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1、
2014年高考一輪復習熱點難點精講精析:3.2解三角形
一、正弦定理和余弦定理
(一)正弦定理、余弦定理的簡單應用
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1、已知兩邊和一邊的對角解三角形時,可有兩解、一解、無解三種情況,應根據(jù)已知條件判斷解的情況,主要是根據(jù)圖形或由“大邊對大角”作出判斷;
2、應熟練掌握余弦定理及其推論。解三角形時,有時可用正弦定理,也可用余弦定理,應注意用哪一個定理更方便、簡捷;
3、三角形中常見的結(jié)論
(1)A+B+C=π;
(2)在三角形中大邊對大角,反之亦然;
(3)任意兩邊之和大于第三邊,任意兩邊之差小于第三邊;
(4)三角形內(nèi)的誘導公式
(5)在ΔA
2、BC中,tanA+tanB+tanC= tanA·tanB·tanC.
※例題解析※
〖例1〗在ΔABC中,已知a=7,b=3,c=5,求最大角和sinC
解答:由已知得a>c>b,∴A為最大角。由余弦定理得:。又∵。
方法一:由正弦定理得,∴,因此最大角A為,。
方法二:?!逤為三角形的內(nèi)角,∴C為銳角。sinC=,所以最大角為,sinC=。
〖例2〗在ΔABC中,(1)若b=,c=1,B=450o,求a及C的值;(2)若A=600,a=7,b=5,求邊C。
思路解析:(1)可直接使用正弦定理求解,注意解的個數(shù)的判斷,也可利用余弦定理求解;(
3、2)題目條件是已知兩邊及一邊的對角,這種情況一般用正弦定理理解,但本題不求B,并且求出sinB后發(fā)現(xiàn)B非特殊角,故用正弦定理不是最佳選擇,而應直接用余弦定理列出關(guān)于c的方程求解。
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解答:(1)方法一:由由正弦定理得,所以sinC=.因為c<b,所以C<B,故C一定是銳角,所以C=,所以A=,所以,所以
方法二:根據(jù)得,解得。解角C方法同上。
(2)因為,所以,解得c=8.
(二)三角形形狀的判定
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依據(jù)已知條件中的邊角關(guān)系判斷三角形的形狀時,主要有如下兩種方法:
(1)利用正、余弦定理把已知條件轉(zhuǎn)化為邊邊關(guān)系,通過因式分解、配方等得出邊
4、的相應關(guān)系,從而判斷三角形的形狀;
(2)利用正、余弦定理把已知條件轉(zhuǎn)化為內(nèi)角的三角函數(shù)間的關(guān)系,通過三角函數(shù)恒等變形,得出內(nèi)角的關(guān)系,從而判斷出三角形的形狀,此時要注意應用A+B+C=π這個結(jié)論。
注:在上述兩種方法的等式變形中,一般兩邊不要約去公因式,應移項提取公因式,以免漏解。
※例題解析※
〖例〗在△ABC中,若試判斷△ABC的形狀
思路解析:三角形形狀的判斷方法是首先邊化角或角化邊,再整理化簡即可判斷
解答:方法一:由得,
[
2A=2B或2A+2B=π,即A=B或
∴△ABC是等腰三角形或直角三角形
方法二:由已知得,即
∴a2(b2+c2-a2
5、)=b2(a2+c2-b2),
∴c2(a2-b2)=(a2+b2)(a2-b2),
∴(a2-b2)(a2+b2-c2)=0,
∴a=b或a2+b2=c2,
∴△ABC是等腰三角形或直角三角形
(三)正、余弦定理在幾何中的應用
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正、余弦定理在幾何中的應用
(1)首先根據(jù)已知量和未知量確定未知量所在的三角形;
(2)其次確定與未知量相關(guān)聯(lián)的量;
(3)最后把要求解的問題轉(zhuǎn)化到由已知條件可直接求解的量上來。
※例題解析※
〖例1〗如圖,,在四邊形ABCD中,已知AD⊥CD,AD=10,AB=14,∠BDA=600,∠BCD=1350,求BD及BC
6、的長。
解答:在ΔBAD中,由余弦定理,得,
]
〖例2〗如圖所示,在梯形ABCD中,AD∥BC,AB=5,AC=9,∠BCA=300,∠ADB=450,求BD的長。
思路解析:由于AB=5,,∠ADB=450,因此要求BD,可在ΔABD中,由正弦定理求解,關(guān)鍵是確定∠BAD的正弦值。在ΔABC中,AB=5,AC=9,∠ACB=300,因此可用正弦定理求出sin∠ABC,再依據(jù)∠ABC與∠BAD互補確定sin∠BAD即可。
解答:在ΔABC中,AB=5,AC=9,∠BCA=300,由正弦定理,得
注:(1)正弦定理和余弦定理并不是孤立的,解題時要根據(jù)具體題目合理運用,有
7、時還需要交替使用;
(2)條件中如果出現(xiàn)平方關(guān)系多考慮余弦定理,出現(xiàn)一次式,一般要考慮正弦定理;
(3)在三角形中求角,往往選擇先求該角的余弦值,然后利用余弦函數(shù)在(0,π)上的單調(diào)性求角;
(4)正、余弦定理能實現(xiàn)邊角轉(zhuǎn)化,在解題時一定要重視。
二、應用舉例
(一)與距離有關(guān)的問題
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1、一般步驟:
(1)分析:理解題意,分清已知與未知,畫出示意圖;
(2)建模:根據(jù)已知條件與求解目標,把已知量與求解量盡量集中在有關(guān)的三角形中,建立一個解斜三角形的數(shù)學模型;
(3)求解:利用正弦定理或余弦定理有序地解出三角形,求得數(shù)學模型的解;
(4)檢驗:檢驗上述所求
8、的解是否具有實際意義,從而得出實際問題的解。
2、解斜三角形應用題常有以下幾種情形:
(1)實際問題經(jīng)抽象概括后,已知量與未知量全部集中在一個三角形中,可用正弦定理或余弦定理解之;
(2)實際問題經(jīng)抽象概括后,已知量與未知量涉及兩個三角形或多個三角形,這時需按順序逐步在幾個三角形中求出問題的解;
(3)實際問題經(jīng)抽象概括后,涉及的三角形只有一個,但由題目已知條件解此三角形需連續(xù)使用正弦定理或余弦定理。
※例題解析※
〖例1〗如圖所示,A、B、C、D都在同一個與水平面垂直的平面內(nèi),B、D為兩島上的兩座燈塔的塔頂.測量船于水面A處測得B點和D點的仰角分別為75°,30
9、6;,于水面C處測得B點和D點的仰角均為60°,AC=0.1 km.
(1)求證:AB=BD.
(2)求BD.[
思路解析:(1)由已知角度不難求得∠BCD,且易得AC,DC關(guān)系,利用三角形全等可得AB=BD.
(2)求BD只需將其轉(zhuǎn)化在某一三角形中利用已知條件即可求.
解答:(1)在△ACD中,∠DAC=30°,
∠ADC=60°-∠DAC=30°,
所以CD=AC=0.1 km.
又∠BCD=180°-60°-60°=60°,∴△ACB≌△DCB
所以BD=BA.
(2)在△AB
10、C中,
即
〖例2〗如圖,公路MN和PQ在P處交匯,且∠QPN=300,在A處有一所中學,AP=160米,假設(shè)拖拉機行駛時,周圍100米以內(nèi)會受到噪聲的影響,那么拖拉機在公路MN上沿PN方向行駛時,學校是否會受影響?請說明理由。如果受影響,已知拖拉機的速度為18千米/小時,那么學校受影響的時間為多少?
解答:作AB⊥MN,B為垂足,在RtΔABP中,∵∠ABP=900,∠APB=300,AP=160,∴AB=?!唿cA到直線MN的距離小于100米,所以這所中學會受到噪聲的影響。
如圖所示,若以A為圓心,100米為半徑畫圓,那么圓A和直線MN有兩個交點,設(shè)交點分別為C、D,連接AC
11、和AD,則AC=AD=100米,根據(jù)勾股定理和垂徑定理得:CB=DB=米,∴CD=120米,學校受噪聲影響的時間為t=×3600=24秒
(二)與高度有關(guān)的問題
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1、在測量高度時,要理解仰角、俯角的概念,仰角和俯角都是在同一鉛垂面內(nèi),視線與水平線的夾角;
2、準確理解題意,分清已知與所求,畫出示意圖;
3、運用正、余弦定理,有序地解相關(guān)的三角形,逐步求解問題的答案,注意方程思想的運用。
※例題解析※
〖例1〗測量河對岸的塔高AB時,可選取與塔底B在同一水平面內(nèi)的兩個測點C與D,現(xiàn)測得∠BCD=75°,∠BDC=60°,CD=s,并在點C
12、處測得塔頂A的仰角為30°,求塔高AB.
思路解析:在△BCD中求得CB,在△ACB中,求出AB.
解答:在△BCD中,∠CBD=180°-75°-60°=45°,
由正弦定理得
[
在Rt△ABC中,
AB=BC·tan∠ACB=
〖例2〗某人在山頂觀察地面上相距2500m的A、B兩個目標,測得A在南偏本570,俯角為300,同時測得B在南偏東780,俯角是450,求山高(設(shè)A、B與山底在同一平面上,計算結(jié)果精確到0.1m).
解答:畫出示意圖(如圖所示):
設(shè)山高PQ=h,則ΔAPQ
13、、ΔBPQ均為直角三角形,在圖(1)中,∠PAQ=300,∠PBQ=450?!郃Q=PQ=h。在圖(2)中,∠AQB=570+780=1350,AB=2500m,所以由余弦定理得:即
∴
所以山高約984.4m.
(三)與角度有關(guān)的問題
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1、測量角度,首先應明確方位角、方向角的含義;
2、在解應用題時,分析題意,分清已知與所求,再根據(jù)題意正確畫出示意圖,通過這一步可將實際問題轉(zhuǎn)化為可用數(shù)學方法解決的問題,解題中也要注意體會正、余弦定理“聯(lián)袂”使用的優(yōu)點。
※例題解析※
〖例〗在海岸A處,發(fā)現(xiàn)北偏東450方向,距A處n mile的B處有一艘走私船,在A處北偏
14、本750的方向,距離A處2n mile的C處的緝私船奉命以10n mile/h的速度追截走私船。此時,走私船正以10n mile/h的速度從B處向北偏東300方向逃竄,問緝私船沿什么方向能最快追上走私船?
思路解析:本例考查正弦、余弦定理的建模應用。如圖所示:
注意到最快追上走私船且兩船所用時間相等,若在D處相遇,則可先在ΔABC中求出BC,再在ΔBCD中求∠BCD。
解答:設(shè)緝私船用 h在D處追上走私船,則有CD=10,BD=10,在ΔABC中,∵AB=,AC=2,∠BAC=1200,∴由余弦定理,得
,∴BC=,且sin∠ABC=∴∠ABC=450,∴BC與正北方向垂直?!摺螩
15、BD=900+300=1200,在ΔBCD中,由正弦定理,得∴∠BCD=300。
即緝私船沿東偏北300方向最快追上走私船。
(四)與三角形面積有關(guān)的問題
〖例〗在ΔABC中,內(nèi)角A、B、C對邊的邊長分別是a,b,c,已知c=2,C=。
(1)若ΔABC的面積等于,求a,b;
(2)若sinC+sin(B-A)=2sin2A,求ΔABC的面積。
思路解析:(1)利用余弦定理與已知條件確定a,b的一個關(guān)系式利用三角形的面積確定a,b的另一個關(guān)系式聯(lián)立方程組求a,b;
(2)化簡已知條件求a,b求
解答:(1)由余弦定理及已知條件得
聯(lián)立方程組得:
(2)
注:(1)對于面積公式S=absinC=acsinB=bcsinA,一般是已知哪一個角就使用哪一個公式;
(2)與面積有關(guān)的問題,一般要用到正弦定理或余弦定理,實施邊角轉(zhuǎn)化;
(3)正弦定理和余弦定理并不是孤立的,解題時要根據(jù)具體題目合理選用,有時還需要交替使用。
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