专题二
第2讲 解三角形
三角函数、解三角形、平面向量与数列
考向预测
正弦定理与余弦定理以及解三角形问题是高考的必考内容,主要考查边、角、面积的计算及有关的范围问题.
知识与技巧的梳理
正弦定理、余弦定理、三角形面积公式.
(1)正弦定理
在△ABC中,===2R(R为△ABC的外接圆半径);
变形:a=2Rsin A,sin A=,
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=.
(3)三角形面积公式
S△ABC=absin C=bcsin A=acsin B.
热点题型
热点一 利用正(余)弦定理进行边角计算
【例1】(2018·株洲质检)在ΔABC中,角A、B、C的对边分别是a、b、c,已知cos2A=-13,c=3,sinA=6sinC.
(Ⅰ)求a的值;
(Ⅱ)若角A为锐角,求b的值及ΔABC的面积.
解(Ⅰ)由cos2A=1-2sin2A得sin2A=23,
因为A∈(0,π),∴sinA=63,
由sinA=6sinC,sinC=13,
由正弦定理asinA=csinC得a=32.
(Ⅱ)角A为锐角,则cosA=33,
由余弦定理得b2-2b-15=0即b=5,或b=-3(舍去),
所以ΔABC的面积SΔABC=12bcsinA=522.
探究提高 1.高考中主要涉及利用正弦、余弦定理求三角形的边长、角、面积等基本计算,或将两个定理与三角恒等变换相结合综合解三角形.
2.关于解三角形问题,一般要用到三角形的内角和定理,正、余弦定理及有关三角形的性质,常见的三角变换方法和原则都适用,同时要注意“三统一”,即“统一角、统一函数、统一结构”,这是使问题获得解决的突破口.
【训练1】 (2017·全国Ⅱ卷)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin(A+C)=8sin2.
(1)求cos B;
(2)若a+c=6,△ABC面积为2,求b.
解 (1)由题设及A+B+C=π,得sin B=8sin2,故sin B=4(1-cos B).
上式两边平方,整理得17cos2B-32cos B+15=0,
解得cos B=1(舍去),cos B=.
(2)由cos B=,得sin B=,
故S△ABC=acsin B=ac.
又S△ABC=2,则ac=.
由余弦定理及a+c=6得
b2=a2+c2-2accos B=(a+c)2-2ac(1+cos B)=36-2××=4.
所以b=2.
热点二 应用正、余弦定理解决实际问题
【例2】 (2017·衡水质检)某气象仪器研究所按以下方案测试一种“弹射型”气象观测仪器的垂直弹射高度:在C处(点C在水平地面下方,O为CH与水平地面ABO的交点)进行该仪器的垂直弹射,水平地面上两个观察点A,B两地相距100米,∠BAC=60°,其中A到C的距离比B到C的距离远40米.A地测得该仪器在C处的俯角为∠OAC=15°,A地测得最高点H的仰角为∠HAO=30°,则该仪器的垂直弹射高度CH为( )
A.210(+)米 B.140米
C.210米 D.20(-)米
解析 由题意,设AC=x米,则BC=(x-40)米,
在△ABC内,由余弦定理:BC2=BA2+CA2-2BA·CA·cos∠BAC,
即(x-40)2=x2+10 000-100x,解得x=420米.
在△ACH中,AC=420米,∠CAH=30°+15°=45°,∠CHA=90°-30°=60°,
由正弦定理:=.
可得CH=AC·=140(米).
答案 B
探究提高 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.
【训练2】 (2018·衡水中学)如图,一山顶有一信号塔(所在的直线与地平面垂直),在山脚处测得塔尖的仰角为,沿倾斜角为的山坡向上前进米后到达处,测得的仰角为.
(1)求的长;
(2)若, , , ,求信号塔的高度.
解(1)在中,,,.由正弦定理, .
(2)由(1)及条件知,,,,.
由正弦定理得.
热点三 解三角形与三角函数的交汇问题
【例3】 (2017·长沙质检)已知函数f(x)=2sin xcos x-2cos2x-1,x∈R.
(1)求函数f(x)的最小正周期和最小值;
(2)在△ABC中,A,B,C的对边分别为a,b,c,已知c=,f(C)=0,sin B=2sin A,求a,b的值.
解 (1)f(x)=sin 2x-2cos2x-1
=sin 2x-(cos 2x+1)-1=sin 2x-cos 2x-2=2sin-2,
所以函数f(x)的最小正周期T==π,最小值为-4.
(2)因为f(C)=2sin-2=0,
所以sin=1,又C∈(0,π),
知-