1正余弦定理的边角互换功能
对于正、余弦定理,同学们已经开始熟悉,在解三角形的问题中常会用到它其实,在涉及到三角形的其他问题中,也常会用到它们两个定理的特殊功能是边角互换,即利用它们可以把边的关系转化为角的关系,也可以把角的关系转化为边的关系,从而使许多问题得以解决
例1已知a、b为△ABC的边,A、B分别是a、b的对角,且
,求
的值
解:∵
(这是角的关系),
∴
(这是边的关系)于是,由合比定理得![]()
例2已知△ABC中,三边a、b、c所对的角分别是A、B、C,且a、b、c成等差数列
求证:sinA+sinC=2sinB
证明:∵a、b、c成等差数列,
∴a+c=2b(这是边的关系)①
又
②
③
将②、③代入①,得
整理得sinA+sinC=2sinB(这是角的关系)
2正、余弦定理的巧用
某些三角习题的化简和求解,若能巧用正、余弦定理,则可避免许多繁杂的运算,从而使问题较轻松地获得解决,现举例说明如下:
例3求sin220°+cos280°+
sin20°cos80°的值
解:原式=sin220°+sin210°-2sin20°sin10°cos150°
∵20°+10°+150°=180°,
∴20°、10°、150°可看作一个三角形的三个内角
设这三个内角所对的边依次是a、b、c,由余弦定理得:a2+b2-2abcos150°=c2(※)
而由正弦定理知:a=2Rsin20°,b=2Rsin10°,c=2Rsin150°,代入(※)式得:
sin220°+sin210°-2sin20°sin10°cos150°=sin2150°=![]()
∴原式=![]()
例4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 (
)
分析:由于题设条件中给出了三角形的两角之间的关系,故需利用正弦定理建立边角关系其中
利用正弦二倍角展开后出现了cosα,可继续利用余弦定理建立关于边长的方程,从而达到求边长的目的
解: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
,
①
又由余弦定理可得x2=(x+1)2+(x+2)2-2(x+1)(x+2)cosα
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
评述: 此题所求为边长,故需利用正、余弦定理向边转化,从而建立关于边长的方程
例5已知三角形的一个角为60°,面积为10
cm2,周长为20cm,求此三角形的各边长
分析:此题所给的题设条件除一个角外,面积、周长都不是构成三角形的基本元素,但是都与三角形的边长有关系,故可以设出边长,利用所给条件建立方程,这样由于边长为三个未知数,所以需寻求三个方程,其一可利用余弦定理由三边表示已知60°角的余弦,其二可用面积公式S△ABC=
absinC表示面积,其三是周长条件应用
解:设三角形的三边长分别为a、b、c,B=60°,则依题意得
|
由①式得:b2=[20-(a+c)]2=400+a2+c2+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
∴b1=7,b2=7
所以,此三角形三边长分别为5cm,7cm,8cm
评述: (1)在方程建立的过程中,应注意由余弦定理可以建立方程,也要注意含有正弦形式的面积公式的应用
(2)由条件得到的是一个三元二次方程组,要注意要求学生体会其求解的方法和思路,以提高自己的解方程及运算能力