高一数学培优专题(已修正)

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厦大附中高一数学培优专题(一)

(2010-3-6/13)

知识要点梳理

本节公式中,,2a b c

s ++=,r 为切圆半径,R 为外接圆

半径,Δ为三角形面积. (一). 三角形中的各种关系

设△ABC 的三边为a 、b 、c ,对应的三个角A 、B 、C . 1.角与角关系:A +B +C = π,

2.边与边关系:a + b > c ,b + c > a ,c + a > b ,

a -

b <

c ,b -c < a ,c -a < b .

3.边与角关系:

正弦定理; R C c

B b A a 2sin sin sin ===

余弦定理; c 2 = a 2+b 2-2ba cos C ,

b 2 = a 2+

c 2-2ac cos B ,a 2 = b 2+c 2-2bc cos A .

它们的变形形式有:a = 2R sin A ,b a

B A =sin sin ,

bc

a c

b A 2cos 2

22-+=. 3)射影定理:a =b ·cos C +c ·cos B ,

b =a ·cos C +

c ·cos A , c =a ·cos B +b ·cos A .

4

)面积公式:11sin 224a abc

S ah ab C rs R ?=====

(二)、关于三角形角的常用三角恒等式: 1.三角形角定理的变形

由A +B +C =π,知A =π-(B +C )可得出: sin A =sin (B +C ),cos A =-cos (B +C ). 而

2

22C

B A +-=π.有:2cos 2sin

C B A +=,2

sin 2cos

C

B A +=.

2.常用的恒等式:

(1)sin A +sin B +sin C =4cos 2

A cos 2

B cos 2

C ;

(2)cos A +cos B +cos C =1+4sin 2

A sin 2

B sin 2

C ;

(3)sin A +sin B -sin C =4sin 2

A sin 2

B cos 2

C ;

(4)cos A +cos B -cos C =-1+4cos 2

A cos 2

B sin 2

C .

3.余弦定理判定法:如果c 是三角形的最大边,则有:

a 2+

b 2>

c 2

? 三角形ABC 是锐角三角形 a 2+b 2<c 2 ? 三角形ABC 是钝角三角形 a 2+b 2=c 2 ? 三角形ABC 是直角三角形

(三) 三角形度量问题:求边、角、面积、周长及有关圆半径等。

其中“边边角”(abA )类型利用正弦定理求角时应判定三角形的个数:

(四)积化和差公式

)]sin()[sin(21

cos sin βαβαβα-++=;

)]sin()[sin(21

sin cos βαβαβα--+=;

)]cos()[cos(21

cos cos βαβαβα-++=;

)]cos()[cos(2

1

sin sin βαβαβα--+-=

(五)和差化积公式

2

cos 2

sin 2sin sin β

αβ

αβα-+=+;

2sin

2cos

2sin sin β

αβαβα-+=-; 2cos

2cos 2cos cos β

αβαβα-+=+;

2

sin

2

sin

2cos cos β

αβ

αβα-+-=-

(一)课前练习

(1)ABC ?中,A 、B

的对边分别是 a b 、

,且A=60 4,a b ==,那么满足条件的ABC ? A 、 有一个解 B 、有两个解 C 、无解 D 、不能确定

(2)在△ABC 中,A=60°,b=1,面积为3, 则C B A c

b a sin sin sin ++++= .

(3)在ABC ?中, 112(tan A)(tan B )++=,则2log sinC =_____

(4)在ABC ?中,a,b,c 分别是角A 、B 、C 所对的边,若(a b c )(sin A sin B +++3sinC )a sin B -=,则C ∠=____

(5)在ABC ?

中,若其面积2

2

2

a b c S +-=, 则C ∠=30

答案:(1)C ;(2)3

3

8(3)12-(4)60(5)30;

(6)在ABC ?中,60 1A ,b ==,这个三角

形的面积为,则ABC ?外接圆的直径是_______

(7)在△ABC 中,a 、b 、c 是角A 、B 、C 的

对边,21,cos 32

B C a A +==则= ,2

2

b c

+的最大值为

(8)在△ABC 中AB=1,BC=2,则角C 的取值围是

(9)设O 是锐角三角形ABC 的外心,若75C ∠=,且,,AOB BOC COA ???的面积满足关

系式AOB BOC COA S S ???+=,求A ∠.

答案:(6

)3;(7)1932;;(8)06

C π<≤;(9)45;

例题精讲:

例1. 在△ABC 中,已知3=a ,2=b , B=45? 。求A 、C 及c

解法一:由正弦定理得:23

2

45sin 3sin sin === b B a A ∵B=45?<90? 即b

2

645

sin 75sin 2sin sin +===

B

C b c 当A=120?时,C=15?, 2

2

645sin 15sin 2sin sin -===

B C b c 解法二:设c =x 由余弦定理 B ac c a b

cos 22

2

2

-+=

将已知条件代入,整理:

0162=+-x x , 解之:2

2

6±=

x , (1)当2

2

6+=c 时 2

)13(2312

26223

)226(

22cos 2

2221=++=+?

?-++=-+=bc a c b A

从而A=60? ,C=75?

(2)当2

26-=c 时同理可求得:A=120? ,C=15?

例 2.已知三角形的一个角为60°,面积为

103c m2

,周长为20c m,求此三角形的各

边长.

解析:设三角形的三边长分别为a 、b 、c ,B =60°,则依题意得

????

??

???=++=??-+=

?2031060sin 2

1

260cos 222c b a ac ac b c a ??

???=-+==++∴40

202

22ac ac c a b c b a 由①式得:b 2

=[20-(a +c )]2=400+a 2+c 2

+2ac -40(a +c ) ④

将②代入④得400+3ac -40(a +c )=0

再将③代入得a +c =13

由???==???==???==+58854013

2

211c a c a ac c a 或解得 ∴b 1=7,b 2=7

所以,此三角形三边长分别为5c m,7c m,8c m。

例3. △ABC 中,a 、b 、c 分别是角A 、B 、C 的对边.

已知tan A +tan B +3=tan A ·tan B ·3, (1)求∠C 的大小;(2)若c =27

,△ABC

的面

积S

△ABC =2

33,求a +b 的值.

解析;(1)tan C =-tan(A +B )=-

B A B

A tan tan 1tan tan ?-+

=-B

A B A tan tan 1)1tan (tan 3?--??=3.∵0°<C <180°,∴C =60°.

(2)由c =27

及余弦定理,得a 2

+b 2

-2ab cos60°=(2

7)2

.

又由

S △ABC =2

1ab sin60°=

233,

整理得?????==-+.

6,44922ab ab b a ∴(a+b)2=4121,即a+b=211.

例4.在△ABC中,AB=5,AC=3,D为B C 中点,且AD=4,求B C边长。

解析:设BC边为x,则由D为BC中点,

可得BD=DC=

2

x,

在△ADB中,cos ADB=,

2

4

2

5

)

2

(

4

2

2

2

2

2

2

2

x

x

BD

AD

AB

BD

AD

?

?

-

+

=

?

?

-

+

在△ADC中,cos ADC=.

2

4

2

3

)

2

(

4

2

2

2

2

2

2

2

x

x

DC

AD

AC

DC

AD

?

?

-

+

=

?

?

-

+

又∠ADB+∠ADC=180°

∴cos ADB=cos(180°-∠ADC)=-

cos ADC。

2

4

2

3

)

2

(

4

2

4

2

5

)

2

(

42

2

2

2

2

2

x

x

x

x

?

?

-

+

-

=

?

?

-

+

解得,x=2, 所以,BC边长为2。

例5. 在△ABC 中,三边长为连续的自然数,且最大角是最小角的2倍,求此三角形的三边长。

解析:设三角形的三边长分别为x,x+1,x+2, 其中x∈N*

,又设最小角为α,则

α

αααcos sin 22

2sin 2sin ?+=+=x x x ,x x 22cos +=∴α---① 又由余弦定理可得x2

=(x+1)2

+(x+2)2

-2(x+1)(x+2)cos α-----②

将①代入②整理得:x2-3x-4=0

解之得x1=4,x2=-1(舍)所以此三角形三边长为4,5,6

例6.如图,在ABC ?中,2AC =,1BC

=,

4

3

cos =C .

(1)求AB 的值; (2)求()C A +2sin 的值.

解析;(Ⅰ) 由余弦定理,

222

2..cos AB AC BC AC BC C =+-

3

41221 2.4

=+-???

= 那么, 2.AB =

(Ⅱ)解:由3cos 4

C =,且0,C π<<得

2

7sin 1cos .4C C =-=由正弦定理,

,sin sin AB BC

C A

=解得sin 14sin 8BC C A AB =

=。 所以,52

cos 8

A =

。 由倍角公式57

sin 2sin 2cos 16A A A =?=,

2

9cos 212sin 16

A A =-=

()37sin 2sin 2cos cos 2sin 8

A C A C A C +=+=

例7.

45,

5

ABC B AC C

?∠=?==

中,,

求(1)?

BC=

(2)若点D AB

是的中点,求中线CD的长度。解析:(1

)由cos sin

55

C C

==

sin sin(18045)(cos sin)

210

A C C C

=--=+=

由正弦定理知

sin

sin10

2

AC

BC A

B

=?=?=

(2

sin2

sin5

2

AC

AB C

B

=?=?=11

2

BD AB

==

由余弦定理知

CD===

例8.在锐角ABC △中,角A

B C ,,所对的边分别为a b c ,,

,已知sin 3

A =,

(1)求2

2tan sin 22B C A

++的值;

(2)若2a =

,ABC S =△,求b 的值.

解析:(1)因为锐角△ABC 中,A +B +C =π

sin 3

A =

所以cosA =13

,则;

2

2222B C

sin B C A A 2tan sin sin B C 222

cos 2

1cos B C 11cos A 171cos A 1cos B C 21cosA 33

+++=++-(+)+=+(-)=+=+(+)- (2

)ABC ABC 11S 2S bcsin A bc 223?因为=,又==, 则bc =3。将a =2,cosA =1

3

,c =

3b

代入余弦定理:

2

2

2

a b c 2bccos A =+-中得4

2

b 6b 90-+=

解得b 。

附加题(06卷)如图,已知△ABC 是边长为1的正三角形,M 、N 分别是边AB 、AC 上的点,线段MN 经过△ABC 的中心G ,设∠MGA =α(

233

π

πα≤≤)

(1)试将△AGM 、△AGN

的面积

(分别记为S 1与S 2) 表示为α的函数

(2)求

y =22

12

11S S +的最大值与最小值

常见错误:不会利用正弦定理顺利地将S 1,S 2表示为α的函数,导致思路受阻。

正解:(1)因为G 是边长为1的正三角形ABC 的中心,

所以 AG

=2323

?,∠MAG =6π

由正弦定理

GM GA

sin

sin 6

6

π

ππα=

(--)

GM 6sin 6

πα=

(+)

S 1=12GM ?GA ?sin α=sin 12sin 6

α

πα(+)

, 同理可求得S 2=

sin 12sin 6

α

πα(-)

C

(2) y =2212

11S S +=22

2144sin sin sin 66ππααα〔(+)+(-)〕

=72(3+cot 2

α),

因为233

ππ

α≤≤,所以当α=3π或α=23π时,

y 取得最大值y max =240

当α=2

π时,y 取得最小值y min =216.

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