2022年高中数学新课标人教A版必修五正弦定理余弦定理综合应用,解三角形经典例题试题 .pdf
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1、课程目标掌握解三角形的题型课程重点正弦定理余弦定理综合应用,解三角形课程难点正弦定理余弦定理综合应用教学方法建议在掌握正余弦定理的前提下,熟悉并掌握解三角形的题型,典型例题与课本知识相结合,精讲精练。复习与总结同时进行,逐步掌握解三角形的方法。选材程度及数量课堂精讲例题搭配课堂训练题课后作业A类( 3 )道( 2 )道( 5 )道B类( 5 )道( 4 )道(10 )道C类( 3 )道( 3 )道( 5 )道一、知识梳理1内角和定理:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 24 页在ABC中,ABC;sin()ABsinC;co
2、s()ABcosC面积公式 :111sinsinsin222ABCSabCbcAacB在三角形中大边对大角,反之亦然. 2正弦定理:在一个三角形中,各边和它的所对角的正弦的比相等. 形式一:RCcBbAa2sinsinsin(解三角形的重要工具) 形式二:CRcBRbARasin2sin2sin2(边角转化的重要工具) 形式三::sin:sin:sina b cABC形式四:sin,sin,sin222abcABCRRR3.余弦定理: 三角形任何一边的平方等于其他两边的平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍 . 形式一:2222cosabcbcA2222cosbcacaB(解三角形的重要
3、工具) 2222coscababC形式二:222cos2bcaAbc222cos2acbBac222cos2abcCab二、方法归纳 (1)已知两角 A、B 与一边a, 由 A+B+C=及sinsinsinabcABC,可求出角C,再求b、c. (2)已知两边b、c与其夹角 A,由a2=b2+c2-2bccosA,求出a,再由余弦定理,求出角B、C. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 24 页 (3)已知三边a、b、c,由余弦定理可求出角A、B、C. (4)已知两边a、b及其中一边的对角A,由正弦定理sinsinabAB,
4、求出另一边b的对角 B,由C=-( A+B) ,求出c,再由sinsinacAC求出 C,而通过sinsinabAB求 B 时,可能出一解,两解或无解的情况,其判断方法,如下表:A 90A=90A b一解一解一解a=b无解无解一解absinA两解无解无解a=bsinA一解aabsinA 有两解ab有一解ab有一解三、课堂精讲例题问题一:利用正弦定理解三角形【例 1】在ABC中,若5b,4B,1sin3A,则a.5 23【例 2】在 ABC中,已知a=3,b=2,B=45 , 求 A、C和c. 【解析】B=45 90且asinB ba, ABC有两解 . 由正弦定理得sinA=bBasin=24
5、5sin3 =23, 则 A为 60或 120. 当 A=60时, C=180-(A+B)=75 , c=BCbsinsin=45sin75sin2=45sin)3045sin(2=226. 当 A=120时, C=180-(A+B)=15 , 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 24 页c=BCbsinsin=45sin15sin2=45sin)3045sin(2=226. 故在 ABC中, A=60,C=75,c=226或A=120,C=15, c=226. 【思考 】 从所得到式子看, 为什么会有两解: sinA =2
6、3, 在(0,)上显然有两个解。sinyx在(0,)上的值域为(0,1】 ,s i n1 x在(0,)只有2x一解。【适时导练】1. ( 1) ABC中,a=8,B=60,C=75, 求b; ( 2) ABC中, B=30, b=4,c=8, 求 C、A、a. 【解析】( 1)由正弦定理得BbAasinsin. B=60,C=75, A=45, b=45sin60sin8sinsinABa=46. ( 2)由正弦定理得sinC=430sin8sinbBc=1. 又 30 C150, C=90. A=180 -(B+C)=60 , a=22bc=43. 问题二:利用余弦定理解三角形【例 3】设A
7、BC的内角CBA、所对的边分别为cba、. 已知1a,2b,41cosC. ()求ABC的周长;()求CAcos的值 .【解题思路】本小题主要考查三角函数的基本公式和余弦定理,同时考查基本运算能力【解析】()441441cos2222Cabbac2cABC的周长为5221cba.()41cosC,415411cos1sin22CC,8152415sinsincCaA精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 24 页ca,CA, 故A为锐角,878151sin1cos22AACAcosCACAsinsincoscos16114158
8、154187. 【注】常利用到的三角公式两角和与差的正弦、余弦、正切公式及倍角公式:sinsincoscossinsin22sincos令2222222coscos cossinsincos2cossin2cos11 2sintantan1+cos2tancos1tantan21cos2sin22tantan21tan令【例 4】 (2010 重庆文数)设ABC的内角 A、B、 C的对边长分别为a、b、c, 且 32b+32c-32a=42 bc . ( ) 求 sinA 的值;( ) 求2sin()sin()441 cos2ABCA的值 . 【适时导练】精选学习资料 - - - - - -
9、- - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 24 页2 在 ABC中,a、b、c分别是角A, B,C的对边,且CBcoscos=-cab2. (1)求角 B的大小;(2)若b=13,a+c=4,求 ABC的面积 . 【解析】(1)由余弦定理知:cosB=acbca2222,cosC=abcba2222. 将上式代入CBcoscos=-cab2得: acbca22222222cbaab=-cab2整理得 : a2+c2-b2=-a c cosB=acbca2222=acac2 =-21 B为三角形的内角,B=32. (2)将b=13,a+c=4,B=32代入b2=a2+c
10、2-2a ccosB, 得b2=(a+c)2-2a c-2a ccosB b2=16-2a c211, a c=3. SABC=21a csinB=433. 问题三:正弦定理余弦定理综合应用【例 5】 (2011 山东文数)在ABC 中,内角A,B,C 的对边分别为a,b,c已知cosA-2cosC2c-a=cosBb(I)求sinsinCA的值;(II)若 cosB=14,ABC的周长为5,求b的长。【解题思路】通过正弦定理将边化成正弦,在通过和角公式进行化简。【解析】(I)由正弦定理,设,sinsinsinabckABC则22 sinsin2sinsin,sinsincakCkACAbkB
11、B所以cos2cos2sinsin.cossinACCABB即(cos2cos)sin(2sinsin)cosACBCAB,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 24 页化简可得sin()2sin().ABBC又ABC,所以sin2sinCA因此sin2.sinCA(II)由sin2sinCA得2 .ca由余弦定得及1cos4B得22222222cos14444.bacacBaaaa所以2 .ba又5,abc从而1,a因此 b=2。【思考】到底“具体什么情况下边化角,什么情况下角化边”【例 6】 (2009 全国卷理) 在AB
12、C中,内角 A、 B、 C的对边长分别为a、b、c, 已知222acb,且sincos3cossin,ACAC求 b【解题思路】对已知条件(1)222acb左侧是二次的右侧是一次的, 可以考虑余弦定理;而对已知条件 (2) sincos3cossin,ACAC化角化边都可以。【解析】解法一:在ABC中sincos3cossin,ACAC则由正弦定理及余弦定理有:2222223,22abcbcaacabbc化简并整理得:2222()acb. 又由已知222acb24bb. 解得40(bb或舍).解法二 : 由余弦定理得 : 2222cosacbbcA. 又222acb,0b. 所以2 cos2b
13、cA又sincos3cossinACAC,sincoscossin4cossinACACAC精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 24 页sin()4cossinACAC,即sin4cossinBAC由正弦定理得sinsinbBCc,故4 cosbcA由,解得4b. 【思考】面对解三角形,可以考虑正弦定理,也可以考虑余弦定理,两种方法只是计算量上的差别。【适时导练】3 在 ABC 中, a、b、c 分别是角A、B、C 的对边,且8 sin22BC 2 cos 2A7(1)求角 A 的大小;(2)若 a3,bc3,求 b 和 c
14、 的值解:(1)ABC180,2BC902Asin2BCcos2A由 8sin22BC2cos2A7,得 8cos22A2cos2A7 4( 1cos A) 2( 2 cos2A1) 7,即( 2cosA1)20 cosA12 0 A180,A60(2)a3, A60,由余弦定理知a2b2 c22bc cosA, 3b2c2bc( bc)23bc9 3bc bc2又 bc3, b1,c 2 或 b 2,c1问题四:三角恒等变形【例 7】 (08 重庆)设ABC的内角 A,B,C的对边分别为a,b,c,且 A=60,c=3b.求:()ac的值;() cotB +cot C 的值 . 【解题思路】
15、求ac的值需要消去角和;b三角求值问题一般先考虑寻找角之间的关系精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 24 页【解析】()由余弦定理得Abccbacos2222222972131231ccccc故7.3ac()解法一:cotcotBCcossincossinsinsinBCCBBCsin()sin,sinsinsinsinBCABCBC由正弦定理和()的结论得227sin121414 39.1sinsinsin933 33cAaBCA bcc c故143cotcot.9BC解法二:由余弦定理及()的结论有725372)31(9
16、72cos222222cccccacbcaB故2253sin1cos1.282 7BB同理可得7213137291972cos222222cccccabcbaC213 3sin1cos1.282 7CC从而coscos5114 3cotcot33.sinsin399BCBCBC【思考】在解三角形的背景下一般见“切割化弦”同角三角函数的基本关系式:(1)平方关系:222222sincos1,1tansec,1cotcsc(2)倒数关系:sincsc=1,cossec=1,tancot=1, (3)商数关系:sincostan,cotcossin精选学习资料 - - - - - - - - - 名
17、师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 24 页【适时导练】4. ( 2009 江西卷理)ABC中,,A B C所对的边分别为, ,a b c,sinsintancoscosABCAB,sin()cosBAC. ( 1)求,A C;( 2)若33ABCS, 求,a c.【解析】 (1) 因为sinsintancoscosABCAB,即sinsinsincoscoscosCABCAB,所以sincossincoscossincossinCACBCACB,即sincoscossincossinsincosCACACBCB,得sin()sin()CABC. 所以CABC, 或()CAB
18、C(不成立 ). 即2CAB, 得3C,所以 .23BA又因为1sin()cos2BAC,则6BA,或56BA(舍去)得5,412AB(2)162sin3328ABCSacBac,又sinsinacAC, 即2322ac,得2 2,2 3.ac问题五:判断三角形形状【例 8】 在 ABC中,在ABC中,a,b,c分别是角 A、 B、 C 所对的边, bcosAacosB, 试判断ABC三角形的形状. 【解题思路】判定三角形形状时,一般考虑两个方向进行变形:(1)一个方向是边,走代数变形之路,通常是正、余弦定理结合使用;(2)另一个方向是角,走三角变形之路.通常是运用正弦定理【解析】方法1:利用
19、余弦定理将角化为边. bcosAacosB 22222222bcaacbbabcac222222bcaacb22abab故此三角形是等腰三角形. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 24 页方法 2:利用正弦定理将边转化为角. bcosAacosB又 b2RsinB ,a 2RsinA2RsinBcosA2RsinAcosBsinAcosB cosAsinB 0 sin(AB) 0 0A,B , ABAB0,即 AB 故三角形是等腰三角形. 【思考】判断三角形形状时一般从角入手,利用三角形内角和定理,实施关于三角形内角的一
20、些变形公式 . 【例 9】 . 在 ABC中,在ABC中,a,b,c分别是角A、B、C所对的边,若cosAcosBba,试判断ABC三角形的形状. 【解析】:方法 1:利用余弦定理将角化为边由已知cosAcosBba及正弦定理得cosAcosBsinBsinAsin2A=sin2B 2A2B或 2A2B ,即 AB或 A B2,故 ABC为等腰三角形或直角三角形. 方法 2:利用正弦定理将边转化为角. acosAbcosB 22222222bcaacbabbcac22222()()0ababca=b 或者2220abc故 ABC为等腰三角形或直角三角形. 【适时导练】5. 在 ABC 中,若
21、2cosBsinAsinC,则 ABC 的形状一定是()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【解析】 2sinAcosB sin(AB) sin(AB)又 2sinAcosBsinC,sin(AB) 0, AB 6.在 ABC 中,a、b、c 分别表示三个内角A、B、C 的对边,如果 (a2+b2) sin (A- B)= (a2-b2)sin(A+B),判断三角形的形状. 【解析】 方法一已知等式可化为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 24 页a2sin(A- B)- sin(A +B)
22、=b2- sin(A+B)- sin( A -B) 2a2cosAsinB =2b2cosBsinA由正弦定理可知上式可化为:sin2AcosAsinB =sin2BcosBsinAsinAsinB ( sinAcosA - sinBcosB)=0 sin2A=sin2B, 由 0 2A,2 B2得 2A =2B 或 2A =-2 B, 即 A=B 或 A=2- B, ABC 为等腰或直角三角形. 方法二同方法一可得2a2cosAsinB =2b2sinAcosB由正、余弦定理, 可得a2bbcacb2222= b2aacbca2222a2( b2+c2-a2)= b2(a2+c2- b2)
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