微专题13 解三角形
高考定位 应用正弦定理、余弦定理解三角形是高考的必考内容,主要考查边、角、面积、周长等
的计算,既有选择、填空题,也有解答题,难度为中档或偏下.
【真题体验】
1.(2025·新高考Ⅱ卷)在△ABC 中,BC=2,AC=1+√3,AB=√6,则A=( )
A.45°
B.60°
C.120°
D.135°
答案 A
解析 由题意,得cos A=A C
2+A B
2−BC
2
2 AC·AB
=(1+√3)
2+6−4
2(1+√3)×√6 =√2
2 ,
因为0°<A<180°,所以A=45°.
2.(多选)(2025·新高考Ⅰ卷)已知△ABC 的面积为1
4,若cos 2A+cos 2B+2sin C=2,cos Acos Bsin C=
1
4,则( )
A.sin C=sin 2A+sin 2B
B.AB=√2
C.sin A+sin B=√6
2
D.AC2+BC2=3
答案 ABC
解析 由cos 2A+cos 2B+2sin C=1-2sin2A+1-2sin 2B+2sin C=2,得sin2A+sin2B=sin C,A 正
确;
由cos Acos Bsin C=1
4 可知A,B 皆为锐角;
若A+B<π
2 ,则sin2A+sin2B<sin Acos B+sin Bcos A=sin C,不合题意,
若A+B>π
2 ,则sin2A+sin2B>sin Acos B+sin Bcos A=sin C,不合题意,
所以C=A+B=π
2 ,
所以cos(A+B)=cos Acos B-sin Asin B=0,
又cos Acos Bsin C=cos Acos B=1
4 ,
所以sin Asin B=1
4.
因为S△ABC=1
2AC·BCsin C=1
2AC·BC=1
4,所以AC·BC=1
2,
所以AB2=
AC·BC
sin A sin B =
1
2
1
4
=2,
故AB=√2,B 正确;
(sin A+sin B)2=sin 2A+sin 2B+2sin Asin B=1+2sin Asin B=1+2×1
4 =3
2,
所以sin A+sin B=√6
2 ,C 正确;
AC2+BC2=AB2=2,D 错误.故选ABC.
3.(2024·新高考Ⅰ卷)记△ABC 的内角A,B,C 的对边分别为a,b,c,已知sin C=√2cos B,a2+b2-c2
=√2ab.
(1)求B;
(2)若△ABC 的面积为3+√3,求c.
解 (1)由余弦定理得cos C=a
2+b
2−c
2
2ab
=√2
2 ,
又0<C<π,∴C=π
4 ,
∴√2cos B=sin C=√2
2 ,∴cos B=1
2.
又0<B<π,∴B=π
3 .
(2)由(1)得A=π-B-C=5 π
12 ,
由正弦定理
a
sin A =
c
sin C ,
得
a
√2+√6
4
=c
√2
2
,∴a=1+√3
2
c.
∴△ABC 的面积S=1
2acsin B
=1+√3
4
c2×√3
2 =3+√3,
解得c=2√2.
【热点突破】
热点一 利用正、余弦定理求边或角
1.正弦定理:在△ABC 中,
a
sin A =
b
sin B =
c
sin C =2R(R 为△ABC 的外接圆半径).
变形:a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C,sin A=a
2 R,sin B=b
2 R,sin C=c
2 R,a∶b∶c=sin A∶sin
B∶sin C 等.
2.余弦定理:在△ABC 中,a2=b2+c2-2bccos A.
变形:b2+c2-a2=2bccos A,cos A=b
2+c
2−a
2
2bc
.
例1 (1)(2025·广州模拟)在△ABC 中,内角A,B,C 的对边分别为a,b,c,已知a=acos B+bcos A=
1,sin C=√2
2 ,则( )
A.b=1
B.b=√2
C.c=√2
D.c=√3
(2)(2025·安徽A10 名校联考)在△ABC 中,内角A,B,C 的对边分别为a,b,c,若a=c,且sin
2B
sin
2 A =2(1
+√3sin B),则B=( )
A.π
3
B.2π
3
C.3 π
4
D.5 π
6
答案 (1)B (2)D
解析 (1)法一 因为a=acos B+bcos A,
所以由正弦定理可得
sin A=sin Acos B+sin Bcos A,
即sin A=sin(A+B)=sin C,
又sin C=√2
2 ,所以sin A=√2
2 ,
因为A,C∈(0,π)且A+C∈(0,π),
所以A=C=π
4 ,所以B=π
2 ,
又a=1,所以c=1,b=√a
2+c
2=√2.故选B.
法二 根据三角形中的射影定理c=acos B+bcos A.
因为a=acos B+bcos A=1,
所以有a=c=1,
所以△ABC 是等腰三角形,
sin C=sin A=√2
2 ,
故A=C=π
4 ,则B=π
2 ,所以b=√2.
(2)由sin
2B
sin
2 A =2(1+√3sin B)及正弦定理得b
2
a
2=2(1+√3sin B),
即b2=2a2(1+√3sin B),
由a=c 及余弦定理可得b2=a2+c2-2accos B=2a2(1-cos B),
∴2a2(1+√3sin B)=2a2(1-cos B),
∴√3sin B=-cos B,∴tan B=-√3
3 .
又0<B<π,∴B=5 π
6 .
规律方法 当题目条件中出现边和角的“混和体”时有两种方案:(1)全部统一为角,将“边的齐次
式”中的边直接化为对应角的正弦;(2)全部统一为边,利用正、余弦定理将角转化为边,最后用因式
分解等代数技巧化简即可.
训练1 (1)(2025·赣州调研)在△ABC 中,AB=√7,AC=2,C=120°,则sin A=( )
A.√7
14
B.√21
14
C.5√7
14
D.3√21
14
(2)(2025·烟台质检)在△ABC 中,内角A,B,C 的对边分别为a,b,c.若2bcos C=a(2-c),且B=π
3 ,则
a=( )
A.1
B.√2
C.√3
D.2
答案 (1)B (2)A
解析 (1)∵AB=√7,AC=2,C=120°,
∴由余弦定理AB2=BC2+AC2-2BC·ACcos C 可得BC2+2BC-3=0,
解得BC=1(负值舍去),
∴由正弦定理可得sin A=BC·sin C
AB
=√21
14 .
(2)因为2bcos C=a(2-c),
所以2abcos C=a2(2-c),
由余弦定理可得a2+b2-c2=2abcos C,
则a2+b2-c2=a2(2-c),
则a2+c2-b2=a2c,
又a2+c2-b2=2accos B,
所以a2c=2accos B,
又B=π
3 ,所以a=1.
热点二 三角形的面积问题
三角形的面积公式
设△ABC 的内角A,B,C 的对边分别为a,b,c,其面积为S,△ABC 的外接圆半径为R,内切圆半径为
r.
(1)S=1
2ah(h 为BC 边上的高);
(2)S=1
2absin C=1
2acsin B=1
2bcsin A;
(3)S=1
2(a+b+c)r(r 为△ABC 内切圆的半径);
(4)S=√p( p−a)( p−b)( p−c)(p=1
2 (a+b+c)).
例2 在△ABC 中,内角A,B,C 的对边分别是a,b,c,且asin Acos B+bsin Acos A=√3acos C.
(1)求角C 的大小;
(2)若a=3,且⃗AB·⃗AC=1,求△ABC 的面积.
解 (1)法一 因为asin Acos B+bsin Acos A=√3acos C,
所以根据正弦定理得
sin Asin Acos B+sin Asin Bcos A=√3sin Acos C,
因为sin A≠0,
所以sin Acos B+sin Bcos A=√3cos C,
即sin(A+B)=√3cos C,即sin C=√3cos C.
因为cos C≠0,所以tan C=√3.
因为0<C<π,所以C=π
3 .
法二 由三角形内的射影定理知
acos B+bcos A=c,
所以asin Acos B+bsin Acos A=(acos B+bcos A)sin A=csin A=√3acos C,
又由正弦定理得sin Csin A=√3sin Acos C,
因为sin A≠0,所以sin C=√3cos C,
因为cos C≠0,所以tan C=√3,
因为0<C<π,所以C=π
3 .
(2)⃗AB·⃗AC=bccos A=1.
因为a2=b2+c2-2bccos A,
所以b2+c2=9+2bccos A=11.①
因为c2=a2+b2-2abcos C,
所以b2-c2=2abcos C-a2
=2×3×b×cos π
3 -32=3b-9.②
联立①②可得2b2-3b-2=0,
解得b=2(负根舍去),
故△ABC 的面积为1
2absin C=1
2×3×2×√3
2 =3√3
2 .
规律方法 与三角形面积有关问题的解题策略:(1)利用正弦、余弦定理解三角形,求出三角形的相
关边、角之后,直接求三角形的面积;
(2)把面积作为已知条件之一,与正弦、余弦定理结合求出三角形的其他量.
训练2 如图,在△ABC 中,点D 在边AC 上,且AB⊥BD.已知cos A=2sin A
2 sin ∠ABC +C
2
,AB=√2.
(1)求角A 的大小;
(2)若△BCD 的面积为1
2,求BC.
解 (1)因为cos A=2sin A
2 sin ∠ABC +C
2
=2sin A
2 sin π −A
2
=2sin A
2 cos A
2 =sin A,
可得tan A=sin A
cos A =1,
因为A∈(0,π),所以A=π
4 .
(2)作BE⊥AC,垂足为E,
在△ABD 中,由A=π
4 ,
AB⊥BD,知△ABD 为等腰直角三角形,
因为AB=√2,所以BD=√2,AD=2,BE=1,
由△BCD 的面积为1
2BE·CD=1
2,
解得CD=1,
可得AC=AD+CD=3,
所以BC=√A B
2+A C
2−2 AB·AC·cos A =√5.
热点三 解三角形的实际应用
解三角形应用题的常考类型
(1)实际问题经抽象概括后,已知量与未知量全部集中在一个三角形中,可用正弦定理或余弦定理求
解.
(2)实际问题经抽象概括后,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,
先解够条件的三角形,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),
解方程(组)得出所要求的解.
例3 (2025·南通调研)某中学校园内的红豆树已有百年历史,小明为了测量红豆树高度,他选取与红
豆树根部C 在同一水平面的A,B 两点,在A 点测得红豆树根部C 在北偏西60°的方向上,沿正西方
向步行40 米到B 处,测得树根部C 在北偏西15°的方向上,树梢D 的仰角为30°,则红豆树的高度为
( )
A.10√6 米
B.20√3 米
C.20√3
3
米
D.20√6
3
米
答案 D
解析 依题意可得如图图形,
在△ABC 中,∠BAC=90°-60°=30°,∠ACB=180°-105°-30°=45°,AB=40,
由正弦定理得
BC
sin 30° =
40
sin 45°,
解得BC=
40× 1
2
√2
2
=20√2,
在Rt△BCD 中,∠CBD=30°,
所以CD=BCtan 30°=20√2× √3
3 =20√6
3
,
所以红豆树的高度为20√6
3
米.
规律方法 解三角形实际问题的步骤
训练3 (2025·西安模拟)在同一平面上有相距14 千米的A,B 两座炮台,A 在B 的正东方向.某次演习
时,A 向西偏北θ 方向发射炮弹,B 则向东偏北θ 方向发射炮弹,其中θ 为锐角,观测回报两炮弹皆命
中18 千米外的同一目标,接着A 改向向西偏北θ
2方向发射炮弹,弹着点为18 千米外的点M,则B 炮
台与弹着点M 的距离为( )
A.7 千米
B.8 千米
C.9 千米
D.10 千米
答案 D
解析 结合题意作出图形,AC=BC=18,AB=14,∠CBA=∠CAB=θ,∠MAB=θ
2,
在△ABC 中,由余弦定理得
cos θ=18
2+14
2−18
2
2×18×14
=7
18,
因为cos 2θ
2 =1+cos θ
2
=25
36,且cos θ
2>0,
所以cos θ
2 =5
6,
在△ABM 中,由余弦定理得
cos θ
2 =5
6 =14
2+18
2−M B
2
2×14×18
,解得MB=10.
【精准强化练】
一、单选题
1.(2025·新乡模拟)在△ABC 中,内角A,B,C 的对边分别为a,b,c 且a=7,b=3,c=5,则( )
A.△ABC 为锐角三角形
B.△ABC 为直角三角形
C.△ABC 为钝角三角形
D.△ABC 的形状无法确定
答案 C
解析 由于cos A=b
2+c
2−a
2
2bc
=3
2+5
2−7
2
30
=9+25−49
30
<0,
故A 为钝角,进而△ABC 为钝角三角形.
2.(2025·北京门头沟区模拟)在△ABC 中,内角A,B,C 的对边分别为a,b,c,A=120°,a=√19,b-c=
1,则△ABC 的面积为( )
A.3√3
2
B.3
2
C.3√3
4
D.3
4
答案 A
解析 cos A=b
2+c
2−a
2
2bc
=(c+1)
2+c
2−19
2(c+1)c
=-1
2,
解得c=2(负值舍去),则b=3,
所以S△ABC=1
2bcsin A=1
2×2×3×√3
2 =3√3
2 .
3.在△ABC 中,已知C=45°,b=√2,c=2,则角B 为( )
A.30°
B.60°
C.30°或150°
D.60°或120°
答案 A
解析 在△ABC 中,由正弦定理可得sin B=bsin C
c
=√2sin 45°
2
=1
2,又因为c>b,可得C>B,即
0°<B<45°,所以B=30°.
4.在△ABC 中,角A,B,C 的对边分别为a,b,c,若1-2cos A=a
2+c
2−b
2
bc
,则下列结论正确的是(
)
A.b=c
B.b=2c
C.a=c
D.a=2c
答案 B
解析 由余弦定理得a2+c2-b2=2accos B,
所以1-2cos A=2acos B
b
,
即b(1-2cos A)=2acos B,
由正弦定理得
sin B=2sin Acos B+2cos Asin B=2sin(A+B)=2sin C,
所以b=2c.
5.(2025·重庆段测)在△ABC 中,内角A,B,C 的对边分别为a,b,c,且b2+c2+bc=a2.若b=√6,a=3
√2sin B,则C=( )
A.π
4
B.π
6
C.π
8
D. π
12
答案 D
解析 在△ABC 中,由b2+c2+bc=a2及余弦定理得cos A=b
2+c
2−a
2
2bc
=-1
2,
又0<A<π,所以A=2π
3 ,
又b=√6,a=3√2sin B,
所以由正弦定理得sin B=bsin A
a
=√6sin 2π
3
3√2sin B =
√6× √3
2
3√2sin B =
1
2sin B
,
而sin B>0,解得sin B=√2
2 ,
又0<B<π
3 ,所以B=π
4 ,
所以C=π-A-B=π
12.
6.(2025·东北三省四市模拟)在△ABC 中,内角A,B,C 的对边分别为a,b,c,若
b
a+c =1-
sin C
sin A +sin B,a=3,b=2√2,则sin B 的值为( )
A.1
2
B.3
5
C.√3
2
D.√6
3
答案 D
解析 由
b
a+c =1-
sin C
sin A +sin B及正弦定理,
得
b
a+c =1-
c
a+b,可得b2+c2-a2=bc,
由余弦定理得cos A=b
2+c
2−a
2
2bc
=1
2,
又0<A<π,
所以A=π
3 .又a=3,b=2√2,
由
a
sin A =
b
sin B,
得sin B=bsin A
a
=√6
3 .
7.如图,A,B 两点在河的同侧,且A,B 两点均不可到达.现需测A,B 两点间的距离,测量者在河对岸
选定两点C,D,测得CD=√3
2 km,同时在C,D 两点分别测得∠ADB=∠CDB=30°,∠ACD=
60°,∠ACB=45°,则A,B 两点间的距离为( )
A.√3
2 km
B.√3
4 km
C.√6
3 km
D.√6
4 km
答案 D
解析 ∵∠ADC=∠ADB+∠CDB=60°,∠ACD=60°,∴△ADC 是等边三角形,
∴AD=CD=AC=√3
2 km.
在△BCD 中,∠BDC=30°,∠CBD=180°-60°-30°-45°=45°,
由正弦定理得
BC
sin ∠BDC =
DC
sin ∠CBD ,
即
BC
sin 30° =
√3
2
sin 45°
,BC=
√3
2 × 1
2
√2
2
=√6
4 (km),
在△ABC 中,由余弦定理得AB2=AC2+BC2-2AC·BC·cos 45°=3
4 +6
16-2×√3
2 × √6
4 × √2
2 =6
16
,∴AB=√6
4 km,
即A,B 两点间的距离为√6
4 km.
二、多选题
8.(2025·昆明诊断)△ABC 的内角A,B,C 所对的边分别为a,b,c,满足下列条件的三角形有两个解的
是( )
A.c=54,b=39,C=120°
B.b=11,a=20,B=30°
C.a=2,b=6,A=30°
D.b=26,c=15,C=30°
答案 BD
解析 对于A,sin B=bsin C
c
=
39× √3
2
54
<1,
又b<c,只有一解,不合题意;
对于B,sin A=asin B
b
=
20× 1
2
11
<1,
又asin B<b<a,则有两解,符合题意;
对于C,sin B=bsin A
a
=
6× 1
2
2
>1,
则B 不存在,无解,不合题意;
对于D,sin B=bsin C
c
=
26× 1
2
15
<1,
又bsin C<c<b,则有两解,符合题意.
9.某学校开展测量旗杆高度的数学建模活动,学生需通过建立模型、实地测量、迭代优化完成此次
活动.在以下不同小组设计的初步方案中,可计算出旗杆高度的方案有( )
A.在水平地面上任意寻找两点A,B,分别测量旗杆顶端的仰角α,β,再测量A,B 两点间距离
B.在旗杆对面找到某建筑物(低于旗杆),测得建筑物的高度为h,在该建筑物底部和顶部分别测得旗
杆顶端的仰角α 和β
C.在地面上任意寻找一点A,测量旗杆顶端的仰角α,再测量A 到旗杆底部的距离
D.在旗杆的正前方A 处测得旗杆顶端的仰角α,正对旗杆前行5 m 到达B 处,再次测量旗杆顶端的
仰角β
答案 BCD
解析 对于A,如果A,B 两点与旗杆底部不在一条直线上时,就不能测量出旗杆的高度,故A 不正
确;
对于B,如图1,在△ABD 中,由正弦定理求AD,则旗杆的高CD=h+ADsin β,
故B 正确;
对于C,如图2,在Rt△ADC 中,直接求出旗杆的高DC=ACtan α,故C 正确;
对于D,如图3,在△ABD 中,由正弦定理求AD,则旗杆的高CD=ADsin α,故D 正确.
三、填空题
10.(2025·福州质检)在△ABC 中,内角A,B,C 的对边分别为a,b,c,已知2ccos B=2a-b,则C=
.
答案 π
3
解析 根据题意,在△ABC 中,2ccos B=2a-b,
则2sin Ccos B=2sin A-sin B,
变形可得2sin Ccos B=2sin(B+C)-sin B,
则有2sin Bcos C=sin B,
因为sin B>0,所以cos C=1
2,
因为C∈(0,π),则C=π
3 .
11.如图是2025 年4 月30 日13 时08 分神舟十九号返回舱(图中C)接近地面的场景.伞面是表面积为
1 200 m2的半球面(不含底面圆),伞顶B 与返回舱底端C 的距离为半球半径的5 倍,直线BC 与水平
地面垂直于点D,D 和观测点A 在同一水平线上,在A 测得点B 的仰角∠DAB=30°,且sin ∠BAC=
7√3
2√247,则此时返回舱底端离地面的距离CD= .
(π =3.14 ,sin ∠ACB=9√3
√247 ,计算过程中,球半径四舍五入保留整数)
答案 20 m
解析 设半球的半径为r m,
则2πr2=1 200,∴r≈14,
∴BC=5r=70 m.
在△ABC 中,由正弦定理得
AB
sin ∠ACB =
BC
sin ∠BAC ,
则AB=BC sin ∠ACB
sin ∠BAC
=70× 9√3
√247 × 2√247
7√3 =180(m),
又∵∠DAB=30°,∴BD=90 m,
则CD=BD-BC=20 m.
12.(2025·武汉质检)在△ABC 中,内角A,B,C 的对边分别为a,b,c,已知cos 2C-cos 2B+sin 2A=sin
Asin B=1
2,且△ABC 的面积为√3,则边c 的值为 .
答案 √6
解析 因为cos 2C-cos 2B+sin 2A=sin A·sin B,
所以1-sin 2C-(1-sin 2B)+sin 2A=sin Asin B,
即sin 2B+sin 2A-sin 2C=sin Asin B,
由正弦定理角化边得b2+a2-c2=ab,
所以cos C=a
2+b
2−c
2
2ab
=ab
2ab =1
2,
又C∈(0,π),所以C=π
3 ,
由正弦定理
a
sin A =
b
sin B =
c
sin C 得
ab
sin A sin B =
c
2
sin
2C ,即
ab
1
2
=
c
2
sin
2 π
3
,
即c2=3
2ab.
又△ABC 的面积S△ABC=1
2absin C=√3,
所以ab=4,则c2=6,解得c=√6.
四、解答题
13.(2025·温州模拟)记△ABC 的内角A,B,C 所对的边分别为a,b,c,已知2csin B=√2b.
(1)求角C 的大小;
(2)若tan A=tan B+tan C,a=2,求△ABC 的面积.
解 (1)由2csin B=√2b 得2sin C·sin B=√2sin B,
又B 为三角形内角,所以sin B>0,
得sin C=√2
2 ,
又C 为三角形内角,所以C=π
4 或3 π
4 .
(2)由tan A=-tan(B+C)=tan B+tan C
得-tan B+tan C
1−tan B tan C =tan B+tan C,
又tan B+tan C≠0,
所以tan Btan C=2,故B,C∈(0, π
2),
由(1)得C=π
4 ,tan C=1,所以tan B=2,
所以tan A=tan B+tan C=3,
又A 为三角形内角,所以sin A=3√10
10 .
由正弦定理
a
sin A =
c
sin C 得
2
3√10
10
=c
√2
2
解得c=2√5
3 ,
又tan B=2,且B 为三角形内角,
故sin B=2√5
5 ,
所以S△ABC=1
2acsin B
=1
2×2×2√5
3
× 2√5
5
=4
3 .
14.(2025·成都段考)已知a,b,c 分别为△ABC 三个内角A,B,C 的对边,acos C+√3asin C-b-c=0.
(1)求角A 的大小;
(2)若a=2,△ABC 的面积为√3,判断△ABC 的形状.
解 (1)由正弦定理知sin Acos C+√3sin Asin C-sin B-sin C=0,
而sin B=sin(π-A-C)
=sin(A+C),
∴sin Acos C+√3sin Asin C-sin(A+C)-sin C=0,
即√3sin Asin C-cos Asin C-sin C=0,
又C∈(0,π),∴sin C≠0,
∴√3sin A-cos A=2sin(A −π
6)=1,
即sin(A −π
6)=1
2,
又0<A<π,
∴A-π
6 ∈(−π
6 , 5 π
6 ).
∴A-π
6 =π
6 ,则A=π
3 .
(2)由题意得{
S△ABC=1
2 bc sin A =√3
4 bc=√3,
cos A =b
2+c
2−4
2bc
=1
2 ,
∴{
bc=4 ,
b
2+c
2=8,
将b=4
c 代入b2+c2=8,
整理得c4-8c2+16=0,
则c2=4,
即c=2(c=-2 舍去),则b=2,
∴a=b=c=2,
∴△ABC 为等边三角形