第五编 平面向量、解三角形(5)

2019-01-18 19:49

将上式代入

a2cosBcosC

=-

b2a?c得:

b2a?c?c2?b2

22ac2

2

a2

2ab2?b?c22=-

整理得:a+c-b=-ac ∴cosB=

a2?c2?b22ac=

?ac2ac =-2312

∵B为三角形的内角,∴B=(2)将b=13,a+c=4,B=

23?.

?代入

b2=a2+c2-2accosB,得b2=(a+c)2-2ac-2accosB ∴b2=16-2ac?1??12?1??2?,∴ac=3.

∴S△ABC=acsinB=

334.

2

2

2

例3 (14分)△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且b+c-a+bc=0. (1)求角A的大小;

(2)若a=3,求bc的最大值; (3)求

asin(30??C)b?c2的值.

22解 (1)∵cosA=

b?c?a2bc=

?bc2bc=-

12, 2分

又∵A∈(0°,180°),∴A=120°. 4分 (2)由a=3,得b2+c2=3-bc,

又∵b2+c2≥2bc(当且仅当c=b时取等号),

∴3-bc≥2bc(当且仅当c=b时取等号). 6分 即当且仅当c=b=1时,bc取得最大值为1. 8分 (3)由正弦定理得:

asin(30??C)b?casinA?bsinB?csinC?2R,

∴=

?2RsinAsin(30??C)2RsinB?2RsinC 10分

sinAsin(30??C)sinB?sinC 11分

313(cosC?sinC)222= 12分 sin(60??C)?sinC33432=

432cosC?cosC?sinC) 13分

sinC21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网

=

12. 14分

例4 在△ABC中,a、b、c分别表示三个内角A、B、C的对边,如果(a2+b2)sin(A-B)= (a-b)sin(A+B),判断三角形的形状. 解 方法一 已知等式可化为

a2[sin(A-B)-sin(A+B)]=b2[-sin(A+B)-sin(A-B)] ∴2a2cosAsinB=2b2cosBsinA 由正弦定理可知上式可化为: sin2AcosAsinB=sin2BcosBsinA ∴sinAsinB(sinAcosA-sinBcosB)=0 ∴sin2A=sin2B,由0<2A,2B<2? 得2A=2B或2A=?-2B, 即A=B或A=

?22

2

-B,∴△ABC为等腰或直角三角形.

方法二 同方法一可得2a2cosAsinB=2b2sinAcosB 由正、余弦定理,可得 ab

2

b?c?a2bc222= ba

2

a2?c2?b22ac

∴a2(b2+c2-a2)=b2(a2+c2-b2) 即(a-b)(a+b-c)=0 ∴a=b或a2+b2=c2

∴△ABC为等腰或直角三角形.

1.(1)△ABC中,a=8,B=60°,C=75°,求b; (2)△ABC中,B=30°,b=4,c=8,求C、A、a. 解 (1)由正弦定理得

asinA?bsinB2

2

2

2

2

.

∵B=60°,C=75°,∴A=45°, ∴b=

asinBsinA?8?sin60?sin45?=46.

csinBb8sin30?4(2)由正弦定理得sinC=?=1.

又∵30°<C<150°,∴C=90°.

22∴A=180°-(B+C)=60°,a=c?b=43.

2.已知△ABC中,三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若△ABC的面积为S,且2S=(a+b)-c,求tanC的值.

解 依题意得absinC=a+b-c+2ab, 由余弦定理知,a2+b2-c2=2abcosC. 所以,absinC=2ab(1+cosC), 即sinC=2+2cosC,

2

2

2

22

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所以2sin

C2cos

C2C2 =4cos2

C2

化简得:tan=2.

C222tan从而tanC=

1?tanC2=-

43.

3.(20082辽宁理,17)在△ABC中,内角A、B、C对边的边长分别是a、b、c.已知c=2,C=

?3.

(1)若△ABC的面积等于3,求a、b的值; (2)若sinC+sin(B-A)=2sin2A,求△ABC的面积. 解 (1)由余弦定理及已知条件,得a2+b2-ab=4. 又因为△ABC的面积等于3, 所以

12absinC=3,所以ab=4.

联立方程组?22??a?b?ab?4,??ab?4, 解得??a?2?b?2.

(2)由题意得sin(B+A)+sin(B-A)=4sinAcosA, 即sinBcosA=2sinAcosA, 当cosA=0时,A=

?2,B=

?6,a=

433,b=

233.

当cosA≠0时,得sinB=2sinA,由正弦定理得b=2a,

?23,?a?22???a?b?ab?4,3联立方程组? 解得?

?b?2a,43???b?3.?所以△ABC的面积S=

12absinC=

233.

4.已知△ABC的三个内角A、B、C的对边分别为a、b、c,若a、b、c成等差数列,且2cos2B-8cosB+5=0,求角B的大小并判断△ABC的形状. 解 方法一 ∵2cos2B-8cosB+5=0, ∴2(2cos2B-1)-8cosB+5=0. ∴4cos2B-8cosB+3=0, 即(2cosB-1)(2cosB-3)=0. 解得cosB=

12或cosB=

?332(舍去).∴cosB=

12.

∵0<B<?,∴B=.

∵a,b,c成等差数列,∴a+c=2b.

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∴cosB=

a2?c2?b2a2?c2?(2aca?c2)22ac2

2

==

12,

化简得a+c-2ac=0,解得a=c. 又∵B=

?3,∴△ABC是等边三角形.

方法二 ∵2cos2B-8cosB+5=0, ∴2(2cos2B-1)-8cosB+5=0. ∴4cos2B-8cosB+3=0, 即(2cosB-1)(2cosB-3)=0. 解得cosB=

1212或cosB=

32(舍去).

?3∴cosB=,∵0<B<?,∴B=,

∵a,b,c成等差数列,∴a+c=2b. 由正弦定理得sinA+sinC=2sinB=2sin∴sinA+sin?∴sinA+sin

32?3=3.

?2???A?=?3?2?3cosA3,

2?3-cos

sinA=3.

??化简得∴A+

?6sinA+

?232cosA=3,∴sin?A?,

???6? =1.

=,∴A=

?3∴C=

?3,∴△ABC为等边三角形.

一、填空题

1.在△ABC中,若2cosBsinA=sinC,则△ABC一定是 三角形. 答案 等腰

2.在△ABC中,A=120°,AB=5,BC=7,则

35sinBsinC的值为 .

答案

143.已知△ABC的三边长分别为a,b,c,且面积S△ABC=答案 45°

4.在△ABC中,BC=2,B=答案

33(b+c-a),则A= .

222

?3,若△ABC的面积为

32,则tanC为 .

5.在△ABC中,a2-c2+b2=ab,则C= .

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答案 60°

6.△ABC中,若a+b+c=2c(a+b),则C= . 答案 45°或135°

7.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=1,b=7,c=3,则B= . 答案

5?64

4

4

2

2

2

8.某人向正东方向走了x千米,他右转150°,然后朝新方向走了3千米,结果他离出发点恰好3千米,那么x的值是 . 答案 3或23 二、解答题

9.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,并且a2=b(b+c). (1)求证:A=2B;

(2)若a=3b,判断△ABC的形状. (1)证明 因为a2=b(b+c),即a2=b2+bc, 所以在△ABC中,由余弦定理可得, cosB=

a2a2?c?b2ac22=

c2?bc2ac=

b?c2a

=

2ab=

a2b=

sinA2sinB,

所以sinA=sin2B,故A=2B. (2)解 因为a=3b,所以由a2=b(b+c)可得c=2b, cosB=

a2ab=3,

?c?b2ac22=

3b2?4b22?b2=

32,

43b所以B=30°,A=2B=60°,C=90°. 所以△ABC为直角三角形.

10.(20082全国Ⅱ理,17)在△ABC中,cosB=-(1)求sinA的值; (2)△ABC的面积S△ABC=解 (1)由cosB=-由cosC=

45513332513,cosC=

45.

,求BC的长.

1213,得sinB=

35,

,得sinC=.

3365所以sinA=sin(B+C)=sinBcosC+cosBsinC=

33212332.

(2)由S△ABC=,得3AB3AC3sinA=.

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