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文档介绍
【数学】2018届一轮复习人教A版正弦定理和余弦定理的应用学案
专题23正弦定理、余弦定理的应用 1.能够运用正弦定理、余弦定理等知识解决一些与测量和几何计算有关的实际问题. 1.实际问题中的常用角 (1)仰角和俯角 在同一铅垂平面内的水平视线和目标视线的夹角,目标视线在水平视线上方叫仰角,目标视线在水平视线下方叫俯角(如图1). (2)方位角 从正北方向起按顺时针转到目标方向线之间的水平夹角叫做方位角.如B点的方位角为α(如图2). (3)方向角:正北或正南方向线与目标方向线所成的锐角,如南偏东30°,北偏西45°等. (4)坡度:坡面与水平面所成的二面角的正切值. 高频考点一 考查测量距离 例1、如图所示,有两座建筑物AB和CD都在河的对岸(不知道它们的高度,且不能到达对岸),某人想测量两座建筑物尖顶A、C之间的距离,但只有卷尺和测量仪两种工具.若此人在地面上选一条基线EF,用卷尺测得EF的长度为a,并用测角仪测量了一些角度:∠AEF=α,∠AFE=β,∠CEF=θ,∠CFE=φ,∠AEC=γ.请你用文字和公式写出计算 A、C之间距离的步骤和结果. 【方法技巧】求距离问题时要注意 (1)选定或确定要创建的三角形,要首先确定所求量所在的三角形,若其他量已知则直接解;若有未知量,则把未知量放在另一确定三角形中求解; (2)确定用正弦定理还是余弦定理,如果都可用,就选择更便于计算的定理. 【变式探究】 隔河看两目标A与B,但不能到达,在岸边选取相距 km的C,D两点,同时,测得∠ACB=75°,∠BCD=45°,∠ADC=30°,∠ADB=45°(A,B,C,D在同一平面内),求两目标A,B之间的距离. 【解析】如图,在△ACD中,∠ACD=120°, ∠CAD=∠ADC=30°.所以AC=CD=. 在△BCD中,∠BCD=45°,∠BDC=75°,∠CBD=60°,由正弦定理知BC== . 在△ABC中,由余弦定理,得AB2=AC2+BC2-2AC·BC·cos ∠ACB=()2+2-2×××cos 75°=3+2+-=5,所以AB= km, 所以A,B两目标之间的距离为 km. 高频考点二 考查高度问题 例2、如图,在湖面上高为10 m处测得天空中一朵云的仰角为30°,测得湖中之影的俯角为45°,则云距湖面的高度为(精确到0.1 m)( ) A.2.7 m B.17.3 m C.37.3 m D.373 m 【解析】在△ACE中, tan 30°==. ∴AE=. 在△AED中,tan 45°==, ∴AE=, ∴=, ∴CM==10(2+)≈37.3(m). 【答案】C 【方法技巧】求解高度问题首先应分清 (1) 在测量高度时,要理解仰角、俯角的概念,仰角和俯角都是在同一铅垂面内视线与水平线的夹角; (2)准确理解题意,分清已知条件与所求,画出示意图; (3)运用正、余弦定理,有序地解相关的三角形,逐步求解问题的答案,注意方程思想的运用. 【变式探究】如图,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的高是________米. 【解析】在△BCD中,CD=10,∠BDC=45°,∠BCD=15°+90°=105°,∠DBC=30°,=,BC==10.在Rt△ABC中,tan 60°=,AB=BCtan 60°=10. 【答案】10 高频考点三 考查角度问题 例3、某渔船在航行中不幸遇险,发出呼救信号,我海军舰艇在A处获悉后,立即测出该渔船在方位角为45°,距离A为10海里的C处,并测得渔船正沿方位角为105°的方向,以10海里/时的速度向小岛B靠拢,我海军舰艇立即以10海里/时的速度前去营救,求舰艇的航向和靠近渔船所需的时间. 解 如图所示,设所需时间为t小时, 则AB=10t,CB=10t, 在△ABC中,根据余弦定理,则有AB2=AC2+BC2-2AC·BC·cos 120°, 可得(10t)2=102+(10t)2-2×10×10tcos 120°. 整理得2t2-t-1=0, 解得t=1或t=-(舍去), 所以舰艇需1小时靠近渔船, 此时AB=10,BC=10. 在△ABC中,由正弦定理得=, ∴sin∠CAB===. ∴∠CAB=30°. 所以舰艇航向为北偏东75°. 【方法技巧】解决方位角问题其关键是弄清方位角概念.结合图形恰当选择正、余弦定理解三角形,同时注意平面图形的几何性质的应用. 【变式探究】如图,一船在海上自西向东航行,在A处测得某岛M的方位角为北偏东α角,前进m km后在B处测量该岛的方位角为北偏东β角,已知该岛周围n km范围内(包括边界)有暗礁,现该船继续东行,当α与β满足条件________时,该船没有触礁危险. 高频考点四 考查函数思想在解三角形中的应用 例4、如图所示,一辆汽车从O点出发沿一条直线公路以50公里/小时的速度匀速行驶(图中的箭头方向为汽车行驶方向),汽车开动的同时,在距汽车出发点O点的距离为5 公里、距离公路线的垂直距离为3公里的M点的地方有一个人骑摩托车出发想把一件东西送给汽车司机.问骑摩托车的人至少以多大的速度匀速行驶才能实现他的愿望,此时他驾驶摩托车行驶了多少公里? 【解析】作MI垂直公路所在直线于点I,则MI=3, ∵OM=5,∴OI=4,∴cos∠MOI=. 设骑摩托车的人的速度为v公里/小时,追上汽车的时间为t小时, 由余弦定理得(vt)2=52+(50t)2-2×5×50t×, 即v2=-+2 500==252+900≥900, ∴当t=时,v取得最小值为30,∴其行驶距离为vt==公里. 故骑摩托车的人至少以30公里/小时的速度行驶才能实现他的愿望,此时他驾驶摩托车行驶了公里. 【方法技巧】函数思想在解三角形中常与余弦定理应用及函数最值求法相综合,此类问题综合性较强,能力要求较高,要求考生要有一定的分析问题解决问题的能力. 解答本题利用了函数思想,求解时把速度表示为时间的函数,利用函数最值求法完成解答,注意函数中以为整体构造二次函数,求最值. 【变式探究】如图所示,已知树顶A离地面米,树上另一点B离地面米,某人在离地面米的C处看此树,则该人离此树________米时,看A,B的视角最大. 【解析】过C作CF⊥AB于点F,设∠ACB=α,∠BCF=β,由已知得AB=-=5( 米),BF=-=4(米),AF=-=9(米).则tan(α+β)==,tan β==,∴tan α=[(α+β)-β]===≤=.当且仅当FC=,即FC=6时,tan α取得最大值,此时α取得最大值. 【答案】6 1.【2016年高考四川理数】(本小题满分12分) 在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且. (I)证明:; (II)若,求. 【答案】(Ⅰ)证明详见解析;(Ⅱ)4. 【解析】 Ⅰ)根据正弦定理,可设===k(k>0). 则a=ksin A,b=ksin B,c=ksin C. 代入+=中,有 +=,变形可得 sin Asin B=sin Acos B+cos Asin B=sin(A+B). 在△ABC中,由A+B+C=π,有sin(A+B)=sin(π–C)=sin C, 所以sin Asin B=sin C. 2.【2016高考浙江理数】(本题满分14分)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c. 已知b+c=2a cos B. (I)证明:A=2B; (II)若△ABC的面积,求角A的大小. 【答案】(I)证明见解析;(II)或. 【解析】 (Ⅰ)由正弦定理得, 故, 于是. 又,,故,所以或, 因此(舍去)或, 所以,. (Ⅱ)由得,故有, 因为,所以. 又,,所以. 当时,; 当时,. 综上,或. 3.【2016高考山东理数】(本小题满分12分) 在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知 (Ⅰ)证明:a+b=2c; (Ⅱ)求cosC的最小值. 【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ) 【解析】 (Ⅰ)由题意知, 化简得, 即. 因为, 所以. 从而. 由正弦定理得. (Ⅱ)由(Ⅰ)知, 所以 , 当且仅当时,等号成立. 故 的最小值为. 【2015高考上海,理14】在锐角三角形中,,为边上的点,与的面积分别为和.过作于,于,则 . 【答案】 【2015高考广东,理11】设的内角,,的对边分别为,,,若, ,,则 . 【答案】. 【解析】因为且,所以或,又,所以,,又,由正弦定理得即解得,故应填入. 【2015高考湖北,理12】函数的零点个数为 . 【答案】2 【解析】因为 所以函数的零点个数为函数与图象的交点的个数, 函数与图象如图,由图知,两函数图象有2个交点, 所以函数有2个零点. 【2015高考湖北,理13】如图,一辆汽车在一条水平的公路上向正西行驶,到处时测得公路北侧一山顶D在西偏北的方向上,行驶600m后到达处,测得此山顶在西偏北的方向上,仰角为,则此山的高度 m. 【答案】 【解析】依题意,,,在中,由, 所以,因为,由正弦定理可得,即m, 在中,因为,,所以,所以m. 【2015高考重庆,理13】在ABC中,B=,AB=,A的角平分线AD=,则AC=_______. 【答案】 【解析】由正弦定理得,即,解得,,从而,所以,. 【2015高考福建,理12】若锐角的面积为 ,且 ,则 等于________. 【答案】7 【解析】由已知得的面积为,所以,,所以.由余弦定理得,. 【2015高考新课标2,理17】(本题满分12分) 中,是上的点,平分,面积是面积的2倍. (Ⅰ) 求; (Ⅱ)若,,求和的长. 【答案】(Ⅰ);(Ⅱ). 【解析】(Ⅰ),,因为,,所以.由正弦定理可得. (Ⅱ)因为,所以.在和中,由余弦定理得 ,. .由(Ⅰ)知,所以. 【2015高考浙江,理16】在中,内角,,所对的边分别为,,,已知,=. (1)求的值; (2)若的面积为7,求的值. 【答案】(1);(2). 【2015高考安徽,理16】在中,,点D在边上,,求的长. 【答案】 【解析】如图, 设的内角所对边的长分别是,由余弦定理得 , 所以. 又由正弦定理得. 由题设知,所以. 在中,由正弦定理得. 【2015高考陕西,理17】(本小题满分12分)的内角,,所对的边分别为,,.向量与平行. (I)求; (II)若,求的面积. 【答案】(I);(II). 【解析】 (I)因为,所以, 由正弦定理,得 又,从而, 由于,所以 (Ⅱ)解法一:由余弦定理,得 而 得,即 因为,所以. 故的面积为. 解法二:由正弦定理,得, 从而, 又由,知,所以. 故 所以的面积为. (2014·天津卷)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.已知b-c=a,2sin B=3sin C,则cos A的值为________. 【答案】- 【解析】∵2sin B=3sin C,∴2b=3c. 又∵b-c=,∴a=2c,b=c, ∴cos A===-. (2014·新课标全国卷Ⅱ)设点M(x0,1),若在圆O:x2+y2=1上存在点N,使得∠OMN=45°,则x0的取值范围是________. 【答案】[-1,1] 【解析】在△OMN中,OM=≥1=ON,所以设∠ONM=α,则45°≤α<135°.根据正弦定理得=,所以=sin α∈[1,],所以0≤x≤1,即-1≤x0≤1,故符合条件的x0的取值范围为[-1,1]. (2014·广东卷)在△ABC中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c.已知bcos C+ccos B=2b,则=________. 【答案】2 【解析】本题考查了正弦定理以及两角和与差的正弦函数公式,熟练掌握正弦定理是解本题的关键.利用正弦定理,将bcos C+ccos B=2b化简得sin Bcos C+sin Ccos B=2sin B,即sin(B+C)=2sin B.∵sin(B+C)=sin A,∴sin A=2sin B,利用正弦定理化简得a=2b,故=2. (2014·安徽卷)设△ABC的内角A,B,C所对边的长分别是a,b,c,且b=3,c=1,A=2B. (1)求a的值; (2)求sin的值. (2014·北京卷)如图12,在△ABC中,∠B=,AB=8,点D在BC边上,且CD=2,cos∠ADC=. (1)求sin∠BAD; (2)求BD,AC的长. 图12 【解析】(1) 在△ADC中,因为cos ∠ADC=,所以sin ∠ADC=. 所以sin ∠BAD=sin(∠ADC-∠B)=sin ∠ADCcos B-cos ∠ADCsin B=×-×= . (2)在△ABD中,由正弦定理得 BD===3. 在△ABC中,由余弦定理得 AC2=AB2+BC2-2AB·BC·cos B =82+52-2×8×5×=49, 所以AC=7. (2014·福建卷)在△ABC中,A=60°,AC=4,BC=2 ,则△ABC的面积等于________. 【答案】2 【解析】由=,得sin B==1, ∴B=90°,C=180°-(A+B)=30°, 则S△ABC=·AC·BCsin C=×4×2sin 30°=2,即△ABC的面积等于2. (2014·湖南卷)如图15所示,在平面四边形ABCD中,AD=1,CD=2,AC=. 图15 (1)求cos∠CAD的值; (2)若cos∠BAD=-,sin∠CBA=,求BC的长. 【解析】(1)在△ADC中,由余弦定理,得 cos∠CAD=, 故由题设知,cos∠CAD==. (2)设∠BAC=α,则α=∠BAD-∠CAD. 因为cos∠CAD=,cos∠BAD=-, 所以sin∠CAD== =, sin∠BAD===. 于是sin α=sin (∠BAD-∠CAD) =sin∠BADcos∠CAD-cos∠BADsin∠CAD =×-× =. 在△ABC中,由正弦定理,得=. 故BC===3. (2014·江西卷)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若c2=(a-b)2+6,C=,则△ABC的面积是( ) A.3 B. C. D.3 【答案】C 【解析】由余弦定理得,cos C===,所以ab=6,所以S△ABC=absin C=. (2014·辽宁卷)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a>c.已知·=2,cos B=,b=3.求: (1)a和c的值; (2)cos(B-C)的值. 【解析】(1)由·=2得c·a·cos B=2, 又cos B=,所以ac=6. 由余弦定理,得a2+c2=b2+2accos B, 又b=3,所以a2+c2=9+2×2=13. 解得或 因为a>c,所以a=3,c=2. (2)在△ABC中,sin B===. 由正弦定理,得sin C=sin B=·=. 因为a=b>c,所以C为锐角, 因此cos C===. 所以cos(B-C)=cos Bcos C+sin Bsin C=×+×=. (2014·全国卷)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知3acos C=2ccos A,tan A=,求B. 【解析】由题设和正弦定理得 3sin Acos C=2sin Ccos A, 故3tan Acos C=2sin C. 因为tan A=,所以cos C=2sin C, 所以tan C=. 所以tan B=tan[180°-(A+C)] =-tan(A+C) = =-1, 所以B=135°. (2014·新课标全国卷Ⅰ)已知a,b,c分别为△ABC三个内角A,B,C的对边,a=2,且(2+b)·(sin A-sin B)=(c-b)sin C,则△ABC面积的最大值为________. 【答案】 【解析】根据正弦定理和a=2可得(a+b)(a-b)=(c-b)c,故得b2+c2-a2=bc ,根据余弦定理得cos A==,所以A=.根据b2+c2-a2=bc及基本不等式得bc≥2bc-a2,即bc≤4,所以△ABC面积的最大值为×4×=. (2014·新课标全国卷Ⅱ)钝角三角形ABC的面积是,AB=1,BC=,则AC=( ) A.5 B. C.2 D.1 【答案】B 【解析】根据三角形面积公式,得BA·BC·sin B=,即×1××sin B=,得sin B=,其中C查看更多
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