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正余弦定理精选精讲
正、余弦定理的五大命题热点
正弦定理和余弦定理是解斜三角形和判定三角形类型的重要工具,其主要作用是将已知条件中的边、角关系转化为角的关系或边的关系。在近年高考中主要有以下五大命题热点:
一、求解斜三角形中的基本元素
(或二角一边或三边),求其它三个元素问题,进而求出三角形的三线(高线、角平分线、中线)及周长等基本问题.
例1(2005年全国高考江苏卷) 中,,BC=3,则的周长为( )
A. B.C. D.
分析:由正弦定理,求出b及c,或整体求出b+c,则周长为3+b+c而得到结果.
解:由正弦定理得:,
得b+c=[sinB+sin(-B).故三角形的周长为:3+b+c=,故选(D).
评注:由于本题是选择题也可取△ABC为直角三角形时,即B=,周长应为3+3,故排除(A)、(B)、(C).而选(D).
例2(2005年全国高考湖北卷) 在ΔABC中,已知,AC边上的中线BD=,求sinA的值.
分析:本题关键是利用余弦定理,求出AC及BC,再由正弦定理,即得sinA.
解:设E为BC的中点,连接DE,则DE//AB,且,设BE=x
在ΔBDE中利用余弦定理可得:,
,解得,(舍去)
故BC=2,从而,即又,
故,
二、判断三角形的形状:给出三角形中的三角关系式,判断此三角形的形状.
例3(2005年北京春季高考题)在中,已知,那么一定是( )
A.直角三角形 B.等腰三角形 C.等腰直角三角形 D.正三角形
解法1:由=sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB,
即sinAcosB-cos(A-B)B.故选(B).
解法2:由题意,得cosB=,再由余弦定理,得cosB=.
∴ =,即a2=b2,得a=b,故选(B).
评注:判断三角形形状,通常用两种典型方法:⑴统一化为角,再判断(如解法1),⑵统一化为边,再判断(如解法2).
三、 解决与面积有关问题
主要是利用正、余弦定理,并结合三角形的面积公式来解题.
例4(2005年全国高考上海卷) 在中,若,,,
则的面积S=_________
分析:本题只需由余弦定理,求出边AC,再运用面积公式S=AB?ACsinA即可解决.
解:由余弦定理,得cosA=,解得AC=3.
∴ S=AB?ACsinA=.∴ AB?AC?sinA=AC?h,得h=AB? sinA=,故选(A).
四、求值问题
例5(2005年全国高考天津卷) 在中,所对的边长分别为,
设满足条件和,求和的值.
分析:本题给出一些条件式的求值问题,关键还是运用正、余弦定理.
解:由余弦定理,因此,
在△ABC中,∠C=180°-A-∠B=120°-B.
由已知条件,应用正弦定理
解得从而
五、正余弦定理解三角形的实际应用
利用正余弦定理解斜三角形,在实际应用中有着广泛的应用,如测量、航海、几何等方面都要用到解三角形的知识,例析如下:
测量问题
例1 如图1所示,为了测河的宽度,在一岸边选定A、B两点,望对岸标记物C,测得∠CAB=30°,∠CBA=75°,AB=120cm,求河的宽度。
分析:求河的宽度,就是求△ABC在AB边上的高,而在河的一边,已测出AB长、∠CAB、∠CBA,这个三角形可确定。
解析:由正弦定理得,∴AC=AB=120m,又∵,解得CD=60m。
点评:虽然此题计算简单,但是意义重大,属于“不过河求河宽问题”。
遇险问题
例2某舰艇测得灯塔在它的东15°北的方向,此舰艇以30海里/小时的速度向正东前进,30分钟后又测得灯塔在它的东30°北。若此灯塔周围10海里内有暗礁,问此舰艇继续向东航行有无触礁的危险?
解析:如图舰艇在A点处观测到灯塔S在东15°北的方向上;舰艇航行半小时后到达B点,测得S在东30°北的方向上。 在△ABC中,可知AB=30×0.5=15,∠ABS=150°,∠ASB=15°,由正弦定理得BS=AB=15,过点S作SC⊥直线AB,垂足为C,则SC=15sin30°=7.5。
这表明航线离灯塔的距离为7.5海里,而灯塔周围10海里内有暗礁,故继续航行有触礁的危险。
点评:有关斜三角形的实际问题,其解题的一般步骤是:(1)准确理解题意,分清已知与所求,尤其要理解应用题中的有关名词和术语;(2)画出示意图,并将已知条件在图形中标出;(3)分析与所研究问题有关的一个或几个三角形,通过合理运用正弦定理和余弦定理求解。
追击问题
例3 如图3,甲船在A处,乙船在A处的南偏东45°方向,距A有9n mile并以20n mile/h的速度沿南偏西15°方向航行,若甲船以28n mile/h的速度航行,应沿什么方向,用多少h能尽快追上乙船?
解析:设用t h,甲船能追上乙船,且在C处相遇。
在△ABC中,AC=28t,BC=20t,AB=9,设
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