资源简介 第8节 三角形中的高线、中线、角平分线题型分析 三角形的高线、中线、角平分线的计算.通常可以采用“邻补角策略”、“算两次”策略等利用正弦定理、余弦定理列方程求解,同时还要恰当地使用三角形的几何性质. 题型一 三角形的高线例1 (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>,所以又A+B=,所以B>,即C所以AB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,tan A=,sin2A+cos2A=1,所以sin A=.(2)由(1)知tan A=3>0,所以A为锐角,又sin A=,所以cos A=,所以sin B=sin(A+C)=××.由正弦定理,得AC==2,故AB边上的高为AC·sin A=2×=6.感悟提升 1.设h1,h2,h3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.训练1 (2026·海南模拟)在锐角△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且b=2asin B.(1)求A;(2)若b=c+1,a=,求边BC上的高AD的长.解 (1)由正弦定理可得sin B=2sin Asin B,因为sin B≠0,所以=sin A,又因△ABC为锐角三角形,A∈,所以A=.(2)由余弦定理a2=b2+c2-2bccos A,可知()2=b2+c2-2bccos=b2+c2-bc=(b-c)2+bc=7,又因b=c+1即b-c=1代入上式可得bc=6,则△ABC的面积为S△ABC=bcsin A=×6×,则S△ABC=BC×AD=××AD=,解得AD=.题型二 三角形的中线例2 (2026·南通质检)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知2bcos C=ac-2ccos B.(1)求c;(2)若D为AB中点,CD=,∠ACB=60°,求△ABC的周长.解 (1)法一 因为2bcos C=ac-2ccos B,由正弦定理可得2sin Bcos C=csin A-2cos Bsin C,则2sin(B+C)=csin A,所以2sin A=csin A,因为在△ABC中,sin A>0,所以c=2.法二 因为2bcos C=ac-2ccos B,由余弦定理可得2b·=ac-2c·,所以a2+b2-c2=a2c-a2-c2+b2,因此2a2=a2c,因为a>0,所以c=2.(2)法一 由已知条件得b=2a-4cos B.在△BCD中利用余弦定理得b=2a-4cos B=2a-4·,所以ab=2,由余弦定理得c2=a2+b2-2abcos∠ACB,所以4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab,因此a+b=,所以△ABC的周长为+2.法二 因为∠ADC+∠BDC=π,所以cos∠ADC+cos∠BDC=0,因此=0,所以a2+b2=6,又由余弦定理得c2=a2+b2-2abcos∠ACB,所以4=a2+b2-ab,所以ab=2,又4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab=(a+b)2-6,所以a+b=,所以△ABC的周长为+2.法三 在△ABC和△BCD中分别利用余弦定理可得cos B==,所以a2+b2=6,又由余弦定理得c2=a2+b2-2abcos∠ACB,所以4=a2+b2-ab,所以ab=2,又4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab=(a+b)2-6,所以a+b=,所以△ABC的周长为+2.感悟提升 如图,在△ABC中,AD为BC的中线.(1)余弦定理法在△ABD中,AB2=AD2+BD2-2BD·ADcos∠ADB, ①在△ACD中,AC2=AD2+DC2-2AD·DCcos∠ADC, ②①+②得到AB2+AC2=2(BD2+AD2).(2)向量法由于(),所以(b2+c2+2bccos∠BAC).(3)倍长中线法借助平行四边形性质:平行四边形对角线的平方和等于四条边的平方和.易得BC2+(2AD)2=2(AC2+AB2).(4)中线公式在△ABC中,BC边上的中线和三边有如下关系(可以用上面三种方法推导)AD=当然除了上述常用的方法以外,还有坐标法等技巧.训练2 (2026·合肥模拟)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足asin C+acos C=b+c.(1)求角A;(2)已知△ABC面积为10,BC为7,求BC边上中线AD长.解 (1)因为asin C+acos C=b+c,由正弦定理边化角得sin Asin C+sin Acos C=sin B+sin C,利用三角形内角和定理可得sin B=sin(A+C)=sin Acos C+cos Asin C,即sin Asin C=sin Ccos A+sin C.因为sin C>0,所以sin A=cos A+1,即sin.因为A∈(0,π),所以A=.(2)由S△ABC=bcsin A=10得bc=40, ①由BC2=b2+c2-2bccos A得49=b2+c2-bc=(b+c)2-3bc. ②由①②得b+c=13,由()2,得(c2+b2+2bccos A)=,得AD=.题型三 三角形的角平分线例3 (2026·西安调研)已知△ABC内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且2c=2bcos A-a.(1)求角B;(2)若BD是∠ABC的平分线,AD=4,CD=2,求线段BD的长.解 (1)由2c=2bcos A-a及正弦定理可得2sin C=2sin Bcos A-sin A.因为A+B+C=π,所以C=π-(A+B),所以sin C=sin[π-(A+B)]=sin(A+B)=sin Acos B+cos Asin B,则2(sin Acos B+cos Asin B)=2sin Bcos A-sin A,整理得2sin Acos B=-sin A.因为A∈(0,π),所以sin A≠0,故cos B=-,又因为B∈(0,π),所以B=.(2)因为BD是∠ABC的平分线,所以根据角平分线定理可得,又AD=4,CD=2,所以=2.设BC=x(x>0),则AB=2x.在△ABC中,根据余弦定理可得AC2=AB2+BC2-2AB·BC·cos∠ABC,又AC=AD+DC=6,∠ABC=,则(6)2=(2x)2+x2-2×2x·x·,即252=4x2+x2+2x2=7x2,解得x=6,所以BC=6,AB=12.法一 (面积公式)如图,S△ABC=S△ABD+S△BCD,所以acsinc·BD·sina·BD·sin,解得BD==4.法二(余弦定理)如图,cos∠ADB=-cos∠BDC,所以=-,即=-,解得BD=4.故BD的长为4.感悟提升 角平分线问题的处理策略如图,在△ABC中,AD平分∠BAC,∠BAC,B,C所对的边分别为a,b,c.(1)角平分线定理:AD为△ABC的内角∠BAC的平分线,则.(2)因为S△ABD+S△ACD=S△ABC,所以c·ADsinb·ADsinbcsin∠BAC,所以(b+c)AD=2bccos,整理得AD=(角平分线长公式).训练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cos B=,a=4,角B的角平分线交AC于点D,且BD=3.(1)求CD的长;(2)求△ABC的面积.解 (1)由cos B=,则cos2,因为cos B=>0,所以B∈,所以∈,则cos,又BD是角B的角平分线,则在△BCD中,由余弦定理得CD2=BD2+a2-2BD·a·cos=18+16-2×3×4×=2,即CD=.(2)由(1)知cos,则sin,由cos B=,则sin B=,又BD是角B的角平分线,由S△ABC=S△ABD+S△CBD,则acsin B=c·BD·sina·BD·sin,则×4c×c×3××4×3×,解得c=,所以S△ABC=acsin B=×4××.1.(2026·乐山模拟)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知cos B+sin B=2.(1)求B;(2)若a=2,c=+1,∠ABC的角平分线交AC于D,求BD.解 (1)由cos B+sin B=2,得cos B+sin B=1,所以cos=1,因为0所以B-=0,即B=.(2)法一(等面积法)因为a=2,c=+1,由(1)知B=,所以S△ABC=×2×(1+)×sin 60°=,S△ABD=×BD×(1+)×sin 30°=BD,S△BCD=×2×BD×sin 30°=BD,因为S△ABC=S△ABD+S△BCD,即BD+BD,解得BD=2.法二 在△ABC中,因为a=2,c=+1,由(1)知B=,由余弦定理b2=a2+c2-2accos∠ABC,解得b=,由余弦定理,所以sin A=,即A=45°或A=135°(舍),所以C=75°.又∠BDC=30°+45°=75°,所以△BDC是等腰三角形,所以BD=BC=2.2.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知a(sin B+cos B)=c.(1)求A;(2)若c=,a=,D为BC的中点,求AD.解 (1)在△ABC中,由题意及正弦定理得,sin A(sin B+cos B)=sin C,由A+B+C=π,得sin C=sin(A+B),所以sin Asin B+sin Acos B=sin Acos B+sin Bcos A,化简得sin Asin B=sin Bcos A,因为sin B≠0,所以tan A=1,因为A∈(0,π),所以A=.(2)在△ABC中,由余弦定理得,5=b2+2-2b××,所以b2-2b-3=0,又b>0,所以b=3,因为D为BC的中点,所以(),两边平方得||2=(c2+b2+2bccos∠BAC)=,所以||=,即中线AD的长度为.3.(2026·聊城模拟)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知asin B+btan Bcos A=2bsin C.(1)求B;(2)若a=3,且AC边上的高为,求△ABC的周长.解 (1)因为asin B+btan Bcos A=2bsin C.由正弦定理,可得sin Asin B+sin B·cos A=2sin Bsin C,又因为B∈(0,π),可得sin B>0,所以sin A+cos A=2sin C,即=2sin C,因为C∈(0,π),可得sin C>0,所以cos B=,又因为B∈(0,π),所以B=.(2)由AC边上的高为,可得S△ABC=b·,又由a=3且B=,可得△ABC的面积为S△ABC=acsin B=c×c,所以c=b·,解得4b2=7c2,即c=,在△ABC中,由余弦定理得b2=a2+c2-2accos B,可得b2=9+-3×,整理得b2+2b-21=0,解得b=或b=-3(舍去),此时c=2,所以△ABC的周长为3++2=5+.4.(2026·郑州模拟)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知b(cos A+sin A)=a+c.(1)求B.(2)若a=2,c=5,AC,AB边上的中线BE,CF相交于点M.①求BE;②求cos∠EMF.解 (1)由题意及正弦定理得sin B·(cos A+sin A)=sin A+sin C,∴sin Bcos A+sin Bsin A=sin A+sin(A+B),∴sin Bsin A=sin A+sin Acos B,∵sin A≠0,∴sin B=1+cos B,∴sin.∵-(2)①∵(),∴||==.②在△BCF中,由余弦定理得CF2=BC2+BF2-2BC·BFcos∠FBC=,则CF=.法一 由题知M是△ABC的重心,∴CM=CF=,BM=BE=,在△BMC中,由余弦定理的推论得cos∠BMC=,即cos∠EMF=.法二 ∵,∴··||2-·||2=3.∴cos∠EMF=cos<>=.(共37张PPT)数学高考总复习第四章 三角函数、解三角形第8节 三角形中的高线、中线、角平分线三角形的高线、中线、角平分线的计算.通常可以采用“邻补角策略”、“算两次”策略等利用正弦定理、余弦定理列方程求解,同时还要恰当地使用三角形的几何性质.题型分析例1 (2023·新高考Ⅰ卷)已知在△ABC中,A+B=3C,2sin(A-C)=sin B.(1)求sin A;题型一 三角形的高线法一 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=.法二 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,tan A=,sin2A+cos2A=1,所以sin A=.(2)设AB=5,求AB边上的高.法一 由正弦定理,得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>,所以又A+B=,所以B>,即C所以AB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 由(1)知tan A=3>0,所以A为锐角,又sin A=,所以cos A=,所以sin B=sin(A+C)=××.由正弦定理,得AC==2,故AB边上的高为AC·sin A=2×=6.感悟提升1.设h1,h2,h3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.训练1 (2026·海南模拟)在锐角△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且b=2asin B.(1)求A;由正弦定理可得sin B=2sin Asin B,因为sin B≠0,所以=sin A,又因△ABC为锐角三角形,A∈,所以A=.(2)若b=c+1,a=,求边BC上的高AD的长.由余弦定理a2=b2+c2-2bccos A,可知()2=b2+c2-2bccos=b2+c2-bc=(b-c)2+bc=7,又因b=c+1即b-c=1代入上式可得bc=6,则△ABC的面积为S△ABC=bcsin A=×6×,则S△ABC=BC×AD=××AD=,解得AD=.例2 (2026·南通质检)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知2bcos C=ac-2ccos B.(1)求c;题型二 三角形的中线法一 因为2bcos C=ac-2ccos B,由正弦定理可得2sin Bcos C=csin A-2cos Bsin C,则2sin(B+C)=csin A,所以2sin A=csin A,因为在△ABC中,sin A>0,所以c=2.法二 因为2bcos C=ac-2ccos B,由余弦定理可得2b·=ac-2c·,所以a2+b2-c2=a2c-a2-c2+b2,因此2a2=a2c,因为a>0,所以c=2.(2)若D为AB中点,CD=,∠ACB=60°,求△ABC的周长.法一 由已知条件得b=2a-4cos B.在△BCD中利用余弦定理得b=2a-4cos B=2a-4·,所以ab=2,由余弦定理得c2=a2+b2-2abcos∠ACB,所以4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab,因此a+b=,所以△ABC的周长为+2.法二 因为∠ADC+∠BDC=π,所以cos∠ADC+cos∠BDC=0,因此=0,所以a2+b2=6,又由余弦定理得c2=a2+b2-2abcos∠ACB,所以4=a2+b2-ab,所以ab=2,又4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab=(a+b)2-6,所以a+b=,所以△ABC的周长为+2.法三 在△ABC和△BCD中分别利用余弦定理可得cos B==,所以a2+b2=6,又由余弦定理得c2=a2+b2-2abcos∠ACB,所以4=a2+b2-ab,所以ab=2,又4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab=(a+b)2-6,所以a+b=,所以△ABC的周长为+2.感悟提升如图,在△ABC中,AD为BC的中线.(1)余弦定理法在△ABD中,AB2=AD2+BD2-2BD·ADcos∠ADB, ①在△ACD中,AC2=AD2+DC2-2AD·DCcos∠ADC, ②①+②得到AB2+AC2=2(BD2+AD2).(2)向量法由于(),所以(b2+c2+2bccos∠BAC).感悟提升(3)倍长中线法借助平行四边形性质:平行四边形对角线的平方和等于四条边的平方和.易得BC2+(2AD)2=2(AC2+AB2).(4)中线公式在△ABC中,BC边上的中线和三边有如下关系(可以用上面三种方法推导)AD=当然除了上述常用的方法以外,还有坐标法等技巧.训练2 (2026·合肥模拟)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足asin C+acos C=b+c.(1)求角A;因为asin C+acos C=b+c,由正弦定理边化角得sin Asin C+sin Acos C=sin B+sin C,利用三角形内角和定理可得sin B=sin(A+C)=sin Acos C+cos Asin C,即sin Asin C=sin Ccos A+sin C.因为sin C>0,所以sin A=cos A+1,即sin.因为A∈(0,π),所以A=.(2)已知△ABC面积为10,BC为7,求BC边上中线AD长.由S△ABC=bcsin A=10得bc=40, ①由BC2=b2+c2-2bccos A得49=b2+c2-bc=(b+c)2-3bc. ②由①②得b+c=13,由()2,得(c2+b2+2bccos A)=,得AD=.例3 (2026·西安调研)已知△ABC内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且2c=2bcos A-a.(1)求角B;题型三 三角形的角平分线由2c=2bcos A-a及正弦定理可得2sin C=2sin Bcos A-sin A.因为A+B+C=π,所以C=π-(A+B),所以sin C=sin[π-(A+B)]=sin(A+B)=sin Acos B+cos Asin B,则2(sin Acos B+cos Asin B)=2sin Bcos A-sin A,整理得2sin Acos B=-sin A.因为A∈(0,π),所以sin A≠0,故cos B=-,又因为B∈(0,π),所以B=.因为BD是∠ABC的平分线,所以根据角平分线定理可得,又AD=4,CD=2,所以=2.设BC=x(x>0),则AB=2x.在△ABC中,根据余弦定理可得AC2=AB2+BC2-2AB·BC·cos∠ABC,又AC=AD+DC=6,∠ABC=,则(6)2=(2x)2+x2-2×2x·x·,即252=4x2+x2+2x2=7x2,解得x=6,所以BC=6,AB=12.(2)若BD是∠ABC的平分线,AD=4,CD=2,求线段BD的长.法一 (面积公式)如图,S△ABC=S△ABD+S△BCD,所以acsinc·BD·sina·BD·sin,解得BD==4.法二(余弦定理)如图,cos∠ADB=-cos∠BDC,所以=-,即=-,解得BD=4.故BD的长为4.感悟提升角平分线问题的处理策略如图,在△ABC中,AD平分∠BAC,∠BAC,B,C所对的边分别为a,b,c.(1)角平分线定理:AD为△ABC的内角∠BAC的平分线,则.(2)因为S△ABD+S△ACD=S△ABC,所以c·ADsinb·ADsinbcsin∠BAC,所以(b+c)AD=2bccos,整理得AD=(角平分线长公式).训练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cos B=,a=4,角B的角平分线交AC于点D,且BD=3.(1)求CD的长;由cos B=,则cos2,因为cos B=>0,所以B∈,所以∈,则cos,又BD是角B的角平分线,则在△BCD中,由余弦定理得CD2=BD2+a2-2BD·a·cos=18+16-2×3×4×=2,即CD=.(2)求△ABC的面积.由(1)知cos,则sin,由cos B=,则sin B=,又BD是角B的角平分线,由S△ABC=S△ABD+S△CBD,则acsin B=c·BD·sina·BD·sin,则×4c×c×3××4×3×,解得c=,所以S△ABC=acsin B=×4××.课时对点精练1.(2026·乐山模拟)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知cos B+sin B=2.(1)求B;由cos B+sin B=2,得cos B+sin B=1,所以cos=1,因为0所以B-=0,即B=.法一(等面积法)因为a=2,c=+1,由(1)知B=,所以S△ABC=×2×(1+)×sin 60°=,S△ABD=×BD×(1+)×sin 30°=BD,S△BCD=×2×BD×sin 30°=BD,因为S△ABC=S△ABD+S△BCD,即BD+BD,解得BD=2.(2)若a=2,c=+1,∠ABC的角平分线交AC于D,求BD.法二 在△ABC中,因为a=2,c=+1,由(1)知B=,由余弦定理b2=a2+c2-2accos∠ABC,解得b=,由余弦定理,所以sin A=,即A=45°或A=135°(舍),所以C=75°.又∠BDC=30°+45°=75°,所以△BDC是等腰三角形,所以BD=BC=2.2.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知a(sin B+cos B)=c.(1)求A;在△ABC中,由题意及正弦定理得,sin A(sin B+cos B)=sin C,由A+B+C=π,得sin C=sin(A+B),所以sin Asin B+sin Acos B=sin Acos B+sin Bcos A,化简得sin Asin B=sin Bcos A,因为sin B≠0,所以tan A=1,因为A∈(0,π),所以A=.(2)若c=,a=,D为BC的中点,求AD.在△ABC中,由余弦定理得,5=b2+2-2b××,所以b2-2b-3=0,又b>0,所以b=3,因为D为BC的中点,所以(),两边平方得||2=(c2+b2+2bccos∠BAC)=,所以||=,即中线AD的长度为.3.(2026·聊城模拟)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知asin B+btan Bcos A=2bsin C.(1)求B;因为asin B+btan Bcos A=2bsin C.由正弦定理,可得sin Asin B+sin B·cos A=2sin Bsin C,又因为B∈(0,π),可得sin B>0,所以sin A+cos A=2sin C,即=2sin C,因为C∈(0,π),可得sin C>0,所以cos B=,又因为B∈(0,π),所以B=.(2)若a=3,且AC边上的高为,求△ABC的周长.由AC边上的高为,可得S△ABC=b·,又由a=3且B=,可得△ABC的面积为S△ABC=acsin B=c×c,所以c=b·,解得4b2=7c2,即c=,在△ABC中,由余弦定理得b2=a2+c2-2accos B,可得b2=9+-3×,整理得b2+2b-21=0,解得b=或b=-3(舍去),此时c=2,所以△ABC的周长为3++2=5+.4.(2026·郑州模拟)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知b(cos A+sin A)=a+c.(1)求B.由题意及正弦定理得sin B·(cos A+sin A)=sin A+sin C,∴sin Bcos A+sin Bsin A=sin A+sin(A+B),∴sin Bsin A=sin A+sin Acos B,∵sin A≠0,∴sin B=1+cos B,∴sin.∵-(2)若a=2,c=5,AC,AB边上的中线BE,CF相交于点M.①求BE;②求cos∠EMF.①∵(),∴||==.②在△BCF中,由余弦定理得CF2=BC2+BF2-2BC·BFcos∠FBC=,则CF=.法一 由题知M是△ABC的重心,∴CM=CF=,BM=BE=,在△BMC中,由余弦定理的推论得cos∠BMC=,即cos∠EMF=.法二 ∵,∴··||2-·||2=3.∴cos∠EMF=cos<>=. 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第8节 三角形中的高线、中线、角平分线.docx 第8节 三角形中的高线、中线、角平分线.pptx