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正弦定理
编稿:李霞 审稿:张林娟
【学习目标】
1.通过对直角三角形边角间数量关系的研究,发现正弦定理,初步学会运用由特殊到一般的思维方法发现数学规律;
2.会利用正弦定理解决两类解三角形的问题;
(1)已知两角和任意一边,求其他两边和一角;
(2)已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角(从而求出其它边角).
【要点梳理】
要点一:学过的三角形知识
1.中
(1)一般约定:中角A、B、C所对的边分别为、、;
(2);
(3)大边对大角,大角对大边,即;
等边对等角,等角对等边,即;
(4)两边之和大于第三边,两边之差小于第三边,即,.
2.中,,
(1),
(2)
(3),,;
,,
要点二:正弦定理及其证明
正弦定理:在一个三角形中各边和它所对角的正弦比相等,即:
直角三角形中的正弦定理的推导
证明:, , ,
即:,,,
∴.
斜三角形中的正弦定理的推导
证明:
法一:向量法
(1)当为锐角三角形时
过作单位向量垂直于,则+=
两边同乘以单位向量,得(+)=,
即
∴,
∵,,,,,
∴, ∴,
同理:若过作垂直于得:
∴,
(2)当为钝角三角形时
设,过作单位向量垂直于向量,
同样可证得:.
法二:构造直角三角形
(1)当为锐角三角形时
如图,作边上的高线交于,则:
在中, ,即,
在中, ,即,
∴,即.
同理可证
∴
(2)当为钝角三角形时
如图,作边上的高线交于,则:
在中, ,即,
在中, ,即,
∴,即.
同理可证
∴
法三:圆转化法
(1)当为锐角三角形时
如图,圆O是的外接圆,直径为,则,
∴,
∴(为的外接圆半径)
同理:,
故:
(2)当为钝角三角形时
如图,.
法四:面积法
任意斜中,如图作,则
同理:,
故,
两边同除以
即得:
要点诠释:
(1)正弦定理适合于任何三角形;
(2)可以证明(为的外接圆半径);灵活利用正弦定理,还需知道它的几个变式,比如: ,,
等等.
要点三:利用正弦定理解三角形
一般地,我们把三角形的各内角以及它们所对的边叫做三角形的几何元素.任何一个三角形都有六个元素:三边和三角.
在三角形中,由已知三角形的某些边和角,求其他的边和角的过程叫作解三角形.
利用正弦定理,可以解决以下两类有关三角形的问题:
(1)已知两角和一边,求其他两边和一角;
(2)已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角,然后再进一步求出其他的边和角.
要点诠释:
已知a,b和A,用正弦定理求B时的各种情况;
(1)若A为锐角时:
如图:
(2)若A为直角或钝角时:
判断三角形形状
判断三角形形状的思路通常有以下两种:(1)化边为角;(2)化角为边.对条件实施转化时,考虑角的关系,主要有:(1)两角是否相等?(2)三个角是否相等?(3)有无直角、钝角?考查边的关系,主要有:(1)两边是否相等?(2)三边是否相等?
要点诠释:对于求解三角形的题目,一般都可有两种思路。但要注意方法的选择,同时要注意对解的讨论,从而舍掉不合理的解。比如下面例2两种方法不同,因此从不同角度来对解进行讨论。此外,有的时候还要对边角关系(例如,大边对大角)进行讨论从而舍掉不合理的解.
【典型例题】
类型一:正弦定理的简单应用:
【高清课堂:正弦定理 例1】
例1.已知在中,,,,求和B.
【思路点拨】本题考查正弦定理及特殊角的三角函数值,三角形中边与角的对应关系等。由正弦定理列出边a满足的方程,再根据三角形内角和来确定角B的值。
【解析】,
∴,
∴ ,
又,
∴.
【总结升华】
1. 正弦定理可以用于解决已知两角和一边求另两边和一角的问题;
2. 数形结合将已知条件表示在示意图形上,可以清楚地看出已知与求之间的关系,从而恰当地选择解答方式.
举一反三:
【变式1】在中,已知,,,求、.
【答案】,
根据正弦定理,∴.
【变式2】在中,若,则等于 ( )
A. B. C. 或 D. 或
【答案】由可得,由正弦定理可知,故可得,故或。故选B.
【变式3】中,,BC=3,则的周长为( )
A. B.C. D.
【答案】由正弦定理得:,
得b+c=[sinB+sin(-B)]=.
故三角形的周长为:3+b+c=,故选D.
例2.已知下列三角形的两边及其一边的对角,判断三角形的情况,有解的作出解答。
(1)a=7,b=9,A=100 (2) a=10,b=20,A=75
(3)a=10,c=5,C=60 (4) a=2
【思路点拨】已知三角形两边及其中一边的对角求解三角形的有可能有两种情况,具体有几解可以借助于要点梳理中要点三中的方法解决。
【解析】(1)本题无解。
(2)本题无解。
(3)本题有一个解。
利用正弦定理,可得:
(4)本题有两解。
由正弦定理得:
当
综上所述:
【总结升华】
已知三角形两边及其中一边的对角求解三角形的有可能有两种情况,具体方法可以借助于下了表格:
A为钝角
A为直角
A为锐角
a>b
一解
一解
一解
a=b
无解
无解
一解
a
bsinA
两解
a=bsinA
一解
A
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