張雁
摘 要?《解三角形》是中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要組成部分,是高考的必考內(nèi)容,考題一般屬于中檔難度類型。正、余弦定理在解三角形問題中,溝通了三角函數(shù)與三角形有關(guān)性質(zhì),反映了事物之間的內(nèi)在聯(lián)系及一定條件下的相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系。
關(guān)鍵詞?正、余弦定理;應(yīng)用
中圖分類號:B027 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1002-7661(2019)02-0178-01
正余弦定理是反映三角形中邊與角之間關(guān)系的兩個重要定理,其主要作用是將已知條件中的邊、角關(guān)系轉(zhuǎn)化為角的關(guān)系或邊的關(guān)系,對它們進(jìn)行靈活應(yīng)用。在解題的使用過程中會感到一種新奇與愉悅,同時也給眾多題目找到了“同一根源”。從知識的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上看,正、余弦定理是三角公式及變換的延續(xù)和應(yīng)用,也是對三角形面積公式等運用的一種拓展。
一、解三角形,即利用已知邊、角,求其余邊長或角問題
正、余弦定理最常見的應(yīng)用就是這一種,綜合題中一般會需要使用到三角恒等變型公式對已知條件進(jìn)行化簡(化簡過程中等式兩邊有公因式時,要懂得移項提公因式)。
例1:已知△ABC(圖1)中,∠A,∠B,∠C的對邊分別為a,b,c。若a=c=+,且∠A=75°,則b=( )
A.2?????B.4+2?????C.4-2?????D.-
分析:解三角形中,正弦定理的兩類最常見的應(yīng)用:①已知兩邊及其中一邊所對的角,求其余邊與角;②已知兩角和一邊,求其余邊與角;該題算是最基礎(chǔ)的應(yīng)用。
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例2:△ABC中,已知:AB=2,BC=1,CA=,分別在邊AB、BC、CA上取點D、E、F,使△DEF是等邊三角形(如圖2)。設(shè)∠FEC=,問為何值時,△DEF的邊長最短?并求出最短邊的長。
分析:本題旨在建立邊長關(guān)于角的目標(biāo)函數(shù),求最短邊的長。在三角形中,已知兩角一邊求其它邊,自然應(yīng)聯(lián)想到正弦定理。
解:設(shè)△DEF的邊長為,顯然∠=90°,∠=60°,故EC=。因為∠DEC=∠DEF+=∠EDB+∠B,所以∠EDB=。在△BDE中,由正弦定理得,所以,因為,所以,所以當(dāng),即時,即時,。
二、判定三角形的形狀
在正、余弦定理中判斷三角形形狀是本知識應(yīng)用的重點和難點,主要有以下兩種應(yīng)用:(1)利用正、余弦定理把已知條件轉(zhuǎn)化為邊邊關(guān)系,通過因式分解、配方等得出邊的相應(yīng)關(guān)系,從而判斷三角形的形狀;(2)利用正、余弦定理把已知條件轉(zhuǎn)化為內(nèi)角的三角函數(shù)間的關(guān)系,通過三角函數(shù)恒等變形,得出內(nèi)角的關(guān)系,從而判斷出三角形的形狀,此時要注意應(yīng)用A+B+C=π這個結(jié)論。
例3:在△ABC中,若,試判斷△ABC的形狀。
分析:判斷三角形的形狀的基本思想是利用正、余弦定理進(jìn)行邊角的統(tǒng)一,即將條件化為只含角的三角函數(shù)關(guān)系式,然后利用三角恒等變換得出內(nèi)角之間的關(guān)系式;或?qū)l件化為只含有邊的關(guān)系式,然后利用常見的化簡變形得出結(jié)論。本題中的已知條件中涉及到了幾乎所有邊角,為了研究方便,我們應(yīng)當(dāng)利用邊化角、角化邊方法盡量減少多余的角、邊。即,將已知條件化為只含有邊或者只含有角的關(guān)系式,即,配合三角恒等變型公式或三角形內(nèi)角和定理等將結(jié)果化為邊(或角)的關(guān)系得出,最后得出三角形形狀的結(jié)果即△ABC為等腰三角形或直角三角形。
三、求三角形的面積問題
解三形問題是高考大題??嫉闹攸c內(nèi)容,通常放在第17題,占12分。兩小題中第(1)小題通常是求邊、角問題,第(2)小題是和三角形面積相關(guān)的問題。
例4:在△ABC中,角A,B,C對應(yīng)的邊分別是a,b,c,已知cos2A-3cos(B+C)=1。
(1)求角A的大小;(2)若△ABC的面積S=5,b=5,求sinBsinC的值。
分析:三角形的面積求法最常用的是利用公式去求。計算時注意整體運算及正、余弦定理的應(yīng)用。本題因考慮化簡,將已知條件中涉及三個角轉(zhuǎn)化為兩角,得,輕松得出或,因為,所以。(2)由,得知,故。得。
四、結(jié)束語
正、余弦定理應(yīng)用是高考必考的考點,其變型式及三角恒等變型式的使用是學(xué)生學(xué)習(xí)的一大難點。在這里提及的正余弦定理的幾大應(yīng)用可以讓學(xué)生多了解該知識主要考查方向及考查重點。一方面考查正、余弦定理在求三解形有關(guān)量中的綜合應(yīng)用,另一方面考查利用正、余弦定理解決實際測量和幾何計算有關(guān)的實際問題的能力,有時會和向量結(jié)合考查三角函數(shù)等變形等,一般屬于中檔題的它大約要用5-10分鐘的時間解決。這需要學(xué)生多練習(xí)、多積累、多歸納,以熟練掌握該知識的應(yīng)用。