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第6讲第2课时 正、余弦定理的应用
题型 多三角形背景问题
典例1(2024·陕西安康中学质检)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,
且 sin C cos B - 2sin B cos C = 0 .
条件是正弦、余弦齐次式,可以转化为边的关系.
(1)证明: c 2 - b 2 = a 2 ;
此小问是边的关系,可以由条件化边得到.
(2)若a=3,点D在边BC上,且AD⊥BC,AD=,求△ABC的周长.
(1)证明:由sin Ccos B-2sin Bcos C=0,可得 sin C cos B + sin B cos C = 3sin B cos
C,
【扫清障碍】观察已知式的结构,配凑出一个sin(B+C),再利用内角和关系转化角.
所以sin(B+C)=3sin Bcos C,由B+C=π-A,可得sin(B+C)=sin A,即sin A=
3sin Bcos C,
所以 a = 3 b × ,
【指点迷津】正弦齐次式可以直接用正弦定理化角为边,而余弦式要用对应的余弦定
理化角为边,然后通过代数恒等变形进行证明.
可得2a2=3a2+3b2-3c2,即c2-b2=a2.
(2)解:a=3,由(1)知c2-b2=3,可得c2=b2+3,
由余弦定理得cos∠BAC==.
由AD⊥BC,AD=,可得 S = ×3× =,又 S = bc sin ∠ BAC ,所以 bc sin ∠ BAC
△ABC △ABC
=,可得 sin ∠ BAC = .
由面积关系解出sin∠BAC的表达式.
因为 cos 2 ∠ BAC + sin 2 ∠ BAC = 2 + 2 = 1 ,【解题关键】分别用余弦定理和面积公式“刻
画”出∠BAC的正、余弦值,再用平方和为1消去角,得到关于边的方程,即可求边.
所以b2=4,解得b=2,
所以c2=b2+3=7,可得c=,所以 △ ABC 的周长为 a + b + c = 3 + 2 += 5 + .
如果已知量与未知量涉及两个或两个以上的三角形,这时需作出这些三角形,先解可
用正弦定理或余弦定理直接求解的三角形,然后逐步求解其他三角形,有时需设出未知量
从几个三角形中列出方程(组),通过解方程(组)得出所要求的量.
对点练1(2024·山东师大附中模拟)在“①2bsin C=csin B-ccos B,②bcos C+(2a+
c)cos B=0”这两个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答.
在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若D为AC边上一点,满足AB⊥BD,且BD=2,________.
(1)求角B;
(2)求+的取值范围.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
解:(1)若选择条件①,解答过程如下:
由正弦定理可得2sin Bsin C=sin Csin B-sin Ccos B,即sin Bsin C=-sin Ccos
B.
因为00),其图象上相邻对称轴间的距离为,若将其图象向
可推得ω=2.
左平移个单位长度得到函数y=g(x)的图象.
(1)求函数y=g(x)的解析式及图象的对称中心;
(2)在钝角三角形ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若f=g,求+的取值
范围.
解:(1)由题意得,f(x)的最小正周期T==×2,(正弦型函数图象上相邻对称轴间的距
离为半个周期)所以ω=2,f(x)=sin 2x,
则g(x)=sin=sin.(根据平移变换求函数解析式时,若x前面有系数,注意应先将系数
提出)
令2x+=kπ(k∈Z),(由于y=sin x图象的对称中心是(kπ,0)(k∈Z),所以要求y=
Asin(ωx+φ)图象的中心, 由方程 ωx + φ = k π( k ∈ Z ) 解出 x 即可 ) 整体代换的思路.
得x=-+(k∈Z),
故函数y=g(x)图象的对称中心为(k∈Z).
(2)由题意得, f = sin B , g = sin = sin ,
条件转化为三角方程.
所以sin B=sin,
所以 B = A +或 A + B = ( 舍 ) ,
由sin α=sin β,则有α=β+2kπ或者α+β=(2k+1)π. 同样:若cos α=cos β,则有
α=β+2kπ或α+β=2kπ. 结合本例思考A,B间的关系.
(注意条件中该三角形为钝角三角形)
所以C=-2A.
在钝角三角形ABC中,
因为0