2022年人教A版高中數(shù)學(xué) 高三一輪(文) 第三章 3-7正弦定理、余弦定理《教案》
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1、2022年人教A版高中數(shù)學(xué) 高三一輪(文) 第三章 3-7正弦定理、余弦定理《教案》 1.正弦、余弦定理 在△ABC中,若角A,B,C所對(duì)的邊分別是a,b,c,R為△ABC外接圓半徑,則 定理 正弦定理 余弦定理 內(nèi)容 ===2R a2=b2+c2-2bccos A; b2=c2+a2-2cacos B; c2=a2+b2-2abcos C 變形 (1)a=2Rsin A, b=2Rsin B,c=2Rsin C; (2)sin A=,sin B=,sin C=; (3)a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C; (4)asin B=bsin A,bs
2、in C=csin B,asin C=csin A (5)cos A= cos B=; cos C= 2.S△ABC=absin C=bcsin A=acsin B==(a+b+c)·r(r是三角形內(nèi)切圓的半徑),并可由此計(jì)算R、r. 3.在△ABC中,已知a、b和A時(shí),解的情況如下: A為銳角 A為鈍角或直角 圖形 關(guān)系式 a=bsin A bsin Ab 解的個(gè)數(shù) 一解 兩解 一解 一解 【思考辨析】 判斷下面結(jié)論是否正確(請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)中打“√”或“×”) (1)在△ABC中,A>B必有sin A>sin B
3、.( √ ) (2)若滿足條件C=60°,AB=,BC=a的△ABC有兩個(gè),那么a的取值范圍是(,2).( √ ) (3)若△ABC中,acos B=bcos A,則△ABC是等腰三角形.( √ ) (4)在△ABC中,tan A=a2,tan B=b2,那么△ABC是等腰三角形.( × ) (5)當(dāng)b2+c2-a2>0時(shí),三角形ABC為銳角三角形;當(dāng)b2+c2-a2=0時(shí),三角形為直角三角形;當(dāng)b2+c2-a2<0時(shí),三角形為鈍角三角形.( × ) (6)在△ABC中,AB=,AC=1,B=30°,則△ABC的面積等于.( × ) 1.(xx·湖南改編)在銳角△ABC中,角A
4、,B所對(duì)的邊長(zhǎng)分別為a,b,若2asin B=b,則角A= .
答案
解析 在△ABC中,利用正弦定理得
2sin Asin B=sin B,∴sin A=.
又A為銳角,∴A=.
2.在△ABC中,若sin2A+sin2B
5、 . 答案 解析 ∵c2=(a-b)2+6,∴c2=a2+b2-2ab+6.① ∵C=,∴c2=a2+b2-2abcos =a2+b2-ab.② 由①②得-ab+6=0,即ab=6. ∴S△ABC=absin C=×6×=. 4.(xx·廣東)在△ABC中,角A,B,C所對(duì)應(yīng)的邊分別為a,b,c,已知bcos C+ccos B=2b,則= . 答案 2 解析 方法一 因?yàn)閎cos C+ccos B=2b, 所以b·+c·=2b, 化簡(jiǎn)可得=2. 方法二 因?yàn)閎cos C+ccos B=2b, 所以sin Bcos C+sin Ccos B=2sin B,
6、故sin(B+C)=2sin B,
故sin A=2sin B,則a=2b,即=2.
題型一 利用正弦定理、余弦定理解三角形
例1 (xx·山東)設(shè)△ABC的內(nèi)角A,B,C所對(duì)的邊分別為a,b,c,且a+c=6,b=2,cos B=.
(1)求a,c的值;
(2)求sin(A-B)的值.
解 (1)由余弦定理得:
cos B===,
即a2+c2-4=ac.
∴(a+c)2-2ac-4=ac,∴ac=9.
由得a=c=3.
(2)在△ABC中,cos B=,
∴sin B== =.
由正弦定理得:=,
∴sin A===.
又A=C,∴0
7、=,
∴sin (A-B)=sin Acos B-cos Asin B
=×-×=.
思維升華 (1)解三角形時(shí),如果式子中含有角的余弦或邊的二次式,要考慮用余弦定理;如果式子中含有角的正弦或邊的一次式時(shí),則考慮用正弦定理;以上特征都不明顯時(shí),則要考慮兩個(gè)定理都有可能用到.(2)三角形解的個(gè)數(shù)的判斷:已知兩角和一邊,該三角形是確定的,其解是唯一的;已知兩邊和一邊的對(duì)角,該三角形具有不唯一性,通常根據(jù)三角函數(shù)值的有界性和大邊對(duì)大角定理進(jìn)行判斷.
(1)(xx·天津)在△ABC中,內(nèi)角A,B,C所對(duì)的邊分別是a,b,c.已知b-c=a,2sin B=3sin C,則cos A的值為 8、 .
(2)設(shè)△ABC的內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,且cos A=,cos B=,b=3,則c= .
答案 (1)- (2)
解析 (1)由2sin B=3sin C及正弦定理得2b=3c,
即b=c.
又b-c=a,∴c=a,即a=2c.
由余弦定理得cos A==
==-.
(2)在△ABC中,∵cos A=>0,∴sin A=.
∵cos B=>0,∴sin B=.
∴sin C=sin[π-(A+B)]=sin(A+B)
=sin Acos B+cos Asin B
=×+×=.
由正弦定理知=,
∴c===.
題型二 利用 9、正弦、余弦定理判定三角形的形狀
例2 在△ABC中,a,b,c分別為角A,B,C的對(duì)邊,且2asin A=(2b-c)sin B+(2c-b)sin C.
(1)求角A的大??;
(2)若sin B+sin C=,試判斷△ABC的形狀.
解 (1)由2asin A=(2b-c)sin B+(2c-b)sin C,
得2a2=(2b-c)b+(2c-b)c,即bc=b2+c2-a2,
∴cos A==,
∵0°
10、
∴sin B+sin 120°cos B-cos 120°sin B=.
∴sin B+cos B=,即sin(B+30°)=1.
∵0°
11、邊角轉(zhuǎn)化的工具主要是正弦定理和余弦定理.
(1)在△ABC中,角A,B,C所對(duì)的邊分別為a,b,c,若 12、os Bsin A-sin Bcos A<0,所以cos Bsin A<0.又sin A>0,于是有cos B<0,B為鈍角,所以△ABC是鈍角三角形.
(2)∵cos2=,
∴(1+cos B)·c=a+c,
∴a=cos B·c=,
∴2a2=a2+c2-b2,
∴a2+b2=c2,
∴△ABC為直角三角形.
題型三 和三角形面積有關(guān)的問題
例3 (xx·浙江)在△ABC中,內(nèi)角A,B,C所對(duì)的邊分別為a,b,c.已知a≠b,c=,cos2A-cos2B=sin Acos A-sin Bcos B.
(1)求角C的大?。?
(2)若sin A=,求△ABC的面積.
解 13、(1)由題意得
-=sin 2A-sin 2B,
即sin 2A-cos 2A=sin 2B-cos 2B,
sin=sin.
由a≠b,得A≠B.又A+B∈(0,π),得
2A-+2B-=π,
即A+B=,所以C=.
(2)由c=,sin A=,=,得a=.
由a 14、式.
(2)與面積有關(guān)的問題,一般要用到正弦定理或余弦定理進(jìn)行邊和角的轉(zhuǎn)化.
(1)(xx·課標(biāo)全國(guó)Ⅱ改編)△ABC的內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,已知b=2,B=,C=,則△ABC的面積為 .
(2)(xx·山東)在△ABC中,已知·=tan A,當(dāng)A=時(shí),△ABC的面積為 .
答案 (1)+1 (2)
解析 (1)因?yàn)锽=,C=,所以A=.
由正弦定理得=,解得c=2.
所以三角形的面積為bcsin A=×2×2sin .
因?yàn)閟in =sin=×+×
=,
所以bcsin A=2×=+1.
(2)已知A=,
由題意得||||c 15、os =tan ,
||||=,
所以△ABC的面積S=||||sin
=××=.
三角變換不等價(jià)致誤
典例:在△ABC中,若(a2+b2)sin(A-B)=(a2-b2)·sin(A+B),試判斷△ABC的形狀.
易錯(cuò)分析 (1)從兩個(gè)角的正弦值相等直接得到兩角相等,忽略兩角互補(bǔ)情形;
(2)代數(shù)運(yùn)算中兩邊同除一個(gè)可能為0的式子,導(dǎo)致漏解;
(3)結(jié)論表述不規(guī)范.
規(guī)范解答
解 ∵(a2+b2)sin(A-B)=(a2-b2)sin(A+B),
∴b2[sin(A+B)+sin(A-B)]=a2[sin(A+B)-sin(A-B)],
∴2sin Acos B· 16、b2=2cos Asin B·a2,
即a2cos Asin B=b2sin Acos B.
方法一 由正弦定理知a=2Rsin A,b=2Rsin B,
∴sin2Acos Asin B=sin2Bsin Acos B,
又sin A·sin B≠0,∴sin Acos A=sin Bcos B,
∴sin 2A=sin 2B.
在△ABC中,0<2A<2π,0<2B<2π,
∴2A=2B或2A=π-2B,∴A=B或A+B=.
∴△ABC為等腰三角形或直角三角形.
方法二 由正弦定理、余弦定理得:
a2b=b2a,
∴a2(b2+c2-a2)=b2(a2+c2-b2), 17、
∴(a2-b2)(a2+b2-c2)=0,
∴a2-b2=0或a2+b2-c2=0.
即a=b或a2+b2=c2.
∴△ABC為等腰三角形或直角三角形.
溫馨提醒 (1)判斷三角形形狀要對(duì)所給的邊角關(guān)系式進(jìn)行轉(zhuǎn)化,使之變?yōu)橹缓吇蛑缓堑氖阶?,然后進(jìn)行判斷;(2)在三角變換過程中,一般不要兩邊約去公因式,應(yīng)移項(xiàng)提取公因式,以免漏解;在利用三角函數(shù)關(guān)系推證角的關(guān)系時(shí),要注意利用誘導(dǎo)公式,不要漏掉角之間關(guān)系的某種情況.
方法與技巧
1.應(yīng)熟練掌握和運(yùn)用內(nèi)角和定理:A+B+C=π,++=中互補(bǔ)和互余的情況,結(jié)合誘導(dǎo)公式可以減少角的種數(shù).
2.正弦、余弦定理的公式應(yīng)注意靈活運(yùn)用, 18、如由正弦、余弦定理結(jié)合得sin2A=sin2B+sin2C-2sin B·sin C·cos A,可以進(jìn)行化簡(jiǎn)或證明.
3.在解三角形或判斷三角形形狀時(shí),要注意三角函數(shù)值的符號(hào)和角的范圍,防止出現(xiàn)增解、漏解.
失誤與防范
1.在利用正弦定理解已知三角形的兩邊和其中一邊的對(duì)角求另一邊的對(duì)角,進(jìn)而求出其他的邊和角時(shí),有時(shí)可能出現(xiàn)一解、兩解,所以要進(jìn)行分類討論.
2.利用正弦、余弦定理解三角形時(shí),要注意三角形內(nèi)角和定理對(duì)角的范圍的限制.
A組 專項(xiàng)基礎(chǔ)訓(xùn)練
(時(shí)間:40分鐘)
1.在△ABC中,若A=60°,B=45°,BC=3,則AC= .
答案 2
解析 由正 19、弦定理得=,所以AC===2.
2.在△ABC中,A∶B=1∶2,sin C=1,則a∶b∶c= .
答案 1∶∶2
解析 由sin C=1,∴C=,由A∶B=1∶2,故A+B=3A=,得A=,B=,由正弦定理得,a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C=∶∶=1∶∶2.
3.(xx·遼寧)在△ABC中,內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c.若asin Bcos C+csin Bcos A=b,且a>b,則B= .
答案
解析 由條件得sin Bcos C+sin Bcos A=,
由正弦定理,得sin Acos C+sin Ccos A=,
20、
∴sin(A+C)=,從而sin B=,
又a>b,且B∈(0,π),因此B=.
4.△ABC中,AC=,BC=2,B=60°,則BC邊上的高為 .
答案
解析 設(shè)AB=a,則由AC2=AB2+BC2-2AB·BC·cos B知7=a2+4-2a,即a2-2a-3=0,∴a=3(負(fù)值舍去).∴BC邊上的高為AB·sin B=3×=.
5.(xx·課標(biāo)全國(guó)Ⅱ改編)鈍角三角形ABC的面積是,AB=1,BC=,則AC= .
答案
解析 ∵S=AB·BCsin B=×1×sin B=,
∴sin B=,∴B=或.
當(dāng)B=時(shí),根據(jù)余弦定理有AC2=AB 21、2+BC2-2AB·BCcos B=1+2+2=5,∴AC=,此時(shí)△ABC為鈍角三角形,符合題意;
當(dāng)B=時(shí),根據(jù)余弦定理有AC2=AB2+BC2-2AB·BCcos B=1+2-2=1,∴AC=1,此時(shí)AB2+AC2=BC2,△ABC為直角三角形,不符合題意.故AC=.
6.在△ABC中,若b=5,B=,sin A=,則a= .
答案
解析 根據(jù)正弦定理應(yīng)有=,
∴a===.
7.在△ABC中,若AB=,AC=5,且cos C=,則BC= .
答案 4或5
解析 設(shè)BC=x,則由余弦定理AB2=AC2+BC2-2AC·BCcos C得5=25+x2- 22、2·5·x·,即x2-9x+20=0,解得x=4或x=5.
8.(xx·福建)在△ABC中,A=60°,AC=4,BC=2,則△ABC的面積等于 .
答案 2
解析 如圖所示,在△ABC中,由正弦定理得=,解得sin B=1,所以B=90°,所以S△ABC=×AB×2=××2=2.
9.(xx·北京)在△ABC中,a=3,b=2,B=2A.
(1)求cos A的值;
(2)求c的值.
解 (1)在△ABC中,由正弦定理
=?==,
∴cos A=.
(2)由余弦定理,a2=b2+c2-2bccos A?32=(2)2+c2-2×2c×,
則c2-8c+1 23、5=0.
∴c=5或c=3.
當(dāng)c=3時(shí),a=c,∴A=C.
由A+B+C=π,知B=,與a2+c2≠b2矛盾.
∴c=3舍去.故c的值為5.
10.(xx·遼寧)在△ABC中,內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,且a>c,已知·=2,cos B=,b=3.求:
(1)a和c的值;
(2)cos(B-C)的值.
解 (1)由·=2得c·acos B=2.
又cos B=,所以ac=6.
由余弦定理,得a2+c2=b2+2accos B.
又b=3,所以a2+c2=9+2×6×=13.
解得或
因?yàn)閍>c,所以a=3,c=2.
(2)在△ABC中,
sin B== 24、 =,
由正弦定理,得sin C=sin B=×=.
因?yàn)閍=b>c,所以C為銳角,
因此cos C== =.
于是cos(B-C)=cos Bcos C+sin Bsin C
=×+×=.
B組 專項(xiàng)能力提升
(時(shí)間:20分鐘)
1.△ABC的三個(gè)內(nèi)角A,B,C所對(duì)的邊分別為a,b,c,asin Asin B+bcos2A=a,則= .
答案
解析 ∵asin Asin B+bcos2A=a,
∴sin Asin Asin B+sin Bcos2A=sin A,
∴sin B=sin A,∴==.
2.在△ABC中,若b=5,B=,tan A=2,則 25、a= .
答案 2
解析 由tan A=2得sin A=2cos A.
又sin2A+cos2A=1得sin A=.
∵b=5,B=,
根據(jù)正弦定理,有=,
∴a===2.
3.(xx·江蘇)若△ABC的內(nèi)角滿足sin A+sin B=2sin C,則cos C的最小值是 .
答案
解析 由sin A+sin B=2sin C,
結(jié)合正弦定理得a+b=2c.
由余弦定理得cos C=
==
≥=,
故≤cos C<1,
故cos C的最小值為.
4.(xx·浙江)在△AB 26、C中,C=90°,M是BC的中點(diǎn).若sin∠BAM=,則sin∠BAC= .
答案
解析 因?yàn)閟in∠BAM=,
所以cos∠BAM=.
如圖,在△ABM中,利用正弦定理,得=,所以===.
在Rt△ACM中,有=sin∠CAM=sin(∠BAC-∠BAM).由題意知BM=CM,
所以=sin(∠BAC-∠BAM).
化簡(jiǎn),得2sin∠BACcos∠BAC-cos2∠BAC=1.
所以2tan∠BAC-1=tan2∠BAC+1,
解得tan∠BAC=.
再結(jié)合sin2∠BAC+cos2∠BAC=1,∠BAC為銳角可解得sin∠BAC=.
5.已知△ABC的 27、三個(gè)內(nèi)角A,B,C成等差數(shù)列,角B所對(duì)的邊b=,且函數(shù)f(x)=2sin2x+2sin xcos x-在x=A處取得最大值.
(1)求f(x)的值域及周期;
(2)求△ABC的面積.
解 (1)因?yàn)锳,B,C成等差數(shù)列,
所以2B=A+C,又A+B+C=π,
所以B=,即A+C=.
因?yàn)閒(x)=2sin2x+2sin xcos x-
=(2sin2x-1)+sin 2x=sin 2x-cos 2x
=2sin,
所以T==π.
又因?yàn)閟in∈[-1,1],
所以f(x)的值域?yàn)閇-2,2].
(2)因?yàn)閒(x)在x=A處取得最大值,
所以sin=1.
因?yàn)?
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