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2019-2020年高考数学一轮复习第3章三角函数解三角形3.6正弦定理和余弦定理学案文

2019-2020年高考数学一轮复习第3章三角函数解三角形3.6正弦定理和余弦定理学案文
2019-2020年高考数学一轮复习第3章三角函数解三角形3.6正弦定理和余弦定理学案文

2019-2020年高考数学一轮复习第3章三角函数解三角形3.6正弦定理和

余弦定理学案文

[知识梳理]

1.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外接圆半径,则

2.在△ABC中,已知a,b和A时,三角形解的情况

3.三角形中常用的面积公式 (1)S =1

2ah (h 表示边a 上的高).

(2)S =12bc sin A =12ac sin B =1

2

ab sin C .

(3)S =1

2r (a +b +c )(r 为三角形的内切圆半径).

4.在△ABC 中,常有的结论 (1)∠A +∠B +∠C =π.

(2)在三角形中大边对大角,大角对大边.

(3)任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边. [诊断自测] 1.概念思辨

(1)在三角形中,已知两角和一边或已知两边和一角都能解三角形.( )

(2)在△ABC 中,a sin A =a +b -c

sin A +sin B -sin C

.( )

(3)若a ,b ,c 是△ABC 的三边,当b 2

+c 2

-a 2

>0时,△ABC 为锐角三角形;当b 2

+c 2

a 2=0时,△ABC 为直角三角形;当

b 2+

c 2-a 2<0时,△ABC 为钝角三角形.( )

(4)在△ABC 中,若sin A sin B

(1)(必修A5P 10A 组T 4)在△ABC 中,a =4,b =5,c =6,则sin2A

sin C =________.

答案 1

解析 由正弦定理得sin A ∶sin B ∶sin C =a ∶b ∶c =4∶5∶6,又由余弦定理知cos A =

b 2+

c 2-a 22bc =25+36-162×5×6=34,所以sin2A sin C =2sin A cos A sin C =2×46×3

4

=1. (2)(必修A5P 20A 组T 11)若锐角△ABC 的面积为103,且AB =5,AC =8,则BC 等于________.

答案 7

解析 因为△ABC 的面积S △ABC =12AB ·AC sin A ,所以103=1

2×5×8sin A ,解得sin A =

32,因为角A 为锐角,所以cos A =12.根据余弦定理,得BC 2=52+82-2×5×8cos A =52+82

-2×5×8×1

2

=49,所以BC =7.

3.小题热身

(1)(xx·天津高考)在△ABC 中,若AB =13,BC =3,∠C = 120°,则AC =( ) A .1 B .2 C .3 D .4 答案 A

解析 在△ABC 中,设A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,则由c 2

=a 2

+b 2

-2ab cos C ,

得13=9+b 2-2×3b ×? ??

??-12,即b 2

+3b -4=0,解得b =1(负值舍去),即AC =1.故选A.

(2)(xx·全国卷Ⅲ)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若cos A =4

5,cos C =

5

13

,a =1,则b =________. 答案

2113

解析 由已知可得sin A =35,sin C =1213,则sin B =sin(A +C )=35×513+45×1213=63

65,再

由正弦定理可得a sin A =b

sin B ?b =1×

636535

=21

13

.

题型1 利用正、余弦定理解三角形

典例1 (xx·郑州预测)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若b 3cos B

a

sin A

,则cos B =( )

A .-12 B.12 C .-32 D.32

边角互化法.

答案 B

解析 由正弦定理知

sin B

3cos B =sin A sin A

=1,即tan B =3,由B ∈(0,π),所以B =π3,

所以cos B =cos π3=1

2

.故选B.

典例2 (xx·重庆期末)在△ABC 中,已知AB =43,AC =4,∠B =30°,则△ABC 的面积是( )

A .4 3

B .8 3

C .43或8 3 D. 3

注意本题的多解性.

答案 C

解析 在△ABC 中,由余弦定理可得AC 2

=42

=(43)2

+BC 2

-2×43BC cos30°, 解得BC =4或BC =8.

当BC =4时,AC =BC ,∠B =∠A =30°,△ABC 为等腰三角形,∠C =120°, △ABC 的面积为12AB ·BC sin B =12×43×4×1

2

=4 3.

当BC =8时,△ABC 的面积为12AB ·BC sin B =12×43×8×1

2=8 3.故选C.

方法技巧

正、余弦定理在解三角形中的应用技巧

1.已知两边和一边的对角或已知两角和一边都能用正弦定理解三角形,正弦定理的形式多样,其中a =2R sin A ,b =2R sin B ,c =2R sin C 能够实现边角互化.见典例1.

2.已知两边和它们的夹角、已知两边和一边的对角或已知三边都能直接运用余弦定理解三角形.见典例2.

3.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.见典例2.

冲关针对训练

1.(xx·河西五市联考)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且满足(b -a )sin A =(b -c )·(sin B +sin C ),则角C 等于( )

A.

π3 B.π6 C.π4 D.2π

3

答案 A

解析 由题意,得(b -a )a =(b -c )(b +c ),∴ab =a 2

+b 2

-c 2

,∴cos C =a 2+b 2-c 22ab =1

2

∴C =π

3

.故选A.

2.(xx·山东师大附中模拟)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,已知cos2A =-1

3

,c =3,sin A =6sin C .

(1)求a 的值;

(2)若角A 为锐角,求b 的值及△ABC 的面积.

解 (1)在△ABC 中,c =3,sin A =6sin C ,由正弦定理a sin A =c

sin C ,得a =6c =6

×3=3 2.

(2)由cos2A =1-2sin 2A =-13得,sin 2

A =23,由0

则cos A =1-sin 2

A =

33

. 由余弦定理a 2

=b 2

+c 2-2bc cos A , 化简,得b 2

-2b -15=0, 解得b =5(b =-3舍去).

所以S △ABC =12bc sin A =12×5×3×63=52

2.

题型2 利用正、余弦定理判断三角形的形状

典例 (xx·陕西模拟)设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若b cos C +

c cos B =a sin A ,则△ABC 的形状为( )

A .锐角三角形

B .直角三角形

C .钝角三角形

D .不确定

用边角互化法.

答案 B

解析 ∵b cos C +c cos B =a sin A ,由正弦定理得sin B cos C +sin C cos B =sin 2

A ,∴sin(

B +

C )=sin 2A ,即sin A =sin 2

A .又sin A >0,∴sin A =1,∴A =π2,故△ABC 为直角三角形.故

选B.

[条件探究1] 将本典例条件变为“若2sin A cos B =sin C ”,那么△ABC 一定是( ) A .直角三角形 B .等腰三角形 C .等腰直角三角形

D .等边三角形

答案 B

解析 解法一:由已知得2sin A cos B =sin C =sin(A +B )=sin A cos B +cos A sin B ,即sin(A -B )=0,

因为-π

由余弦定理得2a ·a 2+c 2-b 22ac

=c ?a 2=b 2

?a =b .故选B.

[条件探究2] 将本典例条件变为“若△ABC 的三个内角满足sin A ∶sin B ∶sin C =5∶11∶13”,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 .可能是锐角三角形,也可能是钝角三角形 答案 C

解析 在△ABC 中,sin A ∶sin B ∶sin C =5∶11∶13, ∴a ∶b ∶c =5∶11∶13,

故设a =5k ,b =11k ,c =13k (k >0),由余弦定理可得

cos C =a 2+b 2-c 22ab =25k 2+121k 2-169k 22×5×11k 2

=-23110

<0, 又∵C ∈(0,π),∴C ∈? ??

??π2,π,

∴△ABC 为钝角三角形.故选C.

[条件探究3] 将本典例条件变为“若b cos B +c cos C =a cos A ”,试判断三角形的形状. 解 由已知得

b ·a 2+

c 2-b 22ac +c ·a 2+b 2-c 22ab =a ·b 2+c 2-a 2

2bc

∴b 2

(a 2

+c 2

-b 2

)+c 2

(a 2

+b 2

-c 2

)=a 2

(b 2

+c 2

-a 2

). ∴(a 2

+c 2

-b 2

)(b 2

+a 2

-c 2

)=0.

∴a 2+c 2=b 2或b 2+a 2=c 2

,即B =π2或C =π2.

∴△ABC 为直角三角形. 方法技巧

判定三角形形状的两种常用途径

提醒:“角化边”后要注意用因式分解、配方等方法得出边的相应关系;“边化角”后

要注意用三角恒等变换公式、三角形内角和定理及诱导公式推出角的关系.

冲关针对训练

在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且2a sin A=(2b-c)sin B+(2c-b)sin C.

(1)求角A的大小;

(2)若sin B+sin C=3,试判断△ABC的形状.

解(1)由2a sin A=(2b-c)sin B+(2c-b)sin C及正弦定理,得2a2=(2b-c)b+(2c -b)c,

即bc=b2+c2-a2,∴cos A=b2+c2-a2

2bc

1

2

A∈(0,π),

∴A=60°.

(2)∵A+B+C=180°,

∴B+C=180°-60°=120°.

由sin B+sin C=3,得sin B+sin(120°-B)=3,∴sin B+sin120°cos B-cos120°sin B= 3.

∴3

2

sin B+

3

2

cos B=3,即sin(B+30°)=1.

∵0°

∴B+30°=90°,即B=60°.

∴A=B=C=60°,∴△ABC为等边三角形.

题型3 与三角形有关的最值

角度1 与三角形边长有关的最值

典例(xx·杏花岭区模拟)已知锐角三角形

ABC的内角A,B,C

的对边分别为a,b,c,且a=b cos C+

3

3

c sin B.

(1)求B;

(2)若b=2,求ac的最大值.

本题采用转化法.

解(1)在△ABC中,∵a=b cos C+

3

3

c sin B,

∴sin A=sin B cos C+

3

3

sin C sin B,

∴sin A =sin(B +C )=sin B cos C +3

3

sin C sin B , 化为cos B sin C =

3

3

sin C sin B ,sin C ≠0, 可得tan B =3,B ∈(0,π),∴B =π

3

.

(2)由正弦定理得b sin B =2R =4

3

令y =ac =2R sin A ·2R sin C =16

3sin A sin C

=163sin A sin ? ????2π3-A =83sin ? ????2A -π6+43. ∵0

2.

故π6<2A -π6<5π6,∴sin ?

????2A -π6∈? ????12,1,

∴y ∈? ??

??83,4.∴ac 的最大值为4.

角度2 与三角形内角有关的最值

典例

(xx·庄河市期末)在△ABC 中,a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 的对边,设f (x )=a 2x 2

-(a 2

-b 2

)x -4c 2

.

(1)若f (1)=0,且B -C =π

3,求角C 的大小;

(2)若f (2)=0,求角C 的取值范围.

本题采用放缩法.

解 (1)由f (1)=0,得a 2

-a 2

+b 2

-4c 2

=0, ∴b =2c ,

又由正弦定理,得sin B =2sin C , ∵B -C =π

3

∴sin ? ??

??π3+C =2sin C , 整理得3sin C =cos C ,∴tan C =

3

3

. ∵角C 是三角形的内角,∴C =π

6.

(2)∵f (2)=0,∴4a 2

-2a 2

+2b 2

-4c 2

=0, 即a 2

+b 2

-2c 2

=0,

由余弦定理,得cos C =a 2+b 2-c 22ab =a 2+b 24ab ≥2ab 4ab =1

2

(当且仅当a =b 时取等号).

又∵余弦函数在?

????0,π2上递减,C 是锐角, ∴0

3.

方法技巧

求与三角形中边角有关的量的取值范围时,主要是利用已知条件和有关定理,将所求的量用三角形的某个内角或某条边表示出来,结合三角形边角的取值范围、函数值域的求法求解范围即可.

冲关针对训练

(xx·绵阳检测)已知向量m =? ????3sin x 4,1,n =? ????cos x 4

,cos 2

x

4,记f (x )=m ·n .

(1)若f (x )=1,求cos ?

??

?

?2π3-x 的值; (2)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,且满足(2a -c )cos B =b cos C ,求函数f (A )的取值范围.

解 (1)f (x )=m ·n =3sin x 4cos x

4+cos 2

x

4=

32sin x 2+12cos x 2+12=sin ? ????x 2+π6+1

2. 因为f (x )=1,

所以sin ? ????x 2+π6=12

cos ? ????x +π3=1-2sin 2? ????x 2+π6=12,cos ? ????2π3-x =-cos ? ????x +π3=-12.

(2)因为(2a -c )cos B =b cos C ,

由正弦定理得(2sin A -sin C )cos B =sin B cos C , 所以2sin A cos B -sin C cos B =sin B cos C , 所以2sin A cos B =sin(B +C ),

因为A +B +C =π,所以sin(B +C )=sin A ,且sin A ≠0, 所以cos B =12,B =π3,所以0

3,

所以π6

??A 2+π6<1, 又因为f (x )=m ·n =sin ? ????x 2+π6+12

所以f (A )=sin ? ????A 2+π6+1

2,

故函数f (A )的取值范围是? ??

??1,32.

1.(xx·全国卷Ⅰ)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知sin B +sin A (sin C -cos C )=0,a =2,c =2,则C =( )

A.

π12 B.π6 C.π4 D.π3

答案 B

解析 因为a =2,c =2, 所以由正弦定理可知,2sin A =2sin C ,

故sin A =2sin C . 又B =π-(A +C ), 故sin B +sin A (sin C -cos C ) =sin(A +C )+sin A sin C -sin A cos C

=sin A cos C +cos A sin C +sin A sin C -sin A cos C =(sin A +cos A )sin C =0.

又C 为△ABC 的内角, 故sin C ≠0,

则sin A +cos A =0,即tan A =-1. 又A ∈(0,π),所以A =3π

4.

从而sin C =

12sin A =

22×22=12

. 由A =3π4知C 为锐角,故C =π

6.

故选B.

2.(xx·南阳模拟)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若a sin B cos C +

c sin B cos A =12

b ,且a >b ,则B =________.

答案

π6

解析 由正弦定理,得sin B (sin A cos C +sin C cos A )=12sin B ,即sin B sin(A +C )=1

2sin B ,

因为sin B ≠0,所以sin B =12,所以B =π6或5π6,又因为a >b ,故B =π

6

.

3.(xx·沈阳模拟)在锐角△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且满足(a -b )(sin A +sin B )=(c -b )·sin C .若a =3,则b 2

+c 2

的取值范围是________.

答案 5

+c 2

≤6

解析 由正弦定理可得,(a -b )·(a +b )=(c -b )·c ,即b 2

+c 2

-a 2

=bc ,cos A =

b 2+

c 2-a 22bc =12,又A ∈?

????0,π2,∴A =π3.∵b sin B =c sin C =

3

sin

π3

=2, ∴b 2+c 2=4(sin 2B +sin 2C )=4[sin 2B +sin 2

(A +B )]=4????

??1-cos2B 2+1-cos2(A +B )2=

3sin2B -cos2B +4=2sin ? ????2B -π6+4. ∵△ABC 是锐角三角形,且A =π3,∴B ∈? ??

??π6,π2,即2B -π6∈? ????π6,5π6,∴12

????2B -π6≤1,∴5

≤6.

4.(xx·全国卷Ⅰ)已知a ,b ,c 分别为△ABC 内角A ,B ,C 的对边,sin 2

B =2sin A sin

C . (1)若a =b ,求cos B ;

(2)设B =90°,且a =2,求△ABC 的面积. 解 (1)由题设及正弦定理可得b 2

=2ac . 又a =b ,可得b =2c ,a =2c .

由余弦定理可得cos B =a 2+c 2-b 22ac =1

4

.

(2)由(1)知b 2

=2ac .

因为B =90°,由勾股定理得a 2

+c 2

=b 2

. 故a 2

+c 2

=2ac ,得c =a = 2. 所以△

ABC 的面积为1.

[重点保分 两级优选练]

A 级

一、选择题

1.(xx·长沙模拟)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若a =13,b =3,

A =60°,则边c =( )

A .1

B .2

C .4

D .6 答案 C

解析 a 2

=c 2

+b 2

-2cb cos A ?13=c 2

+9-6c cos60°,即c 2

-3c -4=0,解得c =4或c

=-1(舍去).故选C.

2.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边长分别为a ,b ,c .若∠C =120°,c =2a ,则( ) A .a >b B .a

D .a 与b 的大小关系不能确定 答案 A

解析 据题意由余弦定理可得a 2

+b 2

-2ab cos120°=c 2

=(2a )2

,化简整理得a 2

=b 2

+ab ,变形得a 2

-b 2

=(a +b )(a -b )=ab >0,故有a -b >0,即a >b .故选A.

3.(xx·湖南长郡中学六模)若△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知2b sin2A =a sin B ,且c =2b ,则a

b

等于( )

A .2

B .3 C. 2 D. 3 答案 A

解析 由2b sin2A =a sin B ,得4b sin A cos A =a sin B ,由正弦定理得4sin B sin A cos A =sin A sin B ,∵sin A ≠0,且sin B ≠0,∴cos A =14,由余弦定理得a 2=b 2+4b 2-b 2,∴a 2=4b 2

∴a b

=2.故选A.

4.(xx·衡水中学调研)在△ABC 中,三边之比a ∶b ∶c =2∶3∶4,则sin A -2sin B

sin2C =

( )

A .1

B .2

C .-2 D.1

2

答案 B

解析 不妨设a =2,b =3,c =4,故cos C =4+9-162×2×3=-14,故sin A -2sin B sin2C =a -2b

2c cos C =

2-6

8×? ??

??-14=2.故选B.

5.在△ABC 中,A ,B ,C 是三角形的三个内角,a ,b ,c 是三个内角对应的三边,已知

b 2+

c 2=a 2+bc .若sin B sin C =34

,△ABC 的形状( )

A .等边三角形

B .不含60°的等腰三角形

C .钝角三角形

D .直角三角形

答案 A

解析 在△ABC 中,由余弦定理,可得cos A =b 2+c 2-a 22bc

,由已知,得b 2+c 2-a 2

=bc ,

∴cos A =1

2

.

∵0

3

.

∵A +B +C =π,A =π3,∴C =2π

3-B .

由sin B sin C =34,得sin B sin ? ????2π3-B =3

4.

即sin B ? ????sin 2π3cos B -cos 2π3sin B =3

4.

32sin B cos B +12sin 2

B =34, 34sin2B +14(1-cos2B )=34

, 32sin2B -12cos2B =1,∴sin ? ????2B -π6=1.

又∵-π6<2B -π6<7π

6,

∴2B -π6=π2,即B =π

3

.

∴C =π

3

,也就是△ABC 为等边三角形.故选A.

6.(xx·江西高考)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c .若c 2

=(a -b )2

+6,C =π

3

,则△ABC 的面积是( )

A .3 B.932 C.33

2 D .

3 3

答案 C

解析 c 2

=(a -b )2

+6,即c 2

=a 2

+b 2

-2ab +6.① ∵C =π3

,∴由余弦定理得c 2=a 2+b 2

-ab ,②

由①和②得ab =6,∴S △ABC =12ab sin C =12×6×32=33

2

.故选C.

7.(xx·上海杨浦质量调研)设锐角△ABC 的三内角A ,B ,C 所对边的边长分别为a ,b ,

c ,且a =1,B =2A ,则b 的取值范围为( )

A .(2,3)

B .(1,3)

C .(2,2)

D .(0,2) 答案 A

解析 由a sin A =b sin B =b

sin2A ,得b =2cos A .

π2

所以π6

2

,所以2

8.(xx·全国卷Ⅱ)钝角三角形ABC 的面积是1

2,AB =1,BC =2,则AC =( )

A .5 B. 5 C .2 D .1 答案 B

解析 S △ABC =12AB ·BC sin B =12×1×2sin B =12,∴sin B =2

2,∴B =45°或135°.若B

=45°,则由余弦定理得AC =1,∴△ABC 为直角三角形,不符合题意,因此B =135°,由余弦定理得AC 2

=AB 2

+BC 2

-2AB ·BC cos B =1+2-2×1×2×? ??

??

-22=5,∴AC = 5.故选B.

9.(xx·辽宁五校第一次联考)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,若直线bx +y cos A +cos B =0与ax +y cos B +cos A =0平行,则△ABC 一定是( )

A .锐角三角形

B .等腰三角形

C .直角三角形

D .等腰或者直角三角形 答案 C

解析 由两直线平行可得b cos B -a cos A =0,由正弦定理可知sin B cos B -sin A cos A =0,即12sin2A =1

2sin2B ,又A ,B ∈(0,π),且A +B ∈(0,π),所以2A =2B 或2A +2B =π,即A =B 或A +B =π

2.若A =B ,则a =b ,cos A =cos B ,此时两直线重合,不符合题意,舍去,

故A +B =π

2

,则△ABC 是直角三角形.故选C.

10.(xx·武昌调研)在锐角△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若a =2b sin C ,则tan A +tan B +tan C 的最小值是( )

A .4

B .3 3

C .8

D .6 3 答案 C

解析 a =2b sin C ?sin A =2sin B sin C ?sin(B +C )=2sin B sin C ?tan B +tan C =2tan B tan C ,又根据三角形中的三角恒等式tan A +tan B +tan C =tan A tan B tan C (注:tan A =tan(π-B -C )=-tan(B +C )=-tan B +tan C

1-tan B tan C ,即tan A +tan B +tan C =tan A tan B tan C )?

tan B tan C =

tan A

tan A -2

∴tan A tan B tan C =tan A ·tan A tan A -2=m 2

m -2(tan A =m ),令m -2=t ?(t +2)2

t =t +4

t +

4≥8,当且仅当t =4

t

,即t =2,tan A =4时,取等号.故选C.

二、填空题

11.(xx·重庆高考)设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且a =2,cos C =

-1

4

,3sin A =2sin B ,则c =________. 答案 4

解析 由3sin A =2sin B 及正弦定理,得3a =2b ,所以b =3

2

a =3.由余弦定理cos C =

a 2+

b 2-

c 22ab ,得-14=22+32-c

2

2×2×3

,解得c =4. 12.(xx·河北唐山一模)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边a ,b ,c 成等差数列,且A -C =90°,则cos B =________.

答案 34

解析 ∵a ,b ,c 成等差数列,∴2b =a +c . ∴2sin B =sin A +sin C .

∵A -C =90°,∴2sin B =sin(90°+C )+sin C . ∴2sin B =cos C +sin C . ∴2sin B =2sin(C +45°).①

∵A +B +C =180°且A -C =90°,∴C =45°-B

2,代入①式中,2sin B =2

sin ?

?

???

90°-B 2.

∴2sin B =2cos B 2.∴4sin B 2cos B 2=2cos B

2

.

∴sin B 2=2

4

.

∴cos B =1-2sin 2B 2=1-14=34

. 13.(xx·沈阳监测)已知△ABC 的三个内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,面积为S ,且满足4S =a 2

-(b -c )2

,b +c =8,则S 的最大值为________.

答案 8

解析 由题意得4×12

bc sin A =a 2-b 2-c 2

+2bc ,

又a 2

=b 2

+c 2-2bc cos A ,代入上式得2bc sin A =-2bc cos A +2bc ,

即sin A +cos A =1,2sin ?

????A +π4=1,

又0

4,

∴A =π2,S =12bc sin A =1

2bc ,又b +c =8≥2bc ,

当且仅当b =c 时取“=”,∴bc ≤16, ∴S 的最大值为8.

14.(xx·浙江高考)已知△ABC ,AB =AC =4,BC =2.点D 为AB 延长线上一点,BD =2,

连接CD ,则△BDC 的面积是________,cos ∠BDC =________.

答案

152

104

解析 依题意作出图形,如图所示,

则sin ∠DBC =sin ∠ABC .

由题意知AB =AC =4,BC =BD =2, 则cos ∠ABC =14,sin ∠ABC =15

4.

所以S △BDC =1

2BC ·BD ·sin∠DBC

=12×2×2×154=152

. 因为cos ∠DBC =-cos ∠ABC =-14=BD 2

+BC 2

-CD 2

2BD ·BC

=8-CD

2

8,所以CD =10.

由余弦定理,得cos ∠BDC =

4+10-42×2×10

104

. B 级

三、解答题

15.(xx·郑州质检)已知△ABC 的外接圆直径为43

3

,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,

c ,C =60°.

(1)求a +b +c

sin A +sin B +sin C

的值;

(2)若a +b =ab ,求△ABC 的面积.

解 (1)因为a sin A =b sin B =c sin C =2R =43

3

所以a =433sin A ,b =433sin B ,c =43

3

sin C .

所以a +b +c sin A +sin B +sin C =43

3(sin A +sin B +sin C )sin A +sin B +sin C =43

3.

(2)由c =433sin C ,得c =433×32

=2,

c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,即4=a 2+b 2-ab =(a +b )2-3ab ,又a +b =ab ,

所以(ab )2

-3ab -4=0,解得ab =4或ab =-1(舍去), 所以S △ABC =12ab sin C =12×4×3

2

= 3.

16.(xx·湖北四校联考)已知在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且满足sin 2

A +sin A sin

B -6sin 2

B =0.

(1)求a b

的值;

(2)若cos C =3

4

,求sin B 的值.

解 (1)因为sin 2

A +sin A sin

B -6sin 2

B =0,sin B ≠0, 所以?

????sin A sin B 2+sin A sin B

-6=0,得sin A sin B =2或sin A sin B =-3(舍去).

由正弦定理得a b =

sin A

sin B

=2.

(2)由余弦定理得cos C =a 2+b 2-c 22ab =3

4

.①

将a

b

=2,即a =2b 代入①, 得5b 2

-c 2

=3b 2

,得c =2b .

由余弦定理cos B =a 2+c 2-b 2

2ac

,得

cos B =(2b )2

+(2b )2

-b 2

2×2b ×2b =528,

则sin B =1-cos 2

B =

148

. 17.(xx·海淀区模拟)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边长分别是a ,b ,c .满足2a cos C +c cos A =b .

(1)求角C 的大小;

(2)求sin A cos B +sin B 的最大值. 解 (1)由正弦定理及2a cos C +c cos A =b , 得2sin A cos C +sin C cos A =sin B . 在△ABC 中,A +B +C =π,

∴A +C =π-B ,即sin(A +C )=sin B .

∴2sin A cos C +sin C cos A =sin(A +C )+sin A cos C =sin B +sin A cos C =sin B , ∴sin A cos C =0,

又∵00. ∴cos C =0,∴C =π

2.

(2)由(1)得C =π

2,

∴A +B =π2,即A =π

2

-B .

∵sin A cos B +sin B =cos 2

B +sin B =-sin 2

B +sin B +1=-?

????sin B -122+54.

∵0

2

∴当sin B =12,即B =π

6时,

sin A cos B +sin B 取得最大值5

4

.

18.已知等腰三角形ABC 满足AB =AC ,3BC =2AB ,点D 为BC 边上一点且AD =BD . (1)求tan ∠ADB 的值; (2)若CD =

3

3

,求S △ABC . 解 (1)如图,设AB =AC =a ,AD =BD =b ,由3BC =2AB 得,BC =23

3

a .

在△ABC 中,由余弦定理得,

cos ∠ABC =

AB 2+BC 2-AC

2

2AB ·BC

a 2+?

??

??23a 32-a 2

2a ·233

a

33

, ∴∠ABC 是锐角,

则sin ∠ABC =1-cos 2

∠ABC =

63

. 在△ABD 中,由余弦定理AD 2

=AB 2

+BD 2

-2AB ·BD cos ∠ABD ,

得b 2=a 2+b 2

-233ab ,解得a =233b .

由正弦定理AD sin ∠ABD =AB

sin ∠ADB , 得

b

63

=a sin ∠ADB

,解得sin ∠ADB =223,

又2b 2

>a 2

,∴∠ADB 为锐角,

∴cos ∠ADB =1-sin 2

∠ADB =13,tan ∠ADB =2 2.

(2)由已知可得3? ??

??

b +

33=2a ,① 由(1)可知a =23

3b ,②

联立①②得a =2,b = 3.

过A 作AH ⊥BC 于H ,则H 为BC 的中点,易求得DH =33

. 则tan ∠ADB =

AH

33

=2 2.

∴AH =263

∴S △ABC =12×433×263=42

3.

2019-2020年高考数学一轮复习第3章三角函数解三角形3.6正弦定理和

余弦定理课后作业文

一、选择题

1.(xx·长沙模拟)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若a =13,b =3,

A =60°,则边c =( )

A .1

B .2

C .4

D .6 答案 C

解析 a 2

=c 2

+b 2

-2cb cos A ?13=c 2

+9-6c cos60°,即c 2

-3c -4=0,解得c =4或c =-1(舍去).故选C.

2.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边长分别为a ,b ,c .若∠C =120°,c =2a ,则( ) A .a >b

B .a

C .a =b

D .a 与b 的大小关系不能确定 答案 A

解析 据题意由余弦定理可得a 2

+b 2

-2ab cos120°=c 2

=(2a )2

,化简整理得a 2

=b 2

ab ,变形得a 2-b 2=(a +b )(a -b )=ab >0,故有a -b >0,即a >b .故选A.

3.(xx·湖南长郡中学六模)若△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知2b sin2A =a sin B ,且c =2b ,则a b

等于( )

A .2

B .3 C. 2 D. 3 答案 A

解析 由2b sin2A =a sin B ,得4b sin A cos A =a sin B ,由正弦定理得4sin B sin A cos A =sin A sin B ,∵sin A ≠0,且sin B ≠0,∴cos A =14,由余弦定理得a 2=b 2+4b 2-b 2,∴a 2=4b 2

∴a b

=2.故选A.

4.(xx·衡水中学调研)在△ABC 中,三边之比a ∶b ∶c =2∶3∶4,则sin A -2sin B

sin2C

( )

A .1

B .2

C .-2 D.1

2

答案 B

解析 不妨设a =2,b =3,c =4,故cos C =4+9-162×2×3=-14,故sin A -2sin B sin2C =a -2b

2c cos C =

2-6

8×? ??

??-14=2.故选B.

5.在△ABC 中,A ,B ,C 是三角形的三个内角,a ,b ,c 是三个内角对应的三边,已知

b 2+

c 2=a 2+bc .若sin B sin C =34

,△ABC 的形状( )

A .等边三角形

B .不含60°的等腰三角形

C .钝角三角形

D .直角三角形

答案 A

解析 在△ABC 中,由余弦定理,可得cos A =b 2+c 2-a 22bc

,由已知,得b 2+c 2-a 2

=bc ,

∴cos A =1

2

.

∵0

3

.

∵A +B +C =π,A =π3,∴C =2π

3

-B .

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