么?
提示: sin A= , sin B= ,可以变形写成c= = ,又 sin C=1,
则上式可写成 = = .
(2)在锐角三角形和钝角三角形中,上述关系是否成立?你能用向量的
方法证明吗?
提示:成立.
①如图,在锐角△ABC中,过点A作与 垂直的单位向
量j,则j与 的夹角为 -A,j与 的夹角为 -C.
因为 + = ,所以j·( + )=j· .
由分配律,得j· +j· =j· ,即|j|| |· cos +|
j|| | cos ( -C)=|j|| | cos ( -A),
②当△ABC是钝角三角形时,不妨设A为钝角(如图所示),
过点A作与 垂直的单位向量j,则j与 的夹角为A- ,j与 的夹
角为 -C,
仿照上述方法,同样可得 = = .
也即a sin C=c sin A,所以 = .同理,过点C作与 垂直的单位向量m,可得 = .因此 = = .
(3)在△ABC中, = = ,那么这个比值有什么特殊的含义吗?
提示:观察图,
无论怎么移动B',都会有角B'=B,
所以在△AB'C中, = =c,c是Rt△ABC,△AB'C外接圆的直径,
所以对任意△ABC,均有 = = =2R(R为△ABC外接圆的半径).
【知识梳理】
1. 正弦定理的表示
(1)文字语言:在一个三角形中,各边和它所对角的 的比相
等,该比值为该三角形外接圆的直径;
(2)符号语言:在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,
则 =    =    =2R(R为△ABC的外接圆的半径).
正弦 
 
 
2. 正弦定理的变形形式
设三角形的三边长分别为a,b,c,外接圆半径为R,正弦定理有如下
变形:
(1)a=2R sin A,b=2R sin B,c= ;
(2) sin A= , sin B=    , sin C= ;
(3)a∶b∶c= sin A∶ sin B∶ sin C;
(4) = = = =2R;
(5)a sin B=b sin A,b sin C=c sin B,a sin C=c sin A.
2R sin C 
 
知识点二
已知两角及一边解三角形
02
PART
【例1】 (链接教材P47例7)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为
a,b,c,已知a=2 ,A=30°,B=45°,解三角形.
解:因为 = = ,所以b= = = =4;因
为C=180°-(A+B)=180°-(30°+45°)=105°,所以c=
= = =2+2 .
【规律方法】
已知两角及一边解三角形的一般步骤
训练1 在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知B=
,C= ,a=5,则此三角形的最大边长为  5  .
解析:∵B= ,C= ,∴A= ,∴B所对的边最大,∵ = ,
∴b= = =5 .
5  
知识点三
已知两边及一边的对角解三角形
03
PART
【例2】 (链接教材P47例8)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为
a,b,c,已知a= ,b= ,B=45°,解此三角形.
解:由正弦定理 = ,知 sin A= = ,
∵b<a,∴A=60°或120°,
当A=60°时,C=180°-A-B=75°,
∴c= = = ;
当A=120°时,C=180°-A-B=15°,
∴c= = = .
故当A=60°时,C=75°,c= ;
当A=120°时,C=15°,c= .
变式 若本例中“B=45°”变为“A=60°”,其他条件不变,解此三
角形.
解:由正弦定理 = ,知 sin B= = ,
∵b<a,∴B=45°,∴C=75°,
∴c= = = .
【规律方法】
已知两边及一边的对角解三角形的步骤
训练2 在△ABC中,已知A= ,a= ,b=1,则c的值为(  )
A. 1 B. 2
C. -1 D.
解析: 由 = 及已知可得 = ,∴ sin B= ,由a>b,
得A>B,又A= ,∴B∈(0, ),∴B= .故C=π- - = ,由
勾股定理得c= =2.

04
PART
提能点
判断三角形的形状
【例3】 在△ABC中,若 =2 cos A,则此三角形为(  )
A. 直角三角形 B. 等腰三角形
C. 等边三角形 D. 等腰直角三角形
解析: 由 =2 cos A可得 sin B=2 sin C cos A,易知 sin B= sin (A+
C)= sin A cos C+ cos A sin C,所以2 sin C cos A= sin A cos C+ cos A sin
C sin (C-A)=0,由于C,A为△ABC的内角,故C=A,故△ABC
为等腰三角形.故选B.

【规律方法】
利用正弦定理判断三角形形状的方法
(1)化边为角:将题目中的所给条件,利用正弦定理化边为角,再根据
三角函数的有关知识得到三个内角的关系,进而确定三角形的形状;
(2)化角为边:将题目中的所给条件,利用正弦定理化角为边,再根据
代数恒等变换得到边的关系(如a=b,a2+b2=c2),进而确定三角形的
形状.
训练3 已知在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,若
= = ,则△ABC是(  )
A. 锐角三角形
B. 钝角三角形
C. 等腰直角三角形
D. 有一个内角是30°的直角三角形
解析: 已知 = = ,由正弦定理可得 cos A= sin A, cos B
= sin B,故A=B= ,C= ,则△ABC是等腰直角三角形.故选C.

三角形解的个数判断
通过教材P47例8我们知道,已知三角形的两边和其中一边的对角,可求其
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
a=b sin A 一解
分类 图形 关系式 解的个数
A为锐角 b sin A<a<b 两解
a≥b 一解
A为钝角或直角 a>b 一解
a≤b 无解
【典例】 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.
【迁移应用】
1. 在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,则下列判断正
确的是(  )
A. B=30°,c=4,b=5,有两解
B. B=30°,c=4,b=3.9,有一解
C. B=30°,c=4,b=3,有一解
D. B=30°,c=4,b=1,无解

解析: 选项A,因为b=5>c=4,所以B=30°>C,△ABC只有一
解,故A错误;选项B,因为c sin 30°=2<b=3.9<c=4,所以△ABC
有两解,故B错误;选项C,因为c sin 30°=2<b=3<c=4,所以△ABC
有两解,故C错误;选项D,因为b=1<c sin 30°=2,所以△ABC无解,
故D正确.故选D.
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
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.

1. 在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.下列等式正确的
是(  )
A. a∶b=A∶B
B. a∶b= sin A∶ sin B
C. a∶b= sin B∶ sin A
D. a sin A=b sin B
解析: 由正弦定理 = 可得a∶b= sin A∶ sin B,可知B正确.

2. 在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知a=4 ,b=
4 ,B=45°,则A=(  )
A. 60° B. 120°
C. 60°或120° D. 以上答案都不对
解析: 由正弦定理 = ,得 sin A= = .∵a>b,∴A>
B,∴A=60°或120°.

3. 在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=2,A=
45°,B=30°,则b的值及△ABC外接圆的半径分别为(  )
A. ,2 B. ,
C. 2 , D. 2 ,2
解析: 由正弦定理可得b= = = .设△ABC的外接圆的半径
为R,则由正弦定理可得2R= = =2 ,所以R= .故选B.

4. 在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知b=6 ,c
=6,C=30°,求a.
解:由正弦定理,得 = ,得 sin B= = .
因为b>c,所以B>C=30°,所以B=60°或B=120°.
当B=60°时,A=90°,a= = =12;
当B=120°时,A=30°,a= = =6.
所以a=6或a=12.
课堂小结
1.理清单
(1)正弦定理及变形形式;
(2)利用正弦定理解三角形;
(3)应用正弦定理判断三角形的形状.
2.应体会
在解三角形的过程中,正弦定理及公式变形实现边角互化,体现了转化与化归、数形结合的思想方法.
3.避易错
已知两边及其中一边对角解三角形时一般要分类讨论.
课时作业
05
PART
1. 在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,已知b=2,A
=45°,B=60°,则a=(  )
A. B. 2
解析: 已知b=2,A=45°,B=60°,由正弦定理可得 = ,
则a= = = .故选A.
C. 2 D. 4
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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(  )
A. B.
C. D.
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. 在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c.已知A=45°,a
=6,b=3 ,则B的大小为(  )
A. 30° B. 60°
C. 30°或150° D. 60°或120°
解析: 由正弦定理得 = ,即 = ,解得 sin B= ,
又B为三角形内角,所以B=30°或B=150°,又因为a>b,所以A>
B,即B=30°.

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4. 在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c, sin A- sin B+
=0,则△ABC的形状一定为(  )
A. 直角三角形 B. 等腰三角形
解析: 在△ABC中, sin A- sin B+ =0,则由正弦定理可得
( sin A- sin B)+ =(1+ )·( sin A- sin B)=0.
因为A,B,C∈(0,π),所以 sin C>0,可得 +1≠0,所以 sin A
= sin B,则有a=b,则△ABC一定为等腰三角形.故选B.

C. 等边三角形 D. 钝角三角形
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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
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.
C. 直角三角形 D. 等腰直角三角形


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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=    .
1∶1∶
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∶ .
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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. 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,因为 sin B= ,0<B<π,所以B= 或B= π.又因
为B+C<π,C= ,所以B= ,所以A=π- - = π.因为 =
,所以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. 已知△ABC的内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若 cos A=
,a=1,则 =(  )
A. B.
C. 2 D. 3

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解析: 因为 cos A= ,0<A<π,所以 sin A= = ,在
△ABC中,由正弦定理 = = =2R(R为△ABC外接圆的半
径),得b=2R sin B,c=2R sin C,则 = =2R
= = =3.故选D.
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12. 在△ABC中,若 sin C=2 sin B cos B,且B∈( , ),则 的取值范
围为(  )
A. ( , ) B. ( ,2)
C. (0,2) D. ( ,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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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. 在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且 b sin A=a
cos B.
(1)求B;
解: 由 b sin A=a cos B及正弦定理,
得 sin B sin A= sin A cos B.
在△ABC中, sin A≠0,∴ sin B= cos B,
∴tan B= .
∵0<B<π,∴B= .
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(2)若b=3, sin C= sin A,求a,c.
解: 由 sin C= sin A及正弦定理,
得c= a, ①
由余弦定理b2=a2+c2-2ac cos B,
得32=a2+c2-2ac cos ,
即a2+c2- ac=9, ②
联立①②,解得a=3,c=3 (负值舍去).
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15. 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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