高考风向1.考查正弦定理、余弦定理的推导;2.利用正、余弦定理判断三角形的形状和解三角形;3.在解答题中对正弦定理、余弦定理、面积公式以及三角函数中恒等变换、诱导公式等知识点进行综合考查.学习要领1.理解正弦定理、余弦定理的意义和作用;2.通过正弦、余弦定理实现三角形中的边角转换,和三角函数性质相结合.基础知识梳理1. 正弦定理:a sin A =b sin B =csin C=2R ,其中R 是三角形外接圆的半径.由正弦定理可以变形:(1)a ∶b ∶c =sin_A ∶sin _B ∶sin _C ;(2)a =2R sin_A ,b =2R sin_B ,c =2R sin_C ;(3)sin A =a 2R ,sin B =b 2R ,sin C =c2R等形式,解决不同的三角形问题.2. 余弦定理:a 2=b 2+c 2-2bc cos_A ,b 2=a 2+c 2-2ac cos_B ,c 2=a 2+b 2-2ab cos_C .余弦定理可以变形:cos A =b 2+c 2-a 22bc ,cos B =a 2+c 2-b 22ac ,cos C =a 2+b 2-c 22ab.3. S △ABC =12ab sin C =12bc sin A =12ac sin B =abc 4R =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. 在△ABC 中,已知a 、b 和A 时,解的情况如下:A 为锐角 A 为钝角或直角图形关系式 a =b sin Ab sin A <a <ba ≥ba >b解的个数一解两解一解一解[难点正本 疑点清源]1.在三角形中,大角对大边,大边对大角;大角的正弦值也较大,正弦值较大的角也较大,即在△ABC 中,A >B ⇔a >b ⇔sin A >sin B ;tanA+tanB+tanC=tanA ·tanB ·tanC ;在锐角三角形中,cos A<sinB,cosA<sinC ·2. 根据所给条件确定三角形的形状,主要有两种途径:(1)化边为角;(2)化角为边,并常用正弦(余弦)定理实施边、角转换.例1.已知在ABC ∆中,10c =,45A =,30C =,解三角形.思路点拨:先将已知条件表示在示意图形上(如图),可以确定先用正弦定理求出边a ,然后用三角形内角和求出角B ,最后用正弦定理求出边b .解析:sin sin a cA C=, ∴sin 10sin 45102sin sin 30c A a C ⨯===, ∴ 180()105B A C =-+=, 又sin sin b cB C=, ∴sin 10sin1056220sin 75205652sin sin 304c B b C ⨯+====⨯=+. 总结升华:1. 正弦定理可以用于解决已知两角和一边求另两边和一角的问题;2. 数形结合将已知条件表示在示意图形上,可以清楚地看出已知与求之间的关系,从而恰当地选择解答方式.举一反三:【变式1】在∆ABC 中,已知032.0=A ,081.8=B ,42.9a cm =,解三角形。
【答案】根据三角形内角和定理,0180()=-+C A B 000180(32.081.8)=-+066.2=;根据正弦定理,00sin 42.9sin81.880.1()sin sin32.0==≈a B b cm A ;根据正弦定理,0sin 42.9sin66.274.1().sin sin32.0==≈a C c cm A【变式2】在∆ABC 中,已知075B =,060C =,5c =,求a 、A . 【答案】0180()180(7560)45A B C =-+=-+=,根据正弦定理5sin 45sin 60o oa =,∴563a =. 【变式3】在∆ABC 中,已知sin :sin :sin 1:2:3A B C =,求::abc 【答案】根据正弦定理sin sin sin a b c A B C==,得::sin :sin :sin 1:2:3a b c A B C ==.例2.在3,60,1ABC b B c ∆===中,,求:a 和A ,C .思路点拨: 先将已知条件表示在示意图形上(如图),可以确定先用正弦定理求出角C ,然后用三角形内角和求出角A ,最后用正弦定理求出边a .解析:由正弦定理得:sin sin b cB C=, ∴sin 1sin 601sin 23c B C b ⨯===, (方法一)∵0180C <<, ∴30C =或150C =, 当150C =时,210180B C +=>,(舍去); 当30C =时,90A =,∴222a b c =+=. (方法二)∵b c >,60B =, ∴C B <,∴60C <即C 为锐角, ∴30C =,90A = ∴222a b c =+=. 总结升华:1. 正弦定理也可用于解决已知两边及一边的对角,求其他边和角的问题。
2. 在利用正弦定理求角C 时,因为0sin sin(180)C C =-,所以要依据题意准确确定角C 的范围,再求出角C .3.一般依据大边对大角或三角形内角和进行角的取舍. 类型二:余弦定理的应用:例3.已知ABC ∆中,3AB =、37BC =、4AC =,求ABC ∆中的最大角。
思路点拨: 首先依据大边对大角确定要求的角,然后用余弦定理求解. 解析:∵三边中37BC =最大,∴BC 其所对角A 最大,根据余弦定理:22222234(37)1cos 22342AB AC BC A AB AC +-+-===-⨯⨯, ∵ 0180A <<, ∴120A = 故ABC ∆中的最大角是120A =. 总结升华:1.ABC ∆中,若知道三边的长度或三边的关系式,求角的大小,一般用余弦定理;2.用余弦定理时,要注意公式中的边角位置关系. 举一反三:【变式1】已知ABC ∆中3a =, 5b =, 7c =, 求角C .【答案】根据余弦定理:2222225371cos 22352a b c C ab +-+-===-⨯⨯, ∵0180C <<, ∴120oC =【变式2】在ABC ∆中,角,,A B C 所对的三边长分别为,,a b c ,若::a b c =6:2:31+(),求ABC ∆的各角的大小.【答案】设6a k =,2b k =,()31c k =+,()0k >根据余弦定理得:()()263142cos 22316B ++-==+, ∵0180B <<,∴45B =; 同理可得60A =; ∴18075C A B =--=【变式3】在ABC ∆中,若222a b c bc =++,求角A .【答案】∵222b c a bc +-=-, ∴2221cos 22b c a A bc +-==- ∵0180A <<, ∴120A = 类型三:正、余弦定理的综合应用例4.在ABC ∆中,已知23=a ,62=+c ,045B =,求b 及A .思路点拨: 画出示意图,由其中的边角位置关系可以先用余弦定理求边b ,然后继续用余弦定理或正弦定理求角A .解析:⑴由余弦定理得:2222cos b a c ac B =+-=220(23)(62)223(62)cos45++-⋅⋅+ =212(62)43(31)++-+ =8 ∴2 2.=b⑵求A 可以利用余弦定理,也可以利用正弦定理: (法一:余弦定理)∵222222(22)(62)(23)1cos 22222(62)b c a A bc +-++-===⨯⨯+, ∴060.=A (法二:正弦定理)∵0233sin sin sin45222a A Bb ==⋅=又∵62 2.4 1.4 3.8+>+=,2321.8 3.6<⨯= ∴a <c ,即00<A <090, ∴060.=A总结升华:画出示意图,数形结合,正确选用正弦、余弦定理,可以使解答更快、更好. 举一反三:【变式1】在ABC ∆中,已知3b =, 4c =, 0135A =.求B 和C . 【答案】由余弦定理得:21225135cos 43243222+=⨯⨯-+=oa , ∴48.621225≈+=a由正弦定理得:sin 3sin135sin 0.327ob A B a a==≈, 因为0135A =为钝角,则B 为锐角, ∴0/197B =. ∴0/180()2553C A B =-+=.【变式2】在ABC ∆中,已知角,,A B C 所对的三边长分别为,,a b c ,若2a =,22b =,62c =-,求角A 和sin C【答案】根据余弦定理可得:()222884343cos 2222262b c a A bc +-+--===⨯⨯- ∵0180A <<, ∴ 30A = ;∴由正弦定理得:()()62sin 3062sin sin 24c AC a--===.其他应用题详解一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)1.如图所示,已知两座灯塔A 和B 与海洋观察站C 的距离都等于a km ,灯塔A 在观察站C 的北偏东20°,灯塔B 在观察站C 的南偏东40°,则灯塔A 与灯塔B 的距离为( )A .a kma km a kmD .2a km解析 利用余弦定理解△ABC .易知∠ACB =120°,在△ACB 中,由余弦定理得AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC cos120°=2a 2-2a 2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=3a 2,∴AB =3a . 答案 B2.张晓华同学骑电动自行车以24 km/h 的速度沿着正北方向的公路行驶,在点A 处望见电视塔S 在电动车的北偏东30°方向上,15 min 后到点B 处望见电视塔在电动车的北偏东75°方向上,则电动车在点B 时与电视塔S 的距离是( )A .2 2 kmB .3 2 kmC .3 3 kmD .2 3 km解析 如图,由条件知AB =24×1560=6,在△ABS 中,∠BAS =30°,AB =6,∠ABS =180°-75°=105°,所以∠ASB =45°.由正弦定理知BS sin30°=AB sin45°,所以BS =ABsin45°sin30°=3 2.答案 B3.轮船A 和轮船B 在中午12时离开海港C ,两艘轮船航行方向的夹角为120°,轮船A 的航行速度是25海里/小时,轮船B 的航行速度是15海里/小时,下午2时两船之间的距离是( )A .35海里B .352海里C .353海里D .70海里解析 设轮船A 、B 航行到下午2时时所在的位置分别是E ,F ,则依题意有CE =25×2=50,CF =15×2=30,且∠ECF =120°,EF =CE 2+CF 2-2CE ·CF cos120° =502+302-2×50×30cos120°=70. 答案 D4.(2014·济南调研)为测量某塔AB 的高度,在一幢与塔AB 相距20 m 的楼的楼顶处测得塔顶A 的仰角为30°,测得塔基B 的俯角为45°,那么塔AB 的高度是( )A .20⎝ ⎛⎭⎪⎫1+33 mB .20⎝ ⎛⎭⎪⎫1+32 mC .20(1+3) mD .30 m解析 如图所示,由已知可知,四边形CBMD 为正方形,CB =20 m ,所以BM =20 m .又在Rt △AMD 中,DM =20 m ,∠ADM =30°, ∴AM =DM tan30°=2033(m). ∴AB =AM +MB =2033+20 =20⎝ ⎛⎭⎪⎫1+33(m).答案 A5.(2013·天津卷)在△ABC 中,∠ABC =π4,AB =2,BC =3,则sin ∠BAC =( )解析 由余弦定理AC 2=AB 2+BC 2-2AB ·BC cos ∠ABC =(2)2+32-2×2×3×22=5,所以AC =5,再由正弦定理:sin ∠BAC =sin ∠ABCAC ·BC =3×225=31010.答案 C6.(2014·滁州调研)线段AB 外有一点C ,∠ABC =60°,AB =200 km ,汽车以80 km/h 的速度由A 向B 行驶,同时摩托车以50 km/h 的速度由B 向C 行驶,则运动开始多少h 后,两车的距离最小( )B .1D .2解析 如图所示,设t h 后,汽车由A 行驶到D ,摩托车由B 行驶到E ,则AD =80t ,BE =50t .因为AB =200,所以BD =200-80t ,问题就是求DE 最小时t 的值.由余弦定理,得DE 2=BD 2+BE 2-2BD ·BE cos60°=(200-80t )2+2 500t 2-(200-80t )·50t =12 900t 2-42 000t +40 000.当t=7043时,DE最小.答案C二、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)7.已知A,B两地的距离为10 km,B,C两地的距离为20 km,现测得∠ABC =120°,则A、C两地的距离为________km.解析如右图所示,由余弦定理可得:AC2=100+400-2×10×20×cos120°=700,∴AC=107(km).答案1078.如下图,一艘船上午9:30在A处测得灯塔S在它的北偏东30°处,之后它继续沿正北方向匀速航行,上午10:00到达B处,此时又测得灯塔S在它的北偏东75°处,且与它相距82n mile.此船的航速是________n mile/h.解析设航速为v n mile/h在△ABS中,AB=12v,BS=82,∠BSA=45°,由正弦定理得:82sin30°=12vsin45°,∴v=32(n mile/h).答案329.如图,为测得河对岸塔AB的高,先在河岸上选一点C,使C在塔底B的正东方向上,测得点A的仰角为60°,再由点C沿北偏东15°方向走10米到位置D,测得∠BDC=45°,则塔AB的高是________米.解析在△BCD中,CD=10,∠BDC=45°,∠BCD=15°+90°=105°,∠DBC=30°,BCsin45°=CDsin30°,BC=CD sin45°sin30°=102(米).在Rt△ABC中,tan60°=ABBC,AB=BC tan60°=106(米).答案106三、解答题(本大题共3小题,每小题10分,共30分)10.(2014·台州模拟)某校运动会开幕式上举行升旗仪式,旗杆正好处于坡度15°的看台的某一列的正前方,从这一列的第一排和最后一排测得旗杆顶部的仰角分别为60°和30°,第一排和最后一排的距离为106米(如图所示),旗杆底部与第一排在一个水平面上.若国歌长度约为50秒,升旗手应以多大的速度匀速升旗解在△BCD中,∠BDC=45°,∠CBD=30°,CD=106,由正弦定理,得BC=CD sin45°sin30°=20 3.在Rt△ABC中,AB=BC sin60°=203×32=30(米),所以升旗速度v=ABt=3050=(米/秒). 11.如图,A 、B 是海面上位于东西方向相距5(3+3)海里的两个观测点,现位于A 点北偏东45°,B 点北偏西60°的D 点有一艘轮船发出求救信号,位于B 点南偏西60°且与B 点相距203海里的C 点的救援船立即前往营救,其航行速度为30海里/时,该救援船到达D 点需要多长时间解 由题意,知AB =5(3+3)海里,∠DBA =90°-60°=30°,∠DAB =90°-45°=45°,∴∠ADB =180°-(45°+30°)=105°. 在△DAB 中,由正弦定理,得DB sin ∠DAB=AB sin ∠ADB,于是DB =AB ·sin∠DAB sin ∠ADB =53+3·sin45°sin105°=53+3·sin45°sin45°cos60°+cos45°sin60°=533+13+12=103(海里).又∠DBC=∠DBA+∠ABC=30°+(90°-60°)=60°,BC=203(海里),在△DBC中,由余弦定理,得CD2=BD2+BC2-2BD·BC·cos∠DBC=300+1 200-2×103×203×12=900.得CD=30(海里),故需要的时间t=3030=1(小时),即救援船到达D点需要1小时.12.(2013·江苏卷)如图,游客从某旅游景区的景点A处下山至C处有两种路径.一种是从A沿直线步行到C,另一种是先从A沿索道乘缆车到B,然后从B 沿直线步行到C.现有甲、乙两位游客从A处下山,甲沿AC匀速步行,速度为50 m/min.在甲出发2 min后,乙从A乘缆车到B,在B处停留1 min后,再从B匀速步行到C.假设缆车匀速直线运行的速度为130 m/min,山路AC长为1 260 m,经测量,cos A=1213,cos C=35.(1)求索道AB的长;(2)问乙出发多少分钟后,乙在缆车上与甲的距离最短(3)为使两位游客在C处互相等待的时间不超过3分钟,乙步行的速度应控制在什么范围内解(1)在△ABC中,因为cos A=1213,cos C=35,所以sin A=513,sin C=45.从而sin B=sin[π-(A+C)]=sin(A+C)=sin A cos C+cos A sin C=513×35+1213×45=6365.由正弦定理ABsin C=ACsin B,得AB=ACsin B×sin C=1 260 63 65×45=1 040(m).所以索道AB的长为1 040 m.(2)假设乙出发t分钟后,甲、乙两游客距离为d,此时,甲行走了(100+50t)m,乙距离A处130t m,所以由余弦定理得d2=(100+50t)2+(130t)2-2×130t×(100+50t)×1213=200(37t2+70t+50),因0≤t≤1 040130,即0≤t≤8,故当t=3537(min)时,甲、乙两游客距离最短.(3)由正弦定理BCsin A=ACsin B,得BC=ACsin B×sin A=1 2606365×513=500(m).乙从B出发时,甲已走了50×(2+8+1)=550(m),还需走710 m才能到达C.设乙步行的速度为v m/min,由题意得-3≤500v-71050≤3,解得1 25043≤v≤62514,所以为使两位游客在C处互相等待的时间不超过3分钟,乙步行的速1 250 43,62514](单位:m/min)范围内.度应控制在[。