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1、課后限時集訓27
解三角形的實際應用舉例
建議用時:45分鐘
一、選擇題
1.一名學生在河岸上緊靠河邊筆直行走,某時刻測得河對岸靠近河邊處的參照物與學生前進方向成30°角.前進200 m后,測得該參照物與前進方向成75°角,則河的寬度為( )
A.50(+1)m B.100(+1)m
C.50 m D.100 m
A [如圖所示,在△ABC中,∠BAC=30°,∠ACB=75°-30°=45°,AB=200 m,由正弦定理,得BC==100(m),所以河的寬度為BCsin 75°=100×=50(+1)(m).]
2.已知△ABC的內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,
2、b,c,且cos 2A+cos 2B=2cos 2C,則cos C的最小值為( )
A. B.
C. D.-
C [因為cos 2A+cos 2B=2cos 2C,所以1-2sin2A+1-2sin2B=2-4sin2C,得a2+b2=2c2,cos C==≥=,當且僅當a=b時等號成立,故選C.]
3.在△ABC中,內(nèi)角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,已知(a+b-c)(a+b+c)=3ab,且c=4,則△ABC面積的最大值為( )
A.8 B.4
C.2 D.
B [由已知等式得a2+b2-c2=ab,則cos C===.由C∈(0,π),所以sin C=.又16=c
3、2=a2+b2-ab≥2ab-ab=ab,則ab≤16,所以S△ABC=absin C≤×16×=4.故Smax=4.故選B.]
4.在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,且2c·cos B=2a+b,若△ABC的面積為S=c,則ab的最小值為( )
A.8 B.10
C.12 D.14
C [在△ABC中,由已知及正弦定理可得2sin Ccos B=2sin A+sin B=2sin(B+C)+sin B,即2sin Ccos B=2sin Bcos C+2sin Ccos B+sin B,所以2sin Bcos C+sin B=0.因為sin B≠0,所以cos C=
4、-,C=.由于△ABC的面積為S=ab·sin C=ab=c,所以c=ab.由余弦定理可得c2=a2+b2-2ab·cos C,整理可得a2b2=a2+b2+ab≥3ab,當且僅當a=b時,取等號,所以ab≥12.]
5.在△ABC中,sin B=,BC邊上的高為AD,D為垂足,且BD=2CD,則cos∠BAC=( )
A.- B.
C.- D.
A [依題意設CD=x,AD=y(tǒng),則BD=2x,BC=3x.因為sin B=,所以AB==3y.因為BC邊上的高為AD,如圖所示,所以AB2=AD2+BD2=y(tǒng)2+4x2=9y2,即x=y(tǒng).所以AC===y(tǒng).根據(jù)余弦定理得cos∠BAC==
5、==-.故選A.]
二、填空題
6.一船向正北航行,看見正西方向相距10海里的兩個燈塔恰好與它在一條直線上,繼續(xù)航行半小時后,看見一燈塔在船的南偏西60°,另一燈塔在船的南偏西75°,則這艘船的速度是每小時________海里.
10 [如圖所示,依題意有∠BAC=60°,∠BAD=75°,
所以∠CAD=∠CDA=15°,從而CD=CA=10,
在Rt△ABC中,得AB=5,
于是這艘船的速度是=10(海里/時).]
7.在△ABC中,角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,且滿足asin B=bcos A.若a=4,則△ABC周長的最大值為________.
12 [由正
6、弦定理=,可將asin B=bcos A轉化為sin Asin B=sin Bcos A.
又在△ABC中,sin B>0,∴sin A=cos A,
即tan A=.
∵0<A<π,∴A=.由于a=4,由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A,得16=b2+c2-2bc·=b2+c2-bc=(b+c)2-3bc,又bc≤,∴(b+c)2≤64,即b+c≤8,∴a+b+c≤12.]
8.如圖,在△ABC中,D是邊AC上的點,且AB=AD,2AB=BD,BC=2BD,則sin C的值為________.
[設AB=a,∵AB=AD,2AB=BD,BC=2BD,∴AD=a,B
7、D=,BC=.
在△ABD中,cos∠ADB==,
∴sin∠ADB=,∴sin∠BDC=.
在△BDC中,=,
∴sin C==.]
三、解答題
9.在四邊形ABCD中,AD∥BC,AB=,∠A=120°,BD=3.
(1)求AD的長;
(2)若∠BCD=105°,求四邊形ABCD的面積.
[解](1)∵在△ABD中,AB=,∠A=120°,BD=3,
∴由余弦定理得cos 120°=,解得AD=(AD=-2舍去),∴AD的長為.
(2)∵AD∥BC,∠A=120°,BD=3,AB=AD=,∠BCD=105°,
∴∠DBC=30°,∠BDC=45°,∴由正弦定理得
8、==,解得BC=3-3,DC=.
如圖,過點A作AE⊥BD,交BD于點E,過點C作CF⊥BD,交BD于點F,
則AE=AB=,CF=BC=,
∴四邊形ABCD的面積S=S△ABD+S△BDC=BD·(AE+CF)
=×3×=.
10.(2019·綿陽模擬)在△ABC中,a,b,c分別是角A,B,C所對的邊,且2csin B=3atan A.
(1)求的值;
(2)若a=2,求△ABC面積的最大值.
[解](1)∵2csin B=3atan A,
∴2csin Bcos A=3asin A,
由正弦定理得2cbcos A=3a2,
由余弦定理得2cb·=3a2,化簡得b2+
9、c2=4a2,
∴=4.
(2)∵a=2,由(1)知b2+c2=4a2=16,
∴由余弦定理得cos A==,
根據(jù)基本不等式得b2+c2≥2bc,即bc≤8,當且僅當b=c時,等號成立,∴cos A≥=.
由cos A=,得bc=,且A∈,
∴△ABC的面積S=bcsin A=××sin A=3tan A.
∵1+tan2A=1+==,
∴tan A=≤=.∴S=3tan A≤.
∴△ABC面積的最大值為.
1.△ABC的內(nèi)角A,B,C所對的邊分別是a,b,c,已知cos C+cos A=1,則cos B的取值范圍為( )
A. B.
C. D.
D
10、 [∵cos C+cos A=1,
∴由余弦定理可得·+·=1,化簡可得b2=ac,
則cos B==≥=,
∴≤cos B<1,即cos B∈.故選D.]
2.在△ABC中,角A,B,C所對的邊分別為a,b,c.若sin B+2sin Acos C=0,則當cos B取最小值時,=( )
A. B.
C.2 D.
B [由sin B+2sin Acos C=0,根據(jù)正弦定理和余弦定理得b+2a·=0,
∴a2+2b2-c2=0,∴b2=,∴cos B===+≥,當且僅當=,即=時取等號,cos B取最小值.故選B.]
3.如圖所示,在△ABC中,C=,BC=4,點D在邊A
11、C上,AD=DB,DE⊥AB,E為垂足,若DE=2,則cos A=________.
[∵AD=DB,∴∠A=∠ABD,
∴∠BDC=2∠A.設AD=DB=x,
∴在△BCD中,=,可得=. ①
在△AED中,=,
可得=. ②
聯(lián)立①②可得=,解得cos A=.]
4.(2019·石家莊模擬)已知△ABC的面積為3,且內(nèi)角A,B,C依次成等差數(shù)列.
(1)若sin C=3sin A,求邊AC的長;
(2)設D為AC邊的中點,求線段BD長的最小值.
[解](1)∵△ABC的內(nèi)角A,B,C依次成等差數(shù)列,
∴B=60°.
設A,B,C所對的邊分別為a,b,c,
12、由△ABC的面積S=3=acsin B可得ac=12.
∵sin C=3sin A,∴由正弦定理知c=3a,∴a=2,c=6.
△ABC中,由余弦定理得b2=a2+c2-2accos B=28,∴b=2.
即邊AC的長為2.
(2)∵BD是AC邊上的中線,∴=(+),
∴2=(2+2+2·)=(a2+c2+2accos∠ABC)
=(a2+c2+ac)≥(2ac+ac)=9,當且僅當a=c時取“=”.
∴||≥3,即BD長的最小值為3.
1. (2019·福建寧德質檢)海洋藍洞是地球罕見的自然地理現(xiàn)象,被譽為“地球給人類保留宇宙秘密的最后遺產(chǎn)”,我國擁有世界上已知最深的海洋
13、藍洞.若要測量如圖所示的海洋藍洞的口徑(即A,B兩點間的距離),現(xiàn)取兩點C,D,測得CD=80,∠ADB=135°,∠BDC=∠DCA=15°,∠ACB=120°,則圖中海洋藍洞的口徑為________.
80 [由已知得,在△ACD中,∠ACD=15°,∠ADC=150°,
所以∠DAC=15°,
由正弦定理得AC===40(+).
在△BCD中,∠BDC=15°,∠BCD=135°,所以∠DBC=30°,
由正弦定理=,得BC===160sin 15°=40(-).
在△ABC中,由余弦定理,得AB2=1 600×(8+4)+1 600×(8-4)+2×1 600×(+)×
14、(-)×=1 600×16+1 600×4=1 600×20=32 000,
解得AB=80.
故題圖中海洋藍洞的口徑為80.]
2.(2019·福州質檢)在Rt△ABC中,∠ACB=90°,點D,E分別在邊AB,BC上,CD=5,CE=3,且△EDC的面積為3.
(1)求邊DE的長;
(2)若AD=3,求sin A的值.
[解](1)如圖,在△ECD中,S△ECD=CE·CDsin∠DCE=×3×5×sin∠DCE=3,所以sin∠DCE=,
因為0°<∠DCE<90°,
所以cos∠DCE==.
所以DE2=CE2+CD2-2CD·CEcos∠DCE=9+25-2×3×5×=28,
所以DE=2.
(2)因為∠ACB=90°,所以sin∠ACD=sin(90°-∠DCE)=cos∠DCE=,
在△ADC中,由正弦定理得=,
即=,所以sin A=.
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