专题13 正、余弦定理与解三角形(教师版).docx
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1、专题13 正、余弦定理与解三角形(核心考点精讲精练) 1. 近几年真题考点分布正、余弦定理与解三角形近几年考情考题示例考点分析关联考点2022年全国乙(文科),第17题,12分1、利用正弦定理求角2、利用正、余弦定理证明不等式诱导公式2022年全国乙(理科),第17题,12分1、利用正、余弦定理证明不等式2、利用正、余弦定理求三角形的周长2022年全国甲(理科),第16题,5分2022年全国甲(文科),第16题,5分用余弦定理解三角形,边长比取最值时,求边长基本不等式2023年全国乙(文科),第4题,5分利用正弦定理求角诱导公式2023年全国乙(理科),第18题,12分1、利用余弦定理求角的正
2、弦值2、利用面积公式求面积同角公式2023年全国乙(理科),第9题,5分利用正、余弦定理线面角的正切值线面角、二面角2023年全国甲(理科),第16题,5分正、余弦定理解三角形,求边长2023年全国甲(文科),第17题,12分1、求边长的乘积2、正、余弦定理解三角形,求面积恒等变换2. 命题规律及备考策略【命题规律】1.本节高考常考,各种题型均有出现; 2.常以最值问题出现在小题的压轴题位置;3.常考查利用正、余弦定理解三角形,求面积、周长及代数式的取值范围4.考查正、余弦定理在实际情景中的应用【备考策略】1.能用正弦定理及面积公式解三角形;2.能用余弦定理解三角形;3.掌握正、余弦定理的简单
3、实际应用; 【命题预测】1.利用正、余弦定理证明不等式2.利用正、余弦定理解三角形,求面积、周长及代数式的取值范围3.正、余弦定理中的结构不良问题4.正、余弦定理在实际情景中的应用 知识讲解一、正弦定理、余弦定理在ABC中,若角A,B,C所对的边分别是a,b,c,R为ABC外接圆的半径,则定理正弦定理余弦定理内容a2=b2+c2-2bccos A;b2=c2+a2-2cacos B;c2=a2+b2-2abcos C变形(1)a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C;(2)sin A=a2R,sin B=b2R,sin C=c2R;(3)abc=sin Asin Bsin C
4、;(4)asin B=bsin A,bsin C=csin B,asin C=csin A;.二、三角形的面积公式(ha,hb,hc分别表示a,b,c边上的高);(r为ABC内切圆的半径);(R为ABC外接圆的半径);三、在ABC中,已知a,b和角A时,解的情况如下:图形关系式解的个数a=bsin A一解bsin Aab一解四、实际应用中的常用术语1.仰角和俯角与目标视线在同一铅垂平面内的水平线和目标视线的夹角,目标线在水平线上方时叫仰角,目标视线在水平线下方时叫俯角(如图).2.方向角相对于某正方向的水平角,如南偏东30,北偏西45等.3.方位角指从正北方向顺时针转到目标方向线所成的水平角.
5、如点B的方位角为(如图).4.坡度(又称坡比)坡面的垂直高度与水平长度之比.1.三角形内角和定理:在ABC中,A+B+C=,变形为.2.三角形中的三角函数关系(1)sin(A+B)=sin C,sin(A+C)=sin B,sin(B+C)=sin A;(2)cos(A+B)= - cos C,cos(A+C)= - cos B,cos(B+C)= - cos A;(3),;(4),;3.在ABC中,sin Asin BABab,cos Acos BABab,大边对大角,小边对小角;4.三角形射影定理:a=bcos C+ccos B;b=acos C+ccos A;c=acos B+bcos
6、A.5.三角形中任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边.6.在ABC中,若,则,即.7.若ABC为锐角三角形,则或三个角中最大角的余弦值为正.8.若ABC为钝角三角形,则.9.在ABC中,各个角的正弦值一定大于0,即.利用正弦、余弦定理判断三角形形状的思路(1)“角化边”:利用正弦、余弦定理把已知条件转化为只含边的关系,通过因式分解、配方等得出边的关系,从而判断三角形的形状.(2)“边化角”:利用正弦、余弦定理把已知条件转化为只含内角的三角函数间的关系,通过三角函数恒等变形,得出内角的关系,从而判断三角形的形状,此时要注意应用A+B+C=这个结论.1.求三角形面积的方法(1)若三角形中
7、已知一个角(角的大小或该角的正、余弦值)以及该角的两边,代入公式求面积;(2)若已知三角形的三边,可先求其一个角的余弦值,再求其正弦值,代入公式求面积.总之,结合图形恰当选择面积公式是解题的关键.2.已知三角形面积求边、角的方法(1)若求角,就寻求夹这个角的两边的关系,利用面积公式列方程求解;(2)若求边,就寻求与该边(或两边)有关联的角,利用面积公式列方程求解.平面几何图形中研究或求与角有关的长度、角度、面积的最值、优化设计等问题,通常是转化到三角形中,利用正、余弦定理,通过运算的方法加以解决.在解决某些具体问题时,常先引入变量,如边长、角度等,然后把要解三角形的边或角用所设变量表示出来,再
8、利用正、余弦定理列出方程求解,若研究最值,常使用函数思想.解三角形与三角函数综合问题的一般步骤:利用向量的有关知识,把问题转化为三角形的边角关系,再结合正弦、余弦定理解三角形.距离问题的类型及解法(1)类型:两点间既不可达也不可视,两点间可视但不可达,两点都不可达.(2)解法:选择合适的辅助测量点,构造三角形,将问题转化为求某个三角形的边长问题,从而利用正、余弦定理求解.求解高度问题:理解仰角、俯角(在铅垂面上所成的角)、方向(位)角(在水平面上所成的角)是关键,遇到空间与平面(地面)同时研究的问题,这时最好画两个图形,一个空间图形,一个平面图形,这样处理起来既清楚又不容易搞错.1.测量角度问
9、题的关键是在弄清题意的基础上,画出表示实际问题的图形,并在图形中标出有关的角和距离,再用正弦定理或余弦定理解三角形,最后将解得的结果转化为实际问题的解.2.方向角是相对于某点而言的,因此在确定方向角时,必须先弄清楚是哪一个点的方向角.考点一、判断三角形的形状1ABC的内角A,B,C所对的边分别为,若,则ABC的形状为.【答案】直角三角形【详解】(法一)因为,所以由正弦定理知,得.又,得,因此ABC是直角三角形.(法二)因为,所以,即,故,因此ABC是直角三角形.2在ABC中,角A,B,C的对边分别为,若,则ABC是三角形.【答案】等边【详解】因为,所以,所以.又,所以,所以,所以ABC是等边三
10、角形.3(2023年四川省模拟)在中,若,则的形状为( )A等边三角形B等腰直角三角形C钝角三角形D有一个内角为的直角三角形【答案】D【分析】由正弦定理推出,结合推出,可得答案.【详解】由以及正弦定理得,即,则,又,所以,即的形状为有一个内角为的直角三角形.1(2023年重庆市模拟)设中角,所对的边分别为,;若,;则为( )A锐角三角形B直角三角形C钝角三角形D以上都有可能【答案】A【分析】根据余弦定理即可求解.【详解】由余弦定理可得,故为锐角,由于,因此均为锐角,故为锐角三角形.2(2023年江苏省模拟)一个三角形的三条高的长度分别是,则该三角形( )A一定是锐角三角形B一定是直角三角形C一
11、定是钝角三角形D有可能是锐角三角形,也可能是钝角三角形【答案】C【分析】根据给定条件,利用三角形面积表示边长,再利用余弦定理计算判断作答.【详解】设这个三角形面积为,三边长分别为,依题意,显然,即边c所对角是最大角,由余弦定理得,则是钝角,所以该三角形一定是钝角三角形.3(2020年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标)ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知(1)求A;(2)若,证明:ABC是直角三角形【答案】(1);(2)证明见解析【分析】(1)根据诱导公式和同角三角函数平方关系,可化为,即可解出;(2)根据余弦定理可得,将代入可找到关系,再根据勾股定理或正弦定理即可证出【详解】
12、(1)因为,所以,即,解得,又,所以;(2)因为,所以,即,又, 将代入得,即,而,解得,所以,故,即是直角三角形【点睛】本题主要考查诱导公式和平方关系的应用,利用勾股定理或正弦定理,余弦定理判断三角形的形状,属于基础题考点二、利用正、余弦定理求三角形的角1(2019年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标)的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知bsinA+acosB=0,则B= .【答案】.【分析】先根据正弦定理把边化为角,结合角的范围可得.【详解】由正弦定理,得,得,即,故选D【点睛】本题考查利用正弦定理转化三角恒等式,渗透了逻辑推理和数学运算素养采取定理法,利用转化与化归思想解题忽视
13、三角形内角的范围致误,三角形内角均在范围内,化边为角,结合三角函数的恒等变化求角2(2023年高考全国乙卷数学(文)真题)在中,内角的对边分别是,若,且,则( )A B C D【答案】C【分析】首先利用正弦定理边化角,然后结合诱导公式和两角和的正弦公式求得的值,最后利用三角形内角和定理可得的值.【详解】由题意结合正弦定理可得,即,整理可得,由于,故,据此可得,则.1(【全国市级联考】2017年贵州省适应性考试文科数学试题)的内角的对边分别为,若,则 【答案】 【分析】根据正弦定理将边化为角,再根据两角和正弦公式以及诱导公式化简得的值,即得角.【详解】解法一:由及正弦定理,得.又,.又,.解法二
14、在ABC中,条件等式变为,.又,.【点睛】解三角形问题,多为边和角的求值问题,这就需要根据正、余弦定理结合已知条件灵活转化边和角之间的关系,从而达到解决问题的目的.其基本步骤是:第一步:定条件,即确定三角形中的已知和所求,在图形中标出来,然后确定转化的方向.第二步:定工具,即根据条件和所求合理选择转化的工具,实施边角之间的互化.第三步:求结果.2(2017年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标3卷)ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知C=60,b=,c=3,则A= .【答案】【详解】由正弦定理,得,结合可得,则.【名师点睛】解三角形问题,多为边和角的求值问题,这就需要根据
15、正、余弦定理,结合已知条件灵活转化为边和角之间的关系,从而达到解决问题的目的.其基本步骤是:第一步:定条件,即确定三角形中的已知和所求,在图形中标出来,然后确定转化的方向.第二步:定工具,即根据条件和所求合理选择转化的工具,实施边角之间的互化.第三步:求结果.考点三、利用正、余弦定理求三角形的边1(2023全国甲卷理数真题)在中,的角平分线交BC于D,则 【答案】【分析】方法一:利用余弦定理求出,再根据等面积法求出;方法二:利用余弦定理求出,再根据正弦定理求出,即可根据三角形的特征求出【详解】如图所示:记,方法一:由余弦定理可得,因为,解得:,由可得,解得:故答案为:方法二:由余弦定理可得,因
16、为,解得:,由正弦定理可得,解得:,因为,所以,又,所以,即【点睛】本题压轴相对比较简单,既可以利用三角形的面积公式解决角平分线问题,也可以用角平分定义结合正弦定理、余弦定理求解,知识技能考查常规2(2021年全国高考甲卷数学(文)试题)在中,已知,则( )A1 BCD3【答案】D【分析】利用余弦定理得到关于BC长度的方程,解方程即可求得边长.【详解】设,结合余弦定理:可得:,即:,解得:(舍去),故.故选:D.【点睛】利用余弦定理及其推论解三角形的类型:(1)已知三角形的三条边求三个角;(2)已知三角形的两边及其夹角求第三边及两角;(3)已知三角形的两边与其中一边的对角,解三角形3(2018
17、年全国普通高等学校招生统一考试理数(全国卷II)在中,,BC=1,AC=5,则AB=( )ABCD【答案】A【详解】分析:先根据二倍角余弦公式求,再根据余弦定理求AB.详解:因为所以,选A.点睛:解三角形问题,多为边和角的求值问题,这就需要根据正、余弦定理结合已知条件灵活转化边和角之间的关系,从而达到解决问题的目的.4(2018年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标I卷)在平面四边形中,.(1)求;(2)若,求.【答案】(1);(2).【分析】(1)方法一:根据正弦定理得到,求得,结合角的范围,利用同角三角函数关系式,求得;(2) 方法一:根据第一问的结论可以求得,在中,根据余弦定理即
18、可求出【详解】(1)方法1:正弦定理平方关系在中,由正弦定理得,代入数值并解得又因为,所以,即为锐角,所以方法2:余弦定理在中,即,解得:,所以,方法3:【最优解】利用平面几何知识如图,过点作,垂足为,垂足为在中,因为,所以在中,因为,则所以方法4:坐标法以为坐标原点,为轴,为轴正方向,建立平面直角坐标系(图略)设,则因为,所以从而,又是锐角,所以,(2)方法1:【通性通法】余弦定理在,由(1)得,所以方法2:【最优解】利用平面几何知识作,垂足为F,易求,由勾股定理得【整体点评】(1)方法一:根据题目条件已知两边和一边对角,利用正弦定理和平方关系解三角形,属于通性通法;方法二:根据题目条件已知
19、两边和一边对角,利用余弦定理解三角形,也属于通性通法;方法三:根据题意利用几何知识,解直角三角形,简单易算方法四:建立坐标系,通过两点间的距离公式,将几何问题转化为代数问题,这是解析思想的体现(2)方法一:已知两边及夹角,利用余弦定理解三角形,是通性通法方法二:利用几何知识,解直角三角形,简单易算1(2023年江西省模拟)已知的内角,的边分别对应,若,为中点,若,则( )ABCD【答案】B【分析】利用正弦定理将边化角,再由诱导公式及两角和的正弦公式求出,再由余弦定理求出,即可得到,最后由勾股定理计算即可【详解】中,由正弦定理可得:,又在三角形中,所以,可得,由,则,即,则有,为中点,若,则,中
20、, 由余弦定理,整理得,解得,则,如图所示,所以在中,则.2ABC的内角A、B、C的对边分别为a、b、c.已知,则b=( )A B C2 D3【答案】D【详解】由余弦定理得,解得舍去),故选D.【考点】余弦定理【名师点睛】本题属于基础题,考查内容单一,根据余弦定理整理出关于的一元二次方程,再通过解方程求.运算失误是基础题失分的主要原因,请考生切记!3(2019年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标)ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知asinAbsinB=4csinC,cosA=,则=( )A6B5C4D3【答案】A【分析】利用余弦定理推论得出关系,在结合正弦定理边角互换列出方程
21、,解出结果.【详解】详解:由已知及正弦定理可得,由余弦定理推论可得,故选A【点睛】本题考查正弦定理及余弦定理推论的应用考点四、利用正、余弦定理求三角函数值1(2020年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标)在ABC中,cosC=,AC=4,BC=3,则cosB=( )A B C D【答案】A【分析】根据已知条件结合余弦定理求得,再根据,即可求得答案.【详解】在中,根据余弦定理:可得 ,即由故.【点睛】本题主要考查了余弦定理解三角形,考查了分析能力和计算能力,属于基础题.2(2021年浙江省高考数学试题)在中,M是的中点,则 , .【答案】 【分析】由题意结合余弦定理可得,进而可得,再由余弦定理
22、可得.【详解】由题意作出图形,如图,在中,由余弦定理得,即,解得(负值舍去),所以,在中,由余弦定理得,所以;在中,由余弦定理得.3(2019年北京市高考数学试卷(理科)在ABC中,a=3,bc=2,cosB=()求b,c的值;()求sin(BC)的值【答案】() ;() .【分析】()由题意列出关于的方程组,求解方程组即可确定的值;()由题意结合正弦定理和两角和差正余弦公式可得的值.【详解】()由题意可得:,解得:.()由同角三角函数基本关系可得:,结合正弦定理可得:,很明显角C为锐角,故,故.【点睛】本题主要考查余弦定理、正弦定理的应用,两角和差正余弦公式的应用等知识,意在考查学生的转化能
23、力和计算求解能力.1(2019年浙江省高考数学试卷)在中,点在线段上,若,则 ; .【答案】 【分析】本题主要考查解三角形问题,即正弦定理、三角恒等变换、数形结合思想及函数方程思想.在、中应用正弦定理,由建立方程,进而得解.【详解】在中,正弦定理有:,而,,所以.【点睛】解答解三角形问题,要注意充分利用图形特征.2(2018年全国普通高等学校招生统一考试数学(浙江卷)在ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c若,b=2,A=60,则sin B= ,c= 【答案】 【详解】分析:根据正弦定理得,根据余弦定理解出.详解:由正弦定理得,所以,由余弦定理得,(负值舍去).点睛:解三角形问题,多为
24、边和角的求值问题,这就需要根据正、余弦定理结合已知条件灵活转化为边和角之间的关系,从而达到解决问题的目的.3(2020年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标)如图,在三棱锥PABC的平面展开图中,AC=1,ABAC,ABAD,CAE=30,则cosFCB= .【答案】【分析】在中,利用余弦定理可求得,可得出,利用勾股定理计算出、,可得出,然后在中利用余弦定理可求得的值.【详解】,由勾股定理得,同理得,在中,由余弦定理得,在中,由余弦定理得.【点睛】本题考查利用余弦定理解三角形,考查计算能力,属于中等题.4(2019年天津市高考数学试卷(文科) 在中,内角所对的边分别为.已知,.()求的值;()
25、求的值. 【答案】() ;() .【分析】()由题意结合正弦定理得到的比例关系,然后利用余弦定理可得的值()利用二倍角公式首先求得的值,然后利用两角和的正弦公式可得的值.【详解】()在中,由正弦定理得,又由,得,即.又因为,得到,.由余弦定理可得.()由()可得,从而,.故.【点睛】本题主要考查同角三角函数的基本关系,两角和的正弦公式,二倍角的正弦与余弦公式,以及正弦定理余弦定理等基础知识.考查计算求解能力.考点五、面积公式的应用1(2021年全国高考乙卷数学(文)试题)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为,则 【答案】【分析】由三角形面积公式可得,再结合余弦定理即可得解.【详解】
26、由题意,所以,所以,解得(负值舍去).2(2019年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标)的内角的对边分别为.若,则的面积为 .【答案】【分析】本题首先应用余弦定理,建立关于的方程,应用的关系、三角形面积公式计算求解,本题属于常见题目,难度不大,注重了基础知识、基本方法、数学式子的变形及运算求解能力的考查【详解】由余弦定理得,所以,即解得(舍去)所以,【点睛】本题涉及正数开平方运算,易错点往往是余弦定理应用有误或是开方导致错误解答此类问题,关键是在明确方法的基础上,准确记忆公式,细心计算3(2018年全国卷理数高考试题)的内角的对边分别为,若的面积为,则( )ABCD【答案】C【详解】分析:利
27、用面积公式和余弦定理进行计算可得详解:由题可知所以由余弦定理所以.点睛:本题主要考查解三角形,考查了三角形的面积公式和余弦定理1(2018年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标I卷)的内角的对边分别为,已知,则的面积为 【答案】.【分析】方法一:由正弦定理可得,化简求得,利用余弦定理,结合题中的条件,可以得到,由为锐角,求得, ,利用三角形面积公式即可解出.【详解】方法一:【最优解】边化角因为,由正弦定理得,因为,所以又因为,由余弦定理,可得,所以,即为锐角,且,从而求得,所以的面积为.故答案为:.方法二:角化边因为,由正弦定理得,即,又,所以,又因为,由余弦定理,可得,所以,即为锐角
28、,且,从而求得,所以的面积为.【整体点评】方法一:利用正弦定理边化角,求出,再结合余弦定理求出,即可求出面积,该法是本题的最优解;方法二:利用正弦定理边化角,求出,再结合余弦定理求出,即可求出面积2记的内角的对边分别为,点为边三等分点(靠近C).若,则的面积为 .【答案】 / 【分析】在中,由余弦定理求出的关系,再在和中,利用双余弦定理求出的关系,从而求出,再根据三角形的面积公式即可得解.【详解】在中,由余弦定理得,即,由点为边三等分点(靠近C),得,在中,由余弦定理得,在中,由余弦定理得,因为,所以,即,所以,所以,所以,则,所以,所以.3在ABC中,(1)求C的大小;(2)已知,求ABC的
29、面积的最大值【答案】(1) (2)【分析】(1)先把题给条件化为,再利用余弦定理即可求解C的值(2)先用基本不等式求出ab的最大值,再代入三角形的面积公式即可求得ABC的面积的最大值【详解】(1),又C(0,),C(2)(当且仅当时取等号), 的最大值为考点六、三角形有解的个数问题1(2023年河南省联考数学试题)在中,内角的对边分别为.已知,则此三角形( )A无解B有一解C有两解D解的个数不确定【答案】C【分析】利用正弦定理解出再根据,得到,可得角有两个解.【详解】由正弦定理,得,解得.因为,所以.又因为,所以或,故此三角形有两解.2(2023年河南省模拟理科)在ABC中,角A,B,C所对的
30、边分别为a,b,c,a=2,B=45,若三角形有两解,则b的取值范围是 【答案】【分析】由正弦定理可得,由有两解,可得,且,从而即可求解.【详解】由正弦定理可得,即,又,所以,因为有两解,所以,且,所以,所以的取值范围为.3(2023年云南省学业质量监测数学试题)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知条件:,;,由条件与条件分别计算得到角B的解的个数为m,n,且正数x,y满足,则的最小值为 【答案】【分析】由正弦定理找到两组情况的角B分别有两个解和一个解,所以,再由代“1”法,利用基本不等式求解.【详解】由正弦定理,故满足条件的B角有两个,一个钝角一个锐角,角B有两个解;由正弦定理,所
31、以,只有一个解;故,当且仅当时取到等号.1(2023年上海市模拟)在中,则的解的个数是 个.【答案】2【分析】利用正弦定理即可判断三角形有两解.【详解】在中,由则,如图:所以此时有两解.2(2023年浙江省模拟)在中,a,b,c分别为角A,B,C的对边,已知,若有两解,则的取值范围是 .【答案】【分析】根据正弦定理结合大边对大角即可.【详解】由正弦定理得:,即,若有两解,则,且,即,所以.3(2023年四川省模拟)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,的恰有一个,则实数b的取值范围为 【答案】【分析】利用正弦定理表示为的函数,即可求解.【详解】由正弦定理可得,又,所以在有唯一解,故或
32、考点七、正、余弦定理在平面几何中的应用1(2023年高考数学真题完全解读(全国甲卷理科)在中,D为BC上一点,AD为的平分线,则 .【答案】【分析】在中,根据正弦定理可求出,从而可得,即得【详解】如图,在中,由正弦定理可得,又,又为的平分线,且,又,2(2023年江苏省模拟)在中,点D在边BC上,若的面积为,则AD的最大值为 .【答案】【分析】先根据三角形的面积公式求出,再利用和的面积和为以及基本不等式求解. 【详解】设的角,所对的边分别为,则在中,的面积为,所以,解得,因为,所以,所以,因为和的面积和为,所以,解得,因为,当且仅当,即时取等号,所以.1(2023届河北省冲刺模拟数学试题)如图
33、,在中,点D在BC边上,BD的垂直平分线过点A,且满足,则的大小为 【答案】【分析】根据题意可得,结合正弦定理与、三角形内角和定理与两角和差余弦公式即可求得,从而得的大小.【详解】因为BD的垂直平分线过点A,所以,则,所以又因为在中,所以在中,由正弦定理,得,所以,因为,所以为锐角,所以,则,又,所以2(2023届四川省统一考试理科数学试题)如图,圆的内接四边形中,与相交于点,平分,则的面积为 【答案】/【分析】作出图形,分析可得、的长,利用余弦定理可求得的长,然后利用斜率求解即可.【详解】作出四边形的外接圆,如下图所示:因为,则,由余弦定理可得,则,因为平分,则,所以,则,由余弦定理可得,整
34、理可得,即的,故.3(2023届陕西省一模文科数学试题)在中,点D是边BC上一点,且,.,则DC= .【答案】3【分析】在中,利用余弦定理得到进而在中,利用两角差正弦公式得到结果【详解】在中,可得.又由余弦定理,可得.在中,由此可得,由已知可得,代入可得,所以,所以.考点八、正、余弦定理在实际情景中的应用1(2021年全国高考乙卷数学(理)试题)魏晋时刘徽撰写的海岛算经是有关测量的数学著作,其中第一题是测海岛的高如图,点,在水平线上,和是两个垂直于水平面且等高的测量标杆的高度,称为“表高”,称为“表距”,和都称为“表目距”,与的差称为“表目距的差”则海岛的高( )A表高B表高C表距D表距【答案
35、】A【分析】利用平面相似的有关知识以及合分比性质即可解出【详解】如图所示:由平面相似可知,而 ,所以,而 ,即 .【点睛】本题解题关键是通过相似建立比例式,围绕所求目标进行转化即可解出2(2021年全国高考甲卷数学(理)试题)2020年12月8日,中国和尼泊尔联合公布珠穆朗玛峰最新高程为8848.86(单位:m),三角高程测量法是珠峰高程测量方法之一如图是三角高程测量法的一个示意图,现有A,B,C三点,且A,B,C在同一水平面上的投影满足,由C点测得B点的仰角为,与的差为100;由B点测得A点的仰角为,则A,C两点到水平面的高度差约为()( )A346B373C446D473【答案】B【分析】
36、通过做辅助线,将已知所求量转化到一个三角形中,借助正弦定理,求得,进而得到答案【详解】过作,过作,故,由题,易知为等腰直角三角形,所以所以因为,所以在中,由正弦定理得:,而,所以所以【点睛】本题关键点在于如何正确将的长度通过作辅助线的方式转化为3(2023年重庆市模拟)如图所示;测量队员在山脚A测得山顶的仰角为,沿着倾斜角为的斜坡向上走到达处,在处测得山顶的仰角为若,(参考数据:,),则山的高度约为( )A181.13B179.88C186.12D190.21【答案】C【分析】在中,利用正弦定理求,进而在Rt中求山的高度.【详解】在中,则,因为,则,在Rt中,则.1(2023年江西省质量检测数
37、学试题)北极阁位于鹰潭公园的东侧,前门是大码头,旧时为鹰潭最繁华的街市某同学为测量北极阁的高度MN,在北极阁的正北方向找到一座建筑物AB,高约为30m,在地面上点C处(B,C,N三点共线)测得建筑物顶部A,北极阁顶部M的仰角分别为30和45,在A处测得北极阁顶部M的仰角为15,北极阁的高度约为( )A45mB52mC60mD65m【答案】C【分析】在中求得AC,然后在中,利用正弦定理求得MC即可.【详解】解:由题意得:在中,在中,由正弦定理得,得,故MN=602(2023年黑龙江省模拟)滕王阁,江南三大名楼之一,因初唐诗人王勃所作滕王阁序中的“落霞与孤鹜齐飞,秋水共长天一色”而名传千古,流芳后
38、世如图,在滕王阁旁地面上共线的三点A,B,C处测得阁顶端点P的仰角分别为,且米,则滕王阁的高度( )米ABCD【答案】B【分析】设,利用直角三角形边角关系、余弦定理建立方程,再解方程组求解作答.【详解】设,在中,在中,在中,在中,即,在中,即,由,得,于是,解得,所以滕王阁的高度(米).3(2023年四川省模拟)伯乐树是中国特有国家一级保护树种,被誉为“植物中的龙凤”,常散生于湿润的沟谷坡地或小溪旁.一植物学家为了监测一棵伯乐树的生长情况,需测量树的高度.他在与树干底部在同一水平面的一块平地上利用测角仪(高度忽略不计)进行测量.如图,、是与树根处点在同一水平面内的两个观测点,树顶端为点.植物学
39、家在、两点测得的仰角分别为45,30,且,则树的高度( )A25米B米C30米D米【答案】C【分析】根据已知仰角求出,再在应用余弦定理求解即可.【详解】设,、两点测得的仰角分别为45,30,在,在,在,应用余弦定理得.考点九、利用正、余弦定理处理代数式的取值范围问题1(2022年全国新高考I卷数学试题)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知(1)若,求B;(2)求的最小值【答案】(1);(2)【分析】(1)根据二倍角公式以及两角差的余弦公式可将化成,再结合,即可求出;(2)由(1)知,再利用正弦定理以及二倍角公式将化成,然后利用基本不等式即可解出【详解】(1)因为,即,而,所以;(2)
40、由(1)知,所以,而,所以,即有,所以所以当且仅当时取等号,所以的最小值为2(2020年浙江省高考数学试卷)在锐角ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且(I)求角B的大小;(II)求cosA+cosB+cosC的取值范围【答案】(I);(II)【分析】(I)方法二:首先利用正弦定理边化角,然后结合特殊角的三角函数值即可确定角B的大小;(II)方法二:结合()的结论将含有三个角的三角函数式化简为只含有角A的三角函数式,然后由三角形为锐角三角形确定角A的取值范围,最后结合三角函数的性质即可求得的取值范围.【详解】(I)方法一:余弦定理由,得,即.结合余弦定,即,即,即,即,为锐角三角形,
41、所以,又B为的一个内角,故.方法二【最优解】:正弦定理边化角由,结合正弦定理可得:为锐角三角形,故.(II) 方法一:余弦定理基本不等式因为,并利用余弦定理整理得,即.结合,得.由临界状态(不妨取)可知.而为锐角三角形,所以.由余弦定理得,代入化简得故的取值范围是.方法二【最优解】:恒等变换三角函数性质结合(1)的结论有:.由可得:,则,.即的取值范围是.【整体点评】(I)的方法一,根据已知条件,利用余弦定理经过较复杂的代数恒等变形求得,运算能力要求较高;方法二则利用正弦定理边化角,运算简洁,是常用的方法,确定为最优解;(II)的三种方法中,方法一涉及到较为复杂的余弦定理代入化简,运算较为麻烦
42、,方法二直接使用三角恒等变形,简洁明快,确定为最优解.3(2022年全国高考甲卷数学(理)试题)已知中,点D在边BC上,当取得最小值时, 【答案】/【分析】设,利用余弦定理表示出后,结合基本不等式即可得解.【详解】方法一:余弦定理设,则在中,在中,所以,当且仅当即时,等号成立,所以当取最小值时,.方法二:建系法令 BD=t,以D为原点,OC为x轴,建立平面直角坐标系.则C(2t,0),A(1,),B(-t,0)方法三:余弦定理设BD=x,CD=2x.由余弦定理得,令,则,当且仅当,即时等号成立.方法四:判别式法设,则在中,在中,所以,记,则由方程有解得:即,解得:所以,此时所以当取最小值时,即
43、.4(2023年四川省模拟)在中,角,的对边分别为,且.(1)若,求的值.(2)求的最大值.【答案】(1) (2)【分析】(1)利用三角函数恒等变换公式对已知式子化简可得,再结合可求出的值;(2)由(1)可知,再利用余弦定理可得,从而可求出的最大值.【详解】(1)因为,所以,所以,所以,所以,所以,所以,所以由正弦定理得,因为,所以,因为,所以,(2)由(1)可知,则,由余弦定理得,当且仅当时取等号,因为,所以,所以的最大值为.1(2023年四川省模拟)已知钝角的角,所对的边分别为,则最大边的取值范围为( )ABCD【答案】C【分析】根据给定条件利用余弦定理建立不等关系即可计算作答.【详解】因
44、是钝角三角形,且是最大边,则由余弦定理得:,于是得,解得,又有,即,所以最大边的取值范围是:.2(2023年广东省模拟)在中,已知内角,所对的边分别为,且满足(1)求角的大小;(2)若,求的最大值【答案】(1) (2)4【分析】(1)由正弦定理得,利用三角恒等变换可求;(2)由正弦定理可求,进而由余弦定理可得,由基本不等式可求的最大值【详解】(1)因为,由正弦定理得,由三角形的内角和定理得,所以得,因为,所以解得,;(2)若,由正弦定理得,解得,由余弦定理得,利用基本不等式可得,所以(当且仅当时,取等号),即的最大值为43(2023年辽宁省重点高中模拟)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,
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