2024届高考数学专项解三角形12种常见考法归类(解析版).pdf
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1、解三角形12种常见考法归类解三角形12种常见考法归类1.高频考点考点一 利用正弦、余弦定理解三角形考点一 利用正弦、余弦定理解三角形(一)求边或角(二)判断三角形解的个数考点二 正弦定理的应用考点三 余弦定理的应用考点四 判断三角形的形状考点五 正余弦定理的综合应用考点六 与角度、边长有关的最值问题考点七 三角形面积的计算及应用考点二 正弦定理的应用考点三 余弦定理的应用考点四 判断三角形的形状考点五 正余弦定理的综合应用考点六 与角度、边长有关的最值问题考点七 三角形面积的计算及应用(一)求三角形的面积(二)已知三角形面积求边、角(三)三角形面积的最值问题考点八 三角形周长的计算及应用考点八
2、 三角形周长的计算及应用(一)求三角形的周长(二)三角形周长的最值问题考点九 解三角形的实际应用考点九 解三角形的实际应用(一)测量距离问题(二)测量高度问题(三)测量角度问题(四)其他实际问题考点十 正、余弦定理解决几何问题考点十一 解三角形与三角函数的综合问题考点十二 解三角形与平面向量的综合问题考点十 正、余弦定理解决几何问题考点十一 解三角形与三角函数的综合问题考点十二 解三角形与平面向量的综合问题12024届高考数学专项解三角形届高考数学专项解三角形12种常见考法归类(解析版)种常见考法归类(解析版)2.解题策略1.正弦定理、余弦定理 正弦定理、余弦定理在ABC中,若角A,B,C所对
3、的边分别是a,b,c,R为ABC外接圆的半径,则正弦定理余弦定理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.三角形中任何一边的平方,等于其他两边平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍.公式asinA=bsinB=csinC.a2=b2+c2-2bccosA,b2=a2+c2-2cacosB,c2=a2+b2-2abcosC.常见变形(1)a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC.(2)sinA=a2R,sinB=b2R,sinC=c2R.(3)三角形的边长之比等于对应角的正弦比,即 a b c=sinA sinBsinC.(4)asinB=bsinA,bsinC=c
4、sinB,asinC=csinA.(5)大边对大角 大角对大边abABsinAsinBcosAcosBcos2Acos2B(6)合分比:a+b+csinA+sinB+sinC=a+bsinA+sinB=b+csinB+sinC=a+csinA+sinC=asinA=bsinB=csinC=2R(1)cosA=b2+c2-a22bc,cosB=c2+a2-b22ca,cosC=a2+b2-c22ab.(2)b2+c2a2=2bccosA,c2+a2b2=2accosB,a2+b2c2=2abcosC2.三角形内角和及三角形常见重要关系 三角形内角和及三角形常见重要关系(1)ABC内角和定理:A+
5、B+C=,进而有B+C2=2-A2等式子(2)三角函数关系:sinC=sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinBc=acosB+bcosA同理有:a=bcosC+ccosB,b=ccosA+acosC.-cosC=cos(A+B)=cosAcosB-sinAsinB;斜三角形中,-tanC=tan(A+B)=tanA+tanB1-tanAtanBtanA+tanB+tanC=tanAtanBtanCsinA+B2=cosC2;cosA+B2=sinC2(3)等差关系:若三角形三内角 A,B,C成等差数列,则 B=3,A+C=23;若三角形三边 a,b,c成等差数列,则2b=a+c2s
6、inB=sinA+sinC.(4)三角形中的射影定理:在ABC中,a=bcos C+ccos B;b=acos C+ccos A;c=bcos A+acosB2(5)角平分线定理:三角形一个角的平分线与其对边所成的两条线段与这个角的两边对应成比例.即若AD为A的角平分线,则有比例关系:BDCD=ABAC.3.三角形常用面积公式 三角形常用面积公式(1)S=12aha(ha表示边a上的高).(2)S=12absinC=12acsinB=12bcsinA.(3)SABC=abc4R=12(a+b+c)r(r是三角形内切圆的半径,并可由此计算R,r.)(4)S=p(p-a)(p-b)(p-c),即海
7、伦公式,其中p=12(a+b+c)为ABC的半周长.(5)SABC=12|x1y2-x2y1|,其中AB=(x1,y1),AC=(x2,y2)4.正弦定理、余弦定理的作用正弦定理、余弦定理的作用正弦定理、余弦定理的作用是在已知三角形部分元素的情况下求解其余元素,基本思想是方程思想,即根据正弦定理、余弦定理列出关于未知元素的方程,通过解方程求得未知元素正弦定理、余弦定理的另一个作用是实现三角形边角关系的互化,解题时可以把已知条件化为角的三角函数关系,也可以把已知条件化为三角形边的关系(1)已知两角及任意一边解三角形正弦定理实际上是三个等式:asinA=bsinB,bsinB=csinC,asin
8、A=csinC,每个等式涉及四个元素,所以只要知道其中的三个就可以求另外一个.因为三角形的内角和为180,所以已知两角一定可以求出第三个角.(2)已知两边及其中一边的对角解三角形用正弦定理求出另一边所对角的正弦值;用三角形内角和定理求出第三个角;根据正弦定理求出第三条边.其中进行时要注意讨论该角是否可能有两个值.(3)解三角形多解情况在ABC中,已知a,b和A时,解的情况如下:A A为锐角为锐角A A为钝角或直角为钝角或直角图形图形关系式关系式a=bsinAbsinAabab解的个数解的个数一解一解两解两解一解一解一解一解无解无解(4)利用余弦定理可以解决两类有关三角形的问题(1)已知两边和夹
9、角或已知三边能直接利用余弦定理解三角形(2)若已知两边和一边的对角,可以用余弦定理解三角形(5)利用正、余弦定理解三角形的注意点正余弦定理都是用来解三角形的,但在解题过程中要有意识地考虑用哪个定理更适合,或是两个定理都3要用,应抓住两个定理的特点:正弦定理“边对角”,余弦定理“边夹角”,正确选择定理是解决此类题目的关键(6)当条件中出现了余弦定理的局部或变形如a2+b2,a+b,ab,cos A等,可以考虑使用余弦定理或变形形式对条件进行化简变形.5.判断三角形形状的判断三角形形状的2 2种途径种途径判断三角形的形状,就是根据题目条件,分析其是不是等腰三角形、直角三角形、等边三角形、等腰直角三
10、角形、锐角三角形、钝角三角形等.(1)利用正弦定理判断三角形形状的方法如下:化边为角,走三角变形之路,常用的转化方式有:a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C(R 为 ABC 外接圆的半径);ab=sinAsinB,ac=sinAsinC,bc=sinBsinC;化角为边,走代数变形之路,常用的转化方式有:sin A=a2R,sin B=b2R,sin C=c2R(R为ABC外接圆的半径);sinAsinB=ab,sinAsinC=ac,sinBsinC=bc.(2)利用余弦定理判断三角形形状的方法利用三角形的边角关系判断三角形的形状时,需要从“统一”入手,即使用转化思想解
11、决问题,一般有两条思考路线先化边为角,再进行三角恒等变换,求出三角之间的数量关系.先化角为边,再进行代数恒等变换(因式分解、配方等),求出三边之间的数量关系,统一成边的关系后,注意等式两边不要轻易约分,否则可能会出现漏解判断三角形的形状时,经常用到以下结论ABC为直角三角形a2=b2+c2或c2=a2+b2或b2=a2+c2.ABC为锐角三角形a2+b2c2,且b2+c2a2,且c2+a2b2.ABC为钝角三角形a2+b2c2或b2+c2a2或c2+a2b2.若sin 2A=sin 2B,则A=B或A+B=2.6.求三角形面积的方法求三角形面积的方法(1)若已知三角形的一个角(角的大小或该角的
12、正、余弦值)及该角的两边长度,代入公式求面积;(2)若已知三角形的三边,可先求其一个角的余弦值,再求其正弦值,代入公式求面积,或直接代入海伦公式求面积总之,结合图形恰当选择面积公式是解题的关键7.已知三角形面积求边、角的方法已知三角形面积求边、角的方法(1)若求角,就寻求夹这个角的两边的关系,利用面积公式列方程求解;(2)若求边,就寻求与该边(或两边)有关联的角,利用面积公式列方程求解48.解三角形中的最值或范围问题的解决方法:解三角形中的最值或范围问题的解决方法:解三角形中的最值或范围问题主要有两种解决方法:一是将问题表示为边的形式,利用基本不等式求得最大值或最小值;二是将问题用三角形某一个
13、角的三角函数表示,利用三角函数的有界性,单调性再结合角的范围确定最值或范围9.正弦定理之齐次式结构正弦定理之齐次式结构结构特点:每一项中都有边(a,b,c)或sin角(sinA,sinB,sinC)且次数一致,即可实现边和对应sin角的互化结构示例:(1)整式齐次式:边的齐次式12a+b=c12sinA+sinB=sinCab=c2sinAsinB=sin2Csin角的齐次式sin2A+sin2B-sin2C=-sinAsinBa2+b2-c2=-ab(2)分式齐次式:sinBsinA+sinC=ba+c注:在等式(不等式)或分式中出现边或内角的正弦同次,利用正弦定理可以实现边、内角的正弦转化
14、。如果在等式(不等式)或分式中出现边或内角的正弦同次且为一次(求角)时,一般情况要化为角的正弦,如出现二次,一般情况要化为边,再利用余弦定理。10.拆角合角技巧拆角合角技巧1、化简后的式子同时含有A,B,C三个角时,解题思路是减少角的个数,方法主要有以下两种合角如:sinAcosB+cosAsinB=sin(A+B)=sinCcosAcosB-sinAsinB=cos(A+B)=-cosC拆角-拆单角(“单身狗角”)如:sinC=sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB注:(1)sinC=sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinBsinB=sin(A+C)=sinAcos
15、C+cosAsinCsinA=sin(B+C)=sinBcosC+cosBsinCcosC=cos(A+B),cosB=cos(A+C),cosA=cos(B+C)(2)sinA+B2=cosC2,cosA+B2=sinC2(3)ABC中sinA=sinB A=B A+B=(舍去)sin2A=sin2B 2A=2BA=B 2A+2B=A+B=2sinA=cosB,则A+B=2或A-B=211.余弦定理之不等式结构余弦定理之不等式结构5结构特点:已知三角形一角及其对边,求面积或周长的最值核心示例:已知ABC中角A=60,a=2,求b+c和bc的范围(最值)由余弦定理得:a2=b2+c2-2bcc
16、osA由余弦定理得:a2=b2+c2-2bccosA(1)由上式可知:(b+c)2-3bc=43bc=(b+c)2-43b+c22,即(b+c)244解得b+c4,又由三角形两边之和大于第三边2b+c4(2)4=b2+c2-bc得bc+4=b2+c22bcbc412.解三角形中的常用术语 解三角形中的常用术语(1)仰角和俯角:在视线和水平线所成的角中,视线在水平线上方的角叫仰角,在水平线下方的角叫俯角(如图).(2)方位角:从指北方向顺时针转到目标方向线的水平角,如B点的方位角为(如图).(3)方向角:相对于某一正方向的水平角.北偏东,即由指北方向顺时针旋转到达目标方向(如图).北偏西,即由指
17、北方向逆时针旋转到达目标方向.南偏西等其他方向角类似.(4)坡角与坡度:坡角指坡面与水平面所成的二面角的度数(如图,角为坡角).坡度指坡面的铅直高度与水平长度之比(如图,i为坡度,i=tan).坡度又称为坡比.13.测量距离问题的求解策略 测量距离问题的求解策略(1)确定所求量所在的三角形,若其他量已知则直接求解;若有未知量,则把未知量放在另外三角形中求解;(2)确定选用正弦定理还是余弦定理,如果都可用,就选择更便于计算的定理 14.测量物体高度的求解策略 测量物体高度的求解策略高度也是两点之间的距离,其解法同测量水平面上两点间距离的方法是类似的,基本思想是把要求解的高度(某线段的长度)纳入到
18、一个三角形中,使用正、余弦定理或其他相关知识求出该高度(1)在处理有关高度问题时,要理解仰角、俯角(在铅垂面上所成的角)、方向(位)角(在水平面上所成的角)是关键(2)在实际问题中,可能会遇到空间与平面(地面)同时研究的问题,这时最好画两个图形,一个空间图形,一个平面图形,这样处理起来既清楚又不容易搞错(3)注意山或塔垂直于地面或海平面,把空间问题转化为平面问题15.测量角度问题的求解策略 测量角度问题的求解策略测量角度问题的关键是在弄清题意的基础上,画出表示实际问题的图形,并在图形中标出有关的角和距离,再用正弦定理或余弦定理解三角形,最后将解得的结果转化为实际问题的解解决角度问题的注意事项6
19、(1)测量角度时,首先应明确方位角及方向角的含义(2)求角的大小时,先在三角形中求出其正弦或余弦值(3)在解应用题时,要根据题意正确画出示意图,通过这一步可将实际问题转化为可用数学方法解决的问题,解题中也要注意体会正、余弦定理“联袂”使用的优点提醒:方向角是相对于某点而言的,因此在确定方向角时,必须先弄清楚是哪一个点的方向角16.与平面图形有关的解三角形问题的关键及思路 与平面图形有关的解三角形问题的关键及思路求解平面图形中的计算问题,关键是梳理条件和所求问题的类型,然后将数据化归到三角形中,利用正弦定理或余弦定理建立已知和所求的关系具体解题思路如下:(1)把所提供的平面图形拆分成若干个三角形
20、,然后在各个三角形内利用正弦、余弦定理求解;(2)寻找各个三角形之间的联系,交叉使用公共条件,求出结果【注意】做题过程中,要用到平面几何中的一些知识点,如相似三角形的边角关系、平行四边形的一些性质,要把这些性质与正弦、余弦定理有机结合,才能顺利解决问题17.解三角形与三角函数综合问题的一般步骤 解三角形与三角函数综合问题的一般步骤18.利用解三角形知识解决实际问题 利用解三角形知识解决实际问题利用解三角形知识解决实际问题要注意根据条件画出示意图,结合示意图构造三角形,然后转化为解三角形的问题进行求解73.考点精析考点一考点一 利用正弦、余弦定理解三角形利用正弦、余弦定理解三角形(一一)求边或角
21、求边或角1(2023春浙江杭州高三杭师大附中校考期中)ABC的三个内角A,B,C所对边的长分别为a,b,c,若cosB=45,c=5,a=3,则b=()A.58B.34C.24D.102(2023春江苏镇江高三江苏省扬中高级中学校联考期中)在ABC中,a,b,c分别是内角A,B,C所对的边,若a=5,b=15,A=30,则边c=()A.5B.2 5C.2 5 或15D.5 或2 53(2023河南许昌实验中学校联考二模)设ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若C=6,a=3,c=4,则sinA=()A.34B.58C.38D.124(2023春重庆渝中高三重庆巴蜀中学校考期中)在AB
22、C中,角A,B,C所对的边分别是,a,b,c,a=2,b=6,B=2A,则cosA=()A.33B.32C.64D.635(2023春广东东莞高三东莞实验中学校考阶段练习)在ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=4,b=5,c=61,则角C=()A.120B.90C.60D.456(2023春天津和平高三校考阶段练习)在平行四边形ABCD中,AB=2,AD=1,AC=2,3,则BD等于()A.1B.2C.3D.3(二二)判断三角形解的个数判断三角形解的个数7(2023全国高三专题练习)在ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,则下列条件能确定三角形有两解的是()A.a
23、=5,b=4,A=6B.a=4,b=5,A=4C.a=5,b=4,A=56D.a=4,b=5,A=38(2023广西柳州高三柳州高级中学校联考阶段练习)在ABC中,角A,B,C的边分别为a,b,c,知B=60,b=4,则下列判断中错误的是()A.若A=4,则a=4 63B.若a=92该三角形有两解C.ABC周长的最小值为12D.ABC面积的最大值4 39(2023贵州统考模拟预测)ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,A=60,a=3.若这个三角8形有两解,则b的取值范围是()A.3 b2B.3 b2C.1b2 3D.1b210(2023全国高三专题练习)设在ABC中,角A、B、C所对
24、的边分别为a,b,c,若满足a=3,b=m,B=6的ABC不唯一,则m的取值范围为()A.32,3B.(0,3)C.12,32D.12,1考点二考点二 正弦定理的应用正弦定理的应用11(2023北京统考模拟预测)已知ABC的三个内角A、B、C所对的边分别为a、b、c,且3acosB=bsinA,则B=()A.6B.4C.3D.212(2023四川高三统考对口高考)ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c已知sinA+cosA=0,a=2,b=2,则C=()A.12B.6C.3D.71213(2023江苏南京统考二模)在ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c若bsinA+B2=csin
25、B,则角C的大小为()A.6B.3C.23D.5614(2023江西校联考模拟预测)在ABC 中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a=c 2cosB+1,sinC=35,则sinB=()A.1825B.2425C.-1825D.-242515(2023全国高三专题练习)在锐角ABC中,AB=3,4cosAsinB=1,若BC在AB上的投影长等于ABC的外接圆半径R,则R=()A.4B.2C.1D.1216(2023春广西高三校联考阶段练习)三棱锥P-ABC中,PA平面ABC,直线PB与平面ABC所成角的大小为30,AB=2 3,ACB=60,则三棱锥P-ABC的外接球的体积为()A.2
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