专题限时集训(二) 解三角形
(建议用时:60分钟)
一、选择题
1.(2018·天津模拟)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若AB=,a=3,∠C=120°,则AC等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
A [由余弦定理得13=AC2+9-6ACcos 120°
即AC2+3AC-4=0
解得AC=1或AC=-4(舍去).故选A.]
2. (2018·合肥模拟)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若cos C=,bcos A+acos B=2,则△ABC的外接圆的面积为( )
A.4π B.8π C.9π D.36π
C [由bcos A+acos B=2,得+=2
化简得c=2,又sin C=,则△ABC的外接圆的半径R==3,从而△ABC的外接圆面积为9π,故选C.]
3.在△ABC中,内角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,若c2=(a-b)2+6,C=,则△ABC的面积( )
A.3 B. C. D.3
C [因为c2=(a-b)2+6,C=,所以由余弦定理得:c2=a2+b2-2abcos,即-2ab+6=-ab,ab=6,因此△ABC的面积为absin C=3×=,选C.]
4.如图216,为测得河对岸塔AB的高,先在河岸上选一点C,使C在塔底B的正东方向上,测得点A的仰角为60°,再由点C沿北偏东15°方向走10米到位置D,测得∠BDC=45°,则塔AB的高为( )
图216
A.10米 B.10米
C.10米 D.10米
D [在△BCD中,∠DBC=180°-105°-45°=30°,
由正弦定理得=,解得BC=10.
在△ABC中,AB=BCtan∠ACB=10×tan 60°=10.]
5.(2018·长沙模拟)在△ABC中,角A,B,C对应边分别为a,b,c,已知三个向量m=,n=,p=共线,则△ABC的形状为( )
A.等边三角形 B.等腰三角形
C.直角三角形 D.等腰直角三角形
A [由m∥n得acos=bcos,即sin Acos =sin Bcos 化简得sin=sin,从而A=B,同理由m∥p得A=C,因此△ABC为等边三角形.]
6.如图217,在△ABC中,C=,BC=4,点D在边AC上,AD=DB,DE⊥AB,E为垂足.若DE=2,则cos A=( )
图217
A. B.
C. D.
C [∵DE=2,∴BD=AD==.∵∠BDC=2∠A,在△BCD中,由正弦定理得=,∴=×=,∴cos A=,故选C.]
7.为测出所住小区的面积,某人进行了一些测量工作,所得数据如图218所示,则小区的面积为( )
图218
A. km2 B. km2
C. km2 D. km2
D [如图,连接AC,根据余弦定理可得AC=,故△ABC为直角三角形,且∠ACB=90°,∠BAC=30°,从而△ADC为等腰三角形,且∠ADC=150°,设AD=DC=x,根据余弦定理得x2+x2+x2=3,即x2==3(2-).所以所求小区的面积为×1×+×3(2-)×==(km2).]
8.在△ABC中,A=60°,BC=,D是AB边上不同于A,B的任意一点,CD=,△BCD的面积为1,则AC的长为( )
A.2 B. C. D.
D [由S△BCD=1,可得×CD×BC×sin∠DCB=1,即sin∠DCB=,所以cos∠DCB=或cos∠DCB=-,又∠DCB<∠ACB=180°-A-B=120°-B<
120°,所以cos∠DCB>-,所以cos∠DCB=.在△BCD中,cos∠DCB==,解得BD=2,所以cos∠DBC==,所以sin∠DBC=.在△ABC中,由正弦定理可得AC==,故选D.]
二、填空题
9.如图219,为了估测某塔的高度,在同一水平面的A,B两点处进行测量,在点A处测得塔顶C在西偏北20°的方向上,仰角为60°;在点B处测得塔顶C在东偏北40°的方向上,仰角为30°.若A,B两点相距130 m,则塔的高度CD=________m.
图219
10 [分析题意可知,设CD=h,则AD=,BD=h,在△ADB中,∠ADB=180°-20°-40°=120°,由余弦定理AB2=BD2+AD2-2BD·AD·cos 120°,可得1302=3h2+-2·h··,解得h=10,故塔的高度为10 m.]
10.(2018·衡阳模拟)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知b=4,c=5,且B=2C,点D为边BC上一点,且CD=3,则△ADC的面积为________.
6 [在△ABC中,由正弦定理得=,又B=2C,则=,又sin C>0,则cos C==,又C为三角形的内角,则sin C===,则△ADC的面积为AC·CDsin C=×4×3×=6.]
11.(2018·济南模拟)已知△ABC中,AC=4,BC=2,∠BAC=60°,AD⊥BC
于点D,则的值为________.
6 [在△ABC中,由余弦定理可得BC2=AC2+AB2-2AC·ABcos∠BAC,即28=16+AB2-4AB,解得AB=6或AB=-2(舍),则cos∠ABC==,BD=AB·cos∠ABC=6×=,CD=BC-BD=2-=,所以=6.]
12.已知在△ABC中,B=2A,∠ACB的平分线CD把三角形分成面积比为4∶3的两部分,则cos A=________.
[由题意知S△ACD∶S△BCD=4∶3,
即=,
化简得=
又=,所以==
因为B=2A,所以=,化简得cos A=.]
三、解答题
13.如图2110,在△ABC中,∠ABC=90°,AB=,BC=1,P为△ABC内一点,∠BPC=90°.
图2110
(1)若PB=,求PA;
(2)若∠APB=150°,求tan∠PBA.
[解] (1)由已知得,∠PBC=60°,
所以∠PBA=30°.
在△PBA中,由余弦定理得PA2=3+-2××cos 30°=.故PA=.
(2)设∠PBA=α,由已知得PB=sin α.
在△PBA中,由正弦定理得=,
化简得cos α=4sin α.
所以tan α=,即tan∠PBA=.
(教师备选)
在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,满足(2b-c)cos A=acos C.
(1)求角A的大小;
(2)若a=3,求△ABC周长的最大值.
[解] (1)由(2b-c)cos A=acos C及正弦定理,
得(2sin B-sin C)cos A=sin Acos C,
∴2sin Bcos A=sin Ccos A+sin Acos C,
∴2sin Bcos A=sin(C+A)=sin B.
∵B∈(0,π),∴sin B≠0.
∵A∈(0,π),cos A=,∴A=.
(2)由(1)得A=,由正弦定理得====2,∴b=2sin B,c=2sin C.
△ABC的周长l=3+2sinB+2sin
=3+2sinB+2
=3+3sin B+3cos B
=3+6sin.
∵B∈,∴当B=时,△ABC的周长取得最大值为9.