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三角形的必备知识和典型例题及详解

三角形的必备知识和典型例题及详解一、知识必备:1.直角三角形中各元素间的关系:在△ABC 中,C =90°,AB =c ,AC =b ,BC =a 。

(1)三边之间的关系:a 2+b 2=c 2。

(勾股定理) (2)锐角之间的关系:A +B =90°; (3)边角之间的关系:(锐角三角函数定义) sin A =cos B =c a ,cos A =sin B =c b ,tan A =ba。

2.斜三角形中各元素间的关系:在△ABC 中,A 、B 、C 为其内角,a 、b 、c 分别表示A 、B 、C 的对边。

(1)三角形内角和:A +B +C =π。

(2)正弦定理:在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等R Cc B b A a 2sin sin sin === (R 为外接圆半径) 公式的变形:______________________ ______________ _________________ (3)余弦定理:三角形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a 2=b 2+c 2-2bc cos A ; b 2=c 2+a 2-2ca cos B ; c 2=a 2+b 2-2ab cos C 。

3.三角形的面积公式:(1)∆S =21ah a =21bh b =21ch c (h a 、h b 、h c 分别表示a 、b 、c 上的高); (2)∆S =21ab sin C =21bc sin A =21ac sin B ;4.解三角形:由三角形的六个元素(即三条边和三个内角)中的三个元素(其中至少有一个是边)求其他未知元素的问题叫做解三角形.广义地,这里所说的元素还可以包括三角形的高、中线、角平分线以及内切圆半径、外接圆半径、面积等等.主要类型: (1)两类正弦定理解三角形的问题:第1、已知两角和任意一边,求其他的两边及一角. 第2、已知两角和其中一边的对角,求其他边角. (2)两类余弦定理解三角形的问题:第1、已知三边求三角.第2、已知两边和他们的夹角,求第三边和其他两角.5.三角形中的三角变换三角形中的三角变换,除了应用上述公式和上述变换方法外,还要注意三角形自身的特点。

(1)角的变换因为在△ABC 中,A+B+C=π,所以sin(A+B)=sinC ;cos(A+B)=-cosC ;tan(A+B)=-tanC 。

2sin 2cos ,2cos 2sinCB AC B A =+=+; (2)判定三角形形状时,可利用正余弦定理实现边角转化,统一成边的形式或角的形式.6.求解三角形应用题的一般步骤:(1)分析:分析题意,弄清已知和所求;(2)建模:将实际问题转化为数学问题,写出已知与所求,并画出示意图; (3)求解:正确运用正、余弦定理求解; (4)检验:检验上述所求是否符合实际意义。

二、典例解析 题型1:正、余弦定理例1.(1)已知在B b a C A c ABC 和求中,,,30,45,1000===∆ (2)C B b a A c ABC ,,2,45,60和求中,===∆解:(1)解:∵21360sin 1sin sin ,sin sin 0=⨯==∴=b B c C C c B b00090,30,,60,==∴<∴=>B C C B C B c b 为锐角,∴222=+=c b a(2)23245sin 6sin sin ,sin sin 0=⨯==∴=aAc C C c A a0012060,sin 或=∴<<C c a A c1360sin 75sin 6sin sin ,75600+=====∴C B c b B C 时,当, 1360sin 15sin 6sin sin ,151200-=====∴C B c b B C 时,当或0060,75,13==+=∴C B b 00120,15,13==-=C B b点评:应用正弦定理时(1)应注意已知两边和其中一边的对角解三角形时,可能有两解的情形;题型2:三角形面积例2.在∆ABC 中,sin cos A A +=22,AC =2,3=AB ,求A ta n 的值和∆ABC 的面积。

解法一:先解三角方程,求出角A 的值。

.21)45cos(,22)45cos(2cos sin =-∴=-=+ A A A A又0180 <<A , 4560,105.A A ∴-==tan tan(4560)2A ∴=+==- .46260sin 45cos 60cos 45sin )6045sin(105sin sin +=+=+==A S AC AB A ABC ∆=⨯=⨯⨯⨯+=+1212232643426sin ()。

题型3:三角形中的三角恒等变换问题例3.在△ABC 中,a 、b 、c 分别是∠A 、∠B 、∠C 的对边长,已知a 、b 、c 成等比数列,且a 2-c 2=ac -bc ,求∠A 的大小及cBb sin 的值。

分析:因给出的是a 、b 、c 之间的等量关系,要求∠A ,需找∠A 与三边的关系,故可用余弦定理。

由b 2=ac 可变形为c b 2=a ,再用正弦定理可求cBb sin 的值。

解法一:∵a 、b 、c 成等比数列,∴b 2=ac 。

又a 2-c 2=ac -bc ,∴b 2+c 2-a 2=bc 。

在△ABC 中,由余弦定理得:cos A =bc a c b 2222-+=bc bc 2=21,∴∠A =60°。

在△ABC 中,由正弦定理得sin B =aAb sin ,∵b 2=ac , ∠A =60°,∴ac b c B b ︒=60sin sin 2=sin60°=23。

解法二:在△ABC 中, 由面积公式得21bc sin A =21ac sin B 。

∵b 2=ac ,∠A =60°,∴bc sin A =b 2sin B 。

∴cB b sin =sin A =23。

评述:解三角形时,找三边一角之间的关系常用余弦定理,找两边两角之间的关系常用正弦定理。

题型4:正、余弦定理判断三角形形状例4.在△ABC 中,若2cos B sin A =sinC ,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.等边三角形答案:C解析:2sin A cos B =sin C =sin (A +B )=sinAcosB+cosAsinB ∴sin (A -B )=0,∴A =B 另解:角化边点评:本题考查了三角形的基本性质,要求通过观察、分析、判断明确解题思路和变形方向,通畅解题途径 题型5:三角形中求值问题例5.ABC ∆的三个内角为A B C 、、,求当A 为何值时,cos 2cos 2B CA ++取得最大值,并求出这个最大值。

解析:由A+B+C=π,得B+C 2=π2 -A 2,所以有cos B+C 2 =sin A2。

cosA+2cosB+C 2 =cosA+2sin A 2 =1-2sin 2A2 + 2sin A 2=-2(sin A 2 - 12)2+ 32; 当sin A 2 = 12,即A=π3时, cosA+2cos B+C 2取得最大值为32。

点评:运用三角恒等式简化三角因式最终转化为关于一个角的三角函数的形式,通过三角函数的性质求得结果。

题型6:正余弦定理的实际应用例6.(2009辽宁卷文,理)如图,A,B,C,D 都在同一个与水平面垂直的平面内,B ,D 为两岛上的两座灯塔的塔顶。

测量船于水面A 处测得B 点和D 点的仰角分别为075,030,于水面C 处测得B 点和D 点的仰角均为060,AC=0.1km 。

试探究图中B ,D 间距离与另外哪两点间距离相等,然后求B ,D 的距离(计算结果精确到0.01km ,≈1.414,≈2.449)解:在△ABC 中,∠DAC=30°, ∠ADC=60°-∠DAC=30, 所以CD=AC=0.1 又∠BCD=180°-60°-60°=60°,故CB 是△CAD 底边AD 的中垂线,所以BD=BA , 在△ABC 中,,AB Csin CB C A sin ∠=∠A AB 即AB=,2062315sin ACsin60+=因此,BD=。

km 33.020623≈+ 故B ,D 的距离约为0.33km 。

点评:解三角形等内容提到高中来学习,又近年加强数形结合思想的考查和对三角变换要求的降低,对三角的综合考查将向三角形中问题伸展,但也不可太难,只要掌握基本知识、概念,深刻理解其中基本的数量关系即可过关。

三、思维总结1.解斜三角形的常规思维方法是:(1)已知两角和一边(如A 、B 、C ),由A +B +C = π求C ,由正弦定理求a 、b ; (2)已知两边和夹角(如a 、b 、c ),应用余弦定理求c 边;再应用正弦定理先求较短边所对的角,然后利用A +B +C = π,求另一角;(3)已知两边和其中一边的对角(如a 、b 、A ),应用正弦定理求B ,由A +B +C = π求C ,再由正弦定理或余弦定理求c 边,要注意解可能有多种情况;(4)已知三边a 、b 、c ,应余弦定理求A 、B ,再由A +B +C = π,求角C 。

2.三角学中的射影定理:在△ABC 中,A c C a b cos cos ⋅+⋅=,…3.两内角与其正弦值:在△ABC 中,B A B A sin sin <⇔<,…4.解三角形问题可能出现一解、两解或无解的情况,这时应结合“三角形中大边对大角定理及几何作图来帮助理解”。

三、课后跟踪训练1.(2010上海文数18.)若△ABC 的三个内角满足sin :sin :sin 5:11:13A B C =,则△ABC ( )(A )一定是锐角三角形. (B )一定是直角三角形.(C )一定是钝角三角形. (D)可能是锐角三角形,也可能是钝角三角形. 解析:由sin:sin :sin 5:11:13A B C =及正弦定理得a:b:c=5:11:13由余弦定理得0115213115cos 222<⨯⨯-+=c ,所以角C 为钝角2.(2010天津理数7)在△ABC 中,内角A,B,C 的对边分别是a,b,c ,若22ab -=,sin C B =,则A=( )(A )030 (B )060 (C )0120 (D )0150 【答案】A【解析】本题主要考查正弦定理与余弦定理的基本应用,属于中等题。

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