解三角形大题专练1.(2018·北京)在△ABC 中,a =7,b =8,cos B =-17.(1)求∠A ; (2)求AC 边上的高.解 (1)在△ABC 中,因为cos B =-17,所以sin B =1-cos 2B =437. 由正弦定理得sin A =a sin Bb =32. 由题设知π2<∠B <π,所以0<∠A <π2,所以∠A =π3.(2)在△ABC 中,因为sin C =sin(A +B )=sin A cos B +cos A sin B =3314, 所以AC 边上的高为a sin C =7×3314=332.2.在△ABC 中,∠A =60°,c =37a .①求sin C 的值;②若a =7,求△ABC 的面积.[解析](2)(文)①在△ABC 中,因为∠A =60°,c =37a ,所以由正弦定理得sin C =c sin A a =37×32=3314. ②因为a =7,所以c =37×7=3.由余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos A 得72=b 2+32-2b ×3×12,解得b =8或b =-5(舍).所以△ABC 的面积S =12bc sin A =12×8×3×32=6 3.3.△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知sin(A +C )=8sin 2B2.①求cos B ;②若a +c =6,△ABC 的面积为2,求b . (理)①解法一:∵sin(A +C )=8sin 2B2,∴sin B =8sin 2B 2,即2sin B 2·cos B2=8sin 2B2,∵sin B 2>0,∴cos B 2=4sin B2,∴cos 2B 2=1-sin 2B 2=16sin 2B 2,∴sin 2B 2=117 ∴cos B =1-2sin 2B 2=1517.解法二:由题设及A +B +C =π得sin B =8sin 2B2,故sin B =4(1-cos B ).上式两边平方,整理得17cos 2B -32cos B +15=0, 解得cos B =1(舍去),cos B =1517.②由cos B =1517得sin B =817,故S △ABC =12ac sin B =417ac .又S △ABC =2,则ac =172.由余弦定理及a +c =6得,b 2=a 2+c 2-2ac cos B =(a +c )2-2ac (1+cos B )=36-17×3217=4,∴b =2.4.在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知. (1)求tanC 的值;(2)若△ABC 的面积为3,求b 的值。
【答案】(1)2;(2)3.【思路分析】(1)根据正弦定理可将条件中的边之间的关系转化为角之间满足的关系,再将式子作三角恒等变形即可求解;(2)根据条件首先求得sinB 的值,再结合正弦定理以及三角形面积的计算公式即可求解.2221,42A b a c π=-=【解析】(1)由22212b a c -=及正弦定理得2211sin sin 22B C -=,∴-cos2B=sin 2C , 又由4A π=,即34B C π+=,得-cos2B=sin2C=2sinCcosC ,解得tanC=2;(2)由tanC=2,C ∈(0,π)得sin 55C C ==又sin sin()sin(),sin 4B A C C B π=+=+∴=3c =,又1,sin 3,42A bc A bc π==∴=b=3.5.在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且b cos A -a cos B =2c . (1)证明:tan B =-3tan A ;(2)若b 2+c 2=a 2+3bc ,且△ABC 的面积为3,求a . (1)证明 根据正弦定理,由已知得sin B cos A -cos B sin A =2sin C =2sin(A +B ),展开得sin B cos A -cos B sin A =2(sin B cos A +cos B sin A ), 整理得sin B cos A =-3cos B sin A , 所以tan B =-3tan A .(2)解 由已知得b 2+c 2-a 2=3bc ,所以cos A =b 2+c 2-a 22bc =3bc 2bc =32,由0<A <π,得A =π6,tan A =33,∴tan B =-3,由0<B <π,得B =2π3,所以C =π6,a =c ,由S =12ac sin 2π3=12×32a 2=3,得a =2.6.ABC △的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知2cos (cos cos ).C a B+b A c =(I )求C ;(II )若c ABC △=ABC △的周长. 【答案】(I )由已知及正余弦定理得,2cos (sin cos sin cos )C A B B A c +=()2cosCsin sinC A+B =故2sinCcosC sinC =. 可得1cosC 2=,所以C 3π=.(II )由已知,1sin 2ab C = 又3C π=,所以 6.ab =由已知及余弦定理得,222cos 7a b ab C +-=故2213,a b += 从而2()25a b +=所以ABC ∆的周长为5+7.在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知1cos 24C =-. (1)求sinC 的值;(2)当a =2,2sinA =sinC 时,求b 及c 的长.【思路点拨】(1)利用二倍角公式及三角形内角的范围,易求得sinC 的值;(2)首先利用正弦定理将角化为边,易求得边c ,要求边b ,考虑用余弦定理,即先求出cosC 的值. 【解析】(1)因为21cos 212sin 4C C =-=-,及0C π<<,所以sin 4C =. (2)当a =2,2sinA =sinC 时,由正弦定理sin sin a cA C=,得c =4. 由21cos 22cos 14C C =-=-,及0C π<<得cos 4C =±.由余弦定理得2222cos c a b ab C =+-,得2120b ±-=.解得b =所以4b c ⎧=⎪⎨=⎪⎩或 4.b c ⎧=⎪⎨=⎪⎩8.△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知a sin B +3b cos A =3c .①求B ;②若△ABC 的面积为332,b =7,a >c ,求a ,c .[解析](2)①利用正弦定理和三角形中角的关系将边角关系化为角的关系求B ;或用余弦定理将cos A 用边表示后求解;②利用S △ABC =12ac sin B 求出ac ,再结合余弦定理即可求出a ,c .(2)①解法一:由已知a sin B +3b cos A =3c , 结合正弦定理得sin A sin B +3sin B cos A =3sin C , 所以sin A sin B +3sin B cos A =3sin(A +B ) =3(sin A cos B +sin B cos A ),即sin A sin B =3sin A cos B ,亦即tan B =3, 因为B ∈(0,π),所以B =π3. 解法二:∵a sin B +3b cos A =3c ,∴a sin B +3b 2+c 2-a 22c =3c ,∴sin B =3·c 2+a 2-b 22ac,∴sin B =3cos B ,即tan B =3,又0<B <π,∴B =π3.②由S △ABC =12ac sin B ,B =π3,得34ac =332,即ac =6,又b 2=(a +c )2-2ac -2ac cos B , 得(7)2=(a +c )2-2ac -ac ,所以⎩⎪⎨⎪⎧ac =6a +c =5,又a >c ,∴⎩⎪⎨⎪⎧a =3c =2.9.设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,a =b tan A . (1)证明:sin B =cos A ;(2)若sin C -sin A cos B =34,且B 为钝角,求A ,B ,C .(1)证明 由正弦定理知a sin A =b sin B =csin C =2R ,∴a =2R sin A ,b =2R sin B ,代入a =b tan A 得 sin A =sin B ·sin Acos A ,又∵A ∈(0,π),∴sin A >0,∴1=sin B cos A ,即sin B =cos A .(2)解 由sin C -sin A cos B =34知,sin(A +B )-sin A cos B =34,∴cos A sin B =34.由(1)知,sin B =cos A ,∴cos 2A =34,由于B 是钝角,故A ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,∴cos A =32,A =π6.sin B =32,B =2π3,∴C =π-(A +B )=π6. 10.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,a 2-(b -c )2=(2-3)bc ,且sin B =1+cos C ,BC 边上的中线AM 的长为7. (1)求角A 和角B 的大小; (2)求△ABC 的面积.解 (1)由a 2-(b -c )2=(2-3)bc ,得a 2-b 2-c 2=-3bc ,即b 2+c 2-a 2=3bc ,∴cos A =b 2+c 2-a 22bc =32,又0<A <π,∴A =π6.又sin B =1+cos C,0<sin B <1, ∴cos C <0,即C 为钝角, ∴B 为锐角,且B +C =5π6,则sin ⎝⎛⎭⎪⎫5π6-C =1+cos C ,化简得cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫C +π3=-1,解得C =2π3,∴B =π6.(2)由(1)知,a =b ,sin C =32,cos C =-12,在△ACM 中,由余弦定理得AM 2=b 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫a 22-2b ·a 2·cos C=b 2+b 24+b 22=(7)2,解得b =2,故S △ABC =12ab sin C =12×2×2×32= 3.11.已知,,分别为△ABC 三个内角A ,B ,C 的对边,.(1)求A ;(2)若,△ABC,求,. 解析:(1)根据正弦定理,得,,,因为,所以, 即,(1)由三角形内角和定理,得, 代入(1)式得,化简得, 因为,所以,即, 而,,从而,解得.(2)若,△ABC1)得,则,化简得, 从而解得,.a b c cos sin 0a C C b c --=2a =b c R CcB b A a 2sin sin sin ===A R a sin 2=B R b sin 2=C R c sin 2=cos sin 0a C C b c +--=0sin 2sin 2sin )sin 2(3cos )sin 2(=--+C R B R C A R C A R 0sin sin sin sin 3cos sin =--+C B C A C A C A C A C A B sin cos cos sin )sin(sin +=+=0sin sin cos cos sin sin sin 3cos sin =---+C C A C A C A C A C C A C A sin sin cos sin sin 3=-0sin ≠C 1cos sin 3=-A A 21)6sin(=-πA π<<A 06566πππ<-<-A 66ππ=-A 3π=A 2a =3π=A ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-+=43cos 233sin 21222a bc c b bc ππ⎩⎨⎧=+=8422c b bc 2=b 2=c12.设锐角三角形ABC 的内角A B C ,,的对边分别为a b c ,,,2sin a b A =.(1)求B 的大小;(2)求cos sin A C +的取值范围.【思路点拨】(1)利用正弦定理将边进行角的转换,求得B 的正弦值,进而求B ;(2)利用三角形中的内角和定理,利用三角函数的知识进行求解.【解析】(1)由2sin a b A =,根据正弦定理得sin 2sin sin A B A =,所以1sin 2B =, 由ABC △为锐角三角形得π6B =. (2)cos sin cos sin A C A A π⎛⎫+=+π-- ⎪6⎝⎭cos sin 6A A π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭1cos cos 2A A A =++3A π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭. 由ABC △为锐角三角形知,22A B ππ->-,2263B ππππ-=-=. 2336A πππ<+<,所以1sin 232A π⎛⎫+<⎪⎝⎭.由此有232A π⎛⎫<+< ⎪⎝⎭所以cos sin A C +的取值范围为32⎫⎪⎪⎝⎭,. 13.在△ABC 内角A 、B 、C 的对边分别为a ,b ,c ,已知a=bcosC+csinB . (Ⅰ)求B ;(Ⅱ)若b=2,求△ABC 面积的最大值.解析:(Ⅰ)由已知及正弦定理得sin A =sin B cos C +sin C sin B ①, 又A =π-(B +C ),故sin A =sin(B +C )=sin B cos C +cos B sin C ②,由①,②和C ∈(0,π)得sin B =cos B ,又B ∈(0,π),所以4B π=.(Ⅱ)△ABC 的面积1sin 2S ac B ==. 由已知及余弦定理得224=+2cos 4a c ac π-. 又a 2+c 2≥2ac ,故ac ≤a =c 时,等号成立.因此△ABC 面积的最大.14. 如图,在△ABC 中,∠B =3π,AB =8,点D 在边BC 上,且CD =2,cos ∠ADC =71. (1)求sin ∠BAD ; (2)求BD ,AC 的长.【答案】(1)1433; (2) 7 【思路点拨】(1)在三角形ADC 中,由已知条件和外角定理可求得sin ∠BAD ;(2)利用正弦定理和余弦定理分别求得BD ,AC 的长。