1、标准文案 人教版必修五“解三角形”精选难题及其答案 一、选择题(本大题共12小题,共60.0分) 1. 锐角△ABC中,已知a=3,A=π3,则b2+c2+3bc的取值范围是( ) A. (5,15] B. (7,15] C. (7,11] D. (11,15] 2. 在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足sinA=2sinBcosC,则△ABC的形状为( ) A. 等腰三角形 B. 直角三角形 C. 等边三角形 D. 等腰直角三角形 3. 在△ABC中,∠A=60∘,b=1,S△ABC=3,则a−2b+csinA−2sinB+sinC的值等于( )
2、 A. 2393 B. 2633 C. 833 D. 23 4. 在△ABC中,有正弦定理:asinA=bsinB=csinC=定值,这个定值就是△ABC的外接圆的直径.如图2所示,△DEF中,已知DE=DF,点M在直线EF上从左到右运动(点M不与E、F重合),对于M的每一个位置,记△DEM的外接圆面积与△DMF的外接圆面积的比值为λ,那么( ) A. λ先变小再变大 B. 仅当M为线段EF的中点时,λ取得最大值 C. λ先变大再变小 D. λ是一个定值 5. 已知三角形ABC中,AB=AC,AC边上的中线长为3,当三角形ABC的面积最大时,AB的长为( ) A. 25 B
3、 36 C. 26 D. 35 6. 在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C所对的边,b=c,且满足sinBsinA=1−cosBcosA.若点O是△ABC外一点,∠AOB=θ(0<θ<π),OA=2OB=2,平面四边形OACB面积的最大值是( ) A. 8+534 B. 4+534 C. 3 D. 4+532 7. 在△ABC中,a=1,b=x,∠A=30∘,则使△ABC有两解的x的范围是( ) A. (1,233) B. (1,+∞) C. (233,2) D. (1,2) 8. △ABC的外接圆的圆心为O,半径为1,若AB+AC=2AO,且|OA|=|AC|,则△A
4、BC的面积为( ) A. 3 B. 32 C. 23 D. 1 9. 在△ABC中,若sinBsinC=cos2A2,则△ABC是( ) A. 等边三角形 B. 等腰三角形 C. 直角三角形 D. 等腰直角三角形 10. 在△ABC中,已知∠C=60∘.a,b,c分别为∠A,∠B,∠C的对边,则ab+c+bc+a为( ) A. 3−23 B. 1 C. 3−23或1 D. 3+23 11. 设锐角△ABC的三内角A、B、C所对边的边长分别为a、b、c,且 a=1,B=2A,则b的取值范围为( ) A. (2,3) B. (1,3) C. (2,2) D. (0,2)
5、12. 在△ABC中,内角A,B,C所对边的长分别为a,b,c,且满足2bcosB=acosC+ccosA,若b=3,则a+c的最大值为( ) A. 23 B. 3 C. 32 D. 9 二、填空题(本大题共7小题,共35.0分) 13. 设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c且acosC+12c=b,则角A的大小为______ ;若a=1,则△ABC的周长l的取值范围为______ . 14. 在△ABC中,∠A,∠B,∠C所对边的长分别为a,b,c.已知a+2c=2b,sinB=2sinC,则sinC2= ______ . 15. 已知△ABC中,角A、B、C的对边
6、分别是a、b、c,若a−b=ccosB−ccosA,则△ABC的形状是______ . 16. 在△ABC中,若a2b2=tanAtanB,则△ABC的形状为______ . 17. 在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若(a−b)sinB=asinA−csinC,且a2+b2−6(a+b)+18=0,则AB⋅BC+BC⋅CA+CA⋅AB= ______ . 18. 如果满足∠ABC=60∘,AC=12,BC=k的三角形恰有一个,那么k的取值范围是______ . 19. 已知△ABC的三个内角A,B,C的对边依次为a,b,c,外接圆半径为1,且满足tanAtanB=2c
7、−bb,则△ABC面积的最大值为______ . 三、解答题(本大题共11小题,共132.0分) 20. 在锐角△ABC中,a,b,c是角A,B,C的对边,且3a=2csinA. (1)求角C的大小; (2)若a=2,且△ABC的面积为332,求c的值. 21. 在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知asinB=3bcosA. (1)求角A的大小; (2)若a=7,b=2,求△ABC的面积. 22. 已知△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足asinA−csinC=(a−b)sinB.
8、 (1)求角C的大小; (2)若边长c=3,求△ABC的周长最大值. 23. 已知函数f(x)=3sinxcosx−cos2x−12,x∈R. (1)求函数f(x)的最小值和最小正周期; (2)已知△ABC内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且c=3,f(C)=0,若向量m=(1,sinA)与n=(2,sinB)共线,求a,b的值. 24. 已知△ABC中,A
9、△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c且满足(2a−c)cosB=bcosC, (1)求角B的大小; (2)若△ABC的面积为为334且b=3,求a+c的值. 26. 已知a,b,c分别为△ABC的三个内角A,B,C的对边,a=2且(2+b)(sinA−sinB)=(c−b)sinC (1)求角A的大小; (2)求△ABC的面积的最大值. 27. 已知函数f(x)=2cos2x+23sinxcosx(x∈R). (Ⅰ)当x∈[0,π]时,求函数f(x)的单调递增区间; (Ⅱ)若方程f(x)−t=1在x∈[0,π2
10、]内恒有两个不相等的实数解,求实数t的取值范围. 28. 已知A、B、C是△ABC的三个内角,向量m=(cosA+1,3),n=(sinA,1),且m//n; (1)求角A; (2)若1+sin2Bcos 2B−sin 2B=−3,求tanC. 29. 在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知sinC+cosC=1−sinC2 (1)求sinC的值 (2)若 a2+b2=4(a+b)−8,求边c的值. 30. 在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c
11、且满足:(a+c)(sinA−sinC)=sinB(a−b)
(I)求角C的大小;
(II)若c=2,求a+b的取值范围.
答案和解析
【答案】
1. D 2. A 3. A 4. D 5. A 6. A 7. D
8. B 9. B 10. B 11. A 12. A
13. 60∘;(2,3]
14. 24
15. 等腰三角形或直角三角形
16. 等腰三角形或直角三角形
17. −272
18. 0 12、且3a=2csinA.
由正弦定理得:3sinA=2sinC⋅sinA
∵△ABC是锐角,
∴sinC=32,
故C=π3;
(2)a=2,且△ABC的面积为332,
根据△ABC的面积S=12acsinB=12×2×b×sinπ3=332
解得:b=3.
由余弦定理得c2=a2+b2−2abcosC=4+9−2×3=7
∴c=7.
故得c的值为7.
21. (本题满分为14分)
解:(1)∵asinB=3bcosA,由正弦定理得sinAsinB=3sinBcosA.…(3分)
又sinB≠0,
从而tanA=3.…(5分)
由于0 13、以A=π3.…(7分)
(2)解法一:由余弦定理a2=b2+c2−2bccosA,而a=7,b=2,A=π3,…(9分)
得7=4+c2−2c=13,即c2−2c−3=0.
因为c>0,所以c=3.…(11分)
故△ABC的面积为S=12bcsinA=332.…(14分)
解法二:由正弦定理,得7sinπ3=2sinB,
从而sinB=217,…(9分)
又由a>b知A>B,
所以cosB=277.
故sinC=sin(A+B)=sin(B+π3)=sinBcosπ3+cosBsinπ3=32114.…(12分)
所以△ABC的面积为12bcsinA=332.… 14、14分)
22. 解:(1)由已知,根据正弦定理,asinA−csinC=(a−b)sinB
得,a2−c2=(a−b)b,即a2+b2−c2=ab.
由余弦定理得cosC=a2+b2−c22ab=12.
又C∈(0,π).
所以C=π3.
(2)∵C=π3,c=3,A+B=2π3,
∴asinA=bsinB=332=2,可得:a=2sinA,b=2sinB=2sin(2π3−A),
∴a+b+c=3+2sinA+2sin(2π3−A)
=3+2sinA+2(32cosA+12sinA)
=23sin(A+π6)+3
∵由0 15、5π6,可得:12 16、∴B=π2.
再由asinA=bsinB=csinC 可得asinπ6=bsinπ2=3sinπ3,
解得a=3,b=23.
24. 解:(1)由正弦定理csinC=2R=1,∴R=12.
再由a=cosB,b=cosA,可得cosBsinA=cosAsinB,故有sinAcosA=sinBcosB,
即sin2A=sin2B.
再由A 17、A+π4)+1<2+1,
即a+b+c的取值范围为(2,2+1).
25. 解:(1)又A+B+C=π,即C+B=π−A,
∴sin(C+B)=sin(π−A)=sinA,
将(2a−c)cosB=bcosC,利用正弦定理化简得:(2sinA−sinC)cosB=sinBcosC,
∴2sinAcosB=sinCcosB+sinBcosC=sin(C+B)=sinA,
在△ABC中,00,∴cosB=12,又0 18、3,cosB=cosπ3=12,
∴由余弦定理b2=a2+c2−2accosB得:a2+c2−ac=(a+c)2−3ac=(a+c)2−9=3,
∴(a+c)2=12,则a+c=23
26. 解:(1)△ABC中,∵a=2,且(2+b)(sinA−sinB)=(c−b)sinC,
∴利用正弦定理可得(2+b)(a−b)=(c−b)c,即b2+c2−bc=4,即b2+c2−4=bc,
∴cosA=b2+c2−a22bc=bc2bc=12,
∴A=π3.
(2)再由b2+c2−bc=4,利用基本不等式可得4≥2bc−bc=bc,
∴bc≤4,当且仅当b=c=2时,取等号,
19、此时,△ABC为等边三角形,它的面积为12bcsinA=12×2×2×32=3,
故△ABC的面积的最大值为:3.
27. 解:(I)f(x)=2cos2x+23sinxcosx=cos2x+3sin2x+1
2sin(2x+π6)+1
令−π2+2kπ≤2x+π6≤+2kπ(k∈Z)
解得:kπ−π3≤x≤kπ+π6(k∈Z)
由于x∈[0,π]
f(x)的单调递增区间为:[0,π6]和[2π3,π].
(Ⅱ)依题意:由2sin(2x+π6)+1=t+1
解得:t=2sin(2x+π6)
设函数y1=t与y2=2sin(2x+π6)
由于在同一坐标 20、系内两函数在x∈[0,π2]内恒有两个不相等的交点.
因为:x∈[0,π2]
所以:2x+π6∈[π6,7π6]
根据函数的图象:当2x+π6∈[π6,π2]sin(2x+π6)∈[12,1],t∈[1,2]
当2x+π6∈[π2,7π6]时,sin(2x+π6)∈[−12,1],t∈[−1,2]
所以:1≤t<2
28. 解:(1)∵m//n,∴3sinA−cosA=1,
2(sinA⋅32−cosA⋅12)=1,sin(A−π6)=12,
∵0 21、 2B=−3,
∴(cosB+sinB)2(cosB+sinB)(cosB−sinB)=−3,
∴cosB+sinBcosB−sinB=−3,
∴1+tanB1−tanB=−3,∴tanB=2.
∴tanC=tan[π−(A+B)]=−tan(A+B)=−tanA+tanB1−tanAtanB=8+5311.
29. 解:(1)∵sinC+cosC=1−sinC2
∴2sinC2cosC2+1−2sin2C2=1−sinC2
∴2sinC2cosC2−2sin2C2=−sinC2
∴2sin2C2−2sinC2cosC2=sinC2
∴2sinC2(sin C2−cosC 22、2)=sinC2
∴sinC2−cos C2=12
∴sin2C2−sinC+cos2C2=14
∴sinC=34
(2)由sinC2−cosC2=12>0得π4 23、)
∴cosC=12,
∴由C为三角形内角,C=π3.…(6分)
(II) 由(I)可知2R=csinC=232=433,…(7分)
∴a+b=433(sinA+sinB)=433[sinA+sin(A+π3)]
=433(32sinA+32cosA)=4sin(A+π6).…(10分)
∵0 24、2sinC,
∵△ABC为锐角三角形,
∴0∘ 25、bc=4bc+3∈(11,15].
故选:D.
由正弦定理可得,asinA=bsinB=csinC=332=2,结合已知可先表示b,c,然后由△ABC为锐角三角形及B+C=120∘可求B的范围,再把所求的bc用sinB,cosB表示,利用三角公式进行化简后,结合正弦函数的性质可求bc的范围,由余弦定理可得b2+c2+3bc=4bc+3,从而可求范围.
本题综合考查了正弦定理和面积公式及两角和与差的正弦、余弦公式及辅助角公式的综合应用,解题的关键是熟练掌握基本公式并能灵活应用,属于中档题.
2. 解:因为sinA=2sinBcosc,
所以sin(B+C)=2sinBcosC,
所以 26、sinBcosC−sinCcosB=0,即sin(B−C)=0,
因为A,B,C是三角形内角,
所以B=C.
三角形为等腰三角形.
故选:A.
通过三角形的内角和,以及两角和的正弦函数,化简方程,求出角的关系,即可判断三角形的形状.
本题考查两角和的正弦函数的应用,三角形的判断,考查计算能力,属于基础题.
3. 解:∵∠A=60∘,b=1,S△ABC=3=12bcsinA=12×1×c×32,
∴c=4,
∴a2=b2+c2−2bccosA=1+14−2×1×4×12=13,
∴a=13,
∴a−2b+csinA−2sinB+sinC=asinA=1332=2393.
27、故选:A.
先利用面积公式求得c的值,进而利用余弦定理可求a,再利用正弦定理求解比值.
本题的考点是正弦定理,主要考查正弦定理的运用,关键是利用面积公式,求出边,再利用正弦定理求解.
4. 解:设△DEM的外接圆半径为R1,△DMF的外接圆半径为R2,
则由题意,πR12πR22=λ,
点M在直线EF上从左到右运动(点M不与E、F重合),
对于M的每一个位置,由正弦定理可得:R1=12DEsin∠DME,R2=12DFsin∠DMF,
又DE=DF,sin∠DME=sin∠DMF,
可得:R1=R2,
可得:λ=1.
故选:D.
设△DEM的外接圆半径为R1,△DMF的外 28、接圆半径为R2,则由题意,πR12πR22=λ,由正弦定理可得:R1=12DEsin∠DME,R2=12DFsin∠DMF,结合DE=DF,sin∠DME=sin∠DMF,可得λ=1,即可得解.
本题主要考查了正弦定理在解三角形中的应用,考查了分类讨论思想和转化思想的应用,属于基础题.
5. 解:设AB=AC=2x,AD=x.
设三角形的顶角θ,则由余弦定理得cosθ=(2x)2+x2−92×2x×x=5x2−94x2,
∴sinθ=1−cos2θ=144−9(x2−5)24x2,
根据公式三角形面积S=12absinθ=12×2x⋅2x⋅144−9(x2−5)24x2=144− 29、9(x2−5)22,
∴当x2=5时,三角形面积有最大值.此时x=5.
AB的长:25.
故选:A.
设AB=AC=2x,三角形的顶角θ,则由余弦定理求得cosθ的表达式,进而根据同角三角函数基本关系求得sinθ,最后根据三角形面积公式表示出三角形面积的表达式,根据一元二次函数的性质求得面积的最大值时的x即可.
本题主要考查函数最值的应用,根据条件设出变量,根据三角形的面积公式以及三角函数的关系是解决本题的关键,利用二次函数的性质即可求出函数的最值,考查学生的运算能力.运算量较大.
6. 解:△ABC中,∵b=c,sinBsinA=1−cosBcosA,∴sinBcosA+cosB 30、sinA=sinA,即sin(A+B)=sin(π−C)=sinC=sinA,
∴A=C,又b=c,∴△ABC为等边三角形.
∴SOACB=S△AOB+S△ABC
=12⋅OA⋅OB⋅sinθ+12⋅AB2⋅sinπ3=12×2×1×sinθ+34(OA2+OB2−2OA⋅OB⋅cosθ)
=sinθ−3cosθ+534=2sin(θ−π3)+534.
∵0<θ<π,∴−π3<θ−π3<2π3,故当θ−π3=π2时,sin(θ−π3)取得最大值为1,
故SOACB=的最大值为2+534=8+534,
故选:A.
依题意,可求得△ABC为等边三角形,利用三角形的面积公式与余弦 31、定理可求得SOACB=2sin(θ−π3)+534 (0<θ<π),从而可求得平面四边形OACB面积的最大值.
题考查三角函数中的恒等变换应用,考查余弦定理的应用,求得SOACB=2sin(θ−π3)+534是解题的关键,也是难点,考查等价转化思想与运算求解能力,属于中档题.
7. 解:结合图形可知,三角形有两解的条件为b=x>a,bsinA1,xsin30∘<1,
则使△ABC有两解的x的范围是1 32、画出正确的图形是解本题的关键.
8. 解:由于AB+AC=2AO,由向量加法的几何意义,O为边BC中点,
∵△ABC的外接圆的圆心为O,半径为1,
∴三角形应该是以BC边为斜边的直角三角形,∠BAC=π2,斜边BC=2,
又∵|OA|=|AC|,
∴|AC|=1,|AB|=BC2−AC2=22−12=3,
∴S△ABC=12×|AB|×|AC|=12×1×3=32.
故选:B.
由AB+AC=2AO,利用向量加法的几何意义得出△ABC是以A为直角的直角三角形,又|OA|=|AC|,从而可求|AC|,|AB|的值,利用三角形面积公式即可得解.
本题主要考查了平面向量及应用,三角 33、形面积的求法,属于基本知识的考查.
9. 解:由题意sinBsinC=1+cosA2,
即sinBsinC=1−cosCcosB,
亦即cos(C−B)=1,
∵C,B∈(0,π),
∴C=B,
故选:B.
利用cos2A2=1+cosA2可得sinBsinC=1+cosA2,再利用两角和差的余弦可求.
本题主要考查两角和差的余弦公式的运用,考查三角函数与解三角形的结合.属于基础题.
10. 解:cosC=a2+b2−c22ab=12,
∴ab=a2+b2−c2,
∴ab+c+bc+a=ac+a2+b2+bcab+(a+b)c+c2=a2+b2+(a+b)ca2+b2+(






