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1.1.1 正弦定理
预习课本P2~3,思考并完成以下问题
(1)直角三角形中的边角之间有什么关系?
(2)正弦定理的内容是什么?利用它可以解哪两类三角形?
(3)解三角形的含义是什么?
1.正弦定理
在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等,即==.
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[点睛] 正弦定理的特点
(1)适用范围:正弦定理对任意的三角形都成立.
(2)结构形式:分子为三角形的边长,分母为相应边所对角的正弦的连等式.
(3)刻画规律:正弦定理刻画了三角形中边与角的一种数量关系,可以实现三角形中边角关系的互化.
2.解三角形
一般地,把三角形的三个角A,B,C和它们的对边a,b,c叫做三角形的元素,已知三角形的几个元素求其他元素的过程叫做解三角形.
1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)正弦定理适用于任意三角形( )
(2)在△ABC中,等式bsin A=asin B总能成立( )
(3)在△ABC中,已知a,b,A,则此三角形有唯一解( )
解析:(1)正确.正弦定理适用于任意三角形.
(2)正确.由正弦定理知=,即bsin A=asin B.
(3)错误.在△ABC中,已知a,b,A,此三角形的解有可能是无解、一解、两解的情况,具体情况由a,b,A的值来定.
答案:(1)√ (2)√ (3)×
2.在△ABC中,下列式子与的值相等的是( )
A. B.
C. D.
解析:选C 由正弦定理得,=,
所以=.
3.在△ABC中,已知A=30°,B=60°,a=10,则b等于( )
A.5 B.10
C. D.5
解析:选B 由正弦定理得,b===10.
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4.在△ABC中,A=,b=2,以下错误的是( )
A.若a=1,则c有一解 B.若a=,则c有两解
C.若a=,则c无解 D.若a=3,则c有两解
解析:选D a=2 sin=1时,c有一解;当aB=45°.∴A=60°或120°.
当A=60°时,C=180°-45°-60°=75°,c===;
当A=120°时,C=180°-45°-120°=15°,c===.
综上可知:A=60°,C=75°,c=或A=120°,C=15°,c=.
已知三角形两边和其中一边的对角解三角形的方法
(1)首先由正弦定理求出另一边对角的正弦值.
(2)如果已知的角为大边所对的角时,由三角形中大边对大角、大角对大边的法则能判断另一边所对的角为锐角,由正弦值可求锐角唯一.
(3)如果已知的角为小边所对的角时,则不能判断另一边所对的角为锐角,这时由正弦值可求两个角,要分类讨论.
[活学活用]
在△ABC中,c=,C=60°,a=2,求A,B,b.
解:∵=,∴sin A==.
∴A=45°或A=135°.
又∵c>a,∴C>A.∴A=45°.
∴B=75°,b===+1.
三角形形状的判断
[典例] 在△ABC中,acos=bcos,判断△ABC的形状.
解:[法一 化角为边]
∵acos=bcos,
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∴asin A=bsin B.由正弦定理可得:a·=b·,
∴a2=b2,∴a=b,∴△ABC为等腰三角形.
[法二 化边为角]
∵acos=bcos,
∴asin A=bsin B.
由正弦定理可得:2Rsin2A=2Rsin2B,即sin A=sin B,
∴A=B.(A+B=π不合题意舍去)
故△ABC为等腰三角形.
利用正弦定理判断三角形的形状的两条途径
(1)化角为边.将题目中的所有条件,利用正弦定理化角为边,再根据多项式的有关知识(分解因式、配方等)得到边的关系,如a=b,a2+b2=c2等,进而确定三角形的形状.利用的公式为:sin A=,sin B=,sin C=.
(2)化边为角.将题目中所有的条件,利用正弦定理化边为角,再根据三角函数的有关知识得到三个内角的关系,进而确定三角形的形状.利用的公式为:a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C.
[活学活用]
在△ABC中,已知acos A=bcos B,试判断△ABC的形状.
解:由正弦定理,===2R,所以acos A=bcos B可化为sin A cos A=sin Bcos B,sin 2A=sin 2B,又△ABC中,A,B,C∈(0,π),所以2A=2B或2A+2B=π,即A=B或A+B=,所以△ABC的形状为等腰或直角三角形.
层级一 学业水平达标
1.在△ABC中,a=5,b=3,则sin A∶sin B的值是( )
A. B.
C. D.
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解析:选A 根据正弦定理得==.
2.在△ABC中,a=bsin A,则△ABC一定是( )
A.锐角三角形 B.直角三角形
C.钝角三角形 D.等腰三角形
解析:选B 由题意有=b=,则sin B=1,
即角B为直角,故△ABC是直角三角形.
3.在△ABC中,若=,则C的值为( )
A.30° B.45°
C.60° D.90°
解析:选B 由正弦定理得,==,
则cos C=sin C,即C=45°,故选B.
4.△ABC中,A=,B=,b=,则a等于( )
A.1 B.2
C. D.2
解析:选A 由正弦定理得=,
∴a=1,故选A.
5.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且a=bsin A,则sin B=( )
A. B.
C. D.-
解析:选B 由正弦定理得a=2Rsin A,b=2Rsin B,所以sin A=sin Bsin A,故sin B=.
6.下列条件判断三角形解的情况,正确的是______(填序号).
①a=8,b=16,A=30°,有两解;
②b=18,c=20,B=60°,有一解;
③a=15,b=2,A=90°,无解;
④a=40,b=30,A=120°,有一解.
解析:①中a=bsin A,有一解;②中csin Bb且A=120°,有一解.综上,④正确.
答案:④
7.在△ABC中,若(sin A+sin B)(sin A-sin B)=sin2C,则△ABC的形状是________.
解析:由已知得sin2A-sin2B=sin2C,根据正弦定理知sin A=,sin B=,sin C=,
所以2-2=2,
即a2-b2=c2,故b2+c2=a2.所以△ABC是直角三角形.
答案:直角三角形
8.在锐角△ABC中,BC=1,B=2A,则=________.
解析:由正弦定理及已知得=,∴=2.
答案:2
9.已知一个三角形的两个内角分别是45°,60°,它们所夹边的长是1,求最小边长.
解:设△ABC中,A=45°,B=60°,
则C=180°-(A+B)=75°.
因为C>B>A,所以最小边为a.
又因为c=1,由正弦定理得,
a===-1,
所以最小边长为-1.
10.在△ABC中,已知a=2,A=30°,B=45°,解三角形.
解:∵==,
∴b====4.
∴C=180°-(A+B)=180°-(30°+45°)=105°,
∴c===
=4sin(30°+45°)=2+2.
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层级二 应试能力达标
1.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,如果c=a,B=30°,那么角C等于( )
A.120° B.105°
C.90° D.75°
解析:选A ∵c=a,∴sin C=sin A=sin(180°-30°-C)=sin(30°+C)=,即sin C=-cos C,∴tan C=-.又0°