(1)求cos∠CBE的值; (2)求AE.
解:(1)因为∠BCD=90°+60°=150°, CB=AC=CD, 所以∠CBE=15°.
所以cos∠CBE=cos(45°-30°)=(2)在△ABE中,AB=2,
AE2
由正弦定理,得=,
sin?45°-15°?sin?90°+15°?2sin30°
故AE===6-2.
cos15°6+2
4
例4在△ABC中,求证:asin2B+bsin2A=2absinC.
活动:此题所证结论包含关于△ABC的边角关系,证明时可以考虑两种途径:一是把角的关系通过正弦定理转化为边的关系,若是余弦形式则通过余弦定理;二是把边的关系转化为角的关系,一般是通过正弦定理.另外,此题要求学生熟悉相关的三角函数的有关公式,如sin2B=2sinBcosB等,以便在化为角的关系时进行三角函数式的恒等变形.
证法一: (化为三角函数)
asin2B+bsin2A=(2RsinA)22sinB2cosB+(2RsinB)22sinA2cosA=8RsinA2sinB(sinAcosB+cosAsinB)=8RsinAsinBsinC=222RsinA22RsinB2sinC=2absinC.
所以原式得证.
证法二: (化为边的等式)
2ba+c-b2ab+c-aab2
左边=a22sinBcosB+b22sinAcosA=a22+b22=
2R2ac2R2bc2Rc
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2
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2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
6+2. 4
1232
abc2222222
(a+c-b+b+c-a)=22c=2ab2=2absinC.
2Rc2R
点评:由边向角转化,通常利用正弦定理的变形式:a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC,
21
在转化为角的关系式后,要注意三角函数公式的运用,在此题用到了正弦二倍角公式sin2A=2sinA2cosA,正弦两角和公式sin(A+B)=sinA2cosB+cosA2sinB;由角向边转化,要结合正弦定理变形式以及余弦定理形式二.
变式训练
在△ABC中,求证: a+bsinA+sinB(1)2=; 2
csinC
(2)a+b+c=2(bccosA+cacosB+abcosC). 证明:(1)根据正弦定理,可设 abc== = k, sinAsinBsinC显然 k≠0,所以
a+bksinA+ksinBsinA+sinB左边=2===右边. 222
cksinCsinC(2)根据余弦定理,得
b+c-ac+a-ba+b-c
右边=2(bc+ca+ab) 2bc2ca2ab=(b+c- a)+(c+a-b)+(a+b-c) =a+b+c=左边.
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知能训练
1.已知△ABC的三个内角A、B、C所对的三边分别为a、b、c.若△ABC的面积S=cC2
-(a-b),则tan等于( )
2
111
A. B. C. D.1 2482.在△ABC中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,且满足4sin(1)求角B的度数;
(2)若b=3,a+c=3,且a>c,求a、c的值. 答案:
1.B 解析:由余弦定理及面积公式,得 1222
S=c-a-b+2ab=-2abcosC+2ab=absinC,
2
22
2
2
A+C7
-cos2B=. 22
∴
1-cosC1
=. sinC4
C1-cosC1∴tan==.
2sinC4
12
2.解:(1)由题意,知4cosB-4cosB+1=0,∴cosB=.
2∵0<B<180°,∴B=60°.
(2)由余弦定理,知3=a+c-ac=(a+c)-3ac=9-3ac, ∴ac=2.① 又∵a+c=3,②
解①②联立的方程组,得a=2,c=1或a=1,c=2. ∵a>c,∴a=2,c=1.
2
2
2
课堂小结
教师与学生一起回顾本节课我们共同探究的解三角形问题,特别是已知两边及其一边的对角时解的情况,通过例题及变式训练,掌握了三角形中边角互化的问题以及联系其他知识的小综合问题.学到了具体问题具体分析的良好思维习惯.
教师进一步点出,解三角形问题是确定线段的长度和角度的大小,解三角形需要利用边角关系,三角形中,有六个元素:三条边、三个角;解三角形通常是给出三个独立的条件(元素),求出其他的元素,如果是特殊的三角形,如直角三角形,两个条件(元素)就够了.正弦定理与余弦定理是刻画三角形边角关系的重要定理,正弦定理适用于已知两角一边,求其他要素;余弦定理适用于已知两边和夹角,或者已知三边求其他要素.
作业
课本本节习题1—1B组6、7.
补充作业
tanAa1.在△ABC中,若=2,试判断△ABC的形状.
tanBb
2.在△ABC中,a、b、c分别是角A、B、C的对边,A=60°,B>C,b、c是方程x-23x+m=0的两个实数根,△ABC的面积为
2
2
2
2
3
,求△ABC的三边长. 2
tanAasinA2cosBa
解答:1.由=2,得=2,
tanBbcosA2sinBb由正弦定理,得a=2RsinA,b=2RsinB, sinA2cosB4RsinA
∴=22. cosA2sinB4RsinB
2
2
23
∴sinA2cosA=sinB2cosB, 即sin2A=sin2B. ∴A+B=90°或A=B,
即△ABC为等腰三角形或直角三角形.
1133
2.由韦达定理,得bc=m,S△ABC=bcsinA=msin60°=m=,
2242∴m=2.
则原方程变为x-23x+2=0, 解得两根为x=3±1. 又B>C,∴b>c. 故b=3+1,c=3-1.
由余弦定理a=b+c-2bccosA=6,得a=6.
∴所求三角形的三边长分别为a=6,b=3+1,c=3-1.
设计感想
本教案设计的思路是:通过一些典型的实例来拓展关于解三角形的各种题型及其解决方法,具体解三角形时,所选例题突出了函数与方程的思想,将正弦定理、余弦定理视作方程或方程组,处理已知量与未知量之间的关系.
本教案的设计注重了一题多解的训练,如例4给出了两种解法,目的是让学生对换个角度看问题有所感悟,使学生经常自觉地从一个思维过程转换到另一个思维过程,逐步培养出创新意识.换一个角度看问题,变通一下,也许会有意想不到的效果.
备课资料
一、正弦定理、余弦定理课外探究 1.正、余弦定理的边角互换功能
对于正、余弦定理,同学们已经开始熟悉,在解三角形的问题中常会用到它,其实,在涉及到三角形的其他问题中,也常会用到它们.两个定理的特殊功能是边角互换,即利用它们可以把边的关系转化为角的关系,也可以把角的关系转化为边的关系,从而使许多问题得以解决.
sinA3a+b
【例1】 已知a、b为△ABC的边,A、B分别是a、b的对角,且=,求的值.
sinB2b
2
2
2
2
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解:∵
absinAasinA3=,∴=.又=(这是角的关系), sinAsinBsinBbsinB2
a3a+b3+25∴=(这是边的关系).于是,由合比定理,得==. b2b22
【例2】 已知△ABC中,三边a、b、c所对的角分别是A、B、C,且2b=a+c. 求证:sinA+sinC=2sinB.
证明:∵a+c=2b(这是边的关系),① 又
abcbsinA
==,∴a=,② sinAsinBsinCsinB
bsinCc=.③
sinB
bsinAbsinC
将②③代入①,得+=2b.整理,得sinA+sinC=2sinB(这是角的关系).
sinBsinB2.正、余弦定理的巧用
某些三角习题的化简和求解,若能巧用正、余弦定理,则可避免许多繁杂的运算,从而使问题较轻松地获得解决,现举例说明如下:
【例3】 求sin20°+cos80°+3sin20°cos80°的值. 解:原式=sin20°+sin10°-2sin20°sin10°cos150°,
∵20°+10°+150°=180°,∴20°、10°、150°可看作一个三角形的三个内角. 设这三个内角所对的边依次是a、b、c,由余弦定理,得a+b-2abcos150°=c.(*) 而由正弦定理,知a=2Rsin20°,b=2Rsin10°,c=2Rsin150°,代入(*)式,得sin20°1122
+sin10°-2sin20°sin10°cos150°=sin150°=.∴原式=.
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二、备用习题
1.在△ABC中,已知a=11,b=20,A=130°,则此三角形( ) A.无解 B.只有一解 C.有两解 D.解的个数不确定
2.△ABC中,已知(a+c)(a-c)=b+bc,则A等于( )
A.30° B.60° C.120° D.150° ab
3.△ABC中,若=,则该三角形一定是( )
cosBcosAA.等腰三角形但不是直角三角形 B.直角三角形但不是等腰三角形 C.等腰直角三角形
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