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第6讲 正弦定理、余弦定理及解三角形
基础巩固题组
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.(2022·北京西城区模拟)在△ABC中,若a=4,b=3,cos A=,则B= ( )
A. B.
C. D.
解析 由于cos A=,所以sin A==,由正弦定理,得=,所以sin B=,又由于b<a,所以B<,B=,故选A.
答案 A
2.(2021·合肥模拟)在△ABC中,A=60°,AB=2,且△ABC的面积为,则BC的长为 ( )
A. B.
C.2 D.2
解析 由于S=×AB×ACsin A=×2×AC=,所以AC=1,所以BC2=AB2+AC2-2AB·ACcos 60°=3,所以BC=.
答案 B
3.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知b=2,B=,C=,则△ABC的面积为 ( )
A.2+2 B.+1
C.2-2 D.-1
解析 由正弦定理=及已知条件,得c=2,
又sin A=sin(B+C)=×+×=.
从而S△ABC=bcsin A=×2×2×=+1.
答案 B
4.(2022·长沙模拟)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,则“a=2bcos C”是“△ABC是等腰三角形”的 ( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
解析 依题意,由a=2bcos C及正弦定理,得sin A=2sin Bcos C,sin(B+C)-2sin Bcos C=sin Bcos C+cos Bsin C-2sin Bcos C=sin(C-B)=0,C=B,△ABC是等腰三角形;反过来,由△ABC是等腰三角形不能得知C=B,a=2bcos C.因此,“a=2bcos C”是“△ABC是等腰三角形”的充分不必要条件,故选A.
答案 A
5.(2022·四川卷)如图,从气球A上测得正前方的河流的两岸B,C的俯角分别为75°,30°,此时气球的高是60 m, 则河流的宽度BC等于 ( )
A.240(-1) m B.180(-1) m
C.120(-1) m D.30(+1) m
解析 如图,∠ACD=30°,∠ABD=75°,AD=60 m,在Rt△ACD中,CD===
60(m),在Rt△ABD中,BD====60(2-)(m),
∴BC=CD-BD=60-60(2-)=120(-1)(m).
答案 C
二、填空题
6.(2022·惠州模拟)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若(a2+c2-b2)tan B=ac,则角B的值为________.
解析 由余弦定理,得=cos B,结合已知等式得cos B·tan B=,∴sin B=,∴B=或.
答案 或
7.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.已知8b=5c,C=2B,则cos C=________.
解析 由正弦定理=,
将8b=5c及C=2B代入得=,
化简得=,
则cos B=,
所以cos C=cos 2B=2cos2B-1=2×2-1=.
答案
8.设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=1,b=2,cos C=,则sin B=________.
解析 由余弦定理,得c2=a2+b2-2abcos C=4,即c=2.由cos C=得sin C=.由正弦定理=,得sin B==×=(或者由于c=2,所以b=c=2,即三角形为等腰三角形,所以sin B=sin C=).
答案
三、解答题
9.(2021·广州测试)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知a=3,b=5,c=7.
(1)求角C的大小;
(2)求sin的值.
解 (1)由余弦定理,得cos C===-.∵0<C<π,∴C=.
(2)由正弦定理=,得
sin B===,
∵C=,∴B为锐角,
∴cos B===.
∴sin=sin Bcos +cos Bsin
=×+×=.
10.(2022·杭州检测)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,ac=3,S△ABC=.
(1)求B;
(2)若b=,求△ABC的周长.
解 (1)由于S△ABC=acsin B,所以×3sin B=,即sin B=.
又由于0<B<π,所以B=或.
(2)由(1)可知,B=或,
当B=时,由于a2+c2-ac=(a+c)2-3ac=2,ac=3,
所以a+c=;
当B=时,由于a2+c2+ac=2,ac=3,
所以a2+c2=-1(舍去),
所以△ABC的周长为a+c+b=+.
力气提升题组
(建议用时:25分钟)
11.(2022·东北三省四市联考)在△ABC中,角A,B,C的对应边分别为a,b,c,满足+≥1,则角A的范围是 ( )
A. B.
C. D.
解析 由+≥1,得b(a+b)+c(a+c)≥(a+c)(a+b),化简得b2+c2-a2≥bc,即≥,即cos A≥(0<A<π),所以0<A≤,故选A.
答案 A
12.(2021·石家庄模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别为a,b,c,且满足csin A=acos C,则sin A+sin B的最大值是 ( )
A.1 B.
C. D.3
解析 由csin A=acos C,得sin Csin A=sin Acos C,又在△ABC中
sin A≠0,所以sin C=cos C,tan C=,C∈(0,π),所以C=.所以sin A+sin B=sin A+sin=sin A+cos A=sin,A∈,所以当A=时,sin A+sin B取得最大值,故选C.
答案 C
13.在△ABC中,B=60°,AC=,则AB+2BC的最大值为________ .
解析 由正弦定理知==,
∴AB=2sin C,BC=2sin A.
又A+C=120°,∴AB+2BC=2sin C+4sin(120°-C)
=2(sin C+2sin 120°cos C-2cos 120°sin C)
=2(sin C+cos C+sin C)
=2(2sin C+cos C)
=2sin(C+α),
其中tan α=,α是第一象限角,由于0°<C<120°,且α是第一象限角,因此AB+2BC有最大值2.
答案 2
14.已知函数f(x)=sin xcos x-cos2x+.
(1)求f(x)的最小正周期及对称轴方程;
(2)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若f=,bc=6,求a的最小值.
解 (1)f(x)=sin xcos x-cos2x+
=sin 2x-cos 2x=sin,
故最小正周期T==π.
令2x-=kπ+,得x=+(k∈Z).
故图象的对称轴为x=+(k∈Z).
(2)由f=sin=可知A-=或A-=,即A=或A=π,又0<A<π,故A=
.∵bc=6,由余弦定理,得a2=b2+c2-2bccos A=b2+c2-bc≥bc=6,
当且仅当b=c时等号成立,故a的最小值为.
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