第四章 第7节 正弦定理和余弦定理 课件(共62张PPT)+学案 2027届高中数学人教A版(2019)一轮复习

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第四章 第7节 正弦定理和余弦定理 课件(共62张PPT)+学案 2027届高中数学人教A版(2019)一轮复习

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第7节 正弦定理和余弦定理
课标要求 掌握正弦定理、余弦定理,并能解决一些简单的三角形度量问题.
1.正、余弦定理
在△ABC中,若内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,R为△ABC外接圆半径,则
定理 余弦定理 正弦定理
公式 a2= b2+c2-2bccos A; b2= c2+a2-2cacos B; c2= a2+b2-2abcos C =2R
常见 变形 cos A=; cos B=; cos C= (1)a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C; (2)sin A=,sin B=,sin C=; (3)a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C; (4)asin B=bsin A, bsin C=csin B,asin C=csin A
2.在△ABC中,已知a,b和A时,解的情况如下:
A为锐角 A为钝角 或直角
图形
关系式 a=bsin A bsin Ab a≤b
解的个数 一解 两解 一解 一解 无解
3.三角形常用面积公式
(1)S=a·ha(ha表示a边上的高).
(2)S=absin C=acsin B=bcsin A.
(3)S=r(a+b+c)(r为内切圆半径).
1.三角形中的三角函数关系
(1)sin(A+B)=sin C;
(2)cos(A+B)=-cos C;
(3)sin=cos;
(4)cos=sin.
2.在△ABC中,两边之和大于第三边,两边之差小于第三边,A>B a>b sin A>sin B cos A1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)三角形中三边之比等于相应的三个内角之比.(  )
(2)在△ABC中,若sin A>sin B,则A>B.(  )
(3)在△ABC的六个元素中,已知任意三个元素可求其他元素.(  )
(4)当b2+c2-a2>0时,△ABC为锐角三角形;当b2+c2-a2=0时,△ABC为直角三角形;当b2+c2-a2<0时,△ABC为钝角三角形.(  )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×
解析 (1)三角形中三边之比等于相应的三个内角的正弦值之比.
(3)已知三角时,不可求三边.
(4)当b2+c2-a2>0时,△ABC不一定为锐角三角形,仅确定A为锐角.
                
2.(人教A必修二P48T2(2)改编)在△ABC中,已知b=2,A=45°,C=75°,则边c=    .
答案 
解析 B=180°-45°-75°=60°,
由正弦定理,得,得c=.
3.(苏教必修二P93练习T1(3)改编)在△ABC中,AB=5,AC=3,BC=7,则∠BAC等于    .
答案 
解析 在△ABC中,AB=5,AC=3,BC=7,
由余弦定理的推论得
cos∠BAC=
=-,
因为∠BAC为△ABC的内角,
所以∠BAC=.
4.(人教B必修四P5例3改编)已知△ABC中,b=3,c=6,B=120°,则△ABC的面积为    .
答案 
解析 由正弦定理,得
sin C=.
由于b>c,故B>C,所以C=45°,
所以A=180°-120°-45°=15°,
sin 15°=sin(60°-45°)
=××,
所以△ABC的面积为
S=bcsin A=×3×6×.
考点一 利用正弦定理解三角形
例1 (1)(2026·郑州模拟)在△ABC中,已知A=30°,a=,b=2,则角C=(  )
A.45° B.105°
C.45°或135° D.15°或105°
(2)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若2acos Bsin C+2bcos Asin C=c2,则△ABC外接圆的面积是(  )
A. B.
C. D.π
答案 (1)D (2)D
解析 (1)由正弦定理得,即,
所以sin B=,
故B=45°或135°,
当B=45°时,C=180°-45°-30°=105°,
当B=135°时,C=180°-135°-30°=15°.
(2)设△ABC外接圆的半径为R,
因为2acos Bsin C+2bcos Asin C=c2,
由正弦定理,
得2sin Acos Bsin C+2sin Bcos Asin C=csin C,
因为sin C≠0,且A+B+C=π,
所以2sin(A+B)=2sin C=c,
所以=2=2R,解得R=1,
所以△ABC外接圆的面积是πR2=π.
感悟提升 1.利用正弦定理可解决以下两类三角形问题:一是已知两角和一角的对边,求其他边与角;二是已知两边和一边的对角,求其他边与角(该三角形具有不唯一性,常根据三角函数值的有界性和大边对大角定理进行判断).
2.已知△ABC的两边a,b及角A,解三角形的一般步骤
(1)由正弦定理,得到sin B=.
(2)当sin B>1时,无解;当sin B=1,且a训练1 (1)若△ABC的三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,B+C=60°,a=3,则等于(  )
A.2 B.
C. D.6
(2)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知下列条件:①b=3,c=4,B=30°;②a=5,b=4,A=30°;③c=2,b=,B=60°;④c=12,b=12,C=120°.其中满足上述条件的三角形有唯一解的是(  )
A.①④ B.①②
C.②③ D.③④
答案 (1)B (2)C
解析 (1)在△ABC中,B+C=60°,
所以A=120°,
所以,
由正弦定理以及比例的性质可得
.
(2)对于①,因为b>csin B=4×=2,且b对于②,因为a>bsin A=4×=2,且a>b,所以三角形有唯一解;
对于③,sin C==1,即C=90°,所以三角形有唯一解;
对于④,c=12,b=12,C=120°,则B=C=120°,则B+C>180°,所以三角形无解.
所以满足上述条件的三角形有唯一解的是②③.
考点二 利用余弦定理解三角形
例2 (1)在△ABC中,A,B,C的对边分别是a,b,c,已知cos 2A=cos(B+C),且a=2,bc=12,则△ABC的周长为    .
(2)(2024·全国甲卷改编)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若B=,b2=ac,则sin A+sin C=    .
答案 (1)8+2 (2)
解析 (1)cos 2A=-cos A=2cos2A-1,
即2cos2A+cos A-1=0,
解得cos A=-1(舍去)或cos A=,
在△ABC中,根据余弦定理
a2=b2+c2-2bccos A,
得b2+c2-bc=28,
∴(b+c)2-3bc=28,(b+c)2=64,
∴b+c=8,∴a+b+c=8+2.
(2)由正弦定理得sin Asin C=sin2B,
因为B=,所以sin Asin C=sin2B=.
由余弦定理得b2=a2+c2-2ac·cos B=a2+c2-ac=ac,所以a2+c2=ac,
所以sin2A+sin2C=sin Asin C,
所以(sin A+sin C)2=sin2A+sin2C+2sin Asin C=sin Asin C=,
又sin A>0,sin C>0,所以sin A+sin C=.
感悟提升 利用余弦定理可解决以下两类三角形问题:一是已知两边和它们的夹角,求其他边与角;二是已知三边求各个角.由于这两种情形下的三角形是唯一确定的,所以其解也是唯一的.
训练2 (1)(2025·新高考Ⅱ卷)在△ABC中,BC=2,AC=1+,AB=,则A=(  )
A.45° B.60°
C.120° D.135°
(2)已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若bsin 2A=asin B,且c=2b,则等于(  )
A.2 B.3
C. D.
答案 (1)A (2)D
解析 (1)由题意,得cos A=,
因为0°(2)由正弦定理及bsin 2A=asin B,
得2sin Bsin Acos A=sin Asin B,
又sin A≠0,sin B≠0,则cos A=.
又c=2b,所以由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A=b2+4b2-4b2×=3b2,
得.
考点三 三角形的面积、周长
例3 (2024·新高考Ⅰ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin C=cos B,a2+b2-c2=ab.
(1)求B;
(2)若△ABC的面积为3+,求c.
解 (1)由余弦定理得cos C=,
又0∴cos B=sin C=,
∴cos B=.
又0(2)由(1)得A=π-B-C=,
由正弦定理,
得,∴a=c.
∴△ABC的面积S=acsin B
=c2×=3+,
解得c=2.
感悟提升 求三角形面积的方法
(1)若已知三角形的一个角(角的大小或该角的正、余弦值),结合题意求解这个角的两边或两边之积,代入公式求面积.
(2)若已知三角形的三边,可先求其中一个角的余弦值,再求其正弦值,代入公式求面积.
结合图形恰当选择面积公式是解题的关键.
训练3 (2024·新高考Ⅱ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin A+cos A=2.
(1)求A;
(2)若a=2,bsin C=csin 2B,求△ABC的周长.
解 (1)由sin A+cos A=2,
得sin A+cos A=1,
所以sin=1.
因为0所以A+,故A=.
(2)由bsin C=csin 2B,
得bsin C=2csin Bcos B,
由正弦定理,得bc=2cbcos B,
所以cos B=,
因为0C=π-(A+B)=,
所以sin C=sin=sin
=sincos+cossin
=××
=.
由正弦定理得b==2,
c=,
所以△ABC的周长为a+b+c=2++3.
射影定理
设△ABC的三边是a,b,c,它们所对的角分别是A,B,C,则有a=bcos C+ccos B;b=ccos A+acos C;c=acos B+bcos A.
典例 在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若△ABC为锐角三角形,且满足sin B(1+2cos C)=2sin Acos C+cos Asin C,则下列等式成立的是(  )
A.a=2b B.b=2a
C.A=2B D.B=2A
答案 A
解析 法一 因为sin B(1+2cos C)
=2sin Acos C+cos Asin C,
所以sin B+2sin Bcos C=sin Acos C+sin(A+C),
所以sin B+2sin Bcos C=sin Acos C+sin B,
即cos C(2sin B-sin A)=0,
所以cos C=0或2sin B=sin A,
即C=90°或2b=a,
又△ABC为锐角三角形,
所以0°法二 由正弦和余弦定理得b
=2a×+c×,
所以2b2=a2+3b2-c2,
即(a2+b2-c2)=a2+b2-c2,
即(a2+b2-c2)=0,
所以a2+b2=c2或2b=a,
又△ABC为锐角三角形,
所以a2+b2>c2,故2b=a.
法三 由正弦定理及射影定理,
得b+2bcos C=2acos C+ccos A
=acos C+(acos C+ccos A)=acos C+b,
即2bcos C=acos C,
又因为△ABC为锐角三角形,
所以cos C≠0,则2b=a.
训练 (2026·济南模拟)已知a,b,c分别为△ABC三个内角A,B,C的对边,且acos C+asin C=b,则A=(  )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 法一 由acos C+asin C=b及正弦定理得
sin Acos C+sin Asin C=sin B=sin(A+C)=sin Acos C+cos Asin C,
所以sin Asin C=cos Asin C,
因为sin C≠0,所以sin A=cos A,tan A=,由A∈(0,π)得A=.
法二(射影定理) 由射影定理知b=acos C+ccos A,
所以acos C+asin C=acos C+ccos A,
即asin C=ccos A,
由正弦定理得sin Asin C=sin Ccos A,
又sin C≠0,所以tan A=,
由A∈(0,π),得A=.
一、单选题
1.△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知a=1,b=2,C=,则c=(  )
A. B.3
C. D.7
答案 A
解析 由余弦定理得c2=a2+b2-2abcos C=1+4-2×1×2cos=3,
所以c=.
2.(2026·合肥模拟)已知△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=3,b=,c=7,则cos(A+B)=(  )
A.- B.-
C. D.
答案 C
解析 依题意,cos(A+B)=-cos C=-=-.
3.(2026·邯郸模拟)在△ABC中,角A,B,C对应的边分别为a,b,c,若A=105°,B=45°,b=2,则△ABC的面积为(  )
A. B.
C.+1 D.
答案 D
解析 在△ABC中,C=30°,由正弦定理得,解得c=,
sin A=sin(45°+60°)=××,
所以△ABC的面积为S△ABC=bcsin A=×2××.
4.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若3sin C=sin A,B=,△ABC的面积为,则b等于(  )
A.2 B.
C.4 D.2
答案 D
解析 因为3sin C=sin A,
所以3c=a,即a=c,
又因为B=且△ABC的面积为,
可得S△ABC=acsin B=×c2×,
解得c=2,则a=2,
则由余弦定理得b2=a2+c2-2accos B=12+4-2×2×2×=4,所以b=2.
5.(2026·海南调研)已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若9sin2B=4sin2A,cos C=-,则=(  )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 因为9sin2B=4sin2A,所以.
根据正弦定理可得,所以b=.
因为cos C=-,
所以根据余弦定理cos C=,
可得=-,
化简可得c2=,所以,
因为a,c为△ABC的边,a>0,c>0,
所以.
6.(2026·厦门联考)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为S.若a=1,C=且4S=cos B+bcos A,则B=(  )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 由4S=cos B+bcos A,得4×absin C=cos B+bcos A,
得b=+b·,
又a=1,故b==c,
所以sin B=sin C=,故sin B=,
由c>b,得C>B,故B不可能是钝角,
因为B∈(0,π),所以B=.故选A.
7.(2026·郴州模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若∠BAC=,a=4,BC边上的高AD=,则b+c=(  )
A.2 B.4
C.8 D.4
答案 A
解析 根据三角形面积公式得S△ABC=a·AD=bcsin∠BAC.
将∠BAC=,a=4,AD=×4×bcsin,2bc×,bc=8.
由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos∠BAC,
即42=b2+c2-2bccos,即16=b2+c2-bc,
即16=(b+c)2-3bc,把bc=8代入上式可得
16=(b+c)2-3×8,
即(b+c)2=16+24=40.
因为b,c为三角形的边,
所以b+c==2.故选A.
二、多选题
8.已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,满足下列条件的三角形有两个解的是(  )
A.c=54,b=39,C=120°
B.b=11,a=20,B=30°
C.a=2,b=6,A=30°
D.b=26,c=15,C=30°
答案 BD
解析 对于A,sin B=<1,
又b对于B,sin A=<1,
又b对于C,sin B=>1,则B不存在,无解,不合题意;
对于D,sin B=<1,
又c9.(2026·重庆诊断)在△ABC中,下列说法正确的是(  )
A.若acos A=bcos B,则△ABC为直角三角形
B.若a=7,b=3,c=5,则△ABC为钝角三角形
C.若△ABC是锐角三角形,则sin A>cos B
D.若cos 2A+cos 2B-cos 2C<1,则△ABC为锐角三角形
答案 BC
解析 对于A,由正弦定理可得sin Acos A=sin Bcos B,
∴sin 2A=sin 2B,∴A=B或2A+2B=180°,
即A=B或A+B=90°,
∴△ABC为等腰三角形或直角三角形,故A错误;
对于B,由于a=7,b=3,c=5,
可得a>c>b,∴A是△ABC的最大内角,
∴cos A==-<0,
又∵A∈(0,π),所以A=,
进而△ABC为钝角三角形,故B正确;
对于C,∵△ABC是锐角三角形,
∴0°A+B>90°,
即90°>A>90°-B>0°,
∴sin A>sin(90°-B)=cos B,故C正确;
对于D,由题意及二倍角的余弦公式知1-2sin2A+1-2sin2B-1+2sin2C<1,
即sin2A+sin2B-sin2C>0,即a2+b2-c2>0,∴cos C>0,即C为锐角,但不能说明△ABC为锐角三角形,故D错误.
三、填空题
10.(2026·哈尔滨模拟)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,C=60°,c2=ab,则=    .
答案 或2
解析 由余弦定理有c2=ab=a2+b2-ab,
所以+1=0,
解得或2.
11.(2026·绍兴模拟)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若bsin B+csin C-asin A=bsin C,则A=    .
答案 
解析 由题意及正弦定理得b2+c2-a2=bc,
所以由余弦定理的推论得cos A=,
又A∈(0,π),所以A=.
12.(2026·太原调研)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a2=b2-2bc+c2+,且sin A-cos A=0,则△ABC的面积为    .
答案 
解析 ∵sin A-cos A=0,可得tan A=,
又A∈(0,π),∴A=,
又∵a2=b2-2bc+c2+,
由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A,
∴2bc-=2bccos A,
∵A=,解得bc=1,S△ABC=bcsin A=.
四、解答题
13.(2026·汉中模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且asin B-bcos A=0.
(1)求A;
(2)若a=,△ABC的面积为,求△ABC的周长.
解 (1)∵asin B-bcos A=0,
∴sin Asin B-sin Bcos A=0,
又B∈(0,π),∴sin B≠0,
∴sin A-cos A=0,即tan A=,
又A∈(0,π),∴A=.
(2)∵A=,△ABC的面积为,
∴bcsin A=,即bc=4.
由余弦定理可得a2=b2+c2-2bccos A,
即13=b2+c2-bc=(b+c)2-3bc,
又bc=4,∴b+c=5,
∴△ABC的周长为5+.
14.(2025·天津卷)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知asin B=bcos A,c-2b=1,a=.
(1)求A的值;
(2)求c的值;
(3)求sin(A+2B)的值.
解 (1)因为asin B=bcos A,
所以由正弦定理可得sin Asin B=sin Bcos A,
因为B∈(0,π),所以sin B>0,
所以sin A=cos A,所以tan A=.
又因为A∈(0,π),所以A=.
(2)因为c-2b=1,a=,cos A=,
所以由a2=b2+c2-2bccos A,
可得7=b2+(2b+1)2-2b(2b+1)×,
化简得b2+b-2=0,
又b>0,故b=1.
由c=2b+1,得c=3.
(3)由正弦定理,得,
解得sin B=.
因为b=1<3=c,
所以B为锐角,cos B=,
sin 2B=2sin Bcos B=,
cos 2B=2cos2B-1=,
所以sin(A+2B)=sin=sin cos 2B+cos sin 2B=××.(共62张PPT)
数学
高考总


第四章 三角函数、解三角形
第7节 正弦定理和余弦定理
掌握正弦定理、余弦定理,并能解决一些简单的三角形度量问题.
课标要求
内容索引
知识诊断自测
01
考点聚焦突破
02
03
课时对点精练
知识诊断自测
01
1.正、余弦定理
在△ABC中,若内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,R为△ABC外接圆半径,则
b2+c2-2bccos A
定理 余弦定理 正弦定理
公式 a2=_________________________; b2=__________________________; c2=__________________________ =2R
c2+a2-2cacos B
a2+b2-2abcos C
定理 余弦定理 正弦定理
常见 变形 cos A=; cos B=; cos C= (1)a=2Rsin A,b=_______,c=__________;
(2)sin A=,sin B=______,sin C=;
(3)a∶b∶c=____________________;
(4)asin B=bsin A,
bsin C=csin B,asin C=csin A
2.在△ABC中,已知a,b和A时,解的情况如下:
A为锐角 A为钝角 或直角
图形
关系式 a=bsin A bsin Ab a≤b
解的个数 ______ ______ ______ ______ ______
一解
两解
一解
一解
无解
3.三角形常用面积公式
(1)S=a·ha(ha表示a边上的高).
(2)S=absin C=acsin B=bcsin A.
(3)S=r(a+b+c)(r为内切圆半径).
常用结论与微点提醒
1.三角形中的三角函数关系
(1)sin(A+B)=sin C;
(2)cos(A+B)=-cos C;
(3)sin=cos;
(4)cos=sin.
2.在△ABC中,两边之和大于第三边,两边之差小于第三边,A>B a>b sin A>sin B cos A(1)三角形中三边之比等于相应的三个内角的正弦值之比.
诊断自测 概念思考辨析+教材经典改编

×
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)三角形中三边之比等于相应的三个内角之比.(  )
(2)在△ABC中,若sin A>sin B,则A>B.(  )
(3)已知三角时,不可求三边.
(4)当b2+c2-a2>0时,△ABC不一定为锐角三角形,仅确定A为锐角.
×
(3)在△ABC的六个元素中,已知任意三个元素可求其他元素.(  )
(4)当b2+c2-a2>0时,△ABC为锐角三角形;当b2+c2-a2=0时,△ABC为直角三角形;当b2+c2-a2<0时,△ABC为钝角三角形.(  )
×
2.(人教A必修二P48T2(2)改编)在△ABC中,已知b=2,A=45°,C=75°,
则边c=__________.
B=180°-45°-75°=60°,
由正弦定理,得,得c=.
3.(苏教必修二P93练习T1(3)改编)在△ABC中,AB=5,AC=3,BC=7,则
∠BAC等于____________.
在△ABC中,AB=5,AC=3,BC=7,
由余弦定理的推论得
cos∠BAC==-,
因为∠BAC为△ABC的内角,
所以∠BAC=.
4.(人教B必修四P5例3改编)已知△ABC中,b=3,c=6,B=120°,则
△ABC的面积为____________.
由正弦定理,得sin C=.
由于b>c,故B>C,所以C=45°,所以A=180°-120°-45°=15°,
sin 15°=sin(60°-45°)=××,
所以△ABC的面积为S=bcsin A=×3×6×.
考点聚焦突破
02
例1 (1)(2026·郑州模拟)在△ABC中,已知A=30°,a=,b=2,则角C=(  )
A.45° B.105°
C.45°或135° D.15°或105°
D
由正弦定理得,即,所以sin B=,
故B=45°或135°,
当B=45°时,C=180°-45°-30°=105°,
当B=135°时,C=180°-135°-30°=15°.
考点一 利用正弦定理解三角形
(2)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若2acos Bsin C+2bcos Asin C=c2,则△ABC外接圆的面积是(  )
A. B.
C. D.π
D
设△ABC外接圆的半径为R,因为2acos Bsin C+2bcos Asin C=c2,
由正弦定理,得2sin Acos Bsin C+2sin Bcos Asin C=csin C,
因为sin C≠0,且A+B+C=π,所以2sin(A+B)=2sin C=c,
所以=2=2R,解得R=1,所以△ABC外接圆的面积是πR2=π.
感悟提升
1.利用正弦定理可解决以下两类三角形问题:一是已知两角和一角的对边,求其他边与角;二是已知两边和一边的对角,求其他边与角(该三角形具有不唯一性,常根据三角函数值的有界性和大边对大角定理进行判断).
2.已知△ABC的两边a,b及角A,解三角形的一般步骤
(1)由正弦定理,得到sin B=.
(2)当sin B>1时,无解;当sin B=1,且a训练1 (1)若△ABC的三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,B+C=60°,a=3,则等于(  )
A.2 B.
C. D.6
B
在△ABC中,B+C=60°,
所以A=120°,所以,
由正弦定理以及比例的性质可得.
(2)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知下列条件:①b=3,c=4,B=30°;②a=5,b=4,A=30°;③c=2,b=,B=60°;④c=12,b=12,C=120°.其中满足上述条件的三角形有唯一解的是(  )
A.①④ B.①②
C.②③ D.③④
对于①,因为b>csin B=4×=2,且b对于②,因为a>bsin A=4×=2,且a>b,所以三角形有唯一解;
对于③,sin C==1,即C=90°,所以三角形有唯一解;
C
对于④,c=12,b=12,C=120°,则B=C=120°,则B+C>180°,
所以三角形无解.
所以满足上述条件的三角形有唯一解的是②③.
例2 (1)在△ABC中,A,B,C的对边分别是a,b,c,已知cos 2A=cos(B+C),且a=2,bc=12,则△ABC的周长为____________.
8+2
cos 2A=-cos A=2cos2A-1,即2cos2A+cos A-1=0,
解得cos A=-1(舍去)或cos A=,
在△ABC中,根据余弦定理
a2=b2+c2-2bccos A,得b2+c2-bc=28,
∴(b+c)2-3bc=28,(b+c)2=64,
∴b+c=8,∴a+b+c=8+2.
考点二 利用余弦定理解三角形
(2)(2024·全国甲卷改编)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若B=,b2=ac,则sin A+sin C=________.
由正弦定理得sin Asin C=sin2B,因为B=,所以sin Asin C=sin2B=.
由余弦定理得b2=a2+c2-2ac·cos B=a2+c2-ac=ac,所以a2+c2=ac,
所以sin2A+sin2C=sin Asin C,
所以(sin A+sin C)2=sin2A+sin2C+2sin Asin C=sin Asin C=,
又sin A>0,sin C>0,所以sin A+sin C=.
感悟提升
利用余弦定理可解决以下两类三角形问题:一是已知两边和它们的夹角,求其他边与角;二是已知三边求各个角.由于这两种情形下的三角形是唯一确定的,所以其解也是唯一的.
训练2 (1)(2025·新高考Ⅱ卷)在△ABC中,BC=2,AC=1+,AB=,则A=(  )
A.45° B.60°
C.120° D.135°
A
由题意,得cos A=,
因为0°(2)已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若bsin 2A=asin B,且c=2b,则等于(  )
A.2 B.3
C. D.
由正弦定理及bsin 2A=asin B,得2sin Bsin Acos A=sin Asin B,
又sin A≠0,sin B≠0,则cos A=.
又c=2b,所以由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A=b2+4b2-4b2×=3b2,
得.
D
例3 (2024·新高考Ⅰ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin C=cos B,a2+b2-c2=ab.
(1)求B;
考点三 三角形的面积、周长
由余弦定理得cos C=,
又0∴cos B=sin C=,∴cos B=.
又0(2)若△ABC的面积为3+,求c.
由(1)得A=π-B-C=,
由正弦定理,
得,∴a=c.
∴△ABC的面积S=acsin B=c2×=3+,
解得c=2.
感悟提升
求三角形面积的方法
(1)若已知三角形的一个角(角的大小或该角的正、余弦值),结合题意求解这个角的两边或两边之积,代入公式求面积.
(2)若已知三角形的三边,可先求其中一个角的余弦值,再求其正弦值,代入公式求面积.
结合图形恰当选择面积公式是解题的关键.
训练3 (2024·新高考Ⅱ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin A+cos A=2.
(1)求A;
由sin A+cos A=2,
得sin A+cos A=1,
所以sin=1.
因为0所以A+,故A=.
(2)若a=2,bsin C=csin 2B,求△ABC的周长.
由bsin C=csin 2B,得bsin C=2csin Bcos B,
由正弦定理,得bc=2cbcos B,
所以cos B=,
因为0C=π-(A+B)=,
所以sin C=sin=sin=sincos+cossin
=××=.
由正弦定理得b==2,
c=,
所以△ABC的周长为a+b+c=2++3.
设△ABC的三边是a,b,c,它们所对的角分别是A,B,C,则有a=bcos C+ccos B;b=ccos A+acos C;c=acos B+bcos A.
射影定理 拓展视野
典例 在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若△ABC为锐角三角形,且满足sin B(1+2cos C)=2sin Acos C+cos Asin C,则下列等式成立的是(  )
A.a=2b B.b=2a
C.A=2B D.B=2A
A
法一 因为sin B(1+2cos C)=2sin Acos C+cos Asin C,
所以sin B+2sin Bcos C=sin Acos C+sin(A+C),
所以sin B+2sin Bcos C=sin Acos C+sin B,
即cos C(2sin B-sin A)=0,
所以cos C=0或2sin B=sin A,即C=90°或2b=a,
又△ABC为锐角三角形,
所以0°法二 由正弦和余弦定理得b=2a×+c×,
所以2b2=a2+3b2-c2,即(a2+b2-c2)=a2+b2-c2,
即(a2+b2-c2)=0,所以a2+b2=c2或2b=a,
又△ABC为锐角三角形,
所以a2+b2>c2,故2b=a.
法三 由正弦定理及射影定理,
得b+2bcos C=2acos C+ccos A
=acos C+(acos C+ccos A)=acos C+b,
即2bcos C=acos C,
又因为△ABC为锐角三角形,
所以cos C≠0,则2b=a.
训练 (2026·济南模拟)已知a,b,c分别为△ABC三个内角A,B,C的对边,且acos C+asin C=b,则A=(  )
A. B.
C. D.
A
法一 由acos C+asin C=b及正弦定理得
sin Acos C+sin Asin C=sin B=sin(A+C)=sin Acos C+cos Asin C,
所以sin Asin C=cos Asin C,
因为sin C≠0,所以sin A=cos A,tan A=,由A∈(0,π)得A=.
法二(射影定理) 由射影定理知b=acos C+ccos A,
所以acos C+asin C=acos C+ccos A,
即asin C=ccos A,
由正弦定理得sin Asin C=sin Ccos A,
又sin C≠0,所以tan A=,
由A∈(0,π),得A=.
课时对点精练
03
一、单选题
1.△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知a=1,b=2,C=,则c=(  )
A. B.3
C. D.7
A
由余弦定理得c2=a2+b2-2abcos C=1+4-2×1×2cos=3,
所以c=.
2.(2026·合肥模拟)已知△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=3,b=,c=7,则cos(A+B)=(  )
A.- B.-
C. D.
C
依题意,cos(A+B)=-cos C=-=-.
3.(2026·邯郸模拟)在△ABC中,角A,B,C对应的边分别为a,b,c,若A=105°,B=45°,b=2,则△ABC的面积为(  )
A. B.
C.+1 D.
D
在△ABC中,C=30°,由正弦定理得,解得c=,
sin A=sin(45°+60°)=××,
所以△ABC的面积为S△ABC=bcsin A=×2××.
4.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若3sin C=sin A,B=,△ABC的面积为,则b等于(  )
A.2 B.
C.4 D.2
D
因为3sin C=sin A,所以3c=a,即a=c,
又因为B=且△ABC的面积为,
可得S△ABC=acsin B=×c2×,解得c=2,则a=2,
则由余弦定理得b2=a2+c2-2accos B=12+4-2×2×2×=4,
所以b=2.
5.(2026·海南调研)已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若9sin2B=4sin2A,cos C=-,则=(  )
A. B.
C. D.
D
因为9sin2B=4sin2A,所以.
根据正弦定理可得,所以b=.
因为cos C=-,
所以根据余弦定理cos C=,
可得=-,
化简可得c2=,所以,
因为a,c为△ABC的边,a>0,c>0,
所以.
6.(2026·厦门联考)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为S.若a=1,C=且4S=cos B+bcos A,则B=(  )
A. B.
C. D.
A
由4S=cos B+bcos A,得4×absin C=cos B+bcos A,
得b=+b·,又a=1,故b==c,
所以sin B=sin C=,故sin B=,
由c>b,得C>B,故B不可能是钝角,因为B∈(0,π),所以B=.故选A.
7.(2026·郴州模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若∠BAC=,a=4,BC边上的高AD=,则b+c=(  )
A.2 B.4
C.8 D.4
A
根据三角形面积公式得S△ABC=a·AD=bcsin∠BAC.
将∠BAC=,a=4,AD=×4×bcsin,
2bc×,bc=8.
由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos∠BAC,
即42=b2+c2-2bccos,即16=b2+c2-bc,
即16=(b+c)2-3bc,把bc=8代入上式可得
16=(b+c)2-3×8,
即(b+c)2=16+24=40.
因为b,c为三角形的边,
所以b+c==2.故选A.
二、多选题
8.已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,满足下列条件的三角形有两个解的是(  )
A.c=54,b=39,C=120° B.b=11,a=20,B=30°
C.a=2,b=6,A=30° D.b=26,c=15,C=30°
BD
对于A,sin B=<1,
又b对于B,sin A=<1,
又b对于C,sin B=>1,则B不存在,无解,不合题意;
对于D,sin B=<1,
又c9.(2026·重庆诊断)在△ABC中,下列说法正确的是(  )
A.若acos A=bcos B,则△ABC为直角三角形
B.若a=7,b=3,c=5,则△ABC为钝角三角形
C.若△ABC是锐角三角形,则sin A>cos B
D.若cos 2A+cos 2B-cos 2C<1,则△ABC为锐角三角形
BC
对于A,由正弦定理可得sin Acos A=sin Bcos B,
∴sin 2A=sin 2B,∴A=B或2A+2B=180°,
即A=B或A+B=90°,
∴△ABC为等腰三角形或直角三角形,故A错误;
对于B,由于a=7,b=3,c=5,
可得a>c>b,∴A是△ABC的最大内角,
∴cos A==-<0,
又∵A∈(0,π),所以A=,
进而△ABC为钝角三角形,故B正确;
对于C,∵△ABC是锐角三角形,
∴0°A+B>90°,
即90°>A>90°-B>0°,
∴sin A>sin(90°-B)=cos B,故C正确;
对于D,由题意及二倍角的余弦公式知1-2sin2A+1-2sin2B-1+2sin2C<1,
即sin2A+sin2B-sin2C>0,即a2+b2-c2>0,∴cos C>0,即C为锐角,但不能说明△ABC为锐角三角形,故D错误.
三、填空题
10.(2026·哈尔滨模拟)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,C=60°,c2=ab,则=____________.
或2
由余弦定理有c2=ab=a2+b2-ab,
所以+1=0,
解得或2.
11.(2026·绍兴模拟)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若bsin B+csin C-asin A=bsin C,则A=_______.
由题意及正弦定理得b2+c2-a2=bc,
所以由余弦定理的推论得cos A=,
又A∈(0,π),所以A=.
12.(2026·太原调研)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a2=b2-2bc+c2+,且sin A-cos A=0,则△ABC的面积为________.
∵sin A-cos A=0,可得tan A=,
又A∈(0,π),∴A=,
又∵a2=b2-2bc+c2+,
由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A,
∴2bc-=2bccos A,
∵A=,解得bc=1,S△ABC=bcsin A=.
四、解答题
13.(2026·汉中模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且asin B-bcos A=0.
(1)求A;
∵asin B-bcos A=0,
∴sin Asin B-sin Bcos A=0,
又B∈(0,π),∴sin B≠0,
∴sin A-cos A=0,即tan A=,
又A∈(0,π),∴A=.
(2)若a=,△ABC的面积为,求△ABC的周长.
∵A=,△ABC的面积为,
∴bcsin A=,即bc=4.
由余弦定理可得a2=b2+c2-2bccos A,
即13=b2+c2-bc=(b+c)2-3bc,
又bc=4,∴b+c=5,
∴△ABC的周长为5+.
14.(2025·天津卷)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知asin B=bcos A,c-2b=1,a=.
(1)求A的值;
因为asin B=bcos A,
所以由正弦定理可得sin Asin B=sin Bcos A,
因为B∈(0,π),所以sin B>0,
所以sin A=cos A,所以tan A=.
又因为A∈(0,π),所以A=.
(2)求c的值;
因为c-2b=1,a=,cos A=,
所以由a2=b2+c2-2bccos A,
可得7=b2+(2b+1)2-2b(2b+1)×,
化简得b2+b-2=0,
又b>0,故b=1.
由c=2b+1,得c=3.
(3)求sin(A+2B)的值.
由正弦定理,得,解得sin B=.
因为b=1<3=c,所以B为锐角,cos B=,
sin 2B=2sin Bcos B=,cos 2B=2cos2B-1=,
所以sin(A+2B)=sin=sin cos 2B+cos sin 2B
=××.

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