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课时素养评价 十一
余 弦 定 理
(25分钟·50分)
一、选择题(每小题4分,共16分)
1.(2019·嘉兴高一检测)在△ABC中,如果BC=6,AB=4,cos B=,则AC= ( )
A.6 B.2 C.3 D.4
【解析】选A.由余弦定理可得AC2=AB2+BC2-2AB·BCcos B=42+62-2×4×6×=36,所以AC=6.
2.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知a=,c=2,cos A=,则b= ( )
A. B.
C.2 D.3
【解析】选D.由余弦定理,得5=b2+22-2×b×2×,解得b=3.
3.在△ABC中,若a<b<c,且c2<a2+b2,则△ABC为 ( )
A.直角三角形 B.锐角三角形
C.钝角三角形 D.不存在
【解析】选B.因为c2<a2+b2,所以∠C为锐角.
因为a<b<c,所以∠C为最大角,所以△ABC为锐角三角形.
【加练·固】
在△ABC中,A,B,C的对边分别为a,b,c,若>0,则△ABC( )
A.一定是锐角三角形
B.一定是直角三角形
C.一定是钝角三角形
D.是锐角或直角三角形
【解析】选C.由题意知<0,即cos C<0,所以△ABC为钝角三角形.
4.若a,b,c为△ABC的三边,B=120°,则a2+c2+ac-b2的值 ( )
A.大于0 B.小于0
C.等于0 D.不确定
【解析】选C.由题意知,cos B=
=cos 120°=-,所以a2+c2-b2=-ac,
所以a2+c2+ac-b2=-ac+ac=0.
二、填空题(每小题4分,共8分)
5.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若a=,b=2,A=60°,则c=________.
【解析】由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A,
所以7=4+c2-2c,解得c=3(负值舍去)
答案:3
6.△ABC内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若2ccos B=2a+b,则∠C=________.
【解析】因为2ccos B=2a+b,
所以由余弦定理得2c×=2a+b,
整理得a2+b2-c2=-ab,
所以cos C==-,
又因为0°<C<180°,所以C=120°.
答案:120°
三、解答题(共26分)
7.(12分)在△ABC中,A+C=2B,a+c=8,ac=15,求b.
【解析】在△ABC中,
因为A+C=2B,A+B+C=180°,
所以B=60°.由余弦定理,
得b2=a2+c2-2accos B=(a+c)2-2ac-2accos B=82-2×15-2×15×=19.
所以b=.
8.(14分)在△ABC中,BC=a,AC=b,且a,b是方程x2-2x+2=0的两根,2cos(A+B)=1,
(1)求角C的度数.
(2)求AB的长.
【解析】(1)因为cos C=cos[π-(A+B)]
=-cos(A+B)
=-,且C∈(0,π),所以C=.
(2)因为a,b是方程x2-2x+2=0的两根,
所以
所以AB2=b2+a2-2abcos 120°
=(a+b)2-ab=10,
所以AB=.
(15分钟·30分)
1.(4分)(2018·全国卷Ⅱ)在△ABC中,cos =,BC=1,AC=5,则AB=
( )
A.4 B.
C. D.2
【解析】选A.cos C=2cos2-1=2×-1=-,在△ABC中,由余弦定理得AB2=CA2+CB2-2CA·CB·cos C,
所以AB2=1+25-2×1×5×=32,
所以AB=4.
2.(4分)△ABC的内角A,B,C所对边的长分别为a,b,c,设向量p=(a+c,b),q=(b-a,c-a),若p∥q,则C的大小为 ( )
A. B.
C. D.
【解析】选B.因为p=(a+c,b),
q=(b-a,c-a),p∥q,
所以(a+c)(c-a)-b(b-a)=0,
即a2+b2-c2=ab.
由余弦定理,得cos C===,
因为0<C<π,所以C=.
3.(4分)三角形一边长为14,它的对角为,另外两边之比为8∶5,则此三角形的面积为________.
【解析】设此三角形未知的两边之长为8k,5k(k>0),结合已知条件,由余弦定理得
142=(8k)2+(5k)2-2×8k×5kcos ,
解得k=2,
所以该三角形三边长分别为14,16,10,
长度为16的边上的高为10×sin,
所以此三角形的面积为×16×10×sin=40.
答案:40
4.(4分)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的度数为________.
【解析】由余弦定理,得2accos B·tan B=ac,整理,得sin B=,所以B=60°或120°.
答案:60°或120°
5.(14分)(2019·北京高考)在△ABC中,a=3,b-c=2,cos B=-.
(1)求b,c的值.
(2)求sin(B+C)的值.
【解析】(1)由已知及余弦定理,
cos B==
==-,
即9-2b+c=0,
又b-c=2,
所以b=7,c=5.
(2)由(1)及余弦定理,
cos C===,
又sin2C+cos2C=1,0<C<π,
所以sin C=,同理sin B=,
所以sin(B+C)=sin Bcos C+sin Ccos B=×+×=.
1.若△ABC为钝角三角形,三边长分别为2,3,x,则x的取值范围是
( )
A.(1,) B.(,5)
C.(,) D.(1,)∪(,5)
【解析】选D.(1)若x>3,则x对角的余弦值<0且2+3>x,解得<x<5.
(2)若x<3,则3对角的余弦值<0
且x+2>3,解得1<x<.
故x的取值范围是(1,)∪(,5).
【加练·固】
如果将直角三角形的三边增加同样的长度,则新三角形的形状是 ( )
A.锐角三角形 B.直角三角形
C.钝角三角形 D.由增加的长度确定
【解析】选A.设直角三角形三边为a,b,c,且a2+b2=c2.
则(a+x)2+(b+x)2-(c+x)2
=a2+b2+2x2+2(a+b)x-c2-2cx-x2
=2(a+b-c)x+x2>0.
设最大边(c+x)所对的角为θ,则
cos θ=>0,
所以θ为锐角,故三角形的形状为锐角三角形.
2.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a2-(b-c)2=(2-)bc,
sin Asin B=cos2,BC边上的中线AM的长为.
(1)求角A和角B的大小.
(2)求△ABC的周长.
【解析】(1)由a2-(b-c)2=(2-)bc,
得a2-b2-c2=-bc
所以cos A==.
又0<A<π,所以A=.
由sin Asin B=cos2,得sin B=,
即sin B=1+cos C,则cos C<0,即C为钝角.
所以B为锐角,且B+C=,
则sin=1+cos C,
化简得cos=-1,
解得C=,所以B=.
(2)由(1)知,a=b,在△ACM中,
由余弦定理得AM2=b2+-2b··cos C=b2++=()2,解得b=2,所以a=2.
在△ABC中c2=a2+b2-2abcos C
=22+22-2×2×2×cos =12,
所以c=2.所以△ABC的周长为4+2.
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