高中数学人教A版 (2019)必修 第二册6.4 平面向量的应用优秀课时练习
展开1.掌握正弦定理、余弦定理及其变形.
2.能利用正弦定理、余弦定理解决一些简单的三角形度量问题.
知识梳理
1.正弦定理与余弦定理
2.三角形中常用的面积公式
(1)S=eq \f(1,2)aha(ha表示边a上的高);
(2)S=eq \f(1,2)absin C=eq \f(1,2)acsin B=eq \f(1,2)bcsin A;
(3)S=eq \f(1,2)r(a+b+c)(r为三角形的内切圆半径).
常用结论
在△ABC中,常有以下结论:
(1)∠A+∠B+∠C=π.
(2)任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边.
(3)a>b⇔A>B⇔sin A>sin B,cs A
(5)三角形中的射影定理
在△ABC中,a=bcs C+ccs B;b=acs C+ccs A;c=bcs A+acs B.
思考辨析
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”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.( )
教材改编题
1.在△ABC中,AB=5,AC=3,BC=7,则∠BAC等于( )
A.eq \f(π,6) B.eq \f(π,3) C.eq \f(2π,3) D.eq \f(5π,6)
2.在△ABC中,若A=60°,a=4eq \r(3),b=4eq \r(2),则B= .
3.在△ABC中,a=2,b=3,C=60°,则c= ,△ABC的面积= .
例1.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知bsin C+asin A=bsin B+csin C.
(1)求A;
(2)设D是线段BC的中点,若c=2,AD=eq \r(13),求a.
思维升华 解三角形问题的技巧
(1)解三角形时,如果式子中含有角的余弦或边的二次式,要考虑用余弦定理;如果式子中含有角的正弦或边的一次式时,则考虑用正弦定理,以上特征都不明显时,则要考虑两个定理都有可能用到.
(2)三角形解的个数的判断:已知两角和一边,该三角形是确定的,其解是唯一的;已知两边和一边的对角,该三角形具有不唯一性,通常根据三角函数值的有界性和大边对大角定理进行判断.
跟踪训练1 已知在△ABC中,c=2bcs B,C=eq \f(2π,3).
(1)求B的大小;
(2)在下列三个条件中选择一个作为已知,使△ABC存在且唯一确定,并求出BC边上的中线的长度.
①c=eq \r(2)b;②周长为4+2eq \r(3);③面积为S△ABC=eq \f(3\r(3),4).
题型二 正弦定理、余弦定理的简单应用
例2.在△ABC中,eq \f(c-a,2c)=sin2 eq \f(B,2)(a,b,c分别为角A,B,C的对边),则△ABC的形状为( )
A.直角三角形 B.等边三角形
C.等腰三角形或直角三角形 D.等腰直角三角形
思维升华 判断三角形形状的两种思路
(1)化边:通过因式分解、配方等得出边的相应关系,从而判断三角形的形状.
(2)化角:通过三角恒等变形,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=π这个结论.
命题点2 三角形的面积
思维升华 三角形面积公式的应用原则
(1)对于面积公式S=eq \f(1,2)absin C=eq \f(1,2)acsin B=eq \f(1,2)bcsin A,一般是已知哪一个角就使用哪一个公式.
(2)与面积有关的问题,一般要用到正弦定理或余弦定理进行边和角的转化.
例3.如图,在平面四边形ABCD中,已知A=eq \f(π,2),B=eq \f(2π,3),AB=6.在AB边上取点E,使得BE=1,连接EC,ED.若∠CED=eq \f(2π,3),EC=eq \r(7).
(1)求sin∠BCE的值;
(2)求CD的长.
教师备选
1.在△ABC中,已知a2+b2﹣c2=ab,且2cs Asin B=sin C,则该三角形的形状是( )
A.直角三角形 B.等腰三角形 C.等边三角形 D.钝角三角形
2.已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且acs C﹣ccs(B+C)=﹣eq \f(b,3csA+B).
(1)求tan C;
(2)若c=3,sin Asin B=eq \f(16,27),求△ABC的面积.
思维升华 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,再利用正、余弦定理列出方程,解之,若研究最值,常使用函数思想.
跟踪训练2 (1)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若c﹣acs B=(2a﹣b)cs A,则△ABC的形状为( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等腰直角三角形 D.等腰或直角三角形
(2)如图,在△ABC中,AB=9,cs B=eq \f(2,3),点D在BC边上,AD=7,∠ADB为锐角.
①求BD;
②若∠BAD=∠DAC,求sin C的值及CD的长.
余弦定理
[合格基础练]
一、选择题
1.在△ABC中,已知(a+b+c)(b+c-a)=3bc,则角A等于( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
2.在△ABC中,若a=8,b=7,cs C=eq \f(13,14),则最大角的余弦值是( )
A.-eq \f(1,5) B.-eq \f(1,6) C.-eq \f(1,7) D.-eq \f(1,8)
3.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若eq \f(c2-a2-b2,2ab)>0,则△ABC( )
A.一定是锐角三角形 B.一定是直角三角形
C.一定是钝角三角形 D.是锐角或直角三角形
4.若△ABC的内角A,B,C所对的边a,b,c满足(a+b)2-c2=4,且C=60°,则ab的值为( )
A.eq \f(4,3) B.8-4eq \r(3) C.1 D.eq \f(2,3)
5.锐角△ABC中,b=1,c=2,则a的取值范围是( )
A.1二、填空题
6.已知a,b,c为△ABC的三边,B=120°,则a2+c2+ac-b2=________.
7.在△ABC中,若b=1,c=eq \r(3),C=eq \f(2π,3),则a=________.
8.在△ABC中,若a=2,b+c=7,cs B=-eq \f(1,4),则b=________.
三、解答题
9.在△ABC中,A+C=2B,a+c=8,ac=15,求b.
10.在△ABC中,BC=a,AC=b,且a,b是方程x2-2eq \r(3)x+2=0的两根,2cs (A+B)=1.
(1)求角C的度数;
(2)求AB的长.
[等级过关练]
1.在△ABC中,若(a2+c2-b2)tan B=eq \r(3)ac,则角B的值为( )
A.eq \f(π,6) B.eq \f(π,3) C.eq \f(π,6)或eq \f(5π,6) D.eq \f(π,3)或eq \f(2π,3)
2.在△ABC中,a,b,c为角A,B,C的对边,且b2=ac,则B的取值范围是( )
A.eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,3))) B.eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3),π)) C.eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,6))) D.eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6),π))
3.在△ABC中,已知CB=7,AC=8,AB=9,则AC边上的中线长为________.
4.△ABC为钝角三角形,a=3,b=4,c=x,则x的取值范围是________.
5.在△ABC中,已知a-b=4,a+c=2b,且最大角为120°,求三边长.
正弦定理(1)
[合格基础练]
一、选择题
1.在△ABC中,a=4,A=45°,B=60°,则边b的值为( )
A.eq \r(3)+1 B.2eq \r(3)+1 C.2eq \r(6) D.2+2eq \r(3)
2.在△ABC中,A=60°,a=4eq \r(3),b=4eq \r(2),则B等于( )
A.45°或135° B.135° C.45° D.以上答案都不对
3.在△ABC中,A>B,则下列不等式中不一定正确的是( )
A.sin A>sin B B.cs A
A.4∶1∶1 B.2∶1∶1 C.eq \r(2)∶1∶1 D.eq \r(3)∶1∶1
5.在△ABC中,a=bsin A,则△ABC一定是( )
A.锐角三角形 B.直角三角形 C.钝角三角形 D.等腰三角形
二、填空题
6.在△ABC中,B=45°,C=60°,c=1,则最短边的边长等于________.
7.设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=eq \r(3),sin B=eq \f(1,2),C=eq \f(π,6),则b=________.
8.在△ABC中,AB=eq \r(6),∠A=75°,∠B=45°,则AC=________.
三、解答题
9.在△ABC中,已知eq \f(a,cs A)=eq \f(b,cs B)=eq \f(c,cs C),试判断△ABC的形状.
10.在△ABC中,A=60°,sin B=eq \f(1,2),a=3,求三角形中其它边与角的大小.
[等级过关练]
1.在△ABC中,已知B=60°,最大边与最小边的比为eq \f(\r(3)+1,2),则三角形的最大角为( )
A.60° B.75° C.90° D.115°
2.在△ABC中,a=4,b=eq \f(5,2),5cs(B+C)+3=0,则B的大小为( )
A.eq \f(π,6) B.eq \f(π,4) C.eq \f(π,3) D.eq \f(5,6)π
3.已知在△ABC中,A∶B∶C=1∶2∶3,a=1,则eq \f(a-2b+c,sin A-2sin B+sin C)=________.
4.在△ABC中, A=eq \f(π,3),BC=3,AB=eq \r(6),则C=________.
5.已知方程x2-bcs Ax+acs B=0的两根之积等于两根之和,且a,b为△ABC的两边,A,B为a,b的对角,试判断△ABC的形状.
正弦定理(2)
[合格基础练]
一、选择题
1.在△ABC中,若eq \f(sin A,a)=eq \f(cs C,c),则C的值为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
2.在△ABC中,b+c=eq \r(2)+1,C=45°,B=30°,则( )
A.b=1,c=eq \r(2) B.b=eq \r(2),c=1
C.b=eq \f(\r(2),2),c=1+eq \f(\r(2),2) D.b=1+eq \f(\r(2),2),c=eq \f(\r(2),2)
3.在△ABC中,a=3,b=5,sin A=eq \f(1,3),则sin B=( )
A.eq \f(1,5) B.eq \f(5,9) C.eq \f(\r(5),3) D.1
4.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且a=eq \r(3)bsin A,则sin B=( )
A.eq \r(3) B.eq \f(\r(3),3) C.eq \f(\r(6),3) D.-eq \f(\r(6),3)
5.在△ABC中,A=60°,a=eq \r(13),则eq \f(a+b+c,sin A+sin B+sin C)等于( )
A.eq \f(8\r(3),3) B.eq \f(2\r(39),3) C.eq \f(26\r(3),3) D.2eq \r(3)
二、填空题
6.下列条件判断三角形解的情况,正确的是 (填序号).
①a=8,b=16,A=30°,有两解;
②b=18,c=20,B=60°,有一解;
③a=15,b=2,A=90°,无解;
④a=40,b=30,A=120°,有一解.
7.在△ABC中,A=60°,AC=4,BC=2eq \r(3),则△ABC的面积等于 .
8.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若cs A=eq \f(4,5),cs C=eq \f(5,13),a=1,则b= .
三、解答题
9.在△ABC中,求证:eq \f(a-ccs B,b-ccs A)=eq \f(sin B,sin A).
10.在△ABC中,已知c=10,eq \f(cs A,cs B)=eq \f(b,a)=eq \f(4,3),求a,b及△ABC的内切圆半径.
[等级过关练]
1.在△ABC中,A=eq \f(π,3),BC=3,则△ABC的两边AC+AB的取值范围是( )
A.[3eq \r(3),6] B.(2,4eq \r(3)) C.(3eq \r(3),4eq \r(3)) D.(3,6]
2.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,向量m=(eq \r(3),-1),n=(cs A,sin A),若m⊥n,且acs B+bcs A=csin C,则角A,B的大小分别为( )
A.eq \f(π,6),eq \f(π,3) B.eq \f(2π,3),eq \f(π,6) C.eq \f(π,3),eq \f(π,6) D.eq \f(π,3),eq \f(π,3)
3.在Rt△ABC中,C=90°,且A,B,C所对的边a,b,c满足a+b=cx,则实数x的取值范围是 .
4.在△ABC中,若A=120°,AB=5,BC=7,则sin B= .
5.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足csin A=acs C.
(1)求角C的大小;
(2)求eq \r(3)sin A-cs(B+eq \f(π,4))的最大值,并求取得最大值时角A,B的大小
定理
正弦定理
余弦定理
内容
eq \f(a,sin A)=eq \f(b,sin B)=eq \f(c,sin C)=2R
a2=b2+c2﹣2bccs A;
b2=c2+a2﹣2cacs B;
c2=a2+b2﹣2abcs C
变形
(1)a=2Rsin A,b=2Rsin B,
c=2Rsin C;
(2)asin B=bsin A,
bsin C=csin B,
asin C=csin A
cs A=eq \f(b2+c2-a2,2bc);
cs B=eq \f(c2+a2-b2,2ac);
cs C=eq \f(a2+b2-c2,2ab)
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