4、=,
∴=.
∵A為三角形的內(nèi)角,∴sin A≠0,
∴cos A=.
又0<A<π,∴A=,∴B=2A=.
∴C=π-A-B=,∴△ABC為直角三角形.
由勾股定理得c==2.]
3.(2016·全國(guó)甲卷)△ABC的內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,若cos A=,cos C=,a=1,則b=________.
[在△ABC中,∵cos A=,cos C=,
∴sin A=,sin C=,∴sin B=sin(A+C)=sin Acos C+cos Asin C=×+×=.
又∵=,∴b===.]
回訪(fǎng)2 三角形的面積問(wèn)題
4.(2014·全國(guó)卷Ⅱ)鈍角三角形A
5、BC的面積是,AB=1,BC=,則AC=( )
A.5 B.
C.2 D.1
B [∵S=AB·BCsin B=×1×sin B=,
∴sin B=,∴B=或.
當(dāng)B=時(shí),根據(jù)余弦定理有AC2=AB2+BC2-2AB·BCcos B=1+2+2=5,∴AC=,此時(shí)△ABC為鈍角三角形,符合題意;
當(dāng)B=時(shí),根據(jù)余弦定理有AC2=AB2+BC2-2AB·BCcos B=1+2-2=1,∴AC=1,此時(shí)AB2+AC2=BC2,△ABC為直角三角形,不符合題意.故AC=.]
5.(2014·全國(guó)卷Ⅰ)已知a,b,c分別為△ABC三個(gè)內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊,a=2,且(2+b)(si
6、n A-sin B)=(c-b)sin C,則△ABC面積的最大值為_(kāi)_______.
[∵===2R,a=2,
又(2+b)(sin A-sin B)=(c-b)sin C可化為
(a+b)(a-b)=(c-b)·c,
∴a2-b2=c2-bc,∴b2+c2-a2=bc.
∴===cos A,∴∠A=60°.
∵△ABC中,4=a2=b2+c2-2bc·cos 60°=b2+c2-bc≥2bc-bc=bc(“=”當(dāng)且僅當(dāng)b=c時(shí)取得),
∴S△ABC=·bc·sin A≤×4×=.]
回訪(fǎng)3 正、余弦定理的實(shí)際應(yīng)用
6.(2014·全國(guó)卷Ⅰ)如圖2-1,為測(cè)量山高M(jìn)N,選
7、擇A和另一座山的山頂C為測(cè)量觀(guān)測(cè)點(diǎn).從A點(diǎn)測(cè)得M點(diǎn)的仰角∠MAN=60°,C點(diǎn)的仰角∠CAB=45°以及∠MAC=75°;從C點(diǎn)測(cè)得∠MCA=60°.已知山高BC=100 m,則山高M(jìn)N=________m.
圖2-1
150 [根據(jù)圖示,AC=100 m.
在△MAC中,∠CMA=180°-75°-60°=45°.
由正弦定理得=?AM=100 m.
在△AMN中,=sin 60°,
∴MN=100×=150(m).]
(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第167頁(yè))
熱點(diǎn)題型1 正、余弦定理的應(yīng)用
題型分析:利用正、余弦定理解題是歷年高考的熱點(diǎn),也是必考點(diǎn),求解的關(guān)鍵是合理應(yīng)用正、余弦
8、定理實(shí)現(xiàn)邊角的互化.
(2016·四川高考)在△ABC中,角A,B,C所對(duì)的邊分別是a,b,c,且+=.
(1)證明:sin Asin B=sin C;
(2)若b2+c2-a2=bc,求tan B.
[解] (1)證明:根據(jù)正弦定理,可設(shè)===k(k>0).
則a=ksin A,b=ksin B,c=ksin C,
代入+=中,有
+=,2分
即sin Asin B=sin Acos B+cos Asin B=sin(A+B).4分
在△ABC中,由A+B+C=π,
有sin(A+B)=sin(π-C)=sin C,
所以sin Asin B=sin C.6分
(2
9、)由已知,b2+c2-a2=bc,根據(jù)余弦定理,有
cos A==,8分
所以sin A==.9分
由(1)知sin Asin B=sin Acos B+cos Asin B,
所以sin B=cos B+ sin B,11分
故tan B==4.12分
關(guān)于解三角形問(wèn)題,一般要用到三角形的內(nèi)角和定理,正、余弦定理及有關(guān)三角形的性質(zhì),常見(jiàn)的三角變換方法和原則都適用,同時(shí)要注意“三統(tǒng)一”,即“統(tǒng)一角、統(tǒng)一函數(shù)、統(tǒng)一結(jié)構(gòu)”,這是使問(wèn)題獲得解決的突破口.
[變式訓(xùn)練1] (1)(2016·威海二模)已知等腰△ABC滿(mǎn)足AB=AC,BC=2AB,點(diǎn)D為BC邊上一點(diǎn)且AD=BD,則
10、sin∠ADB的值為( )
【導(dǎo)學(xué)號(hào):67722013】
A. B.
C. D.
C [如圖,設(shè)AB=AC=a,AD=BD=b,
由BC=2AB,得BC=a,
在△ABC中,由余弦定理得,
cos∠ABC===.
∵AB=AC,∴∠ABC是銳角,
則sin∠ABC==,
在△ABD中,由余弦定理得AD2=AB2+BD2-2·AB·BD·cos∠ABD,
∴b2=a2+b2-2·a·b·,解得a=b,
由正弦定理得,=,
∴=,解得sin∠ADB=.]
(2)在△ABC中,a,b,c分別為內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊,且acos B+bcos(B+C)=
11、0.
①證明:△ABC為等腰三角形;
②若2(b2+c2-a2)=bc,求cos B+cos C的值.
[解]?、僮C明:∵acos B+bcos (B+C)=0,
∴由正弦定理得sin Acos B+sin Bcos(π-A)=0,
即sin Acos B-sin Bcos A=0,3分
∴sin(A-B)=0,∴A-B=kπ,k∈Z.4分
∵A,B是△ABC的兩內(nèi)角,
∴A-B=0,即A=B,5分
∴△ABC是等腰三角形.6分
②由2(b2+c2-a2)=bc,
得=,7分
由余弦定理得cos A=,8分
cos C=cos(π-2A)=-cos 2A=1-2cos
12、2 A=.10分
∵A=B,∴cos B=cos A=,11分
∴cos B+cos C=+=.12分
熱點(diǎn)題型2 三角形面積的求解問(wèn)題
題型分析:三角形面積的計(jì)算及與三角形面積有關(guān)的最值問(wèn)題是解三角形的重要命題點(diǎn)之一,本質(zhì)上還是考查利用正、余弦定理解三角形,難度中等.
(2015·山東高考)設(shè)f(x)=sin xcos x-cos2.
(1)求f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)在銳角△ABC中,角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c.若f=0,a=1,求△ABC面積的最大值.
【解題指導(dǎo)】 (1)
―→
(2)
[解] (1)由題意知
f(x)=-
=-=sin 2x-
13、.2分
由-+2kπ≤2x≤+2kπ,k∈Z,可得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z.由+2kπ≤2x≤+2kπ,k∈Z,可得+kπ≤x≤+kπ,k∈Z.4分
所以f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是-+kπ,+kπ(k∈Z);單調(diào)遞減區(qū)間是(k∈Z).6分
(2)由f=sin A-=0,得sin A=,7分
由題意知A為銳角,所以cos A=.8分
由余弦定理a2=b2+c2-2bccos A,可得1+bc=b2+c2≥2bc,10分
即bc≤2+,當(dāng)且僅當(dāng)b=c時(shí)等號(hào)成立.
因此bcsin A≤,
所以△ABC面積的最大值為.12分
1.在研究三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)時(shí)常先將函數(shù)的解析式利
14、用三角恒等變換轉(zhuǎn)化為y=Asin(ωx+φ)+B(或y=Acos(ωx+φ)+B,y=Atan(ωx+φ)+B)的形式,進(jìn)而利用函數(shù)y=sin x(或y=cos x,y=tan x)的圖象與性質(zhì)解決問(wèn)題.
2.在三角形中,正、余弦定理可以實(shí)現(xiàn)邊角互化,尤其在余弦定理a2=b2+c2-2bccos A中,有a2+c2和ac兩項(xiàng),二者的關(guān)系a2+c2=(a+c)2-2ac經(jīng)常用到,有時(shí)還可利用基本不等式求最值.
[變式訓(xùn)練2] (2016·淄博模擬)在△ABC中,角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,a+=4cos C,b=1.
(1)若sin C=,求a,c;
(2)若△ABC是直角三
15、角形,求△ABC的面積.
[解] (1)∵sin C=,∴cos2C=1-sin2C=,cos C=.1分
∵4cos C=a+,
∴=a+,解得a=或a=.3分
又+a=4cos C=4×=4×,
∴a2+1=2(a2+1-c2),即2c2=a2+1.5分
∴當(dāng)a=時(shí),c=2;當(dāng)a=時(shí),c=.6分
(2)由(1)可知2c2=a2+1.
又△ABC為直角三角形,C不可能為直角.
①若角A為直角,則a2=b2+c2=c2+1,
∴2c2-1=c2+1,
∴c=,a=,8分
∴S=bc=×1×=.9分
②若角B為直角,則b2=a2+c2,a2+c2=1.
∴2c2=a2
16、+1=(1-c2)+1,
∴c2=,a2=,即c=,a=,11分
∴S=ac=××=.12分
專(zhuān)題限時(shí)集訓(xùn)(二) 解三角形
[建議A、B組各用時(shí):45分鐘]
[A組 高考達(dá)標(biāo)]
一、選擇題
1.(2016·煙臺(tái)模擬)在△ABC中,角A,B,C所對(duì)的邊分別為a,b,c,若=,則cos B=( )
A.- B.
C.- D.
B [由正弦定理,得==,即sin B=cos B,∴tan B=.又0
17、722014】
A. B.
C.2 D.4
C [由正弦定理得sin Bsin A-sin Acos B=0.∵sin A≠0,∴sin B-cos B=0,∴tan B=.又0<B<π,∴B=.
由余弦定理得b2=a2+c2-2accos B=a2+c2-ac,即b2=(a+c)2-3ac.
又b2=ac,∴4b2=(a+c)2,解得=2.故選C.]
3.(2016·臨沂模擬)在△ABC中,cos A=,3sin B=2sin C,且△ABC的面積為2,則邊BC的長(zhǎng)度為( )
A.2 B.3
C.2 D.
B [由cos A=得sin
18、A=,由S△ABC=bcsin A=2,
得bc=6,又由3sin B=2sin C,得3b=2c.
解方程組得
由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A=22+32-2×6×=9,
∴a=3,即BC=3.]
4.(2016·河北武邑中學(xué)期中)在△ABC中,c=,b=1,∠B=,則△ABC的形狀為( )
A.等腰直角三角形
B.直角三角形
C.等邊三角形
D.等腰三角形或直角三角形
D [根據(jù)余弦定理有1=a2+3-3a,解得a=1或a=2,當(dāng)a=1時(shí),三角形ABC為等腰三角形,當(dāng)a=2時(shí),三角形ABC為直角三角形,故選D.]
5.(2016·??谡{(diào)研)如圖2-2
19、,在△ABC中,C=,BC=4,點(diǎn)D在邊AC上,AD=DB,DE⊥AB,E為垂足.若DE=2,則cos A=( )
圖2-2
A. B.
C. D.
C [∵DE=2,∴BD=AD==.∵∠BDC=2∠A,在△BCD中,由正弦定理得=,∴=×=,∴cos A=,故選C.]
二、填空題
6.(2016·石家莊一模)已知△ABC中,AC=4,BC=2,∠BAC=60°,AD⊥BC于點(diǎn)D,則的值為_(kāi)_________. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):67722015】
6 [在△ABC中,由余弦定理可得BC2=AC2+AB2-2AC·ABcos∠BAC,即28=16+AB2-4AB,解得
20、AB=6或AB=-2(舍),則cos ∠ABC==,BD=AB·cos∠ABC=6×=,CD=BC-BD=2-=,所以=6.]
7.(2016·湖北七州聯(lián)考)如圖2-3,為了估測(cè)某塔的高度,在同一水平面的A,B兩點(diǎn)處進(jìn)行測(cè)量,在點(diǎn)A處測(cè)得塔頂C在西偏北20°的方向上,仰角為60°;在點(diǎn)B處測(cè)得塔頂C在東偏北40°的方向上,仰角為30°.若A,B兩點(diǎn)相距130 m,則塔的高度CD=__________m.
圖2-3
10 [分析題意可知,設(shè)CD=h,則AD=,BD=h,在△ADB中,∠ADB=180°-20°-40°=120°,由余弦定理AB2=BD2+AD2-2BD·AD·cos 1
21、20°,可得1302=3h2+-2·h··,解得h=10,故塔的高度為10 m.]
8.(2016·合肥二模)如圖2-4,△ABC中,AB=4,BC=2,∠ABC=∠D=60°,若△ADC是銳角三角形,則DA+DC的取值范圍是__________.
圖2-4
(6,4] [在△ABC中,由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2AB·BCcos∠ABC=12,即AC=2.設(shè)∠ACD=θ(30°<θ<90°),則在△ADC中,由正弦定理得==,則DA+DC=4[sin θ+sin(120°-θ)]=4=4sin(θ+30°),而60°<θ+30°<120°,4sin 60°
22、sin 90°,即6
23、
由c<a,得C<A,從而cos C=,8分
故sin B=sin(A+C)=sin Acos C+cos Asin C
=×+×=,10分
所以△ABC的面積為S=acsin B=×××=(+).12分
10.(2016·東北三省四市聯(lián)考)在△ABC中,角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,已知=.
(1)求的值;
(2)若角A是鈍角,且c=3,求b的取值范圍.
[解] (1)由題意及正弦定理得sin Ccos B-2sin Ccos A=2sin Acos C-sin Bcos C,1分
∴sin Ccos B+sin Bcos C=2(sin Ccos A+sin A c
24、os C),
∴sin(B+C)=2sin(A+C).3分
∵A+B+C=π,4分
∴sin A=2sin B,∴=2.5分
(2)由余弦定理得cos A===<0,
∴b>.①8分
∵b+c>a,即b+3>2b,∴b<3,②10分
由①②得b的取值范圍是(,3).12分
[B組 名校沖刺]
一、選擇題
1.(2016·濰坊模擬)已知△ABC中,a,b,c分別為內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊,且acos B+bcos A=3ccos C,則cos C的值為( )
A. B.
C. D.
B [由acos B+bcos A=3ccos C得sin Aco
25、s B+cos Asin B=3sin Ccos C,
即sin(A+B)=3sin Ccos C,即sin C=3sin Ccos C,
所以cos C=.]
2.(2016·全國(guó)丙卷)在△ABC中,B=,BC邊上的高等于BC,則cos A=
( )
A. B.
C.- D.-
C [法一:設(shè)△ABC中角A,B,C所對(duì)的邊分別為a,b,c,
則由題意得S△ABC=a·a=acsin B,∴c=a.
由余弦定理得b2=a2+c2-2accos B=a2+a2-2×a×a×=a2,∴b=a.
∴cos A===-.故選C.
法二:同法一得c=a.
由正弦定理得sin C
26、=sin A, 又B=,∴sin C=sin=sin A,即cos A+sin A=sin A,∴tan A=-3,∴A為鈍角.
又∵1+tan2A=,∴cos2A=,
∴cos A=-.故選C.]
3.設(shè)△ABC的內(nèi)角A,B,C所對(duì)的邊分別為a,b,c.若三邊的長(zhǎng)為連續(xù)的三個(gè)正整數(shù),且A>B>C,3b=20acos A,則sin A∶sin B∶sin C=( )
A.4∶3∶2 B.5∶6∶7
C.5∶4∶3 D.6∶5∶4
D [∵A>B>C,∴a>b>c.
又∵a,b,c為連續(xù)的三個(gè)正整數(shù),
∴設(shè)a=n+1,b=n,c=n-1(n≥2,n∈N*).
∵3b=20ac
27、os A,∴=cos A,
∴=,
=,
即=,
化簡(jiǎn)得7n2-27n-40=0,(n-5)(7n+8)=0,
∴n=5.
又∵==,
∴sin A∶sin B∶sin C=a∶b∶c=6∶5∶4.
故選D.]
4.在△ABC中,角A,B,C所對(duì)的邊長(zhǎng)分別為a,b,c,且滿(mǎn)足csin A=acos C,則sin A+sin B的最大值是( )
A.1 B.
C.3 D.
D [∵csin A=acos C,∴sin Csin A=sin Acos C.
∵sin A≠0,∴tan C=,
∵0<C<π,∴C=,
∴sin A+sin B=sin A+sin=si
28、n A+cos A=sin.
∵0<A<,∴<A+<,
∴<sin≤,
∴sin A+sin B的最大值為.故選D.]
二、填空題
5.(2016·忻州聯(lián)考)已知在△ABC中,B=2A,∠ACB的平分線(xiàn)CD把三角形分成面積比為4∶3的兩部分,則cos A=__________.
[由題意可知S△ACD∶S△BCD=4∶3,
∴AD∶DB=4∶3,AC∶BC=4∶3,在△ABC中,由正弦定理得
sin B=sin A,
又B=2A,∴sin 2A=sin A,∴cos A=.]
6.(2016·太原二模)在△ABC中,角A,B,C的對(duì)邊分別是a,b,c,若∠B=∠C,且7a
29、2+b2+c2=4,則△ABC面積的最大值為_(kāi)_________.
【導(dǎo)學(xué)號(hào):67722016】
[法一:由∠B=∠C得b=c,代入7a2+b2+c2=4,得7a2+2b2=4,則2b2=4-7a2,由余弦定理得cos C==,所以sin C===,則△ABC的面積為S=absin C=ab×==≤×=×4=,當(dāng)且僅當(dāng)a2=時(shí)取等號(hào),則△ABC的面積的最大值為.
法二:由∠B=∠C得b=c,所以7a2+b2+c2=4,即為7a2+2c2=4,則△ABC面積為a =≤×=,所以最大值為.]
三、解答題
7.(2016·威海二模)已知f(x)=cos x(λsin x-cos x)+
30、cos2+1(λ>0)的最大值為3.
(1)求函數(shù)f(x)的對(duì)稱(chēng)軸;
(2)在△ABC中,內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,且=,若不等式f(B)<m恒成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
[解] (1)f(x)=cos x(λsin x-cos x)+cos2+1
=λsin xcos x-cos2x+sin2x+1=λsin 2x-cos 2x+1
≤+1.2分
由題意知:+1=3,λ2=12.
∵λ>0,∴λ=2,4分
∴f(x)=sin 2x-cos 2x+1=2sin+1.5分
令2x-=+kπ,解得x=+(k∈Z),
∴函數(shù)f(x)的對(duì)稱(chēng)軸為x=+(k∈Z).6分
31、(2)∵=,由正弦定理得,=,
可變形得,sin(A+B)=2cos Asin C,即sin C=2cos Asin C.8分
∵sin C≠0,∴cos A=,又0<A<π,∴A=,9分
∴f(B)=2sin+1,只需f(B)max<m.
∵0<B<,∴-<2B-<,10分
∴-<sin≤1,即0<f(B)≤3,11分
∴m>3.12分
8.(2016·福州模擬)在△ABC中,角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,滿(mǎn)足(2b-c)cos A=acos C.
(1)求角A的大?。?
(2)若a=3,求△ABC周長(zhǎng)的最大值.
[解] (1)由(2b-c)cos A=acos C及正弦定理,
得(2sin B-sin C)cos A=sin Acos C,3分
∴2sin Bcos A=sin Ccos A+sin Acos C,
∴2sin Bcos A=sin(C+A)=sin B.
∵B∈(0,π),∴sin B≠0.
∵A∈(0,π),cos A=,∴A=.6分
(2)由(1)得A=,由正弦定理得====2,
∴b=2sin B,c=2sin C.
△ABC的周長(zhǎng)l=3+2sinB+2sin9分
=3+2sinB+2
=3+3sin B+3cos B
=3+6sin.
∵B∈,∴當(dāng)B=時(shí),△ABC的周長(zhǎng)取得最大值為9.12分