第一章 1.2 正弦、余弦定理在三角变换中的应用
学习目标:熟练掌握正余弦定理在三角变换中的应用 复习回顾:正弦定理及其变形:
余弦定理及其变形:
在三角形的六个元素中,要知道三个(其中至少有一个为边)才能解该三角形. 解三角形问题可以分为几种类型?分别怎样求解的? 小结:(1)已知三角形的任意两角及其一边;(ASA,AAS ) (若知A,B 角,先由三角形内角和求角C ,正弦定理求a 、b ) (2)已知三角形的任意两边与其中一边的对角(SSA )
(若知A 角,先由正弦定理求B ,由三角形内角和求C ,再由正、余弦定理求c 边) 注意解的个数。
(3)已知三角形的任意两边及它们的夹角;(SAS )
(若知C 角,先由余弦定理求c 边,再由正弦或余弦定理求角A 、B ) (4)已知三角形的三条边。
(SSS )
(由余弦定理先求两角 ,由三角形内角和求第三角 ) 问题探究:探究问题(一)正余弦定理的综合应用 例 1、 在△ABC 中,若b 2+c 2=a 2+bc. (1)求角 A 的大小;
.,sin sin 3sin sin sin 1222B C A A C B ABC 求中,已知:在变式训练=--∆
探究问题(二)三角形中的化简求值
例2:△ABC 中,已知a=2,求bcosC +ccosB 的值。
推广:△ABC 中,a 、b 、c 分别是A 、B 、C 的对边,证明:a=bcosC+ccosB(射影定理) (必修5 P18练习T3)在△ABC 中,求证
a =
b cos C +
c cos B ,b =c cos A +a cos C ,c =a cos B +b cos A .
【证明】 法一:(余弦定理思想)由余弦定理得
b cos C +
c cos B =b ·a 2+b 2-c 22ab +c ·a 2+c 2-b 22ac =a 2+b 2-c 2+a 2+c 2-b 2
2a =a .
所以a =b cos C +c cos B .同理可证b =c cos A +a cos C ,c =a cos B +b cos A . 法二:(正弦定理思想)由正弦定理得a =2R sin A .
b cos C +
c cos B =2R sin B cos C +2R sin C cos B =2R sin(B +C )=2R sin(π-A )=2R sin A .
所以a =b cos C +c cos B .同理可证b =c cos A +a cos C ,c =a cos B +b cos A . 法三: (图示说明法)因为BD =c cos B ,CD =b cos C .
所以a =BD +DC =c cos B +b cos C .
同理可证b =c cos A +a cos C ,c =a cos B +b cos A .
例3:△ABC 中,若B c a b
C B 求,2cos cos +-=
探究问题(三) 证明三角恒等式
例4:△ABC 中,求证:A c b A
b c C B cos cos cos cos --=
探究问题(四): 判断三角形的形状
例5:在△ABC 中,若 bcosC +ccosB =asinA ,判断△ABC 的形状?
分析:判断三角形的形状,一般是从题设条件出发,根据正弦定理、余弦定理进行边角变换,全化为边的关系或全化为角的关系,导出边或角的某种特殊关系,然后利用平面几何知识即可判定三角形的形状。
(2)若a =3,b =1,求角B 的大小.
变式训练2:根据所给条件,判断△ABC 的形状
(1)acosB=bcosA, (2) acosA=bcosB
(1)解:由余弦定理可将原等式化为:22222222b c a a c b b a bc ac +-+-⋅=⋅
22
22b a a b =∴=即,等腰三角形。
思考题:在△ABC 中,已知cos A -2cos C cos B =2c -a
b
.
(1)求sin C sin A 的值;(2)若cos B =14,△ABC 的周长为5,求b 的长.
思考题1:已知△ABC 中,sinA ∶sinB ∶sinC =( 3 +1)∶( 3 -1)∶10 ,求最大角. 解:∵a sinA =b sinB =c
sinC =k
∴sinA ∶sinB ∶sinC =a ∶b ∶c =( 3 +1)∶( 3 -1)∶10 设a =( 3 +1)k ,b =( 3 -1)k ,c =10 k (k >0) 则最大角为C.cosC =
a2+b2-c22ab =( 3 +1)2+( 3 -1)2-10 22×( 3 +1) ( 3 -1)
=-1
2 ∴C =120°.
评析:在将已知条件中角的关系转化为边的关系时,运用了正弦定理的变形式:a =2RsinA ,b =2RsinB ,c =2RsinC ,这一转化技巧,应熟练掌握.在三角形中,大边对大角,所以角C 最大。
思考题2:在ABC △中,若2()a b b c =+,求证:2A B =.
证明:
2222cos 2222a c b bc c b c a
B ac ac a b +-++====
∵, 222222
22222cos22cos 1214222a a b b bc b c b
B B b b b b -+--∴=-=⨯-===
.
又
222222()cos 222b c a b c bc b c b
A bc bc b +-+-+-===
∵, cos cos2A B ∴=,而A
B ,是三角形内角,2A B ∴=. 一般的,能用正弦定理解的三角形问题,也可用余弦定理去解.在具体的解题过程中,
同学们可根据题意及自己对知识的掌握情况灵活选择运用公式.
思考题3:.在ABC ∆中,若2222
sin sin 2cos cos b C c B bc B C +=,试判断ABC ∆的形状.
解:方法一:
由正弦定理和已知条件得:
2222sin sin sin sin 2sin sin cos cos B C C B B C B C +=, ∵sin sin 0B C ≠,∴sin sin cos cos B C B C =,即cos()0B C +=,
∵B 、C 为ABC ∆的内角,∴90B C +=,90A =,故ABC ∆为直角三角形.
方法二:原等式变形为:
2222(1cos )(1cos )2cos cos b C c B bc B C -+-=, 即:222222
cos cos 2cos cos b c b C c B bc B C +--=,
由余弦定理得:
222222222222
2
2
2
222()()22222a b c a c b a c b a b c b c b c bc ab ac ac ab +-+-+-+-+--=⋅⋅
⇒2222222
2
2
2[()()]4a b c a c b b c a +-++-+=
⇒222b c a +=
故ABC ∆为直角三角形.。