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第05讲 正弦定理-【寒假提升课】2025年高一数学寒假提升试题(人教A版2019)
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知识点 1 正弦定理
(1)正弦定理的描述
①文字语言:在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等.
②符号语言:在中, 若角、及所对边的边长分别为,及,则有
(2)正弦定理的推广及常用变形公式
在中, 若角、及所对边的边长分别为,及,其外接圆半径为,则
①
②;;;
③
④
⑤ ④,,(可实现边到角的转化)
⑥ ⑤,,(可实现角到边的转化)
知识点2 解决几何问题的常见公式
三角形面积的计算公式:
①;
②;
③(其中,是三角形的各边长,是三角形的内切圆半径);
④(其中,是三角形的各边长,是三角形的外接圆半径).
考点一:已知两角及任意一边解三角形
例1.(2024高三·全国·专题练习)在中,角A,B,C所对的边分别为,,,若,,,则( )
A.B.1C.D.
【答案】A
【知识点】正弦定理解三角形
【分析】利用正弦定理计算即可.
【详解】根据正弦定理,得,解得.
故选:A.
【变式1-1】(24-25高三上·山西吕梁·阶段练习)在中,已知,,,则角的值为( )
A.或B.C.D.或
【答案】B
【知识点】正弦定理解三角形
【分析】利用正弦定理得到值,再根据得到,即可求解.
【详解】,,,
又,且,
,则角的值为.
故选:B.
【变式1-2】(23-24高一下·山东临沂·期末)记内角,,所对的边分别是,,,已知,,,则( )
A.B.C.D.
【答案】C
【知识点】正弦定理解三角形
【分析】根据给定条件,利用正弦定理列式计算即得.
【详解】在中,由正弦定理,得.
故选:C.
【变式1-3】(24-25高三上·重庆·阶段练习)在中内角所对的边分别为,且,,,则 .
【答案】或
【知识点】正弦定理解三角形
【分析】根据已知条件和正弦定理可得角,从而得到的值.
【详解】在中由正弦定理可知,所以,
解得,因为为的内角,
所以或,
所以或,
故答案为:或.
考点二:三角形解的个数
例2.(2024高三·全国·专题练习)在中,已知,则此三角形的解的情况是( )
A.有一解B.有两解
C.无解D.有解但解的个数不确定
【答案】C
【知识点】正弦定理判定三角形解的个数
【分析】根据正弦定理计算出,结合正弦值的范围判断.
【详解】由正弦定理得,
则,
故不存在,即满足条件的三角形不存在.
故选:C
【变式2-1】(23-24高一下·福建南平·期中)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,已知,则此三角形( )
A.无解B.一解C.两解D.解的个数不确定
【答案】C
【知识点】正弦定理判定三角形解的个数
【分析】由正弦定理可得,进而可求,可得结论.
【详解】由正弦定理,得,解得 ,
因为,所以 ,
又因为B?0,?,所以或,
故此三角形有两解.
故选:C.
【变式2-2】(多选)(23-24高一下·江苏扬州·期末)在中,角所对的边为,根据下列条件解三角形,其中仅有一解的有( )
A.B.
C.D.
【答案】ABD
【知识点】正弦定理判定三角形解的个数
【分析】对于A,B,D,根据三角形全等,易得三角形的形状唯一确定,故解唯一;对于C,可用正弦定理,结合正弦函数的图象,说明符合条件的三角形有两解.
【详解】对于A,三角形中,已知三边,由三角形全等知,三角形的形状唯一确定,故仅有一解,即A正确;
对于B,三角形中,已知两个角和夹边,由三角形全等知,三角形的形状唯一确定,故仅有一解,即B正确;
对于C,由正弦定理,可得,,因,则,
因,结合正弦函数的图象可知角有两解,故C错误;
对于D,三角形中,已知两边和夹角,由三角形全等知,三角形的形状唯一确定,故仅有一解,即D正确.
故选:ABD.
【变式2-3】(23-24高一下·广西·阶段练习)在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,若,,且有两解,则的取值范围为 .
【答案】
【知识点】正弦定理判定三角形解的个数
【分析】根据三角形有两解,结合图形列出限制条件可得答案.
【详解】依题意得,因为,,所以.
故答案为:
考点三:已知两边和其中一边的对角解三角形
例3.(24-25高二上·甘肃武威·开学考试)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,,,则( )
A.B.C.D.
【答案】B
【知识点】正弦定理解三角形
【分析】由正弦定理可求得,进而由同角的平方关系可求.
【详解】在中,由正弦定理可得,即,
解得,且不等于0,
当为锐角时,,
当为钝角时,.
综上所述:.
故选:B.
【变式3-1】(23-24高一下·江苏宿迁·期中)已知中,,,,则角的值是( )
A.B.C.或D.或
【答案】D
【知识点】正弦定理解三角形
【分析】利用正弦定理计算可得.
【详解】因为,,,
由正弦定理,即,解得,
又,则,所以,所以或.
故选:D
【变式3-2】(24-25高二上·江苏常州·阶段练习)中,角所对的边分别为,已知,,,则角大小为 .
【答案】
【知识点】正弦定理解三角形
【分析】根据给定条件,利用正弦定理求解即得.
【详解】在中,利用正弦定理,得,
由,得,所以.
故答案为:
【变式3-3】(23-24高一下·天津河北·期中)已知中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,则,,,则 .
【答案】
【知识点】正弦定理解三角形
【分析】由求,再利用正弦定理可求解.
【详解】因为,所以,
在中,由正弦定理可得,又,,,
所以,解得.
故答案为:.
考点四:判断三角形的形状
例4.(23-24高一下·湖南张家界·期中)在中,分别为角的对边),则的形状可能是( )
A.正三角形B.直角三角形
C.等腰直角三角形D.等腰三角形
【答案】B
【知识点】sin2x的降幂公式及应用、用和、差角的正弦公式化简、求值、正、余弦定理判定三角形形状
【分析】利用正弦定理化边为角,再结合降幂公式及两角和的正弦公式化简即可得解.
【详解】因为,
所以,即,即,
由正弦定理可得,
所以,得,
在中,所以,
又,所以,即三角形为直角三角形.
故选:B.
【变式4-1】(23-24高一下·重庆·期中)已知分别是三内角的对边,且满足,则的形状是( )
A.等腰三角形B.直角三角形C.等腰或直角三角形D.等腰直角三角形
【答案】B
【知识点】正、余弦定理判定三角形形状、辅助角公式
【分析】利用正弦定理及辅助角公式结合三角形中角的范围计算即可.
【详解】根据正弦定理知
,
所以,
在三角形中,
所以,
则,即A为直角.
故选:B
【变式4-2】(23-24高一下·江苏无锡·阶段练习)在中,若,且,那么一定是( )
A.等腰直角三角形B.直角三角形
C.等腰三角形D.等边三角形
【答案】D
【知识点】余弦定理解三角形、正弦定理边角互化的应用、正、余弦定理判定三角形形状
【分析】利用正弦定理将边化角,即可求出,再由余弦定理求出,从而得解.
【详解】因为,由正弦定理可得,
又,所以,所以,则,
又,所以,
又,由余弦定理,
又,所以,
所以,则为等边三角形.
故选:D
【变式4-3】(24-25高一下·全国·随堂练习)在中,若,则此三角形是 三角形(填“锐角”“直角”或“钝角”).
【答案】直角
【知识点】对数的运算性质的应用、正、余弦定理判定三角形形状
【分析】利用对数的运算性质得到,进而得到,再对其进行变形,然后利用正弦定理即可.
【详解】因为,
所以,
因为在定义域内单调递增,
所以
即,
所以,
即,
所以为直角三角形.
故答案为:直角.
考点五:利用正(余)弦定理求范围或最值
例5.(2024高三上·河南·专题练习)在中,,,,若为的中点,且,则的最大值为 .
【答案】12
【知识点】求三角形中的边长或周长的最值或范围、数量积的运算律
【分析】依题意可得,再根据数量积的运算律得到,最后由基本不等式计算可得.
【详解】由题意得,
则,故,
故,
即,当且仅当时取等号,故的最大值为.
故答案为:.
【变式5-1】(23-24高一下·重庆·期末)在锐角中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求的值;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】三角恒等变换的化简问题、正弦定理边角互化的应用、求三角形中的边长或周长的最值或范围
【分析】(1)根据正弦定理边角互化,结合三角恒等变换即可求解,
(2)根据正弦定理,结合三角函数的性质即可求解.
【详解】(1)由及正弦定理得:.
,可得:,
,且是锐角三角形,
,可得:.
(2),,.
,,.
.
.
【变式5-2】(23-24高一下·吉林长春·阶段练习)已知的内角的对边分别为,且满足.
(1)求B的大小;
(2)若是的中线,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】用和、差角的正弦公式化简、求值、正弦定理解三角形、求三角形中的边长或周长的最值或范围
【分析】(1)由正弦定理和得到,结合求出;
(2)先求出,在中,由正弦定理得,故当时,求出最小值.
【详解】(1)由正弦定理得,
又,
故,
即,
又,故,
故,,
又,故;
(2)因为,为的中线,
所以,
又,
在中,由正弦定理得,即,
故,
故当时,取得最小值,最小值为.
【变式5-3】(23-24高三上·浙江嘉兴·期末)在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,其中,.
(1)若,求的面积;
(2)若为钝角三角形,求a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】正弦定理解三角形、三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形、求三角形中的边长或周长的最值或范围
【分析】(1)由正弦定理和余弦定理得到和,利用三角形面积公式求出答案;
(2)由三角形三边关系求出,利用计算出,从而得到答案.
【详解】(1)由及正弦定理,则.
当时,,,由余弦定理,,
从而,此时的面积.
(2)由于,,由三角形三边关系可得,即,
解得.
由于C为的最大内角,故,
即,解得.
由于,则.
考点六:综合运算正(余)弦定理解三角形
例6.(24-25高三上·上海·阶段练习)在中,角、、的对边分别为、、.已知.
(1)求角的大小;
(2)设为边的中点,若,,求的大小.
【答案】(1)
(2)2
【知识点】正弦定理边角互化的应用、余弦定理解三角形
【分析】(1)用正弦定理将边化角,再用两角和的正弦公式化简即可求出,进而可得角的大小;
(2)用余弦定理结合题目所给条件可求出及,再用向量即可求解.
【详解】(1),
,
,
,
,
.
(2)在中, 由余弦定理得,
,
又因为,
所以,
联立解得,
因为为边的中点,所以,
所以,
即,
所以.
【变式6-1】(24-25高三上·天津·阶段练习)在中内角所对边分别为,若,则( )
A.B.C.D.
【答案】C
【知识点】正弦定理边角互化的应用、余弦定理解三角形
【分析】利用正弦定理得,再利用余弦定理有,再利用正弦定理得到的值,最后代入计算即可.
【详解】因为,则由正弦定理得.
由余弦定理可得:,
即:,根据正弦定理得,
所以,
因为为三角形内角,则,则.
故选:C.
【变式6-2】(2024高二下·安徽·学业考试)的内角,,的对边分别为,,,的面积为,且,,则边( )
A.B.C.D.
【答案】C
【知识点】三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形
【分析】由三角形面积公式求得,再由余弦定理得到.
【详解】由,解得,
由余弦定理得,所以.
故选:C.
【变式6-3】(24-25高三上·天津·期中)在中,角,,所对的边分别是,,,已知.
(1)求角的大小;
(2)设,
(i)求的值;
(ii)求的值.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)
【知识点】二倍角的正弦公式、二倍角的余弦公式、正弦定理边角互化的应用、余弦定理解三角形
【分析】(1)由正弦定理进行边角互化,再运用正弦的和角公式求得,根据角的范围可求得答案;
(2)(i)运用余弦定理求得;(ii)再运用正弦理求得,利用同角三角函数间的关系,正弦的二倍角公式,以及两角差的正弦公式可求得答案.
【详解】(1)因为,
由正弦定理可得:,
则,
因为在中,,
所以,
则有,
因为,所以,,
故;
(2)(i)由(1)知:,在中,因为,,
由余弦定理可得:,
则.
(ii)在中,由正弦定理可得:,
即,所以,
因为,所以,则为锐角,所以,
则,
,
所以
【变式6-4】(24-25高三上·甘肃白银·期中)在中,内角,,所对的边分别为,,,且.
(1)求角的大小;
(2)若,求.
【答案】(1)
(2)
【知识点】二倍角的正弦公式、正弦定理边角互化的应用、余弦定理解三角形
【分析】(1)利用正弦定理化边为角,再结合二倍角的正弦公式即可得解;
(2)根据余弦定理结合已知求出之间的关系,再利用余弦定理即可得解.
【详解】(1)因为,所以由正弦定理得,
因为,所以,
所以,则,
因为,所以,
又因为,所以;
(2),由余弦定理可得,,
又,,,
,即,
.
考点七:求三角形面积
例7.(2024·广东·模拟预测)在中,内角的对边分别为.已知.
(1)求角的大小;
(2)已知.求的面积.
【答案】(1)
(2)
【知识点】逆用和、差角的余弦公式化简、求值、二倍角的余弦公式、三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形
【分析】(1)由两角和的余弦公式化简结合二倍角的余弦公式即可求出的值,进而可求角;
(2)由余弦定理可得,再利用三角形面积公式即可求出.
【详解】(1)因为,
即,解得或.
因为在中,,
所以.
(2)在中,由余弦定理,
得,
整理得,
由,解得,
所以的面积为.
【变式7-1】(24-25高二上·江苏南京·期中)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求;
(2)若,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【知识点】正弦定理边角互化的应用、三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形
【分析】(1)利用正弦定理边化角即可求解;
(2)利用余弦定理和面积公式求解.
【详解】(1)因为,边化角可得,
,
即,
又因为,
且,
所以,因为,所以.
(2)由余弦定理,,
所以,即,所以,
所以的面积为.
【变式7-2】(24-25高三上·贵州·期中)在中,内角A,B,C的对边分别是,,.已知,,.
(1)求;
(2)求的值;
(3)求的面积.
【答案】(1)7;
(2);
(3).
【知识点】已知弦(切)求切(弦)、正弦定理边角互化的应用、三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形
【分析】(1)由题设可得,应用余弦定理求边长;
(2)由正弦定理有,,即可求结果;
(3)应用三角形面积公式求面积即可.
【详解】(1)由,得,因为,所以,
根据余弦定理得.
(2)根据正弦定理,得,则,,
故.
(3)的面积.
【变式7-3】(2024·陕西宝鸡·二模)已知的内角,,所对的边分别为,,,且.
(1)求角;
(2)若,为边边上一点,为的平分线,且,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【知识点】用和、差角的正弦公式化简、求值、三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形
【分析】(1)利用三角恒等变换的知识求得.
(2)利用三角形的面积公式、余弦定理列方程,求得,进而求得三角形的面积.
【详解】(1)由,即,
因为,所以,
所以,得.
(2)由为的平分线,得,
因为,
所以,
即,①
由余弦定理得,
即,②
由①②,得,
所以.
考点八:根据三角形面积求参数
例8.(24-25高三上·湖北·阶段练习)在中,内角A,B,C的对边长分别为a,b,c,.
(1)若,求面积的最大值;
(2)若,在边AC的外侧取一点D(点D在外部),使得,,且四边形的面积为,求的大小.
【答案】(1)
(2).
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、正弦定理边角互化的应用、三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形
【分析】(1)根据题意,利用正弦定理化简得,由余弦定理求得,得到,再由余弦定理和基本不等式求得ac的最大值,进而求得面积的最大值;
(2)设,利用余弦定理和为正三角形,求得,列出方程,即可求解.
【详解】(1)由
因为,可得,
又由正弦定理得,即,
由余弦定理得,
因为,可得,所以,
在中,由余弦定理得,
即,当且仅当时取等号,
所以,
所以面积的最大值为.
(2)设,则,
在中,由余弦定理得,
由(1)知,且,所以为正三角形,
所以,
可得,
故,因为,所以,可得.
【变式8-1】(24-25高二上·北京平谷·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足,的面积为4.
(1)求角C的大小;
(2)若,求边长c.
【答案】(1)
(2)
【知识点】逆用和、差角的正弦公式化简、求值、正弦定理边角互化的应用、三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形
【分析】(1)根据已知由正弦定理得到,根据的范围可得答案;
(2)利用和已知得到的值,然后结合余弦定理得到c的长度.
【详解】(1)根据已知由正弦定理得,
得到,
因为,所以,所以,即.
(2)由于,得,
由余弦定理,得,
所以.
【变式8-2】(24-25高三上·四川成都·期中)已知在中,,
(1)求;
(2)若,则三角形的面积为,求
【答案】(1)
(2)
【知识点】三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形、余弦定理边角互化的应用
【分析】(1)根据余弦定理边角互化,即可求解,
(2)根据三角形面积公式可得,进而根据余弦定理即可求解.
【详解】(1)根据可得,
即,故,
由于,故
(2)由得,
又因为由余弦定理知,
故,结合
解得
【变式8-3】(2024高三·全国·专题练习)记的内角的对边分别为,已知.
(1)求.
(2)若的面积为,,求边上的高.
【答案】(1)
(2)
【知识点】辅助角公式、正弦定理边角互化的应用、三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形
【分析】(1)由已知条件及正弦定理,二倍角公式,辅助角公式再结合特殊角的正弦值化简即可;
(2)由三角形的面积公式和余弦定理求解即可.
【详解】(1)由已知条件及正弦定理,得.
又,,
则,
,则.
又,,
则,解得.
(2)由的面积为,得,
,则.
由余弦定理,得,
.
又,,解得.,.
设边上的高为,则,
.
【变式8-4】(2024·全国·模拟预测)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且
(1)求
(2)若,的面积为,求a的值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】用和、差角的正弦公式化简、求值、正弦定理解三角形、三角形面积公式及其应用、余弦定理边角互化的应用
【分析】(1)根据已知条件,结合余弦定理即可得答案;
(2)结合(1)及得,进而得,,再根据恒等变换得,进而根据三角形面积得,最后由正弦定理即可得答案.
【详解】(1)由条件及余弦定理得,,
可得, 所以.
(2)由得,,
又,所以,
则,.
可得,
由的面积为得,
所以.
由正弦定理得,,
所以,故.
考点九:求三角形周长
例9.(24-25高二上·广西南宁·期中)在中,
(1)求;
(2)若,且的面积为,求的周长.
【答案】(1)
(2)
【知识点】正弦定理边角互化的应用、余弦定理解三角形、三角形面积公式及其应用
【分析】(1)由正弦定理转化条件可得结果.
(2)由面积公式可求,由余弦定理可求,即可得到三角形的周长.
【详解】(1)由题意结合正弦定理可得
,
即,
∵,∴,
∴,故.
(2)由,解得.
由余弦定理可得,
∴,
∴的周长为.
【变式9-1】(24-25高二上·贵州铜仁·阶段练习)在中,角,,所对的边分别为,,,.
(1)求角的大小;
(2)若,且的面积为,求的周长.
【答案】(1);
(2).
【知识点】三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形、二倍角的正弦公式
【分析】(1)应用二倍角正弦公式及三角形内角性质求角的大小;
(2)应用面积公式可得,进而有,余弦定理求得,即可得三角形周长.
【详解】(1)由题设,又,则,
所以,则.
(2)由题意,可得,又,则,
由余弦定理,有,则,
综上,的周长为.
【变式9-2】(24-25高三上·浙江·期中)如图,的内角,,的对边分别为,,,直线与的边,分别相交于点,,设,满足.
(1)求角的大小;
(2)若,的面积为,求的周长.
【答案】(1)
(2)
【知识点】正弦定理边角互化的应用、余弦定理解三角形、用和、差角的正弦公式化简、求值、三角形面积公式及其应用
【分析】(1)运用正弦定理,结合三角恒等变换计算.
(2)运用余弦定理和面积公式计算.
【详解】(1)由正弦定理得
,
又∵∴,
得.
(2)∵即,
根据余弦定理可得即,
则,所以,得的周长为.
【变式9-3】(24-25高三上·安徽六安·阶段练习)设三角形的内角的对边分别为且.
(1)求角的大小;
(2)若边上的高为,求三角形的周长.
【答案】(1)
(2)
【知识点】二倍角的余弦公式、三角形面积公式及其应用、辅助角公式、三角恒等变换的化简问题
【分析】(1)利用三角形内角和的关系以及二倍角的余弦公式,并由辅助角计算可得结果;还可以根据二倍角的正弦公式求出正切值计算;
(2)由三角形面积公式代入计算可得,求出周长.
【详解】(1)因为为三角形的内角,所以,
因为,所以可化为,
即,即,又易知,
解得,即.
(2)由三角形面积公式得,
代入得:,所以,
故为正三角形,,周长等于
考点10:求三角形周长、面积最值范围
例10.(24-25高二上·贵州·期中)在中,角,,的对边分别为,,,,.
(1)求角;
(2)若是线段的中点,且,求;
(3)若为锐角三角形,求的周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】余弦定理解三角形、求三角形中的边长或周长的最值或范围、用和、差角的正弦公式化简、求值、三角恒等变换的化简问题
【分析】(1)先应用正弦定理再应用两角和的正弦公式计算化简得出角;
(2)先根据向量关系,左右两边平方后结合余弦定理得出,进而得出面积即可;
(3)应用正弦定理边角转化应用辅助角公式化简,再根据角的范围应用正弦函数的值域求解.
【详解】(1)由题及正弦定理可知:,
,
又,,
,,
,.
(2)由(1)及余弦定理得:,即,①
又因为,则,
所以,②
由得:,
所以.
(3)由(1)得,则,即,
由正弦定理可知,,
所以.
因为为锐角三角形,所以,,
即,,则,即,
则,故的周长的取值范围为.
【变式10-1】(2024高三·全国·专题练习)已知在中,.
(1)求;
(2)若是锐角三角形,且,求周长的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【知识点】正弦定理边角互化的应用、求三角形中的边长或周长的最值或范围、用和、差角的正弦公式化简、求值
【分析】(1)由三角函数的诱导公式和两角和与差的正弦展开式求解即可;
(2)先利用正弦定理表示,再利用内角和及三角函数性质求的取值范围,最后求周长的取值范围即可;
【详解】(1)由,得,
故,
结合已知得
故,
即,
又,所以,
所以,故.
(2)记内角的对边分别为,
由正弦定理得,
所以,.
结合,
得
,
因为是锐角三角形,
所以解得,
所以,故,
即.
又,
所以周长的取值范围是.
【变式10-2】(2024高三·全国·专题练习)在中,角所对的边分别为,已知.
(1)求;
(2)若为锐角三角形,且,求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】正弦定理边角互化的应用、求三角形面积的最值或范围、三角形面积公式及其应用、余弦定理边角互化的应用
【分析】(1)利用余弦定理和正弦定理边化角可化简已知边角关系式得到,由此可得;
(2)利用正弦定理边化角,将所求面积表示为,根据的范围可求得结果.
【详解】(1),
,即,
由正弦定理得:,
,
,,,又,.
(2)由正弦定理得:,,
,
,为锐角三角形,,,
,,
即面积的取值范围为.
【变式10-3】(23-24高一下·辽宁·期中)已知函数.
(1)求函数的最小正周期及其单调递增区间,
(2)若为锐角的内角,且,求面积的取值范围.
【答案】(1)最小正周期为;单调递增区间为
(2)
【知识点】三角恒等变换的化简问题、求三角形面积的最值或范围、求正弦(型)函数的最小正周期、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)利用降幂公式和辅助角公式对函数解析式进行化简,再根据正弦型函数的性质即可得到最小正周期及单调递增区间.
(2)由题意求得的值,再由正弦定理表示出三角形面积,根据三角函数化简即可求得取值范围.
【详解】(1)函数,
所以函数的最小正周期为,
由,可得,
即有函数的单调递增区间为.
(2)若为锐角的内角,且,
可得,由,可得,
则,即.
由正弦定理得,,
所以,
所以面积
又因为为锐角三角形,则,即,解得,
所以,所以,所以.
故面积的取值范围是.
一、单选题
1.(24-25高二上·贵州六盘水·期中)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,,则外接圆的半径为( )
A.B.C.8D.
【答案】A
【知识点】正弦定理求外接圆半径
【分析】由正弦定理可得外接圆直径,进而求得半径.
【详解】解:由正弦定理可知:,
为外接圆的半径,所以.
故选:A
2.(24-25高三上·海南·阶段练习)在中,,,分别为内角,,的对边,且,则( )
A.B.C.D.
【答案】C
【知识点】正弦定理解三角形、正弦定理边角互化的应用
【分析】利用正弦定理将边化角,整理即可求得.
【详解】,
由正弦定理可得,
又在中,
,
,
,
在中,,
,且为的内角,
,
故选:C.
3.(23-24高三上·四川南充·阶段练习)在中,内角所对的边分别为,若,则的外接圆的面积为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【知识点】正弦定理求外接圆半径、逆用和、差角的正弦公式化简、求值
【分析】只需由正弦定理以及三角恒等变换得的外接圆的半径即可.
【详解】设的外接圆的半径为,
则,
解得,所以的外接圆的面积为.
故选:D.
4.(23-24高一下·福建龙岩·期中)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若,,,则( )
A.1B.2C.D.
【答案】B
【知识点】正弦定理解三角形
【分析】由题意利用三角形内角和定理可求的值,进而利用正弦定理即可求解的值.
【详解】因为,,,所以,
由正弦定理,可得,解得.
故选:B.
5.(2024高三·全国·专题练习)在中,角,,所对的边分别为a,b,c,且,若,则等于( )
A.B.C.D.
【答案】A
【知识点】正弦定理边角互化的应用、余弦定理解三角形
【分析】法一:由题意,根据正弦定理可得,结合余弦定理计算即可求解;
法二:由题意,根据射影定理可得,结合余弦定理计算即可求解;
【详解】方法一:
,由正弦定理可得,
,,.
又,.
.
,则.
方法二:
因为,由射影定理可得,
又,.
.
,则.
故选:A
6.(2024高三·全国·专题练习)在中,已知,,,则( )
A.或B.C.D.或
【答案】C
【知识点】正弦定理解三角形
【分析】运用正弦定理计算即可.
【详解】因为在中,,,,
由正弦定理,得,
解得或,
又因为可得,所以不符合题意,舍去.
可得,故A,B,D错误.
故选:C.
7.(2024高三·全国·专题练习)在中,角,,的对边分别为,,,若,,,则( )
A.或B.C.D.3
【答案】A
【知识点】正弦定理解三角形
【点睛】用正弦定理先求出,根据三角形内角关系得到,再用正弦定理求.
【详解】由题意及正弦定理,得,解得.
又,故,于是或,均符合题意.
当时,,由正弦定理,得,解得;
当时,,此时是等腰三角形,.
故选:A
8.(24-25高三上·江西抚州·期中)在中,若,则角( )
A.B.C.D.
【答案】D
【知识点】二倍角的正弦公式、正弦定理解三角形
【分析】根据正弦定理,正弦的二倍角公式以及三角形的内角和即可求得.
【详解】由正弦定理可知,可化为,
又,则,即,
再根据正弦定理可知,,
又,即,则,
又,所以.
故选:D.
二、多选题
9.(23-24高一下·河南漯河·阶段练习)在中,根据下列条件解三角形,其中恰有一解的是( )
A.,,B.,,
C.,,D.,,
【答案】BC
【知识点】正弦定理判定三角形解的个数
【分析】根据三角形解的个数的判定条件直接计算可得.
【详解】A中,因为,有,所以该三角形无解,故A错误;
B中,因为,为锐角,有,
所以该三角形有一解,故B正确;
C中,因为,为锐角,有,
所以该三角形有一解,故C正确;
D中,因为,为锐角,有,
所以该三角形有两解,故D错误.
故选:BC.
10.(24-25高三上·黑龙江绥化·阶段练习)对于,有如下判断,其中正确的判断是( )
A.若,则为等腰三角形
B.若,则
C.若,,,则符合条件的有两个
D.若,则是钝角三角形
【答案】ABD
【知识点】正弦定理边角互化的应用、余弦定理解三角形、正弦定理解三角形、正弦定理判定三角形解的个数
【分析】对于A,利用函数单调性判断;对于B,由正弦定理判断;对于C,求出判断即可;对于D,由正弦定理得,再利用余弦定理判断.
【详解】对于A,若,因为函数在0,?上为单调函数,所以,
所以为等腰三角形,所以A正确;
对于B,若,可得,由正弦定理,
可得,可得,所以B正确;
对于C,因为,所以符合条件的有0个,所以C不正确;
对于D,若,由正弦定理得,
则,因为,所以,
所以是钝角三角形,所以D正确.
故选:ABD.
三、填空题
11.(24-25高一上·全国·期中)在中,,延长到D,使得,则的长度为 .
【答案】
【知识点】余弦定理解三角形、正弦定理解三角形
【分析】在中,由正弦定理求出;再在中,利用余弦定理,即可求出结果.
【详解】在中,,
由正弦定理可得,,即,所以,
在中,,,,
由余弦定理可得,,
所以.
故答案为:
12.(24-25高三上·上海·阶段练习)中,,则 .
【答案】
【知识点】正弦定理边角互化的应用
【分析】利用正弦定理角化边,再结合勾股定理即可求得答案.
【详解】因为,所以,
设,则,
又,所以该三角形为直角三角形,
所以,
所以,
故答案为:.
四、解答题
13.(24-25高三上·海南海口·阶段练习)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,.
(1)求角C的大小;
(2)若,的面积为,求的周长.
【答案】(1);
(2)6.
【知识点】三角形面积公式及其应用、余弦定理边角互化的应用
【分析】(1)应用余弦边角关系及已知可得,即可求,进而确定其大小;
(2)由三角形面积公式得,再由及已知求得,即可求周长.
【详解】(1)由题设,整理可得,
所以,,故.
(2)由题意,又,
所以,故的周长为.
14.(24-25高三上·江苏南通·阶段练习)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求A;
(2)若,,求的周长.
【答案】(1)
(2)6
【知识点】正弦定理解三角形、余弦定理解三角形、用和、差角的正弦公式化简、求值、三角恒等变换的化简问题
【分析】(1)由三角恒等变换得到,得到;
(2)由正弦定理和,得到,由(1)知,,由余弦定理得到方程,求出,进而,得到三角形周长.
【详解】(1)由得,
,
即,
故,
因为,
所以,
即,
因为B?0,?,所以,故,
因为,所以;
(2),由正弦定理得,
因为,所以,
由(1)知,,由余弦定理得,
解得,故,所以,
所以的周长为.
15.(24-25高三上·山西长治·阶段练习)记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知.
(1)求A;
(2)若D是BC边上一点,且,,求的值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】正弦定理解三角形、余弦定理解三角形、正弦定理边角互化的应用
【分析】(1)利用正弦定理将角化边,再结合余弦定理计算可得;
(2)首先可得,记,设,,利用锐角三角函数及正弦定理得到,,再由余弦定理得到,即可得解.
【详解】(1)因为,
由正弦定理可得,即,
由余弦定理,
所以,又,所以;
(2)因为,记,则,
因为,设,,
在中,,即,
在中,,所以,所以,
所以,即,
在中由余弦定理有,整理得,即,
所以,即.
16.(24-25高三上·山东济宁·期中)记的内角,,的对边分别为,,,且.
(1)求角的值;
(2)若为的中点,且,,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【知识点】正弦定理解三角形、三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形、数量积的运算律
【分析】(1)由正弦定理得到,结合三角恒等变换得到;
(2)根据中点得到,两边平方得到,由余弦定理得到,联立求出,求出三角形面积.
【详解】(1)由正弦定理得,,
则由,得,
,
,
,
;
(2)为的中点,
,
又,
,①
由余弦定理得,,②
联立①②,解得,
,
的面积为.
17.(2024高三·全国·专题练习)记的内角的对边分别为,已知,且.
(1)求;
(2)若,求的面积.
【答案】(1)
(2)或12
【知识点】正弦定理边角互化的应用、三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形
【分析】(1)运用正弦定理边角互化,再结合三角恒等变换计算;(2)运用余弦定理,结合面积公式计算即可.
【详解】(1)由及正弦定理可得,
又,,,
又,,,.
(2)由余弦定理,
可得,解得或.
当时,的面积为;
当时,的面积为.
综上可知,的面积为或12.
18.(24-25高三上·广东·阶段练习)已知中,角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】正弦定理边角互化的应用、余弦定理解三角形、三角恒等变换的化简问题、基本不等式求和的最小值
【分析】(1)利用正弦定理以及三角恒等变换等知识求得.
(2)利用余弦定理和基本不等式求得的最大值,进而求得三角形面积的最大值.
【详解】(1)由正弦定理及倍角公式得
,得,
即,故.
(2)由余弦定理可得,
解得,
当且仅当时取等号,
的面积.
故面积的最大值为.
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理(吃透教材)
模块三 核心考点举一反三
模块四 小试牛刀过关测
1.通过阅读课本知识的学习弄懂余弦定理的形式与证明方法,提升公式变形技巧,灵活掌握余弦定理
2.在熟练学习基础知识的基础上,会运用余弦定理解决两类基本的解三角形问题,并能够灵活应用
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