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一、知识要点
1.两个基本定理
正弦定理:
[asinA=bsinB=csinC=2R(R]为[△ABC]外接圆的半径).
余弦定理:
[b2+c2-a2=2ac cosA] [cosA=b2+c2-a22bc]
[c2+a2-b2=2ac cosB][cosB=c2+a2-b22ca]
[a2+b2-c2=2abcosC][cosC=a2+b2-c22ab]
2.三角形的面积
设[△ABC]的面积为[S],则:
(1)[S=12aha=12bhb=12chc]
[=12acsinB=12bcsinA=12absinC.]
(2)[S=abc4R=2R2sinAsinBsinC]
[=pr=p(p-a)(p-b)(p-c)]
(其中[p]为[△ABC]的周长的一半,[r]为[△ABC]内切圆半径)[.]
3.几个常用的结论
(1)在[△ABC]中,[sinA>sinB⇔a>b⇔A>B⇔][cosA (2)在[△ABC]中,任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边.
(3)在[△ABC]中,三边[a、b、c]成等差数列,则 [a+c=2b.] [sinA+sinC=2sinB.]
二、易错点提醒
1.在运用正弦定理解决“已知两边和其中一边的对角,解三角形”问题时,要注意对解的个数的判断.这是同学们学习这部分内容的最大难点和易错点.
2.在处理三角形中的三角函数的求值、证明问题时,要注意角的范围对三角函数值的影响,避免造成增解或漏解. 如在[△ABC]中,[sinA=12],[A=π6]或[π-π6].
3.恰当选用正、余弦定理解决问题,简化运算过程,提高解题速度,用方程的观点去认识余弦定理,一般地,凡能用正弦定理解决的问题也可用余弦定理解决,但有时要复杂些.
4.在解三角形时,要注意把平面几何中的性质、定理与正、余弦定理结合起来,挖掘题目中的隐含条件,并结合三角形的有关性质,注意数形结合,灵活地进行边角互化从而使问题顺利解决.
5.向量也是解三角形的武器之一.
三、典型例题
例1 在[△ABC]中,[bcosA=acosB],试判断[△ABC]的形状.
解法一:(利用余弦定理的推论将角转化为边)
∵[bcosA=acosB],
∴[b⋅b2+c2-a22bc=a⋅a2+c2-b22ac],
∴[b2+c2-a2=a2+c2-b2],∴[a2=b2].
∵[a>0,b>0],∴[a=b],
∴[△ABC]是等腰三角形.
解法二:(利用正弦定理的推论将角转化为边)
∵[bcosA=acosB],又由正弦定理,
[b=2RsinB,a=2RsinA],
∴[2RsinBcosA=2RsinAcosB],
∴[sinBcosA-sinAcosB=0],
∴[sin(A-B)=0].
又[0 ∴[-π ∴[A-B=0],即[A=B],
∴[△ABC]是等腰三角形.
方法总结若已知条件既含有边,又含有角,一般用正、余弦定理完成边角转化,化为只含有边或只含有角的式子,然后再求解.
例2在某点[B]处测得建筑物[AE]的顶端[A]的仰角为[θ],沿[BE]方向前进[30m],至点[C]处测得顶端[A]的仰角为2[θ],再继续前进[103m]至[D]点,测得顶端[A]的仰角为4[θ],求[θ]的大小和建筑物的高[AE].
解法一:(用正弦定理求解)
由已知可得在[△ACD]中,[AC=BC=30,][AD=DC=103],[∠ADC=180°][-4θ,]
[∴][103sin2θ]=[30sin(180°-4θ)],
[sin4θ=2sin2θcos2θ,]
故[cos2θ][=32],得[2θ=30°],[θ=15°],
[∴]在Rt[△ADE]中,[AE=ADsin60°=15,]故所求角[θ]为[15°],建筑物高度为15m.
解法二:(设方程来求解)
设[DE=x,AE=h,]
在 Rt[△ACE]中,(10[3+x)2+h2=302.]
在 Rt[△ADE]中,[x2+h2=(103)2],
两式相减,得[x=53],[h=15],
故在 Rt[△ACE]中,[tan2θ]=[h103+x]=[33],
[∴][2θ]=30°,[θ]=15°,
故所求角[θ]为15°,建筑物高度为15m.
解法三:(用倍角公式求解)
设建筑物高为[AE=x,]
由题意,得[∠BAC=θ],[∠CAD=2θ],
[AC=BC=30m,][AD=CD=103m],
在Rt[△ACE]中,[sin2θ]=[x30],①
在Rt[△ADE]中,[sin4θ]=[x103],②
②÷①,得cos2[θ]=[32],[2θ]=30°,
[θ]=15°,AE=ADsin60°=15.
例3在[△ABC]中,[a]、[b]、[c]分别为内角[A]、[B]、[C]的对边,[2asinA=(2b+c)sinB+(2c+][b)sinC].
(1)求[A]的大小;
(2)求[sinB+sinC]的最大值.
解(1)由已知,根据正弦定理得
[2a2=(2b+c)b+(2c+b)c,]即[a2=b2+c2+bc],
由余弦定理得[a2=b2+c2-2bc cosA,]
故[cosA=-12],[A=120∘].
(2)由(1)得[sinB+sinC=sinB+sin(60∘-B)]
[=32cosB+12sinB][=sin(60∘+B)],
故当[B=30∘]时,[sinB+sinC]取得最大值1.
方法总结 与正弦定理有关的三角函数最值的求法:利用正弦定理弄清三角形中的基本量间的关系,或求出某些基本量;将要求的最值或取值范围的两表示成为某一变量的函数(包括三角函数),从而转化为求函数的最值问题.
1.两个基本定理
正弦定理:
[asinA=bsinB=csinC=2R(R]为[△ABC]外接圆的半径).
余弦定理:
[b2+c2-a2=2ac cosA] [cosA=b2+c2-a22bc]
[c2+a2-b2=2ac cosB][cosB=c2+a2-b22ca]
[a2+b2-c2=2abcosC][cosC=a2+b2-c22ab]
2.三角形的面积
设[△ABC]的面积为[S],则:
(1)[S=12aha=12bhb=12chc]
[=12acsinB=12bcsinA=12absinC.]
(2)[S=abc4R=2R2sinAsinBsinC]
[=pr=p(p-a)(p-b)(p-c)]
(其中[p]为[△ABC]的周长的一半,[r]为[△ABC]内切圆半径)[.]
3.几个常用的结论
(1)在[△ABC]中,[sinA>sinB⇔a>b⇔A>B⇔][cosA
(3)在[△ABC]中,三边[a、b、c]成等差数列,则 [a+c=2b.] [sinA+sinC=2sinB.]
二、易错点提醒
1.在运用正弦定理解决“已知两边和其中一边的对角,解三角形”问题时,要注意对解的个数的判断.这是同学们学习这部分内容的最大难点和易错点.
2.在处理三角形中的三角函数的求值、证明问题时,要注意角的范围对三角函数值的影响,避免造成增解或漏解. 如在[△ABC]中,[sinA=12],[A=π6]或[π-π6].
3.恰当选用正、余弦定理解决问题,简化运算过程,提高解题速度,用方程的观点去认识余弦定理,一般地,凡能用正弦定理解决的问题也可用余弦定理解决,但有时要复杂些.
4.在解三角形时,要注意把平面几何中的性质、定理与正、余弦定理结合起来,挖掘题目中的隐含条件,并结合三角形的有关性质,注意数形结合,灵活地进行边角互化从而使问题顺利解决.
5.向量也是解三角形的武器之一.
三、典型例题
例1 在[△ABC]中,[bcosA=acosB],试判断[△ABC]的形状.
解法一:(利用余弦定理的推论将角转化为边)
∵[bcosA=acosB],
∴[b⋅b2+c2-a22bc=a⋅a2+c2-b22ac],
∴[b2+c2-a2=a2+c2-b2],∴[a2=b2].
∵[a>0,b>0],∴[a=b],
∴[△ABC]是等腰三角形.
解法二:(利用正弦定理的推论将角转化为边)
∵[bcosA=acosB],又由正弦定理,
[b=2RsinB,a=2RsinA],
∴[2RsinBcosA=2RsinAcosB],
∴[sinBcosA-sinAcosB=0],
∴[sin(A-B)=0].
又[0 ∴[-π
∴[△ABC]是等腰三角形.
方法总结若已知条件既含有边,又含有角,一般用正、余弦定理完成边角转化,化为只含有边或只含有角的式子,然后再求解.
例2在某点[B]处测得建筑物[AE]的顶端[A]的仰角为[θ],沿[BE]方向前进[30m],至点[C]处测得顶端[A]的仰角为2[θ],再继续前进[103m]至[D]点,测得顶端[A]的仰角为4[θ],求[θ]的大小和建筑物的高[AE].
解法一:(用正弦定理求解)
由已知可得在[△ACD]中,[AC=BC=30,][AD=DC=103],[∠ADC=180°][-4θ,]
[∴][103sin2θ]=[30sin(180°-4θ)],
[sin4θ=2sin2θcos2θ,]
故[cos2θ][=32],得[2θ=30°],[θ=15°],
[∴]在Rt[△ADE]中,[AE=ADsin60°=15,]故所求角[θ]为[15°],建筑物高度为15m.
解法二:(设方程来求解)
设[DE=x,AE=h,]
在 Rt[△ACE]中,(10[3+x)2+h2=302.]
在 Rt[△ADE]中,[x2+h2=(103)2],
两式相减,得[x=53],[h=15],
故在 Rt[△ACE]中,[tan2θ]=[h103+x]=[33],
[∴][2θ]=30°,[θ]=15°,
故所求角[θ]为15°,建筑物高度为15m.
解法三:(用倍角公式求解)
设建筑物高为[AE=x,]
由题意,得[∠BAC=θ],[∠CAD=2θ],
[AC=BC=30m,][AD=CD=103m],
在Rt[△ACE]中,[sin2θ]=[x30],①
在Rt[△ADE]中,[sin4θ]=[x103],②
②÷①,得cos2[θ]=[32],[2θ]=30°,
[θ]=15°,AE=ADsin60°=15.
例3在[△ABC]中,[a]、[b]、[c]分别为内角[A]、[B]、[C]的对边,[2asinA=(2b+c)sinB+(2c+][b)sinC].
(1)求[A]的大小;
(2)求[sinB+sinC]的最大值.
解(1)由已知,根据正弦定理得
[2a2=(2b+c)b+(2c+b)c,]即[a2=b2+c2+bc],
由余弦定理得[a2=b2+c2-2bc cosA,]
故[cosA=-12],[A=120∘].
(2)由(1)得[sinB+sinC=sinB+sin(60∘-B)]
[=32cosB+12sinB][=sin(60∘+B)],
故当[B=30∘]时,[sinB+sinC]取得最大值1.
方法总结 与正弦定理有关的三角函数最值的求法:利用正弦定理弄清三角形中的基本量间的关系,或求出某些基本量;将要求的最值或取值范围的两表示成为某一变量的函数(包括三角函数),从而转化为求函数的最值问题.