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专题26 正弦定理和余弦定理-2025年高考数学一轮复习讲义(知识梳理+真题自测+考点突破+分层检测)(新高考专用)
展开【知识梳理】2
【真题自测】3
【考点突破】19
【考点1】利用正、余弦定理解三角形19
【考点2】判断三角形的形状24
【考点3】和三角形面积有关的问题28
【分层检测】33
【基础篇】33
【能力篇】43
【培优篇】46
考试要求:
掌握正弦定理、余弦定理,并能解决一些简单的三角形度量问题.
知识梳理
1.正、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外接圆半径,则
2.在△ABC中,已知a,b和A时,解的情况如下:
3.三角形常用面积公式
(1)S=eq \f(1,2)a·ha(ha表示a边上的高).
(2)S=eq \f(1,2)absin C=eq \f(1,2)acsin B=eq \f(1,2)bcsin A=eq \f(abc,4R).
(3)S=eq \f(1,2)r(a+b+c)(r为内切圆半径).
1.三角形中的三角函数关系
(1)sin(A+B)=sin C;
(2)cs(A+B)=-cs C;
(3)sineq \f(A+B,2)=cseq \f(C,2);
(4)cseq \f(A+B,2)=sineq \f(C,2).
2.三角形中的射影定理
在△ABC中,a=bcs C+ccs B;b=acs C+ccs A;c=bcs A+acs B.
3.在△ABC中,两边之和大于第三边,两边之差小于第三边,A>B⇔a>b⇔sin A>sin B⇔cs A
一、单选题
1.(2023·全国·高考真题)已知四棱锥的底面是边长为4的正方形,,则的面积为( )
A.B.C.D.
2.(2023·全国·高考真题)已知为等腰直角三角形,AB为斜边,为等边三角形,若二面角为,则直线CD与平面ABC所成角的正切值为( )
A.B.C.D.
二、多选题
3.(2022·全国·高考真题)双曲线C的两个焦点为,以C的实轴为直径的圆记为D,过作D的切线与C交于M,N两点,且,则C的离心率为( )
A.B.C.D.
三、填空题
4.(2023·全国·高考真题)在中,,的角平分线交BC于D,则 .
5.(2022·全国·高考真题)已知中,点D在边BC上,.当取得最小值时, .
四、解答题
6.(2023·全国·高考真题)在中,已知,,.
(1)求;
(2)若D为BC上一点,且,求的面积.
7.(2023·全国·高考真题)已知在中,.
(1)求;
(2)设,求边上的高.
8.(2023·全国·高考真题)记的内角的对边分别为,已知的面积为,为中点,且.
(1)若,求;
(2)若,求.
9.(2022·全国·高考真题)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,分别以a,b,c为边长的三个正三角形的面积依次为,已知.
(1)求的面积;
(2)若,求b.
10.(2022·全国·高考真题)记的内角的对边分别为,已知.
(1)证明:;
(2)若,求的周长.
11.(2022·全国·高考真题)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.
12.(2021·全国·高考真题)在中,角、、所对的边长分别为、、,,..
(1)若,求的面积;
(2)是否存在正整数,使得为钝角三角形?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
参考答案:
1.C
【分析】法一:利用全等三角形的证明方法依次证得,,从而得到,再在中利用余弦定理求得,从而求得,由此在中利用余弦定理与三角形面积公式即可得解;
法二:先在中利用余弦定理求得,,从而求得,再利用空间向量的数量积运算与余弦定理得到关于的方程组,从而求得,由此在中利用余弦定理与三角形面积公式即可得解.
【详解】法一:
连结交于,连结,则为的中点,如图,
因为底面为正方形,,所以,则,
又,,所以,则,
又,,所以,则,
在中,,
则由余弦定理可得,
故,则,
故在中,,
所以,
又,所以,
所以的面积为.
法二:
连结交于,连结,则为的中点,如图,
因为底面为正方形,,所以,
在中,,
则由余弦定理可得,故,
所以,则,
不妨记,
因为,所以,
即,
则,整理得①,
又在中,,即,则②,
两式相加得,故,
故在中,,
所以,
又,所以,
所以的面积为.
故选:C.
2.C
【分析】根据给定条件,推导确定线面角,再利用余弦定理、正弦定理求解作答.
【详解】取的中点,连接,因为是等腰直角三角形,且为斜边,则有,
又是等边三角形,则,从而为二面角的平面角,即,
显然平面,于是平面,又平面,
因此平面平面,显然平面平面,
直线平面,则直线在平面内的射影为直线,
从而为直线与平面所成的角,令,则,在中,由余弦定理得:
,
由正弦定理得,即,
显然是锐角,,
所以直线与平面所成的角的正切为.
故选:C
3.AC
【分析】依题意不妨设双曲线焦点在轴,设过作圆的切线切点为,利用正弦定理结合三角变换、双曲线的定义得到或,即可得解,注意就在双支上还是在单支上分类讨论.
【详解】[方法一]:几何法,双曲线定义的应用
情况一
M、N在双曲线的同一支,依题意不妨设双曲线焦点在轴,设过作圆的切线切点为B,
所以,因为,所以在双曲线的左支,
,, ,设,由即,则,
选A
情况二
若M、N在双曲线的两支,因为,所以在双曲线的右支,
所以,, ,设,
由,即,则,
所以,即,
所以双曲线的离心率
选C
[方法二]:答案回代法
特值双曲线
,
过且与圆相切的一条直线为,
两交点都在左支,,
,
则,
特值双曲线,
过且与圆相切的一条直线为,
两交点在左右两支,在右支,,
,
则,
[方法三]:
依题意不妨设双曲线焦点在轴,设过作圆的切线切点为,
若分别在左右支,
因为,且,所以在双曲线的右支,
又,,,
设,,
在中,有,
故即,
所以,
而,,,故,
代入整理得到,即,
所以双曲线的离心率
若均在左支上,
同理有,其中为钝角,故,
故即,
代入,,,整理得到:,
故,故,
故选:AC.
4.
【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,,因为,解得:,
由正弦定理可得,,解得:,,
因为,所以,,
又,所以,即.
故答案为:.
【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.
5./
【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,.
故答案为:.
[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.
6.(1);
(2).
【分析】(1)首先由余弦定理求得边长的值为,然后由余弦定理可得,最后由同角三角函数基本关系可得;
(2)由题意可得,则,据此即可求得的面积.
【详解】(1)由余弦定理可得:
,
则,,
.
(2)由三角形面积公式可得,
则.
7.(1)
(2)6
【分析】(1)根据角的关系及两角和差正弦公式,化简即可得解;
(2)利用同角之间的三角函数基本关系及两角和的正弦公式求,再由正弦定理求出,根据等面积法求解即可.
【详解】(1),
,即,
又,
,
,
,
即,所以,
.
(2)由(1)知,,
由,
由正弦定理,,可得,
,
.
8.(1);
(2).
【分析】(1)方法1,利用三角形面积公式求出,再利用余弦定理求解作答;方法2,利用三角形面积公式求出,作出边上的高,利用直角三角形求解作答.
(2)方法1,利用余弦定理求出a,再利用三角形面积公式求出即可求解作答;方法2,利用向量运算律建立关系求出a,再利用三角形面积公式求出即可求解作答.
【详解】(1)方法1:在中,因为为中点,,,
则,解得,
在中,,由余弦定理得,
即,解得,则,
,
所以.
方法2:在中,因为为中点,,,
则,解得,
在中,由余弦定理得,
即,解得,有,则,
,过作于,于是,,
所以.
(2)方法1:在与中,由余弦定理得,
整理得,而,则,
又,解得,而,于是,
所以.
方法2:在中,因为为中点,则,又,
于是,即,解得,
又,解得,而,于是,
所以.
9.(1)
(2)
【分析】(1)先表示出,再由求得,结合余弦定理及平方关系求得,再由面积公式求解即可;
(2)由正弦定理得,即可求解.
【详解】(1)由题意得,则,
即,由余弦定理得,整理得,则,又,
则,,则;
(2)由正弦定理得:,则,则,.
10.(1)见解析
(2)14
【分析】(1)利用两角差的正弦公式化简,再根据正弦定理和余弦定理化角为边,从而即可得证;
(2)根据(1)的结论结合余弦定理求出,从而可求得,即可得解.
【详解】(1)证明:因为,
所以,
所以,
即,
所以;
(2)解:因为,
由(1)得,
由余弦定理可得,
则,
所以,
故,
所以,
所以的周长为.
11.(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)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.
12.(1);(2)存在,且.
【分析】(1)由正弦定理可得出,结合已知条件求出的值,进一步可求得、的值,利用余弦定理以及同角三角函数的基本关系求出,再利用三角形的面积公式可求得结果;
(2)分析可知,角为钝角,由结合三角形三边关系可求得整数的值.
【详解】(1)因为,则,则,故,,
,所以,为锐角,则,
因此,;
(2)显然,若为钝角三角形,则为钝角,
由余弦定理可得,
解得,则,
由三角形三边关系可得,可得,,故.
考点突破
【考点1】利用正、余弦定理解三角形
一、单选题
1.(2024·山东枣庄·模拟预测)在中,,为内一点,,,则( )
A.B.C.D.
2.(2024·浙江金华·三模)已知椭圆,、分别为其左右焦点,点M在C上,且,若的面积为,则( )
A.B.3C.D.4
二、多选题
3.(2024·山东济南·三模)已知内角A,B,C的对边分别为a,b,c,外接圆半径为R.若,且,则( )
A.B.面积的最大值为
C.D.边上的高的最大值为
三、填空题
4.(2024·四川成都·三模)的内角的对边分别为,若且,则 的值为
四、解答题
5.(2024·广东广州·模拟预测)在中,角的对边分别是,且.
(1)求的值;
(2)若的面积为,求的周长.
6.(2024·江西·模拟预测)在中,内角所对的边分别为,其外接圆的半径为,且.
(1)求角;
(2)若的角平分线交于点,点在线段上,,求的面积.
参考答案:
1.B
【分析】在中,设,,即可表示出,,在中利用正弦定理得到,再由两角差的正弦公式及同角三角函数的基本关系将弦化切,即可得解.
【详解】在中,设,令,
则,,
在中,可得,,
由正弦定理,
得,
所以,
可得,即.
故选:B.
【点睛】关键点点睛:本题解答关键是找到角之间的关系,从而通过设元、转化到中利用正弦定理得到关系式.
2.B
【分析】设,,由题意可得,,结合余弦定理可得,消元可得,求解即可.
【详解】设,,则,
化简得:,所以,,
另外,由余弦定理得:,结合以上两个式子,
消去可得,
又因为,所以化简可得:,所以,可得.
故选:B.
3.AD
【分析】根据给定条件,利用正弦定理边化角求出,再结合三角形面积公式、余弦定理逐项计算判断得解.
【详解】在中,由及正弦定理,得,而,
则,由余弦定理得,而,解得,
对于A,,A正确;
对于B,显然,当且仅当时取等号,,B错误;
对于C,,C错误;
对于D,令边上的高为,则,解得,D正确.
故选:AD
4./
【分析】根据题意,利用正弦定理,求得,再由余弦定理,即可求解.
【详解】因为,由正弦定理得,
又因为,可得,所以,
由余弦定理得.
故答案为:.
5.(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理将条件式边化角,化简求出;
(2)根据余弦定理以及三角形的面积公式求解出的值,从而求出周长.
【详解】(1)因为,
由正弦定理可得,
所以,
因为,所以,所以.
(2)由(1)易知,因为.所以,
由余弦定理,得.
又因为,所以代入得,
所以,
所以.
又因为,所以,
所以的周长为.
6.(1);
(2).
【分析】(1)利用正弦定理以及两角和的正弦公式化简可求得,结合角的取值范围可求得角的值;
(2)利用正弦定理可求得的值,利用可得,余弦定理可得,两式联立可得,然后利用三角形的面积公式可求得的面积.
【详解】(1)因为,
由正弦定理可得,
又,所以,
所以,
即,
,故,
,即,
又,则.
(2)
由(1)可知,,又外接圆的半径为;
由正弦定理可知,
所以,
因为是的平分线,故,
又,
由,
可得,即.①
由余弦定理可知,,即.②
由①②可知.
所以,
又,则,
所以.
反思提升:
(1)正弦定理、余弦定理的作用是在已知三角形部分元素的情况下求解其余元素,基本思想是方程思想,即根据正弦定理、余弦定理列出关于未知元素的方程,通过解方程求得未知元素.
(2)正弦定理、余弦定理的另一个作用是实现三角形边角关系的互化,解题时可以把已知条件化为角的三角函数关系,也可以把已知条件化为三角形边的关系.
【考点2】判断三角形的形状
一、单选题
1.(2024·四川成都·模拟预测)已知的内角A,,所对的边分别为,,,面积为,若,,则的形状是( )
A.等腰三角形B.直角三角形C.正三角形D.等腰直角三角形
2.(2024·河北秦皇岛·三模)在中,内角,,的对边分别为,,,且,,则( )
A.为直角三角形B.为锐角三角形
C.为钝角三角形D.的形状无法确定
二、多选题
3.(2021·黑龙江鸡西·模拟预测)在中,有如下四个命题正确的有( )
A.若,则为锐角三角形
B.若,则的形状为直角三角形
C.内一点G满足,则G是的重心
D.若,则点P必为的外心
三、填空题
4.(2021·浙江宁波·模拟预测)在中,内角,,所对的边分别为,,,若,若,则 ,三角形的形状为 .
四、解答题
5.(2024·上海宝山·二模)在中,角、、的对边分别为、、,已知.
(1)求角的大小;
(2)若的面积为,求的最小值,并判断此时的形状.
6.(2024·全国·模拟预测)在中,内角的对边分别为.
(1)判断的形状,并证明;
(2)求的最小值.
参考答案:
1.B
【分析】利用正弦定理的边角变换,结合诱导公式与倍角公式求得B;利用面积公式与向量数量积的定义求得A,从而得解
【详解】因为,所以,
因为,所以,所以,所以;
因为,所以,所以,所以,
所以,所以,
因为,所以,
所以,因为,所以,
所以,则是直角三角形,
故选:B
2.A
【分析】由正弦定理得,利用正余弦的二倍角公式、两角和与差的正弦展开式化简可得,解方程可得答案.
【详解】由,可得,
则,
,
,
即,
由,故只能为锐角,可得,
因为,所以,.
故选:A.
3.BC
【分析】对于A,由可得角为锐角,从而可判断,对于B,对两边平方化简,再结合余弦定理可得结论,对于C,由向量加法和共线及三角形重心概念判断,对于D,由向量运算性质和三角形垂心概念可判断
【详解】解:对于A,由,得,所以,所以角为锐角,但不能判断三角形为锐角三角形,所以A错误,
对于B,因为,所以,即,所以,得,因为,所以,所以三角形为直角三角形,所以B正确,
对于C,因为,所以,所以(为的中点),所以三点共线,所以点在边的中线上,同理,可得点在其它两边的中线上,所以G是的重心,所以C正确,
对于D,因为,所以,,所以,所以点在边的高上,同理可得点 也在其它两边的高上,所以点为的垂心,所以D错误,
故选:BC
4. 等腰三角形
【分析】由给定等式边化角得,再用余弦定理求出即可得解.
【详解】中,由正弦定理及给定等式得:,
因为,所以,所以,
因为,所以,
又,所以;
因,,于是为等腰三角形.
故答案为:;等腰三角形.
5.(1)
(2)4,为等边三角形
【分析】(1)由正弦定理角化边可得,进而根据余弦定理可求;
(2)由三角表面积可求得,根据均值不等式可求得的最小值,根据取得最小值可判断三角形的形状.
【详解】(1)由正弦定理得,
又由余弦定理得,
因为是三角形内角,所以;
(2)由三角形面积公式得:
,
解得,
因为,当且仅当时取等号,
所以的最小值为,此时为等边三角形.
6.(1)为钝角三角形,证明见解析
(2)
【分析】(1)由三角恒等变换可得,从而有,进而得,,,即可得结论;
(2)结合正弦定理及,可得,再利用基本不等式求解即可.
【详解】(1)为钝角三角形,证明如下:
证明:因为,(二倍角公式的应用)
所以,
所以或(舍去),
(提示:若,则,则,与题意不符)
则,
所以,
所以为钝角三角形.
(2)由(1)知,
由正弦定理得
,
当且仅当,即时等号成立,
所以当时,最小,最小值为.
反思提升:
1.判定三角形形状的途径:(1)化边为角,通过三角变换找出角之间的关系;(2)化角为边,通过代数变形找出边之间的关系,正(余)弦定理是转化的桥梁.
2.无论使用哪种方法,都不要随意约掉公因式,要移项提取公因式,否则会有漏掉一种形状的可能.注意挖掘隐含条件,重视角的范围对三角函数值的限制.
【考点3】和三角形面积有关的问题
一、单选题
1.(2024·贵州毕节·三模)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,若点D满足,且,则( )
A.B.2C.D.4
2.(2024·贵州遵义·三模)在中,角的对边分别为,D为的中点,已知,,且,则的面积为( )
A.B.C.D.
二、多选题
3.(2024·江西·二模)已知中,为的角平分线,交于点为中点,下列结论正确的是( )
A.
B.
C.的面积为
D.在的外接圆上,则的最大值为
三、填空题
4.(2024·山东·二模)在中,内角的对边分别为,,且,则面积的最大值为 .
四、解答题
5.(2024·陕西西安·模拟预测)设的内角所对的边分别是且向量满足.
(1)求A;
(2)若,求BC边上的高.
6.(2024·安徽蚌埠·模拟预测)已知分别为内角的对边,.
(1)求角A;
(2)若的面积为,周长为6,求.
参考答案:
1.A
【分析】由得,进而得到,再结合三角形的面积公式求解即可.
【详解】由得,,
故,即,得,
设的高为,可得,
由得,,故,
而,故,则,
故,化简得,故A正确.
故选:A
2.D
【分析】先利用正弦定理化边为角求出角,在向量化求出边,再根据三角形的面积公式即可得解.
【详解】因为,
由正弦定理得,
即,
又,所以,
又,所以,
在中,D为的中点,则,
则,
即,解得(舍去),
所以.
故选:D.
3.ACD
【分析】对每一个选项逐一判断,由余弦定理求出,再由角平分线定理可知,利用三角形面积公式求出,再设,将表示为的三角函数求最值即可判断.
【详解】在中,由余弦定理得,
由角平分线定理得:,所以A正确;
由得,解得,所以B错误;
,所以C正确;
在中,
设,则,由正弦定理得:
,其中,所以D正确.
故选:ACD.
4.
【分析】先由已知条件结合余弦定理和求出,再由余弦定理结合基本不等式求出最大值,即可由正弦定理形式面积公式求出面积最大值.
【详解】因为,
所以由余弦定理,得,
所以,又,
则,
所以由余弦定理以及基本不等式得:
,
即,当且仅当时等号成立,
所以,即面积的最大值为,
故答案为:.
5.(1)
(2)
【分析】(1)根据向量平行关系得到方程,结合正弦定理得到,求出;
(2)由余弦定理得到,根据三角形面积得到方程,求出答案.
【详解】(1)因为,所以,
由正弦定理得,
因为,所以,所以,
又,解得;
(2)因为,所以,
即
化简得,解得或(舍去),
由的面积,又,
故,解得.
6.(1)
(2)
【分析】(1)根据正弦定理和三角恒等变换可得,结合角A的范围分析求解;
(2)利用面积公式可得,再根据余弦定理运算求解.
【详解】(1)因为,
由正弦定理可得,
又因为,
可得,
且,则,可得,
整理得,
又因为,则,
所以,即.
(2)因为,则,
由余弦定理可得,
解得.
反思提升:
与三角形面积有关问题的解题策略:
(1)利用正弦、余弦定理解三角形,求出三角形的相关边、角之后,直接求三角形的面积;
(2)把面积作为已知条件之一,与正弦、余弦定理结合求出三角形的其他量.
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【基础篇】
一、单选题
1.(2024·重庆·模拟预测)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,,.则a的值为( )
A.B.C.D.
2.(2024·云南昆明·三模)已知中,,,,则的面积等于( )
A.3B.C.5D.
3.(2024·四川·模拟预测)已知,分别为双曲线C的左、右焦点,过的直线与双曲线C的左支交于A,B两点,若,,则( )
A.B.C.D.
4.(2024·陕西渭南·三模)已知中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若,且,则是( )
A.锐角三角形B.钝角三角形C.等边三角形D.等腰直角三角形
二、多选题
5.(21-22高一下·江苏南京·期中)三角形 中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,下列条件能判断是钝角三角形的有( )
A.a=2,b=3,c=4B.
C.D.
6.(2022·吉林长春·模拟预测)如图所示,设单位圆与x轴的正半轴相交于点,以x轴非负半轴为始边作锐角,,,它们的终边分别与单位圆相交于点,,P,则下列说法正确的是( )
A.
B.扇形的面积为
C.
D.当时,四边形的面积为
7.(2024·广东肇庆·模拟预测)若的三个内角的正弦值为,则( )
A.一定能构成三角形的三条边
B.一定能构成三角形的三条边
C.一定能构成三角形的三条边
D.一定能构成三角形的三条边
三、填空题
8.(2024·山东威海·二模)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,,.则= .
9.(23-24高三下·江西·阶段练习)在中,内角的对边分别是,且,平分交于,,则面积的最小值为 ;若,则的面积为 .
10.(2024·山东泰安·模拟预测)在中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,若,且,则的面积为 .
四、解答题
11.(2024·河南·模拟预测)记的内角,,的对边分别为,,,已知.
(1)求角;
(2)若,求的值.
12.(2024·陕西西安·模拟预测)如图,在平面四边形中,,,的角平分线与相交于点,且.
(1)求的大小;
(2)求的值.
参考答案:
1.A
【分析】由题意,根据诱导公式及和差公式进行化简求出,进而,结合正弦定理计算即可求解.
【详解】由,,
得,即,
所以,又,
所以,即,所以,
又,由正弦定理,
得,所以.
故选:A
2.B
【分析】由余弦定理及同角三角函数的平方关系得出,再根据三角形面积公式计算即可.
【详解】由余弦定理得,,因为为三角形内角,
则,
所以,
故选:B.
3.B
【分析】设,根据双曲线的定义得到,即可表示出,,再在中利用余弦定理计算可得.
【详解】如图,由于,,且,,
设,则,故,
所以,即,则,,,,
在中由余弦定理.
故选:B
4.D
【分析】由正弦定理和得到,,求出,得到答案.
【详解】,
即,故,
,
因为,所以,故,
因为,所以,
故为等腰直角三角形.
故选:D
5.AC
【分析】根据余弦定理、正弦定理,结合平面向量数量积的定义逐一判断即可.
【详解】A:因为a=2,b=3,c=4,所以角C最大,
由,
所以是钝角三角形,因此本选项正确;
B:由,不能判断是钝角三角形,所以本选项不正确;
C:根据正弦定理,由,
由余弦定理可知:,所以是钝角三角形,因此本选项正确;
D:根据正弦定理,由
,
所以是直角三角形,不符合题意,
故选:AC
6.ACD
【分析】由题意圆的半径 在平面直角坐标系中写出的坐标用两点间的距离公式计算即可得A选项;选项B,利用扇形的面积公式计算即可;选项C,利用两点间的距离公式写出化简即可;选项D,分别表示出来化简即可
【详解】由题意圆的半径
选项A:由题意得
所以
所以,故A正确;
选项B:因为,
所以扇形的面积,
故B错误;
选项C,
故C正确;
选项D:
因为,
所以
故D正确
故选:ACD.
7.AD
【分析】根据正弦定理边角化,结合三角形三边满足的关系即可根据选项逐一求解.
【详解】对于A,由正弦定理得,
所以,,作为三条线段的长一定能构成三角形,A正确,
对于B,由正弦定理得,
例如,则,
由于,,故不能构成三角形的三条边长,故B错误,
对于C, 由正弦定理得,
例如:、、,则、、,
则,,,作为三条线段的长不能构成三角形,C不正确;
对于D,由正弦定理可得,不妨设,则,故,且,
所以,故D正确,
故选:AD
8.
【分析】在中,由余弦定理可得,结合已知求得,再由正弦定理可求得.
【详解】在中,由余弦定理可得,
所以,所以,
因为,所以,所以
解得,
由,可得,
在中,由正弦定理可得,
所以.
故答案为:.
9. /
【分析】由,求得,利用基本不等式,求得面积的最小值的最小值,再由余弦定理,求得,求得的面积.
【详解】由题意,平分交于且,
可得,即,
整理得,所以,所以,当且仅当时,等号成立,所以面积的最小值,
因为,即,
又因为,所以,即,
因为,解得,因此.
故答案为:;.
10.
【分析】设的外接圆半径为,由已知条件及正弦定理可得到,进而有,再使用已知条件及余弦定理即可推知,最后用面积公式即可.
【详解】设的外接圆半径为,则.
所以,故,从而.
而,故,得.
故答案为:.
11.(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理将边化角,再由二倍角公式得到,即可得解;
(2)利用余弦定理及得到、,代入目标式子计算可得.
【详解】(1)由题意可得,所以由正弦定理得.
即,
在中,因为,,
所以,因为,所以.
(2)由(1)得,
又,故,即,
即,故.
把代入,可得或(舍去),
所以.
12.(1)
(2)
【分析】(1)在中利用正弦定理结合已知条件求出,即可得解;
(2)依题意可得,由求出,再在中利用余弦定理计算可得.
【详解】(1)在中,由正弦定理得,
所以,
又,
所以,因为,
所以.
因为,所以.
(2)因为,所以.
因为平分,所以.
因为,
所以,
又,,
所以,
解得,
因为,所以
,
所以.
【能力篇】
一、单选题
1.(2024·陕西·模拟预测)在中,角所对的边分别为,已知,则面积的最大值为( )
A.B.C.12D.15.
2.(2024·陕西咸阳·三模)为了进一步提升城市形象,满足群众就近健身和休闲的需求,2023年某市政府在市区多地规划建设了“口袋公园”.如图,在扇形“口袋公园”中,准备修一条三角形健身步道,已知扇形的半径,圆心角,是扇形弧上的动点,是半径上的动点,,则面积的最大值为( )
A.B.C.D.
3.(2024·宁夏银川·三模)已知双曲线E:的左、右焦点分别为,,过点的直线与双曲线E的右支交于A,B两点,若,且双曲线E的离心率为,则( )
A.B.C.D.
4.(2024·湖北·模拟预测)在平面直角坐标系中,已知圆,若正三角形的一边为圆的一条弦,则的最大值为( )
A.1B.C.D.2
参考答案:
1.C
【分析】先利用正弦定理化边为角,可得出的关系,再利用余弦定理求出,进而可得出,再根据三角形的面积公式结合二次函数的性质即可得解.
【详解】由,由正弦定理得,即,
所以,
由余弦定理得,
所以,
所以,
当,即时,取得最大值.
故选:C.
2.A
【分析】设,在中利用正弦定理及三角形面积公式列出函数关系,再求出函数最大值即得.
【详解】设,由,得,
在中,由正弦定理得,即,
则的面积
,显然,因此当,即时,,
所以面积的最大值为.
故选:A
3.D
【分析】由双曲线的定义结合已知条件求得,从而再得,由余弦定理求得,由诱导公式得,设,则,再由余弦定理求得,从而利用余弦定理求解即可.
【详解】因为双曲线的离心率为,所以,因为,
所以,
由双曲线的定义可得,
所以,
在中,
由余弦定理得,
在中,,
设,则,
由得
,解得,所以,
所以.
故选:D.
.
4.D
【分析】首先,设,用表示出的边长;再用表示出;然后,在中利用余弦定理,用表示出,化简并求出的最大值.
【详解】如图,设,则,
因为,所以,
因为是正三角形,所以
易知取最大值时,点与点在线段的异侧,
此时,,
在中,由余弦定理得
,
当且仅当,即时,等号成立,
此时有最大值为2.
故选:D.
【培优篇】
一、单选题
1.(2024·湖北武汉·模拟预测)在三角形中,角,,的对边分别为,,且满足,,则面积取最大值时,( )
A.B.C.D.
二、多选题
2.(2024·海南省直辖县级单位·模拟预测)在平面四边形中,已知,且,则( )
A.的面积为
B.的面积为2
C.四边形为等腰梯形
D.在方向上的投影向量为
三、填空题
3.(2024·安徽池州·模拟预测)在中,是的角平分线,且的面积为1,当最短时, .
参考答案:
1.A
【分析】先根据条件,结合正、余弦定理,得到角的关系,再用角的三角函数表示的面积,换元,利用导数的分析面积最大值,对应的角的三角函数值,再利用角的关系,求.
【详解】因为,
又由余弦定理:,所以,
所以.
由正弦定理得:,
所以或(舍去),故.
因为,所以.
由正弦定理:.
所以.
因为,所以.
设,.
则,
由,
由,
所以在上单调递增,在上递减,
所以当时,有最大值.
即当时,的面积最大.
此时
.
故选:A
【点睛】关键点点睛:本题用到了三倍角公式,因为有些教材不讲这个公式,所以该公式的记忆或推导在该题中就格外重要.
2.ABD
【分析】根据题意,利用向量的数量积的运算公式,求得可得,得到为等边三角形,可判定A正确;设,由余弦定理得到,利用向量的数据的运算公式,列出方程求得,得到,可判定B正确;根据角之间的大小关系,可判定C错误;根据余弦定理,求得,结合投影的定义与运算,可判定D正确.
【详解】对于A中,由,可得,
所以,即,
因为,所以,
又因为,所以,所以为等边三角形,
所以,所以A正确;
对于B中,设,由余弦定理的,
由,
可得,解得,
所以,所以,所以,所以B正确;
对于C中,因为,
所以与不平行,与也不平行,所以C错误;
对于D中,因为,所以,
又因为,所以,
由余弦定理得
,所以,
所以向量在方向上的投影向量为
,所以D正确.
故选:ABD.
.
【点睛】关键点点睛:本题解决的关键是,利用平面向量数量积的运算法则分别判断得是正三角形,是等腰三角形,从而得解.
3./
【分析】记,,然后计算得到,再使用余弦定理说明,并通过基本不等式的取等条件得知当取到最小值时,,最后通过即得结果.
【详解】记,,则,从而.
因为,
且,
所以,且,
从而.
在中,由余弦定理可得:
,
当且仅当即时取等号.
所以当取到最小值时,,此时,
所以.
故答案为:.
定理
余弦定理
正弦定理
公式
a2=b2+c2-2bccs__A;
b2=c2+a2-2cacs__B;
c2=a2+b2-2abcs__C
eq \f(a,sin A)=eq \f(b,sin B)=eq \f(c,sin C)=2R
常见变形
cs A=eq \f(b2+c2-a2,2bc);
cs B=eq \f(c2+a2-b2,2ac);
cs C=eq \f(a2+b2-c2,2ab)
(1)a=2Rsin A,b=2Rsin__B,c=2Rsin__C;
(2)sin A=eq \f(a,2R),sin B=eq \f(b,2R),sin C=eq \f(c,2R);
(3)a∶b∶c=sin__A∶sin__B∶sin__C;
(4)asin B=bsin A,bsin C=csin B,asin C=csin A
A为锐角
A为钝角或直角
图形
关系式
a=bsin A
bsin Aa≥b
a>b
a≤b
解的个数
一解
两解
一解
一解
无解
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