2又A1H1?1?OH12,A2H2?1?OH2,所以A1H1?A2H2.
因为sin??tan??A1H1OH1AHAHOH2?A1H1,cos???OH1,tan??11,sin??22?A2H2,cos???OH2,OA1OA1OH1OA2OA2A2H2,所以sin??sin?,cos??cos?,tan??tan?. OH27.1.26★★ 已知0????90?,求证:
Bin??s?in,解析1 构造Rt△ABC,?C?90?,AB?1,?CAB??,如图,则BC?AsAC?ABcos??cos?.
(1)由+BC?AC?AB,得sin??cos??1;
111111AB?,S△ABC?AB?CH≤AB?CD?AB2?222244(△ABC以中线CD,高线CH重合为面积最大). (2)作高CH,中线CD,则CH≤CD,CD?CcosαsinααADHB
而S△ABC?11BC?AC?sin?cos?,所以2sin?cos?≤1. 222有1?2sin?cos?≤2,即?sin??cos??≤2. 又sin??cos??0,所以sin??cos?≤2. 由(1),(2)知,1?sin??cos?≤2. 解析2
?sin??cos??22?1?2sin?cos??1.
22又由2??sin??cos???1?2sin?cos???sin??cos??≥0,得2≥?sin??cos??, 故有1??sin??cos??≤2,由sin??cos??0,知1?sin??cos?≤2. 评注
解析1同时也证明了“斜边给定的直角三角形中,等腰直角三角形的面积最大”这一结论.
y??≥sin?sinxsiny?. ?2?sin2x?sin27.1.27★★★证明:对于任何实数x、y,有sin?2?解析 因为对于任意x、y,都有
?1≤sinx≤1,?1≤siny≤1,
πsin2x?sin2yπ所以???1≤sinxsiny≤≤1?.
222?sin2x?sin2ππ而函数sinx在?≤x≤上的值是随着x的增加而增加的,故sin?222?y??≥sin?sinxsiny?. ?7.1.28★★★若a?b?0,0?≤?≤90?,试证明解析
假设
asin??ba?ba?b不能介于及之间.
asin??ba?ba?ba?basin??ba?basin??ba?b,则有. ???a?basin??ba?basin??ba?b由题意知0≤sin?≤1,a?0,则asin?≤a,即 asin??b≤a?b, 又b?0,从而 1?即
2b2b, ≥1?asin??ba?basin??ba?b,所以假设不成立,即命题成立. ≥asin??ba?b2?y?x?1?x?y?yx?. 1?x1?y7.1.29★★★设x2?y2?1,且x??1,y??1,求证:解析
本题如果直接用代数方法,通过代数式的运算证明等式成立,比较复杂.根据已知条件
x2?y2?1,联想到sin2??cos2??1,因此可设x?sin?,y?cos?,则将代数式转化为三角式,利
用三角函数有关公式进行变形,这样会简便一些. 设x?sin?,y?cos?,则
yxcos??cos2??sin??sin2?cos?sin??? ??1?x1?y1?sin?1?cos?1?sin?1?cos????????cos??sin???1?cos?sin??1?sin??cos??sin?cos??2?cos??sin???1?cos??sin??2?2sin??2cos??2sin?cos?
2?cos??sin???1?cos??sin??1?sin2??cos2??2sin??2cos??2sin?cos??2?cos??sin???1?cos??sin???1?cos??sin??2?2?cos??2sin??1?cos??sin??2?y?x?1?x?y.
评注
22在一些代数等式的证明中,如果已知条件
22?x?cos? , ??x?acos? , 或? x?y?1或x?y?a?a?0?,则可设?y?sin?;???y?asin? , 从而将代数式转化为三角等式的证明问题,我们称这种转化为三角代换法.由于三角函数的公式较多,
因此化为三角式后,运算化简常比较方便.
§7.2解直角三角形
7.2.1★★如图,在直角三角形ABC中,?C?90?,AD是?A的平分线,且CD?6,DB?26,求△ABC的三边长.
AECDB
解析
由角平分线想到对称性,考虑过D作DE?AB,交AB于E,则由?C?90?得CD?DE?6.
在直角三角形BDE中, sinB?DE61??,则?B?60?,所以 DB262AC?BCtanB??6?26??3?32, 3AB?AC?2AC?62, sinBBC?CD?DB?36.
故△ABC的三边长分别为62、32,36.
7.2.2 ★★在Rt△ABC中(如图),D、E是斜边AB的三等分点,已知CD?sinx,CE?cosx?0??x?90??.试求AB的长.
BPQFGDECA
解析 作DF?AC于F,EG?AC于G;DP?BC于P,EQ?BC于Q.令 BP?PQ?QC?a,AG?GF?FC?b. 则DF?2a,EG?a.
在Rt△CDF和Rt△CEG中,由勾股定理,得?2a??b2?sin2x,及a2??2b??cos2x, 两式相加得5a2?b2?1,a2?b2?所以AB?3BD?3a2?b2?22??1. 535. 57.2.3★★如图,△ABC中,?C?90?,AB?10,AC?6,AD是?BAC的平分线,求点B到直
线AD的距离BH.
AEBHDC
解析 已知Rt△ABH中,AB?10,要求BH,可求出?BAH的正弦值,而?BAH??CAD,因而可先求出DC的长.
作DE?AB于E,有AE?AC?6,ED?CD. 设DC?3k,由三角形内角平分线性质有
BD10?,则BD?5k. DC6222Rt△BDE中,DE2?BE2?BD2,即?3k???10?6???5k?,得k?1. CD?3k?3,AD?62?32?35,sin?DAC?15?BH,故BH?25. 107.2.4★已知△ABC是非等腰直角三角形,?BAC?90?,在BC所在直线上取两点D、E使DB?BC?CE,连结AD、AE.已知?BAD?45?.求tan?CAE的值. 解析 如图,过B、C两点作BM∥AC、CN∥AB分别交AD、AE于M、N.易知
MDBANCE
AC?2BM,AB?2CN,
tan?BAD?BMCN,tan?CAE?, ABAC1. 4从而,tan?BADtan?CAE?1. 47.2.5★★设有一张矩形纸片ABCD(如图),AB?3,BC?4.现将纸片折叠,使C点与A点重合,试求折痕EF的长.
因为tan?BAD?1,则tan?CAE?AFDOBEC
解析 设O是矩形对角线AC的中点.连结CF,由折叠知CF?AF,故FO?AC,即EF?AC.由AB?3,BC?4,得AC?5,从而
15AC?. 22在Rt△AOF中,?AOF?90?,故OF?AO?tan?FAO. AO?又由Rt△ADC得tan?FAO?tan?DAC?所以OF?DC3?, AD4531515??,EF?2OF?. 248425,求证:此三角形为等腰三47.2.6★★已知三角形两边之和是10,这两边的夹角为30?,面积为角形.解析由题意可设a?b?10,??30?,则
125, S△?absin??241125即ab??, 224得ab?25.
于是,由a?b?10,ab?25,得a、b是方程x2?10x?25?0的两个根.而此方程有两个相等的根,所以a?b?5,即此三角形为等腰三角形. 评注
也可以直接由
2?a?b???a?b??4ab?0,得a?b.
27.2.7★★在△ABC中,?C?90?,其周长为2?6,且已知斜边上的中线长为1.如果BC?AC,求tanA的值. 解析 由于斜边长是斜边上中线长的2倍,故AB?c?2.于是,由题设及勾股定理,得
??a?b?6 , ① ?22??a?b?4. ②把①式两边平方,得 a2?2ab?b2?6. 再由②得
ab?1.
③
6?2. 2由①、③知,a、b分别是二次方程u2?6u?1?0的两根,解得u?因为BC?AC(即a?b),故BC?12?6?2,AC??12?6?2,
?所以tanA?BC6?2??2?3. AC6?27.2.8★★已知a、b、c分别是△ABC中?A、?B,?C的对边,且a、b是关于x的一元二次方程 x2?4?c?2???c?4?x的两个根. (1)判断△ABC的形状; (2)若tanA?解析
3求a、b、c. 4(1)根据题意,尝试从边来判断.
因为a?b?c?4,ab?4?c?2?,
所以a2?b2??a?b??2ab??c?4??2?4?c?2??c2, 从而知△ABC是直角三角形,?C?90?.
22