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专题 正余弦定理的应用

正余弦定理的应用1、【2019年高考全国Ⅱ卷文数】ABC △的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知b sin A +a cos B =0,则B =___________.2、【2019年高考浙江卷】在ABC △中,90ABC ∠=︒,4AB =,3BC =,点D 在线段AC 上,若45BDC ∠=︒,则BD =___________,cos ABD ∠=___________.3、【2019年高考江苏卷】在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .(1)若a =3c ,b ,cos B =23,求c 的值; (2)若sin cos 2A B a b =,求sin()2B π+的值.4、【2019年高考江苏卷】如图,一个湖的边界是圆心为O 的圆,湖的一侧有一条直线型公路l ,湖上有桥AB (AB 是圆O 的直径).规划在公路l 上选两个点P 、Q ,并修建两段直线型道路PB 、QA .规划要求:线段PB 、QA 上的所有点到点O 的距离均不小于圆....O 的半径.已知点A 、B 到直线l 的距离分别为AC 和BD (C 、D 为垂足),测得AB =10,AC =6,BD =12(单位:百米).(1)若道路PB 与桥AB 垂直,求道路PB 的长;(2)在规划要求下,P 和Q 中能否有一个点选在D 处?并说明理由;(3)在规划要求下,若道路PB 和QA 的长度均为d (单位:百米).求当d 最小时,P 、Q 两点间的距离.5、【2019年高考全国Ⅲ卷文数】ABC △的内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c .已知sin sin 2A Ca b A +=. (1)求B ;(2)若△ABC 为锐角三角形,且c =1,求△ABC 面积的取值范围.6、【2019年高考北京卷文数】在△ABC 中,a =3,–2b c =,cos B =12-. (1)求b ,c 的值; (2)求sin (B +C )的值.7、【2019年高考天津卷文数】在ABC △中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c .已知2b c a +=,3sin 4sin c B a C =.(1)求cos B 的值; (2)求sin 26πB ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的值.一、正弦、余弦定理1、在△ABC 中,若角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,R 为△ABC 外接圆半径,则2、S △ABC =2ab sin C =2bc sin A =2ac sin B =4R3、正余弦定理的作用:(1).正弦定理的作用:边角互化问题,方法有: ①利用a =2R sin A ,b =2R sin B ,c =2R sin C 将边化为角;②利用cos A =b 2+c 2-a 22bc等将余弦化为边;③c cos B +b cos C =a 等化角为边.(2).求边长问题,方法有:①利用正弦定理求边;②利用余弦定理求边.二、在△ABC中,已知a、b和A时,解的情况如下:a=b sin A b sin A<a<b a≥b a>b1、仰角和俯角:与目标线在同一铅垂平面内的水平视线和目标视线的夹角,目标视线在水平视线上方叫仰角,目标视线在水平视线下方叫俯角(如图①).(2)方向角:相对于某正方向的水平角,如南偏东30°,北偏西45°等.(3)方位角:指从正北方向顺时针转到目标方向线的水平角,如B点的方位角为α(如图②).(4)坡度:坡面与水平面所成的二面角的正切值.四、注意点:1、解三角形时,如果式子中含有角的余弦或边的二次式,要考虑用余弦定理;如果式子中含有角的正弦或边的一次式时,则考虑用正弦定理;以上特征都不明显时,则考虑两个定理都有可能用到.2.关于解三角形问题,一般要用到三角形的内角和定理,正弦、余弦定理及有关三角形的性质,常见的三角恒等变换方法和原则都适用,同时要注意“三统一”,即“统一角、统一函数、统一结构”.题型一、运用正余弦定理解三角形的基本量三角形的基本量主要是指变、角、面积等。

解题时注意一下两点:(1)根据所给等式的结构特点利用正、余弦定理将角化边进行变形是迅速解答本题的关键.(2)熟练运用正、余弦定理及其推论,同时还要注意整体思想、方程思想在解题过程中的运用.例1、(2019通州、海门、启东期末)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a cos B=3b cos A,B=A-π6,则B=________.例2、(2019苏州三市、苏北四市二调)在△ABC中,已知C=120°,sin B=2sin A,且△ABC的面积为23,则AB的长为________.例3、(2019镇江期末)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且c cos B +b cos C =3a cos B. (1) 求cos B 的值;(2)若|CA →-CB →|=2,△ABC 的面积为22,求边b.题型二、运用正余弦定理研究三角形中的范围运用正余弦定理研究三角形中的范围主要涉及两方面的问题:一是:与不等式结合;二是有角的范围,确定三角函数值的范围·例4、(2019苏州期初调查)在斜三角形ABC 中,已知1tan A +1tan B+tan C =0,则tan C 的最大值等于________.例5、(2018苏锡常镇调研(二))在△ABC 中,三个内角A ,B ,C 的对边分别为a b c ,,,设△ABC的面积为S ,且2224)S a c b =+-.(1)求B ∠的大小;(2)设向量(sin 23cos )A A =,m ,(32cos )A =-,n ,求⋅m n 的取值范围.题型三、正余弦定理与向量的综合正余弦定理与向量的综合主要就是借助于向量的知识转化为边角的函数关系式,然后运用正余弦定理解决问题。

例6、(2019无锡期末)在 △ABC 中,设 a ,b ,c 分别是角 A ,B ,C 的对边,已知向量 m = (a ,sin C -sin B ),n =(b +c ,sin A +sin B ),且m ∥n . (1)求角 C 的大小;(2)若 c = 3, 求 △ABC 的周长的取值范围.题型四、运用正余弦定理解决实际问题解三角形应用题的解题技巧:首先,理清题干条件和应用背景,画出示意图;其次,把所求问题归结到一个或几个三角形中,利用正弦定理、余弦定理等有关知识求解;最后,回归实际问题并检验结果. 例7、(2019苏北三市期末)如图,某公园内有两条道路AB ,AP ,现计划在AP 上选择一点C ,新建道路BC ,并把△ABC 所在的区域改造成绿化区域.已知∠BAC=π6,AB =2 km .(1) 若绿化区域△ABC 的面积为1 km 2,求道路BC 的长度;(2) 若绿化区域△ABC 改造成本为10万元/km 2,新建道路BC 成本为10万元/km .设∠ABC=θ⎝⎛⎭⎪⎫0<θ≤2π3,当θ为何值时,该计划所需总费用最小?一、填空题1、(2018苏中三市、苏北四市三调) 在△ABC 中,若sin :sin :sin 4:5:6A B C =,则cos C 的值为 .2、(2017常州期末)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若a 2=3b 2+3c 2-23bc sin A ,则C =________.3、(2019苏州三市、苏北四市二调) 在△ABC 中,已知C =120°,sin B =2sin A ,且△ABC 的面积为23,则AB 的长为________.4、(2019南京学情调研) 已知△ABC 的面积为315,且AC -AB =2,cos A =-14,则BC 的长为________.5、(2019苏州期初调查) 已知△ABC 的三边上高的长度分别为2,3,4,则△ABC 最大内角的余弦值等于________.6、(2017南通、扬州、泰州、淮安三调) 在锐角△ABC 中,3AB =,4AC =.若△ABC 的面积为则BC 的长是 .7、(2019苏锡常镇调研(一)) 在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知5a =8b ,A =2B ,则sin ⎝⎛⎭⎪⎫A -π4=________.8、(2018苏锡常镇调研)) 设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别是a b c ,,,且满足3cos cos 5a B b A c -=,则tan tan A B= .9、(2019南京、盐城二模)在△ABC 中,若sin C =2cos A cos B ,则cos 2A +cos 2B 的最大值为________. 10、(2017南京、盐城一模)在△ABC 中,A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若a 2+b 2+2c 2=8,则△ABC 面积的最大值为________.二、解答题11、(2019南京、盐城一模)在△ABC 中,设a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 的对边,记△ABC 的面积为S ,若2S =AB →·AC →,(1) 求角A 的大小;(2) 若c =7,cos B =45,求a 的值.12、(2019南通、泰州、扬州一调)在△ABC 中,a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 所对边的长,a cos B =2b cos A ,cos A =33. (1) 求角B 的值;(2) 若a =6,求△ABC 的面积.13、(2019宿迁期末)已知△ABC 的面积是S ,AB →·AC →=233S.(1) 求sin A 的值;(2) 若BC =23,当△ABC 的周长取得最大值时,求△ABC 的面积S.14、(2017苏州期末)已知函数f(x)=32sin 2x -cos 2x -12. (1) 求函数f(x)的最小值,并写出取得最小值时的自变量x 的集合;(2) 设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且c =3,f(C)=0,若sin B =2sin A ,求a ,b 的值15、(2019镇江期末)某房地产商建有三栋楼宇A ,B ,C ,三楼宇间的距离都为2千米,拟准备在此三楼宇围成的区域ABC 外建第四栋楼宇D ,规划要求楼宇D 对楼宇B ,C 的视角为120°,如图所示,假设楼宇大小高度忽略不计.(1) 求四栋楼宇围成的四边形区域ABDC 面积的最大值;(2) 当楼宇D 与楼宇B ,C 间距离相等时,拟在楼宇A ,B 间建休息亭E ,在休息亭E 和楼宇A ,D 间分别铺设鹅卵石路EA 和防腐木路ED ,如图,已知铺设鹅卵石路、防腐木路的单价分别为a ,2a(单位:元/千米,a 为常数).记∠BDE=θ,求铺设此鹅卵石路和防腐木路的总费用的最小值.答 案1、【2019年高考全国Ⅱ卷文数】ABC △的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知b sin A +a cos B =0,则B =___________.【答案】3π4【解析】由正弦定理,得sin sin sin cos 0B A A B +=.(0,),(0,)A B ∈π∈πQ ,sin 0,A ∴≠ ∴sin cos 0B B +=,即tan 1B =-,3.4B π∴=2、【2019年高考浙江卷】在ABC △中,90ABC ∠=︒,4AB =,3BC =,点D 在线段AC 上,若45BDC ∠=︒,则BD =___________,cos ABD ∠=___________.【答案】5,10【解析】如图,在ABD △中,由正弦定理有:sin sin AB BD ADB BAC =∠∠,而3π4,4AB ADB =∠=,5AC =,34sin ,cos 55BC AB BAC BAC AC AC ∠==∠==,所以BD =ππcos cos()cos cos sin sin 4410ABD BDC BAC BAC BAC ∠=∠-∠=∠+∠=.3、【2019年高考江苏卷】在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .(1)若a =3c ,b ,cos B =23,求c 的值; (2)若sin cos 2A B a b =,求sin()2B π+的值.【解析】(1)因为23,3a cb B ===,由余弦定理222cos 2a c b B ac +-=,得23=,即213c =.所以3c =(2)因为sin cos 2A Ba b =, 由正弦定理sin sin a b A B =,得cos sin 2B Bb b=,所以cos 2sin B B =. 从而22cos (2sin )B B =,即()22cos 41cos B B =-,故24cos 5B =.因为sin 0B >,所以cos 2sin 0B B =>,从而cos B =.因此πsin cos 2B B ⎛⎫+== ⎪⎝⎭4、【2019年高考江苏卷】如图,一个湖的边界是圆心为O 的圆,湖的一侧有一条直线型公路l ,湖上有桥AB (AB 是圆O 的直径).规划在公路l 上选两个点P 、Q ,并修建两段直线型道路PB 、QA .规划要求:线段PB 、QA 上的所有点到点O 的距离均不小于圆....O 的半径.已知点A 、B 到直线l 的距离分别为AC 和BD (C 、D 为垂足),测得AB =10,AC =6,BD =12(单位:百米).(1)若道路PB 与桥AB 垂直,求道路PB 的长;(2)在规划要求下,P 和Q 中能否有一个点选在D 处?并说明理由;(3)在规划要求下,若道路PB 和QA 的长度均为d (单位:百米).求当d 最小时,P 、Q 两点间的距离.【解析】(1)过A 作AE BD ⊥,垂足为E .由已知条件得,四边形ACDE 为矩形,6, 8DE BE AC AE CD =====.' 因为PB ⊥AB ,所以84cos sin 105PBD ABE ∠=∠==.所以12154cos 5BD PB PBD ===∠. 因此道路PB 的长为15(百米).(2)①若P 在D 处,由(1)可得E 在圆上,则线段BE 上的点(除B ,E )到点O 的距离均小于圆O 的半径,所以P 选在D 处不满足规划要求. ②若Q 在D 处,连结AD ,由(1)知10AD ==,从而2227cos 0225AD AB BD BAD AD AB +-∠==>⋅,所以∠BAD 为锐角.所以线段AD 上存在点到点O 的距离小于圆O 的半径. 因此,Q 选在D 处也不满足规划要求. 综上,P 和Q 均不能选在D 处. (3)先讨论点P 的位置.当∠OBP <90°时,线段PB 上存在点到点O 的距离小于圆O 的半径,点P 不符合规划要求;当∠OBP ≥90°时,对线段PB 上任意一点F ,OF ≥OB ,即线段PB 上所有点到点O 的距离均不小于圆O 的半径,点P 符合规划要求.设1P 为l 上一点,且1PB AB ⊥,由(1)知,1P B =15, 此时11113sin cos 1595PD PB PBD PB EBA =∠=∠=⨯=; 当∠OBP >90°时,在1PPB △中,115PB PB >=. 由上可知,d ≥15. 再讨论点Q 的位置.由(2)知,要使得QA ≥15,点Q 只有位于点C 的右侧,才能符合规划要求.当QA =15时,CQ ===此时,线段QA 上所有点到点O 的距离均不小于圆O 的半径.综上,当PB ⊥AB ,点Q 位于点C 右侧,且CQ=d 最小,此时P ,Q 两点间的距离PQ =PD +CD +CQ=17+因此,d 最小时,P ,Q 两点间的距离为17+.5、【2019年高考全国Ⅲ卷文数】ABC △的内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c .已知sin sin 2A Ca b A +=. (1)求B ;(2)若△ABC 为锐角三角形,且c =1,求△ABC 面积的取值范围. 【解析】(1)由题设及正弦定理得sin sin sin sin 2A CA B A +=. 因为sin A ≠0,所以sinsin 2A CB +=. 由180A BC ︒++=,可得sin cos 22A C B +=,故cos 2sin cos 222B B B=. 因为cos 02B ≠,故1sin 22B =,因此B =60°.(2)由题设及(1)知△ABC的面积ABC S =△. 由正弦定理得()sin 120sin 1sin sin 2C c A a C C ︒-===.由于△ABC 为锐角三角形,故0°<A <90°,0°<C <90°,由(1)知A +C =120°,所以30°<C <90°,故122a <<ABC S <<△. 因此,△ABC面积的取值范围是⎝⎭. 这道题考查了三角函数的基础知识,以及正弦定理的使用(此题也可以用余弦定理求解),最后考查V ABC 是锐角三角形这个条件的利用,考查的很全面,是一道很好的考题. 6、【2019年高考北京卷文数】在△ABC 中,a =3,–2b c =,cos B =12-. (1)求b ,c 的值; (2)求sin (B +C )的值.【解析】(1)由余弦定理2222cos b a c ac B =+-,得2221323()2b c c =+-⨯⨯⨯-.因为2b c =+,所以2221(2)323()2c c c +=+-⨯⨯⨯-. 解得5c =. 所以7b =. (2)由1cos 2B =-得sin B =.由正弦定理得sin sin 14a A Bb ==. 在ABC △中,B C A +=π-.所以sin()sin B C A +==7、【2019年高考天津卷文数】在ABC △中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c .已知2b c a +=,3sin 4sin c B a C =.(1)求cos B 的值;(2)求sin 26πB ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的值.【解析】(1)在ABC △中,由正弦定理sin sin b cB C=,得sin sin b C c B =, 又由3sin 4sin c B a C =,得3sin 4sin b C a C =,即34b a =.又因为2b c a +=,得到43b a =,23c a =. 由余弦定理可得222222416199cos 22423a a a a cb B ac a a +-+-===-⋅⋅. (2)由(1)可得sin B ==,从而sin 22sin cos B B B ==,227cos 2cos sin 8B B B =-=-,故717sin 2sin 2cos cos 2sin 666828216B B B πππ⎛⎫+=+=--⨯=-⎪⎝⎭. 本小题主要考查同角三角函数的基本关系,两角和的正弦公式,二倍角的正弦与余弦公式,以及正弦定理、余弦定理等基础知识.考查运算求解能力.一、正弦、余弦定理1、在△ABC中,若角A,B,C所对的边分别是a,b,c,R为△ABC外接圆半径,则2、S△ABC=2ab sin C=2bc sin A=2ac sin B=4R3、正余弦定理的作用:(1).正弦定理的作用:边角互化问题,方法有:①利用a=2R sin A,b=2R sin B,c=2R sin C将边化为角;②利用cos A=b2+c2-a22bc等将余弦化为边;③c cos B+b cos C=a等化角为边.(2).求边长问题,方法有:①利用正弦定理求边;②利用余弦定理求边.二、在△ABC中,已知a、b和A时,解的情况如下:a=b sin A b sin A<a<b a≥b a>b1、仰角和俯角:与目标线在同一铅垂平面内的水平视线和目标视线的夹角,目标视线在水平视线上方叫仰角,目标视线在水平视线下方叫俯角(如图①).(2)方向角:相对于某正方向的水平角,如南偏东30°,北偏西45°等.(3)方位角:指从正北方向顺时针转到目标方向线的水平角,如B 点的方位角为α(如图②). (4)坡度:坡面与水平面所成的二面角的正切值.四、注意点:1、解三角形时,如果式子中含有角的余弦或边的二次式,要考虑用余弦定理;如果式子中含有角的正弦或边的一次式时,则考虑用正弦定理;以上特征都不明显时,则考虑两个定理都有可能用到.2.关于解三角形问题,一般要用到三角形的内角和定理,正弦、余弦定理及有关三角形的性质,常见的三角恒等变换方法和原则都适用,同时要注意“三统一”,即“统一角、统一函数、统一结构”.题型一、运用正余弦定理解三角形的基本量三角形的基本量主要是指变、角、面积等。

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