资源简介 *第37课时 三角形中的高线、中线、角平分线(进阶课)[总体概览] 在解三角形的高考试题中,往往涉及三角形的高线、中线与角平分线,解决此类问题除了应用正弦定理、余弦定理外,还要恰当地使用其几何性质.类型一 高线问题[典例1] (2025·北京卷)在△ABC中,cos A=-,a sin C=4.(1)求c的值;(2)从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得△ABC存在,求BC边上的高.条件①:a=6;条件②:a sin B=;条件③:△ABC的面积为10.__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________通性通法:(1)设h1,h2,h3分别为△ABC的边a,b,c上的高,则h1∶h2∶h3=∶∶=∶∶.(2)求高一般采用等面积法,即求某边上的高,需要求出面积和相应底边的长度.高线的两个作用:①产生直角三角形;②与三角形的面积相关.类型二 中线问题[典例2] (2023·新高考Ⅱ卷节选)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知△ABC的面积为,D为BC的中点,且AD=1.若b2+c2=8,求b,c.__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 通性通法:解答三角形的中线问题的两种思路(1)应用中线长定理:在△ABC中,AD是边BC上的中线,则AB2+AC2=2(BD2+AD2).(2)向量法:如图,=(b2+c2+2bc·cos ∠BAC).推导过程:由=+),得=)2=++||·||·cos ∠BAC,所以=(b2+c2+2bc cos ∠BAC).类型三 角平分线问题[典例3] (2026·乌鲁木齐模拟)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且b cos C+c cos B=2a cos A,∠CAB的平分线交BC于点E.(1)求A的大小;_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)若b=6,S△ABC=3,求AE的长._______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________思维建模:角平分线模型(解三角形中的角平分线问题)第1步 等面积法列式:大三角形面积等于小三角形面积和.第2步 解方程:代入公式求出角平分线长.第37课时 三角形中的高线、中线、角平分线(进阶课)类型一典例1 解:(1)因为cos A=-,A∈(0,π),所以sin A=,由正弦定理,得asin C=csin A=4,所以c==6.(2)若△ABC存在,设BC边上的高为AD.若选①:a=6,因为c=6,所以C=A,因为cos A=-<0,这表明此时△ABC有两个钝角,而这是不可能的,所以此时△ABC不存在,故BC边上的高也不存在.若选②:asin B=,由asin C=4,由(1)知c=6,所以b=5,所以由余弦定理得a===9,此时△ABC是存在的,且唯一确定,所以S△ABC=bcsin A=BC·AD,即×5×6××9AD,解得AD=.所以BC边上的高为.若选③:△ABC的面积是10,由(1)知c=6,sin A=,则S△ABC=bcsin A=b×6×=10,解得b=5,由余弦定理可得a==9,此时△ABC是存在的,且唯一确定,则BC边上的高满足S△ABC=a·AD=AD=10,即AD=.类型二典例2 解:法一:因为D为BC的中点,所以BD=DC.因为∠ADB+∠ADC=π,所以cos∠ADB=-cos∠ADC,则在△ABD与△ADC中,由余弦定理的推论,得=-,即1+BD2-c2=-(1+BD2-b2),所以2BD2=b2+c2-2=6,所以BD=,所以a=2.在△ABC中,由余弦定理的推论,得cos∠BAC==-,所以S△ABC=bcsin∠BAC=bc=bc,解得bc=4(舍负).则由解得b=c=2.法二:在△ABC中,因为D为BC的中点,则),所以(c2+b2+2bccos∠BAC),又AD=1,b2+c2=8,则1=(8+2bccos∠BAC),∴bccos∠BAC=-2,①由S△ABC=bcsin∠BAC=,得bcsin∠BAC=2,②由①②解得tan∠BAC=-,∵∠BAC∈(0,π),∴∠BAC=,∴bc=4,又b2+c2=8,∴b=c=2.法三:在△ABC中,由中线长公式可得2(BD2+AD2)=AB2+AC2,又BD=BC,AD=1,b2+c2=8,则(2AD)2+BC2=2(AB2+AC2),即22+a2=2(b2+c2)=16,所以a2=12.又S△ABC=bcsin∠BAC=,因而bcsin∠BAC=2,又由余弦定理a2=b2+c2-2bccos A,得12=8-2bccos∠BAC,所以bccos∠BAC=-2,故tan∠BAC=-,cos∠BAC=-,所以bc=4,又b2+c2+2bc=8+8=16=(b+c)2,b2+c2-2bc=8-8=0=(b-c)2,故b=c=2.类型三典例3 解:(1)由bcos C+ccos B=2acos A及正弦定理,可得sin Bcos C+sin Ccos B=2sin Acos A,即sin(B+C)=sin A=2sin Acos A,因为A∈(0,π),sin A≠0,所以cos A=,即A=.(2)由S△ABC=bcsin A=×6×c=3,可得c=2,由S△ABC=S△ABE+S△ACE,可得AB·AE·sinAC·AE·sin=3,即×AE×(2+6)=3,解得AE=.1 / 4(共53张PPT)第四章 三角函数与解三角形*第37课时 三角形中的高线、中线、角平分线(进阶课)[总体概览] 在解三角形的高考试题中,往往涉及三角形的高线、中线与角平分线,解决此类问题除了应用正弦定理、余弦定理外,还要恰当地使用其几何性质.类型一 高线问题[典例1] (2025·北京卷)在△ABC中,cos A=-,asin C=4.(1)求c的值;(2)从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得△ABC存在,求BC边上的高.条件①:a=6;条件②:asin B=;条件③:△ABC的面积为10.[解] (1)因为cos A=-,A∈(0,π),所以sin A=,由正弦定理,得asin C=csin A=4,所以c==6.(2)若△ABC存在,设BC边上的高为AD.若选①:a=6,因为c=6,所以C=A,因为cos A=-<0,这表明此时△ABC有两个钝角,而这是不可能的,所以此时△ABC不存在,故BC边上的高也不存在.若选②:asin B=,由asin C=4,由(1)知c=6,所以b=5,所以由余弦定理得a===9,此时△ABC是存在的,且唯一确定,所以S△ABC=bcsin A=BC·AD,即×5×6××9AD,解得AD=.所以BC边上的高为.若选③:△ABC的面积是10,由(1)知c=6,sin A=,则S△ABC=bcsin A=b×6×=10,解得b=5,由余弦定理可得a==9,此时△ABC是存在的,且唯一确定,则BC边上的高满足S△ABC=a·AD=AD=10,即AD=.通性通法:(1)设h1,h2,h3分别为△ABC的边a,b,c上的高,则h1∶h2∶h3=∶∶∶∶.(2)求高一般采用等面积法,即求某边上的高,需要求出面积和相应底边的长度.高线的两个作用:①产生直角三角形;②与三角形的面积相关.【教用·备选题】1.(2026·郴州模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若A=,a=4,BC边上的高AD=,则b+c=( )A.2 B.4C.8 D.4√A [已知BC边上的高AD=,a=4,A=,则S△ABC=a·AD=bcsin A=bc·×4×bc,解得bc=8,由余弦定理a2=b2+c2-2bccos A,即42=b2+c2-2bccos,即16=b2+c2-bc,可得16=(b+c)2-2bc-bc,即16=(b+c)2-3bc=(b+c)2-24,解得b+c==2.故选A.]2.(2026·蚌埠模拟)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且2acos A+bcos C=ccos(A+C).(1)求角A的大小;(2)若a=,BC边上的高为,求△ABC的周长.[解] (1)因为2acos A+bcos C=ccos(A+C),所以2acos A+bcos C=-ccos B,由正弦定理得2sin Acos A+sin Bcos C=-sin Ccos B,所以2sin Acos A=-sin Ccos B-sin Bcos C=-sin(B+C)=-sin A,又sin A≠0,所以cos A=-,又A∈(0,π),所以A=.(2)因为a=,BC边上的高为h=,所以△ABC的面积S=×a×h=,又由△ABC的面积S=bcsin A=bc×,解得bc=4,由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A=b2+c2+bc=(b+c)2-bc,而a=,所以21=(b+c)2-4,解得b+c=5(舍负),所以△ABC的周长为a+b+c=5+.3.(2026·武汉模拟)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.(1)求C;(2)若a-b=2,△ABC的面积为2,求AB边上的高.[解] (1)由正弦定理及,即sin C=1+cos C,整理得,2sin=1,即sin,因为C∈(0,π),所以C-,所以C-,即C=.(2)因为△ABC的面积为2,所以absin C=ab=2,即ab=8,由余弦定理,得c2=a2+b2-2abcos C=a2+b2-ab=(a-b)2+ab=22+8=12,解得c=2(舍负),设AB边上的高为h,由ch=2,解得h==2.类型二 中线问题[典例2] (2023·新高考Ⅱ卷节选)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知△ABC的面积为,D为BC的中点,且AD=1.若b2+c2=8,求b,c.[解] 法一:因为D为BC的中点,所以BD=DC.因为∠ADB+∠ADC=π,所以cos∠ADB=-cos∠ADC,则在△ABD与△ADC中,由余弦定理的推论,得=-,即1+BD2-c2=-(1+BD2-b2),所以2BD2=b2+c2-2=6,所以BD=,所以a=2.在△ABC中,由余弦定理的推论,得cos∠BAC==-,所以S△ABC=bcsin∠BAC=bcbc,解得bc=4(舍负).则由解得b=c=2.法二:在△ABC中,因为D为BC的中点,则),所以(c2+b2+2bccos∠BAC),又AD=1,b2+c2=8,则1=(8+2bccos∠BAC),∴bccos∠BAC=-2,①由S△ABC=bcsin∠BAC=,得bcsin∠BAC=2,②由①②解得tan∠BAC=-,∵∠BAC∈(0,π),∴∠BAC=,∴bc=4,又b2+c2=8,∴b=c=2.法三:在△ABC中,由中线长公式可得2(BD2+AD2)=AB2+AC2,又BD=BC,AD=1,b2+c2=8,则(2AD)2+BC2=2(AB2+AC2),即22+a2=2(b2+c2)=16,所以a2=12.又S△ABC=bcsin∠BAC=,因而bcsin∠BAC=2,又由余弦定理a2=b2+c2-2bccos A,得12=8-2bccos∠BAC,所以bccos∠BAC=-2,故tan∠BAC=-,cos∠BAC=-,所以bc=4,又b2+c2+2bc=8+8=16=(b+c)2,b2+c2-2bc=8-8=0=(b-c)2,故b=c=2.通性通法:解答三角形的中线问题的两种思路(1)应用中线长定理:在△ABC中,AD是边BC上的中线,则AB2+AC2=2(BD2+AD2).(2)向量法:如图,(b2+c2+2bc·cos ∠BAC).推导过程:由)2=|·||·cos ∠BAC,所以(b2+c2+2bccos∠BAC).【教用·备选题】1.(2026·天水模拟)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a=8,b=9,c=7,则BC边上的中线AM的长为 _________. 7 [由题意可得2,两边平方可得4+2=c2+b2+2cbcos ∠BAC=c2+b2+c2+b2-a2=2×(49+81)-64=196,解得||=7.]7 2.(2025·沧州一模)已知△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足a∶b∶c=∶2∶1.(1)求角A的值;(2)若D为BC的中点,求AD∶BC的值.[解] (1)设c=k,则a=k,b=2k,k>0,利用余弦定理的推论可得cos A==-,因为A∈(0,π),所以A=.(2)设c=k,则a=k,b=2k,k>0,因为D为BC的中点,所以),两边平方可得)2,所以4+2||||·cos∠BAC=k2+4k2+2×k×2k×=3k2,即AD=k,所以AD∶BC=k∶k=.3.(2025·徐州二模)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知acos A+asin A=bcos B+bsin B,且a≠b.(1)求C;(2)若D为AB边的中点,且AB=1,CD=,求△ABC的面积.[解] (1)根据acos A+asin A=bcos B+bsin B,由正弦定理得sin Acos A+sin2A=sin Bcos B+sin2B,即sin 2A+cos 2A=sin 2B+cos 2B,可得sin 2A-cos 2A=sin 2B-cos 2B,即sinsin.由a≠b,可知A≠B,所以2A-+2B-=π+2kπ(k∈Z),取k=0,解得A+B=,所以C=π-(A+B)=.(2)在△ABC中,由余弦定理得AB2=AC2+BC2-2AC·BC·cos C,即1=b2+a2-ab,①由题意知,CD是△ABC的中线,可得2,所以4+2,整理得5=b2+a2+ab,②由 ②-①,解得ab=,所以△ABC的面积S=absin C=.类型三 角平分线问题[典例3] (2026·乌鲁木齐模拟)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且bcos C+ccos B=2acos A,∠CAB的平分线交BC于点E.(1)求A的大小;(2)若b=6,S△ABC=3,求AE的长.[解] (1)由bcos C+ccos B=2acos A及正弦定理,可得sin Bcos C+sin Ccos B=2sin Acos A,即sin(B+C)=sin A=2sin Acos A,因为A∈(0,π),sin A≠0,所以cos A=,即A=.(2)由S△ABC=bcsin A=×6×c=3,可得c=2,由S△ABC=S△ABE+S△ACE,可得AB·AE·sinAC·AE·sin=3,即×AE×(2+6)=3,解得AE=.思维建模:角平分线模型(解三角形中的角平分线问题)第1步 等面积法列式:大三角形面积等于小三角形面积和.第2步 解方程:代入公式求出角平分线长.【教用·通性通法】角平分线问题的处理策略在△ABC中,AD平分∠BAC.(1)角平分线定理:;(2)利用两个小三角形面积和等于大三角形面积处理,即S△ABD+S△ACD=S△ABC.【教用·备选题】1.(2026·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√D [在△ABC中,AB=4,AC=6,cos B=,由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2AB·BC·cos B,即62=42+BC2-2×4×BC×,解得BC=5或BC=-4(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,由余弦定理得AD2=AB2+BD2-2AB·BD·cos B=16+4-2×4×2×=18,解得AD=3(舍负),即AD的长度为3.故选D.]2.(2026·昌黎县模拟)已知△ABC的面积为6,A=60°,AB=3,B的内角平分线交边AC于点D,则AD的长为( )A. B.C. D.7√A [因为△ABC的面积为6,A=60°,AB=3,S△ABC=AB×ACsin A=×3×AC×=6,解得AC=8,由余弦定理BC2=AB2+AC2-2AB×ACcos A=9+64-2×3×8cos 60°=49,解得BC=7(舍负),因为BD平分∠ABC,所以由角平分线的性质可得,即,解得AD=.故选A.]3.(2023·全国甲卷)在△ABC中,∠BAC=60°,AB=2,BC=,∠BAC的角平分线交BC于D,则AD=______________. 2 [由余弦定理的推论得cos 60°=,整理得AC2-2AC-2=0,解得AC=1+(舍负).因为S△ABC=S△ABD+S△ACD,所以×2ACsin 60°=×2ADsin 30°+AC×ADsin 30°,所以AD==2.]21.(2025·哈尔滨月考)如图,在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知b=3,c=6,sin 2C=sin B,且AD为BC边上的中线,AE为∠BAC的角平分线.(1)求cos C及线段BC的长;(2)求△ADE的面积.课时作业(三十七) 三角形中的高线、中线、角平分线(进阶课)[解] (1)根据题意,sin 2C=sin B 2sin Ccos C=sin B,由正弦定理得2ccos C=b,又b=3,c=6,所以cos C=,由cos C=,且a>0,解得a=6,即BC=6.(2)因为AD为BC边上的中线,所以CD=BC=3,因为AE平分∠BAC,故=2,可得CE=BC=2,由(1)知cos C=,则sin C=,所以S△ADE=S△ACD-S△ACE=×3×3××3×2×.2.(2023·新高考Ⅰ卷)已知在△ABC中,A+B=3C,2sin(A-C)=sin B.(1)求sin A;(2)设AB=5,求AB边上的高.[解] 法一:(1)在△ABC中,A+B=π-C,因为A+B=3C,所以3C=π-C,所以C=.因为2sin(A-C)=sin B,所以2sin=sin,展开并整理得(sin A-cos A)=(cos A+sin A),得sin A=3cos A,又sin2A+cos2A=1,且sin A>0,所以sin A=.(2)由正弦定理得,即BC=·sin A==3,由余弦定理得AB2=AC2+BC2-2AC·BCcos C,即52=AC2+(3)2-2AC·3cos ,整理得AC2-3AC+20=0,解得AC=或AC=2.由(1)得,tan A=3>又A+B=,所以B>,即C设AB边上的高为h,则×AB×h=×AC×BCsin C,即5h=2×3,解得h=6,所以AB边上的高为6.法二:(1)在△ABC中,A+B=π-C,因为A+B=3C,所以3C=π-C,所以C=.因为2sin(A-C)=sin B,所以2sin(A-C)=sin[π-(A+C)]=sin(A+C),所以2sin Acos C-2cos Asin C=sin Acos C+cos Asin C,所以sin Acos C=3cos Asin C,易得cos Acos C≠0,所以tan A=3tan C=3tan =3,又sin A>0,所以sin A=.(2)由(1)知sin A=,tan A=3>0,所以A为锐角,所以cos A=,所以sin B=sin(cos A+sin A)=,由正弦定理得,即AC==2,故AB边上的高为AC·sin A=2=6.3.(2025·福建质检)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,且asin C=csin B,C=.(1)求B的大小;(2)若△ABC的面积为,求BC边上中线的长.[解] (1)∵asin C=csin B,∴由正弦定理,得sin Asin C=sin Csin B,∵00,∴sin A=sin B,∵0∴A=B或A+B=π(舍去),∵A+B+C=π,且C=,∴B=.(2)依题意得absin C,∵A=B,∴a=b,∴a2×,得a=b=,由正弦定理,得c==3,设BC的中点为D,连接AD(图略),∵+2||||·cos∠CAB),解得||=.∴AD=.谢谢!课时作业(三十七) 三角形中的高线、中线、角平分线(进阶课)1.(15分)(2025·哈尔滨月考)如图,在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知b=3,c=6,sin 2C=sin B,且AD为BC边上的中线,AE为∠BAC的角平分线.(1)求cos C及线段BC的长;(2)求△ADE的面积.2.(15分)(2023·新高考Ⅰ卷)已知在△ABC中,A+B=3C,2sin (A-C)=sin B.(1)求sin A;(2)设AB=5,求AB边上的高.3.(15分)(2025·福建质检)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,且a sin C=c sin B,C=.(1)求B的大小;(2)若△ABC的面积为,求BC边上中线的长.课时作业(三十七)1.解:(1)根据题意,sin 2C=sin B 2sin Ccos C=sin B,由正弦定理得2ccos C=b,又b=3,c=6,所以cos C=,由cos C=,且a>0,解得a=6,即BC=6.(2)因为AD为BC边上的中线,所以CD=BC=3,因为AE平分∠BAC,故=2,可得CE=BC=2,由(1)知cos C=,则sin C=,所以S△ADE=S△ACD-S△ACE=×3×3××3×2×.2.解:法一:(1)在△ABC中,A+B=π-C,因为A+B=3C,所以3C=π-C,所以C=.因为2sin(A-C)=sin B,所以2sin=sin,展开并整理得(sin A-cos A)=(cos A+sin A),得sin A=3cos A,又sin2A+cos2A=1,且sin A>0,所以sin A=.(2)由正弦定理得,即BC=·sin A=×=3,由余弦定理得AB2=AC2+BC2-2AC·BCcos C,即52=AC2+(3)2-2AC·3cos ,整理得AC2-3AC+20=0,解得AC=或AC=2.由(1)得,tan A=3>又A+B=,所以B>,即C设AB边上的高为h,则×AB×h=×AC×BCsin C,即5h=2×3×,解得h=6,所以AB边上的高为6.法二:(1)在△ABC中,A+B=π-C,因为A+B=3C,所以3C=π-C,所以C=.因为2sin(A-C)=sin B,所以2sin(A-C)=sin[π-(A+C)]=sin(A+C),所以2sin Acos C-2cos Asin C=sin Acos C+cos Asin C,所以sin Acos C=3cos Asin C,易得cos Acos C≠0,所以tan A=3tan C=3tan =3,又sin A>0,所以sin A=.(2)由(1)知sin A=,tan A=3>0,所以A为锐角,所以cos A=,所以sin B=sin(cos A+sin A)=×,由正弦定理得,即AC==2,故AB边上的高为AC·sin A=2×=6.3.解:(1)∵asin C=csin B,∴由正弦定理,得sin Asin C=sin Csin B,∵00,∴sin A=sin B,∵0∴A=B或A+B=π(舍去),∵A+B+C=π,且C=,∴B=.(2)依题意得absin C,∵A=B,∴a=b,∴a2×,得a=b=,由正弦定理,得c==3,设BC的中点为D,连接AD(图略),∵+2||·||cos∠CAB),解得||=.∴AD=.1 / 2 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第四章 第37课时 三角形中的高线、中线、角平分线(进阶课).docx 第四章 第37课时 三角形中的高线、中线、角平分线(进阶课).pptx 课时作业37 三角形中的高线、中线、角平分线(进阶课).docx