1a2,2从而33. S△ABC82因此,△ABC面积的取值范围是33,. 82【名师点睛】这道题考查了三角函数的基础知识,以及正弦定理的使用(此题也可以用余弦定理求解),最后考查VABC是锐角三角形这个条件的利用,考查的很全面,是一道很好的考题. 16.【2019年高考北京卷文数】在△ABC中,a=3,b–c2,cosB=(1)求b,c的值; (2)求sin(B+C)的值. 【答案】(1)b7,c5;(2)1. 233. 14【解析】(1)由余弦定理b2a2c22accosB,得
1b232c223c().
2因为bc2,
所以(c2)3c23c(). 解得c5. 所以b7. (2)由cosB2221213得sinB. 22a33. sinBb14由正弦定理得sinA在△ABC中,BCA.
所以sin(BC)sinA33. 14【名师点睛】本题主要考查余弦定理、正弦定理的应用,两角差的正弦公式的应用等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.
17.【2019年高考天津卷文数】在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知bc2a,
3csinB4asinC.
(1)求cosB的值; (2)求sin2Bπ的值. 6【答案】(1)1357. ;(2)416【解析】(1)在△ABC中,由正弦定理
bc,得bsinCcsinB, sinBsinC又由3csinB4asinC,得3bsinC4asinC,即3b4a.
42a,ca. 33416a2a2a2222acb199. 由余弦定理可得cosB22ac42aa3又因为bc2a,得到b(2)由(1)可得sinB1cos2B1515,从而sin2B2sinBcosB,487cos2Bcos2Bsin2B,故
815371357. sin2Bsin2Bcoscos2Bsin666828216【名师点睛】本小题主要考查同角三角函数的基本关系,两角和的正弦公式,二倍角的正弦与余弦公式,以及正弦定理、余弦定理等基础知识.考查运算求解能力.
18.【2019年高考江苏卷】在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.
(1)若a=3c,b=2,cosB=
2,求c的值; 3(2)若
sinAcosB,求sin(B)的值. a2b2【答案】(1)c325. ;(2)
35【解析】(1)因为a3c,b2,cosB2, 31a2c2b22(3c)2c2(2)22由余弦定理cosB,得,即c.
32ac323cc所以c3. 3sinAcosB, a2babcosBsinB由正弦定理,得,所以cosB2sinB. sinAsinB2bb422222从而cosB(2sinB),即cosB41cosB,故cosB.
5(2)因为
因为sinB0,所以cosB2sinB0,从而cosB25. 5因此sinBπ25. cosB25【名师点睛】本小题主要考查正弦定理、余弦定理、同角三角函数关系、诱导公式等基础知识,考查运算求解能力.
19.【2019年高考江苏卷】如图,一个湖的边界是圆心为O的圆,湖的一侧有一条直线型公路l,湖上有
桥AB(AB是圆O的直径).规划在公路l上选两个点P、Q,并修建两段直线型道路PB、QA.规划要求:线段PB、QA上的所有点到点O的距离均不小于圆....O的半径.已知点A、B到直线l的距离分别为AC和BD(C、D为垂足),测得AB=10,AC=6,BD=12(单位:百米). (1)若道路PB与桥AB垂直,求道路PB的长;
(2)在规划要求下,P和Q中能否有一个点选在D处?并说明理由;
(3)在规划要求下,若道路PB和QA的长度均为d(单位:百米).求当d最小时,P、Q两点间的距离.
【答案】(1)15(百米);(2)见解析;(3)17+321(百米). 【解析】解法一:
(1)过A作AEBD,垂足为E.
由已知条件得,四边形ACDE为矩形,DEBEAC6, AECD8.' 因为PB⊥AB,
所以cosPBDsinABE84. 105所以
PBBD1215. cosPBD45因此道路PB的长为15(百米).
(2)①若P在D处,由(1)可得E在圆上,则线段BE上的点(除B,E)到点O的距离均小于圆O的半径,所以P选在D处不满足规划要求.
②若Q在D处,连结AD,由(1)知ADAE2ED210,
AD2AB2BD27从而cosBAD0,所以∠BAD为锐角.
2ADAB25所以线段AD上存在点到点O的距离小于圆O的半径. 因此,Q选在D处也不满足规划要求. 综上,P和Q均不能选在D处. (3)先讨论点P的位置.
当∠OBP<90°时,线段PB上存在点到点O的距离小于圆O的半径,点P不符合规划要求;
当∠OBP≥90°时,对线段PB上任意一点F,OF≥OB,即线段PB上所有点到点O的距离均不小于圆O的半径,点P符合规划要求.
AB,由(1)知,P1B=15, 设P1为l上一点,且PB1PBPB此时PD11sinPBD11cosEBA1515. 当∠OBP>90°时,在△PPB中,PBPB11由上可知,d≥15. 再讨论点Q的位置.
39; 5由(2)知,要使得QA≥15,点Q只有位于点C的右侧,才能符合规划要求.当QA=15时,
CQ22此时,线段QA上所有点到点O的距离均不小于圆O的半径. QAAC1526232.1综上,当PB⊥AB,点Q位于点C右侧,且CQ=321时,d最小,此时P,Q两点间的距离PQ=PD+CD+CQ=17+321. 因此,d最小时,P,Q两点间的距离为17+321(百米). 解法二:
(1)如图,过O作OH⊥l,垂足为H.
以O为坐标原点,直线OH为y轴,建立平面直角坐标系.
因为BD=12,AC=6,所以OH=9,直线l的方程为y=9,点A,B的纵坐标分别为3,−3.
22
因为AB为圆O的直径,AB=10,所以圆O的方程为x+y=25.
从而A(4,3),B(−4,−3),直线AB的斜率为因为PB⊥AB,所以直线PB的斜率为直线PB的方程为y3. 44, 3425x. 33所以P(−13,9),PB(134)2(93)215. 因此道路PB的长为15(百米).
(2)①若P在D处,取线段BD上一点E(−4,0),则EO=4<5,所以P选在D处不满足规划要求. ②若Q在D处,连结AD,由(1)知D(−4,9),又A(4,3),
所以线段AD:y3x6(4剟x4). 4215152在线段AD上取点M(3,),因为OM332425,
44所以线段AD上存在点到点O的距离小于圆O的半径. 因此Q选在D处也不满足规划要求. 综上,P和Q均不能选在D处. (3)先讨论点P的位置.
当∠OBP<90°时,线段PB上存在点到点O的距离小于圆O的半径,点P不符合规划要求;
当∠OBP≥90°时,对线段PB上任意一点F,OF≥OB,即线段PB上所有点到点O的距离均不小于圆O的半径,点P符合规划要求.
AB,由(1)知,P1B=15,此时P1(−13,9); 设P1为l上一点,且PB115. 当∠OBP>90°时,在△PPB中,PBPB11由上可知,d≥15. 再讨论点Q的位置.
由(2)知,要使得QA≥15,点Q只有位于点C的右侧,才能符合规划要求.当QA=15时,设Q(a,9),由AQ(a4)2(93)215(a4),得a=4321,所以Q(4321,9),此时,线段QA上所有点到点O的距离均不小于圆O的半径.
综上,当P(−13,9),Q(4321,9)时,d最小,此时P,Q两点间的距离
PQ4321(13)17321.
因此,d最小时,P,Q两点间的距离为17321(百米).
【名师点睛】本小题主要考查三角函数的应用、解方程、直线与圆等基础知识,考查直观想象和数学建模及运用数学知识分析和解决实际问题的能力.
20.【2018年高考天津卷文数】在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知bsinA=acos(B–
π). 6(1)求角B的大小;
(2)设a=2,c=3,求b和sin(2A–B)的值.
【答案】(1)
π33 ;(2)b=7;sin(2A–B)=.314ab,可得bsinAasinB, sinAsinBπππ又由bsinAacos(B),得asinBacos(B),即sinBcos(B),可得tanB3.
666π又因为B(0,π),可得B=.
3π(2)在△ABC中,由余弦定理及a=2,c=3,B=,有b2a2c22accosB7,故b=7.
3【解析】(1)在△ABC中,由正弦定理由bsinAacos(B),可得sinAπ63. 7因为a21.【2017年高考天津卷文数】在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知asinA4bsinB,ac5(a2b2c2).
(1)求cosA的值; (2)求sin(2BA)的值.
【答案】(1)525;(2). 55【解析】(1)由asinA4bsinB及
ab,得a2b. sinAsinB由ac5(a2b2c2)及余弦定理,得cosAbca2bc2225ac5. 5ac5(2)由(1)可得sinA25asinA5,代入asinA4bsinB,得sinB. 54b525. 5由(1)知A为钝角,所以cosB1sin2B于是sin2B2sinBcosB432,cos2B12sinB, 554532525. ()55555故sin(2BA)sin2BcosAcos2BsinA【名师点睛】利用正弦定理进行“边转角”可寻求角的关系,利用“角转边”可寻求边的关系,利用余弦定理借助三边关系可求角,利用两角和差的三角公式及二倍角公式可求三角函数值.利用正、余弦定理解三角形是高考的高频考点,常与三角形内角和定理、三角形面积公式等相结合,利用正、余弦定理进行解题.解答本题时,(1)首先根据正弦定理
ab得到a2b,再根据余弦定理即sinAsinB可求得cosA的值;(2)根据(1)的结论和条件,由cosA求得sinA,然后根据asinA4bsinB求得sinB,再求cosB,然后由二倍角公式求sin2B,cos2B,最后代入sin(2BA)的展开式即可.
22.B,C的对边分别为a,b,c,【2017年高考山东卷文数】在△ABC中,角A,已知b=3,ABAC6,
S△ABC3,求A和a.
【答案】A=3π,a=29. 4【解析】因为ABAC6,所以bccosA6, 又S△ABC3,所以bcsinA6, 因此tanA1,又0Aπ, 所以A3π, 4又b3,所以c22. 由余弦定理a2b2c22bccosA,
得a2982322(2)=29, 2所以a29. 【名师点睛】正、余弦定理是应用极为广泛的两个定理,它将三角形的边和角有机地联系起来,从而使三角与几何产生联系,为求与三角形有关的量(如面积、外接圆、内切圆半径和面积等)提供了理论依据,也是判断三角形形状、证明三角形中有关等式的重要依据.其主要方法有:化角法,化边法,面积法,运用初等几何法.注意体会其中蕴涵的函数与方程思想、等价转化思想及分类讨论思想. 23.【2017年高考江苏卷】如图,水平放置的正四棱柱形玻璃容器Ⅰ和正四棱台形玻璃容器Ⅱ的高均为32cm,
容器Ⅰ的底面对角线AC的长为107cm,容器Ⅱ的两底面对角线EG,E1G1的长分别为14cm和62cm.分别在容器Ⅰ和容器Ⅱ中注入水,水深均为12cm.现有一根玻璃棒l,其长度为40cm.(容器厚度、玻璃棒粗细均忽略不计)
(1)将l放在容器Ⅰ中,l的一端置于点A处,另一端置于侧棱CC1上,求l没入水中部分的长度; (2)将l放在容器Ⅱ中,l的一端置于点E处,另一端置于侧棱GG1上,求l没入水中部分的长度.
【答案】(1)16 cm(如果将“没入水中部分”理解为“水面以上部分”,则结果为24cm);(2)20 cm(如果将“没入水中部分”理解为“水面以上部分”,则结果为20cm).
【解析】(1)由正棱柱的定义,CC1⊥平面ABCD,所以平面A1ACC1⊥平面ABCD,CC1⊥AC. 记玻璃棒的另一端落在CC1上点M处. 因为AC107,AM40,所以MC402(107)230,从而sin∠MAC3, 4记AM与水面的交点为P1,过P1作P1Q1⊥AC,Q1为垂足, 则P1Q1⊥平面ABCD,故P1Q1=12,从而AP1=
P1Q116.
sin∠MAC答:玻璃棒l没入水中部分的长度为16cm.
(如果将“没入水中部分”理解为“水面以上部分”,则结果为24cm)
(2)如图,O,O1是正棱台的两底面中心.
由正棱台的定义,OO1⊥平面EFGH,所以平面E1EGG1⊥平面EFGH,O1O⊥EG. 同理,平面E1EGG1⊥平面E1F1G1H1,O1O⊥E1G1. 记玻璃棒的另一端落在GG1上点N处.
过G作GK⊥E1G1,K为垂足,则GK =OO1=32. 因为EG = 14,E1G1= 62,
621424,从而GG1KG12GK2 24232240. 24设∠EGG1,∠ENG,则sinsin(∠KGG1)cos∠KGG1.
253因为,所以cos.
25所以KG1=
40147在△ENG中,由正弦定理可得,解得sin. sinsin25因为024,所以cos. 225424373 ().
5255255)sincoscossin于是sin∠NEGsin()sin(记EN与水面的交点为P2,过P2作P2Q2⊥EG,Q2为垂足,则P2Q2⊥平面EFGH, 故P2Q2=12,从而EP2=
P2Q220.
sin∠NEG答:玻璃棒l没入水中部分的长度为20cm.
(如果将“没入水中部分”理解为“水面以上部分”,则结果为20cm)
【名师点睛】解答本题时,(1)转化为直角三角形ACM中,利用相似性质求解AP1;(2)转化到三角形EGN中,先利用直角梯形性质求角∠EGG1,再利用正弦定理求角∠ENG,最后根据直角三角形求高,即为l没入水中部分的长度.
解三角形问题,多为边和角的求值问题,这就需要根据正、余弦定理结合已知条件灵活转化边和角之
间的关系,从而达到解决问题的目的.其基本步骤是:
第一步:定条件,即确定三角形中的已知和所求,在图形中标出来,然后确定转化的方向; 第二步:定工具,即根据条件和所求合理选择转化的工具,实施边角之间的互化; 第三步:求结果.