版高考数学第3章三角函数解三角形 36 正弦定理和余弦定理.docx
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版高考数学第3章三角函数解三角形36正弦定理和余弦定理
3.6 正弦定理和余弦定理
[知识梳理]
1.正弦定理、余弦定理
在△ABC中,若角A,B,C所对的边分别是a,b,c,R为△ABC外接圆半径,则
2.在△ABC中,已知a,b和A时,三角形解的情况
3.三角形中常用的面积公式
(1)S=ah(h表示边a上的高).
(2)S=bcsinA=acsinB=absinC.
(3)S=r(a+b+c)(r为三角形的内切圆半径).
4.在△ABC中,常有的结论
(1)∠A+∠B+∠C=π.
(2)在三角形中大边对大角,大角对大边.
(3)任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边.
[诊断自测]
1.概念思辨
(1)在三角形中,已知两角和一边或已知两边和一角都能解三角形.( )
(2)在△ABC中,=.( )
(3)若a,b,c是△ABC的三边,当b2+c2-a2>0时,△ABC为锐角三角形;当b2+c2-a2=0时,△ABC为直角三角形;当b2+c2-a2<0时,△ABC为钝角三角形.( )
(4)在△ABC中,若sinAsinB答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)√ 2.教材衍化(1)(必修A5P10A组T4)在△ABC中,a=4,b=5,c=6,则=________.答案 1解析 由正弦定理得sinA∶sinB∶sinC=a∶b∶c=4∶5∶6,又由余弦定理知cosA===,所以==2××=1.(2)(必修A5P20A组T11)若锐角△ABC的面积为10,且AB=5,AC=8,则BC等于________.答案 7解析 因为△ABC的面积S△ABC=AB·ACsinA,所以10=×5×8sinA,解得sinA=,因为角A为锐角,所以cosA=.根据余弦定理,得BC2=52+82-2×5×8cosA=52+82-2×5×8×=49,所以BC=7.3.小题热身(1)(2016·天津高考)在△ABC中,若AB=,BC=3,∠C=120°,则AC=( )A.1B.2C.3D.4答案 A解析 在△ABC中,设A,B,C所对的边分别为a,b,c,则由c2=a2+b2-2abcosC,得13=9+b2-2×3b×,即b2+3b-4=0,解得b=1(负值舍去),即AC=1.故选A.(2)(2016·全国卷Ⅲ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若cosA=,cosC=,a=1,则b=________.答案 解析 由已知可得sinA=,sinC=,则sinB=sin(A+C)=×+×=,再由正弦定理可得=⇒b==.题型1 利用正、余弦定理解三角形 (2018·郑州预测)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若=,则cosB=( )A.-B.C.-D.边角互化法.答案 B解析 由正弦定理知==1,即tanB=,由B∈(0,π),所以B=,所以cosB=cos=.故选B. (2018·重庆期末)在△ABC中,已知AB=4,AC=4,∠B=30°,则△ABC的面积是( )A.4B.8C.4或8D.注意本题的多解性.答案 C解析 在△ABC中,由余弦定理可得AC2=42=(4)2+BC2-2×4BCcos30°,解得BC=4或BC=8.当BC=4时,AC=BC,∠B=∠A=30°,△ABC为等腰三角形,∠C=120°,△ABC的面积为AB·BCsinB=×4×4×=4.当BC=8时,△ABC的面积为AB·BCsinB=×4×8×=8.故选C.方法技巧正、余弦定理在解三角形中的应用技巧1.已知两边和一边的对角或已知两角和一边都能用正弦定理解三角形,正弦定理的形式多样,其中a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC能够实现边角互化.见典例1.2.已知两边和它们的夹角、已知两边和一边的对角或已知三边都能直接运用余弦定理解三角形.见典例2.3.已知两角和一边,该三角形是确定的,其解是唯一的;已知两边和一边的对角,该三角形具有不唯一性,通常根据三角函数值的有界性和大边对大角定理进行判断.见典例2.冲关针对训练1.(2017·河西五市联考)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足(b-a)sinA=(b-c)·(sinB+sinC),则角C等于( )A.B.C.D.答案 A解析 由题意,得(b-a)a=(b-c)(b+c),∴ab=a2+b2-c2,∴cosC==,∴C=.故选A.2.(2018·山东师大附中模拟)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知cos2A=-,c=,sinA=sinC.(1)求a的值;(2)若角A为锐角,求b的值及△ABC的面积.解 (1)在△ABC中,c=,sinA=sinC,由正弦定理=,得a=c=×=3.(2)由cos2A=1-2sin2A=-得,sin2A=,由0则cosA==.由余弦定理a2=b2+c2-2bccosA,化简,得b2-2b-15=0,解得b=5(b=-3舍去).所以S△ABC=bcsinA=×5××=. 题型2 利用正、余弦定理判断三角形的形状 (2017·陕西模拟)设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若bcosC+ccosB=asinA,则△ABC的形状为( )A.锐角三角形B.直角三角形C.钝角三角形D.不确定用边角互化法.答案 B解析 ∵bcosC+ccosB=asinA,由正弦定理得sinBcosC+sinCcosB=sin2A,∴sin(B+C)=sin2A,即sinA=sin2A.又sinA>0,∴sinA=1,∴A=,故△ABC为直角三角形.故选B.[条件探究1] 将本典例条件变为“若2sinAcosB=sinC”,那么△ABC一定是( )A.直角三角形B.等腰三角形C.等腰直角三角形D.等边三角形答案 B解析 解法一:由已知得2sinAcosB=sinC=sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB,即sin(A-B)=0,因为-π解法二:由正弦定理得2acosB=c,由余弦定理得2a·=c⇒a2=b2⇒a=b.故选B.[条件探究2] 将本典例条件变为“若△ABC的三个内角满足sinA∶sinB∶sinC=5∶11∶13”,则△ABC( )A.一定是锐角三角形B.一定是直角三角形C.一定是钝角三角形D.可能是锐角三角形,也可能是钝角三角形答案 C解析 在△ABC中,sinA∶sinB∶sinC=5∶11∶13,∴a∶b∶c=5∶11∶13,故设a=5k,b=11k,c=13k(k>0),由余弦定理可得cosC===-<0,又∵C∈(0,π),∴C∈,∴△ABC为钝角三角形.故选C.[条件探究3] 将本典例条件变为“若bcosB+ccosC=acosA”,试判断三角形的形状.解 由已知得b·+c·=a·,∴b2(a2+c2-b2)+c2(a2+b2-c2)=a2(b2+c2-a2).∴(a2+c2-b2)(b2+a2-c2)=0.∴a2+c2=b2或b2+a2=c2,即B=或C=.∴△ABC为直角三角形.方法技巧判定三角形形状的两种常用途径提醒:“角化边”后要注意用因式分解、配方等方法得出边的相应关系;“边化角”后要注意用三角恒等变换公式、三角形内角和定理及诱导公式推出角的关系. 冲关针对训练在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且2asinA=(2b-c)sinB+(2c-b)sinC.(1)求角A的大小;(2)若sinB+sinC=,试判断△ABC的形状.解 (1)由2asinA=(2b-c)sinB+(2c-b)sinC及正弦定理,得2a2=(2b-c)b+(2c-b)c,即bc=b2+c2-a2,∴cosA==,A∈(0,π),∴A=60°.(2)∵A+B+C=180°,∴B+C=180°-60°=120°.由sinB+sinC=,得sinB+sin(120°-B)=,∴sinB+sin120°cosB-cos120°sinB=.∴sinB+cosB=,即sin(B+30°)=1.∵0°∴B+30°=90°,即B=60°.∴A=B=C=60°,∴△ABC为等边三角形.题型3 与三角形有关的最值角度1 与三角形边长有关的最值(2017·杏花岭区模拟)已知锐角三角形ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=bcosC+csinB.(1)求B;(2)若b=2,求ac的最大值.本题采用转化法.解 (1)在△ABC中,∵a=bcosC+csinB,∴sinA=sinBcosC+sinCsinB,∴sinA=sin(B+C)=sinBcosC+sinCsinB,化为cosBsinC=sinCsinB,sinC≠0,可得tanB=,B∈(0,π),∴B=.(2)由正弦定理得=2R=,令y=ac=2RsinA·2RsinC=sinAsinC=sinAsin=sin+.∵0故<2A-<,∴sin∈,∴y∈.∴ac的最大值为4.角度2 与三角形内角有关的最值(2017·庄河市期末)在△ABC中,a,b,c分别为角A,B,C的对边,设f(x)=a2x2-(a2-b2)x-4c2.(1)若f(1)=0,且B-C=,求角C的大小;(2)若f(2)=0,求角C的取值范围.本题采用放缩法.解 (1)由f(1)=0,得a2-a2+b2-4c2=0,∴b=2c,又由正弦定理,得sinB=2sinC,∵B-C=,∴sin=2sinC,整理得sinC=cosC,∴tanC=.∵角C是三角形的内角,∴C=.(2)∵f(2)=0,∴4a2-2a2+2b2-4c2=0,即a2+b2-2c2=0,由余弦定理,得cosC==≥=(当且仅当a=b时取等号).又∵余弦函数在上递减,C是锐角,∴0方法技巧求与三角形中边角有关的量的取值范围时,主要是利用已知条件和有关定理,将所求的量用三角形的某个内角或某条边表示出来,结合三角形边角的取值范围、函数值域的求法求解范围即可. 冲关针对训练(2018·绵阳检测)已知向量m=,n=,记f(x)=m·n.(1)若f(x)=1,求cos的值;(2)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且满足(2a-c)cosB=bcosC,求函数f(A)的取值范围.解 (1)f(x)=m·n=sincos+cos2=sin+cos+=sin+.因为f(x)=1,所以sin=,cos=1-2sin2=,cos=-cos=-.(2)因为(2a-c)cosB=bcosC,由正弦定理得(2sinA-sinC)cosB=sinBcosC,所以2sinAcosB-sinCcosB=sinBcosC,所以2sinAcosB=sin(B+C),因为A+B+C=π,所以sin(B+C)=sinA,且sinA≠0,所以cosB=,B=,所以0所以<+<,又因为f(x)=m·n=sin+,所以f(A)=sin+,故函数f(A)的取值范围是.1.(2017·全国卷Ⅰ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知sinB+sinA(sinC-cosC)=0,a=2,c=,则C=( )A.B.C.D.答案 B解析 因为a=2,c=,所以由正弦定理可知,=,故sinA=sinC.又B=π-(A+C),故sinB+sinA(sinC-cosC)=sin(A+C)+sinAsinC-sinAcosC=sinAcosC+cosAsinC+sinAsinC-sinAcosC=(sinA+cosA)sinC=0.又C为△ABC的内角,故sinC≠0,则sinA+cosA=0,即tanA=-1.又A∈(0,π),所以A=.从而sinC=sinA=×=.由A=知C为锐角,故C=.故选B.2.(2018·南阳模拟)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若asinBcosC+csinBcosA=b,且a>b,则B=________.答案 解析 由正弦定理,得sinB(sinAcosC+sinCcosA)=sinB,即sinBsin(A+C)=sinB,因为sinB≠0,所以sinB=,所以B=或,又因为a>b,故B=.3.(2018·沈阳模拟)在锐角△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足(a-b)(sinA+sinB)=(c-b)·sinC.若a=,则b2+c2的取值范围是________.答案 5解析 由正弦定理可得,(a-b)·(a+b)=(c-b)·c,即b2+c2-a2=bc,cosA==,又A∈,∴A=.∵===2,∴b2+c2=4(sin2B+sin2C)=4[sin2B+sin2(A+B)]=4=sin2B-cos2B+4=2sin+4.∵△ABC是锐角三角形,且A=,∴B∈,即2B-∈,∴4.(2015·全国卷Ⅰ)已知a,b,c分别为△ABC内角A,B,C的对边,sin2B=2sinAsinC.(1)若a=b,求cosB;(2)设B=90°,且a=,求△ABC的面积.解 (1)由题设及正弦定理可得b2=2ac.又a=b,可得b=2c,a=2c.由余弦定理可得cosB==.(2)由(1)知b2=2ac.因为B=90°,由勾股定理得a2+c2=b2.故a2+c2=2ac,得c=a=.所以△ABC的面积为1. [重点保分两级优选练]A级一、选择题1.(2017·长沙模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若a=,b=3,A=60°,则边c=( )A.1B.2C.4D.6答案 C解析 a2=c2+b2-2cbcosA⇒13=c2+9-6ccos60°,即c2-3c-4=0,解得c=4或c=-1(舍去).故选C.2.在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别为a,b,c.若∠C=120°,c=a,则( )A.a>bB.aC.a=bD.a与b的大小关系不能确定答案 A解析 据题意由余弦定理可得a2+b2-2abcos120°=c2=(a)2,化简整理得a2=b2+ab,变形得a2-b2=(a+b)(a-b)=ab>0,故有a-b>0,即a>b.故选A.3.(2017·湖南长郡中学六模)若△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知2bsin2A=asinB,且c=2b,则等于( )A.2B.3C.D.答案 A解析 由2bsin2A=asinB,得4bsinAcosA=asinB,由正弦定理得4sinBsinAcosA=sinAsinB,∵sinA≠0,且sinB≠0,∴cosA=,由余弦定理得a2=b2+4b2-b2,∴a2=4b2,∴=2.故选A.4.(2017·衡水中学调研)在△ABC中,三边之比a∶b∶c=2∶3∶4,则=( )A.1B.2C.-2D.答案 B解析 不妨设a=2,b=3,c=4,故cosC==-,故===2.故选B.5.在△ABC中,A,B,C是三角形的三个内角,a,b,c是三个内角对应的三边,已知b2+c2=a2+bc.若sinBsinC=,△ABC的形状( )A.等边三角形B.不含60°的等腰三角形C.钝角三角形D.直角三角形答案 A解析 在△ABC中,由余弦定理,可得cosA=,由已知,得b2+c2-a2=bc,∴cosA=.∵0∵A+B+C=π,A=,∴C=-B.由sinBsinC=,得sinBsin=.即sinB=.sinBcosB+sin2B=,sin2B+(1-cos2B)=,sin2B-cos2B=1,∴sin=1.又∵-<2B-<,∴2B-=,即B=.∴C=,也就是△ABC为等边三角形.故选A.6.(2014·江西高考)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若c2=(a-b)2+6,C=,则△ABC的面积是( )A.3B.C.D.3答案 C解析 c2=(a-b)2+6,即c2=a2+b2-2ab+6.①∵C=,∴由余弦定理得c2=a2+b2-ab,②由①和②得ab=6,∴S△ABC=absinC=×6×=.故选C.7.(2018·上海杨浦质量调研)设锐角△ABC的三内角A,B,C所对边的边长分别为a,b,c,且a=1,B=2A,则b的取值范围为( )A.(,)B.(1,)C.(,2)D.(0,2)答案 A解析 由==,得b=2cosA.又2A<,所以A<,所以8.(2014·全国卷Ⅱ)钝角三角形ABC的面积是,AB=1,BC=,则AC=( )A.5B.C.2D.1答案 B解析 S△ABC=AB·BCsinB=×1×sinB=,∴sinB=,∴B=45°或135°.若B=45°,则由余弦定理得AC=1,∴△ABC为直角三角形,不符合题意,因此B=135°,由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2AB·BCcosB=1+2-2×1××=5,∴AC=.故选B.9.(2018·辽宁五校第一次联考)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若直线bx+ycosA+cosB=0与ax+ycosB+cosA=0平行,则△ABC一定是( )A.锐角三角形B.等腰三角形C.直角三角形D.等腰或者直角三角形答案 C解析 由两直线平行可得bcosB-acosA=0,由正弦定理可知sinBcosB-sinAcosA=0,即sin2A=sin2B,又A,B∈(0,π),且A+B∈(0,π),所以2A=2B或2A+2B=π,即A=B或A+B=.若A=B,则a=b,cosA=cosB,此时两直线重合,不符合题意,舍去,故A+B=,则△ABC是直角三角形.故选C.10.(2017·武昌调研)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=2bsinC,则tanA+tanB+tanC的最小值是( )A.4B.3C.8D.6答案 C解析 a=2bsinC⇒sinA=2sinBsinC⇒sin(B+C)=2sinBsinC⇒tanB+tanC=2tanBtanC,又根据三角形中的三角恒等式tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC(注:tanA=tan(π-B-C)=-tan(B+C)=-,即tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC)⇒tanBtanC=,∴tanAtanBtanC=tanA·=(tanA=m),令m-2=t⇒=t++4≥8,当且仅当t=,即t=2,tanA=4时,取等号.故选C.二、填空题11.(2015·重庆高考)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=2,cosC=-,3sinA=2sinB,则c=________.答案 4解析 由3sinA=2sinB及正弦定理,得3a=2b,所以b=a=3.由余弦定理cosC=,得-=,解得c=4.12.(2018·河北唐山一模)在△ABC中,角A,B,C的对边a,b,c成等差数列,且A-C=90°,则cosB=________.答案 解析 ∵a,b,c成等差数列,∴2b=a+c.∴2sinB=sinA+sinC.∵A-C=90°,∴2sinB=sin(90°+C)+sinC.∴2sinB=cosC+sinC.∴2sinB=sin(C+45°).①∵A+B+C=180°且A-C=90°,∴C=45°-,代入①式中,2sinB=sin.∴2sinB=cos.∴4sincos=cos.∴sin=.∴cosB=1-2sin2=1-=.13.(2018·沈阳监测)已知△ABC的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为S,且满足4S=a2-(b-c)2,b+c=8,则S的最大值为________.答案 8解析 由题意得4×bcsinA=a2-b2-c2+2bc,又a2=b2+c2-2bccosA,代入上式得2bcsinA=-2bccosA+2bc,即sinA+cosA=1,sin=1,又0∴A=,S=bcsinA=bc,又b+c=8≥2,当且仅当b=c时取“=”,∴bc≤16,∴S的最大值为8.14.(2017·浙江高考)已知△ABC,AB=AC=4,BC=2.点D为AB延长线上一点,BD=2,连接CD,则△BDC的面积是________,cos∠BDC=________.答案 解析 依题意作出图形,如图所示,则sin∠DBC=sin∠ABC.由题意知AB=AC=4,BC=BD=2,则cos∠ABC=,sin∠ABC=.所以S△BDC=BC·BD·sin∠DBC=×2×2×=.因为cos∠DBC=-cos∠ABC=-==,所以CD=.由余弦定理,得cos∠BDC==.B级三、解答题15.(2018·郑州质检)已知△ABC的外接圆直径为,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,C=60°.(1)求的值;(2)若a+b=ab,求△ABC的面积.解 (1)因为===2R=,所以a=sinA,b=sinB,c=sinC.所以==.(2)由c=sinC,得c=×=2,c2=a2+b2-2abcosC,即4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab,又a+b=ab,所以(ab)2-3ab-4=0,解得ab=4或ab=-1(舍去),所以S△ABC=absinC=×4×=.16.(2017·湖北四校联考)已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足sin2A+sinAsinB-6sin2B=0.(1)求的值;(2)若cosC=,求sinB的值.解 (1)因为sin2A+sinAsinB-6sin2B=0,sinB≠0,所以2+-6=0,得=2或=-3(舍去).由正弦定理得==2.(2)由余弦定理得cosC==.①将=2,即a=2b代入①,得5b2-c2=3b2,得c=b.由余弦定理cosB=,得cosB==,则sinB==.17.(2018·海淀区模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别是a,b,
答案
(1)√
(2)√ (3)√ (4)√
2.教材衍化
(1)(必修A5P10A组T4)在△ABC中,a=4,b=5,c=6,则=________.
答案 1
解析 由正弦定理得sinA∶sinB∶sinC=a∶b∶c=4∶5∶6,又由余弦定理知cosA===,所以==2××=1.
(2)(必修A5P20A组T11)若锐角△ABC的面积为10,且AB=5,AC=8,则BC等于________.
答案 7
解析 因为△ABC的面积S△ABC=AB·ACsinA,所以10=×5×8sinA,解得sinA=,因为角A为锐角,所以cosA=.根据余弦定理,得BC2=52+82-2×5×8cosA=52+82-2×5×8×=49,所以BC=7.
3.小题热身
(1)(2016·天津高考)在△ABC中,若AB=,BC=3,∠C=
120°,则AC=( )
A.1B.2C.3D.4
答案 A
解析 在△ABC中,设A,B,C所对的边分别为a,b,c,则由c2=a2+b2-2abcosC,得13=9+b2-2×3b×,即b2+3b-4=0,解得b=1(负值舍去),即AC=1.故选A.
(2)(2016·全国卷Ⅲ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若cosA=,cosC=,a=1,则b=________.
解析 由已知可得sinA=,sinC=,则sinB=sin(A+C)=×+×=,再由正弦定理可得=⇒b==.
题型1 利用正、余弦定理解三角形
(2018·郑州预测)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若=,则cosB=( )
A.-B.C.-D.
边角互化法.
答案 B
解析 由正弦定理知==1,即tanB=,由B∈(0,π),所以B=,所以cosB=cos=.故选B.
(2018·重庆期末)在△ABC中,已知AB=4,AC=4,∠B=30°,则△ABC的面积是( )
A.4B.8
C.4或8D.
注意本题的多解性.
答案 C
解析 在△ABC中,由余弦定理可得AC2=42=(4)2+BC2-2×4BCcos30°,
解得BC=4或BC=8.
当BC=4时,AC=BC,∠B=∠A=30°,△ABC为等腰三角形,∠C=120°,
△ABC的面积为AB·BCsinB=×4×4×=4.
当BC=8时,△ABC的面积为AB·BCsinB=×4×8×=8.故选C.
方法技巧
正、余弦定理在解三角形中的应用技巧
1.已知两边和一边的对角或已知两角和一边都能用正弦定理解三角形,正弦定理的形式多样,其中a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC能够实现边角互化.见典例1.
2.已知两边和它们的夹角、已知两边和一边的对角或已知三边都能直接运用余弦定理解三角形.见典例2.
3.已知两角和一边,该三角形是确定的,其解是唯一的;已知两边和一边的对角,该三角形具有不唯一性,通常根据三角函数值的有界性和大边对大角定理进行判断.见典例2.
冲关针对训练
1.(2017·河西五市联考)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足(b-a)sinA=(b-c)·(sinB+sinC),则角C等于( )
A.B.C.D.
解析 由题意,得(b-a)a=(b-c)(b+c),∴ab=a2+b2-c2,∴cosC==,∴C=.故选A.
2.(2018·山东师大附中模拟)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知cos2A=-,c=,sinA=sinC.
(1)求a的值;
(2)若角A为锐角,求b的值及△ABC的面积.
解
(1)在△ABC中,c=,sinA=sinC,由正弦定理=,得a=c=×=3.
(2)由cos2A=1-2sin2A=-得,sin2A=,由0则cosA==.由余弦定理a2=b2+c2-2bccosA,化简,得b2-2b-15=0,解得b=5(b=-3舍去).所以S△ABC=bcsinA=×5××=. 题型2 利用正、余弦定理判断三角形的形状 (2017·陕西模拟)设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若bcosC+ccosB=asinA,则△ABC的形状为( )A.锐角三角形B.直角三角形C.钝角三角形D.不确定用边角互化法.答案 B解析 ∵bcosC+ccosB=asinA,由正弦定理得sinBcosC+sinCcosB=sin2A,∴sin(B+C)=sin2A,即sinA=sin2A.又sinA>0,∴sinA=1,∴A=,故△ABC为直角三角形.故选B.[条件探究1] 将本典例条件变为“若2sinAcosB=sinC”,那么△ABC一定是( )A.直角三角形B.等腰三角形C.等腰直角三角形D.等边三角形答案 B解析 解法一:由已知得2sinAcosB=sinC=sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB,即sin(A-B)=0,因为-π解法二:由正弦定理得2acosB=c,由余弦定理得2a·=c⇒a2=b2⇒a=b.故选B.[条件探究2] 将本典例条件变为“若△ABC的三个内角满足sinA∶sinB∶sinC=5∶11∶13”,则△ABC( )A.一定是锐角三角形B.一定是直角三角形C.一定是钝角三角形D.可能是锐角三角形,也可能是钝角三角形答案 C解析 在△ABC中,sinA∶sinB∶sinC=5∶11∶13,∴a∶b∶c=5∶11∶13,故设a=5k,b=11k,c=13k(k>0),由余弦定理可得cosC===-<0,又∵C∈(0,π),∴C∈,∴△ABC为钝角三角形.故选C.[条件探究3] 将本典例条件变为“若bcosB+ccosC=acosA”,试判断三角形的形状.解 由已知得b·+c·=a·,∴b2(a2+c2-b2)+c2(a2+b2-c2)=a2(b2+c2-a2).∴(a2+c2-b2)(b2+a2-c2)=0.∴a2+c2=b2或b2+a2=c2,即B=或C=.∴△ABC为直角三角形.方法技巧判定三角形形状的两种常用途径提醒:“角化边”后要注意用因式分解、配方等方法得出边的相应关系;“边化角”后要注意用三角恒等变换公式、三角形内角和定理及诱导公式推出角的关系. 冲关针对训练在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且2asinA=(2b-c)sinB+(2c-b)sinC.(1)求角A的大小;(2)若sinB+sinC=,试判断△ABC的形状.解 (1)由2asinA=(2b-c)sinB+(2c-b)sinC及正弦定理,得2a2=(2b-c)b+(2c-b)c,即bc=b2+c2-a2,∴cosA==,A∈(0,π),∴A=60°.(2)∵A+B+C=180°,∴B+C=180°-60°=120°.由sinB+sinC=,得sinB+sin(120°-B)=,∴sinB+sin120°cosB-cos120°sinB=.∴sinB+cosB=,即sin(B+30°)=1.∵0°∴B+30°=90°,即B=60°.∴A=B=C=60°,∴△ABC为等边三角形.题型3 与三角形有关的最值角度1 与三角形边长有关的最值(2017·杏花岭区模拟)已知锐角三角形ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=bcosC+csinB.(1)求B;(2)若b=2,求ac的最大值.本题采用转化法.解 (1)在△ABC中,∵a=bcosC+csinB,∴sinA=sinBcosC+sinCsinB,∴sinA=sin(B+C)=sinBcosC+sinCsinB,化为cosBsinC=sinCsinB,sinC≠0,可得tanB=,B∈(0,π),∴B=.(2)由正弦定理得=2R=,令y=ac=2RsinA·2RsinC=sinAsinC=sinAsin=sin+.∵0故<2A-<,∴sin∈,∴y∈.∴ac的最大值为4.角度2 与三角形内角有关的最值(2017·庄河市期末)在△ABC中,a,b,c分别为角A,B,C的对边,设f(x)=a2x2-(a2-b2)x-4c2.(1)若f(1)=0,且B-C=,求角C的大小;(2)若f(2)=0,求角C的取值范围.本题采用放缩法.解 (1)由f(1)=0,得a2-a2+b2-4c2=0,∴b=2c,又由正弦定理,得sinB=2sinC,∵B-C=,∴sin=2sinC,整理得sinC=cosC,∴tanC=.∵角C是三角形的内角,∴C=.(2)∵f(2)=0,∴4a2-2a2+2b2-4c2=0,即a2+b2-2c2=0,由余弦定理,得cosC==≥=(当且仅当a=b时取等号).又∵余弦函数在上递减,C是锐角,∴0方法技巧求与三角形中边角有关的量的取值范围时,主要是利用已知条件和有关定理,将所求的量用三角形的某个内角或某条边表示出来,结合三角形边角的取值范围、函数值域的求法求解范围即可. 冲关针对训练(2018·绵阳检测)已知向量m=,n=,记f(x)=m·n.(1)若f(x)=1,求cos的值;(2)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且满足(2a-c)cosB=bcosC,求函数f(A)的取值范围.解 (1)f(x)=m·n=sincos+cos2=sin+cos+=sin+.因为f(x)=1,所以sin=,cos=1-2sin2=,cos=-cos=-.(2)因为(2a-c)cosB=bcosC,由正弦定理得(2sinA-sinC)cosB=sinBcosC,所以2sinAcosB-sinCcosB=sinBcosC,所以2sinAcosB=sin(B+C),因为A+B+C=π,所以sin(B+C)=sinA,且sinA≠0,所以cosB=,B=,所以0所以<+<,又因为f(x)=m·n=sin+,所以f(A)=sin+,故函数f(A)的取值范围是.1.(2017·全国卷Ⅰ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知sinB+sinA(sinC-cosC)=0,a=2,c=,则C=( )A.B.C.D.答案 B解析 因为a=2,c=,所以由正弦定理可知,=,故sinA=sinC.又B=π-(A+C),故sinB+sinA(sinC-cosC)=sin(A+C)+sinAsinC-sinAcosC=sinAcosC+cosAsinC+sinAsinC-sinAcosC=(sinA+cosA)sinC=0.又C为△ABC的内角,故sinC≠0,则sinA+cosA=0,即tanA=-1.又A∈(0,π),所以A=.从而sinC=sinA=×=.由A=知C为锐角,故C=.故选B.2.(2018·南阳模拟)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若asinBcosC+csinBcosA=b,且a>b,则B=________.答案 解析 由正弦定理,得sinB(sinAcosC+sinCcosA)=sinB,即sinBsin(A+C)=sinB,因为sinB≠0,所以sinB=,所以B=或,又因为a>b,故B=.3.(2018·沈阳模拟)在锐角△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足(a-b)(sinA+sinB)=(c-b)·sinC.若a=,则b2+c2的取值范围是________.答案 5解析 由正弦定理可得,(a-b)·(a+b)=(c-b)·c,即b2+c2-a2=bc,cosA==,又A∈,∴A=.∵===2,∴b2+c2=4(sin2B+sin2C)=4[sin2B+sin2(A+B)]=4=sin2B-cos2B+4=2sin+4.∵△ABC是锐角三角形,且A=,∴B∈,即2B-∈,∴4.(2015·全国卷Ⅰ)已知a,b,c分别为△ABC内角A,B,C的对边,sin2B=2sinAsinC.(1)若a=b,求cosB;(2)设B=90°,且a=,求△ABC的面积.解 (1)由题设及正弦定理可得b2=2ac.又a=b,可得b=2c,a=2c.由余弦定理可得cosB==.(2)由(1)知b2=2ac.因为B=90°,由勾股定理得a2+c2=b2.故a2+c2=2ac,得c=a=.所以△ABC的面积为1. [重点保分两级优选练]A级一、选择题1.(2017·长沙模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若a=,b=3,A=60°,则边c=( )A.1B.2C.4D.6答案 C解析 a2=c2+b2-2cbcosA⇒13=c2+9-6ccos60°,即c2-3c-4=0,解得c=4或c=-1(舍去).故选C.2.在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别为a,b,c.若∠C=120°,c=a,则( )A.a>bB.aC.a=bD.a与b的大小关系不能确定答案 A解析 据题意由余弦定理可得a2+b2-2abcos120°=c2=(a)2,化简整理得a2=b2+ab,变形得a2-b2=(a+b)(a-b)=ab>0,故有a-b>0,即a>b.故选A.3.(2017·湖南长郡中学六模)若△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知2bsin2A=asinB,且c=2b,则等于( )A.2B.3C.D.答案 A解析 由2bsin2A=asinB,得4bsinAcosA=asinB,由正弦定理得4sinBsinAcosA=sinAsinB,∵sinA≠0,且sinB≠0,∴cosA=,由余弦定理得a2=b2+4b2-b2,∴a2=4b2,∴=2.故选A.4.(2017·衡水中学调研)在△ABC中,三边之比a∶b∶c=2∶3∶4,则=( )A.1B.2C.-2D.答案 B解析 不妨设a=2,b=3,c=4,故cosC==-,故===2.故选B.5.在△ABC中,A,B,C是三角形的三个内角,a,b,c是三个内角对应的三边,已知b2+c2=a2+bc.若sinBsinC=,△ABC的形状( )A.等边三角形B.不含60°的等腰三角形C.钝角三角形D.直角三角形答案 A解析 在△ABC中,由余弦定理,可得cosA=,由已知,得b2+c2-a2=bc,∴cosA=.∵0∵A+B+C=π,A=,∴C=-B.由sinBsinC=,得sinBsin=.即sinB=.sinBcosB+sin2B=,sin2B+(1-cos2B)=,sin2B-cos2B=1,∴sin=1.又∵-<2B-<,∴2B-=,即B=.∴C=,也就是△ABC为等边三角形.故选A.6.(2014·江西高考)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若c2=(a-b)2+6,C=,则△ABC的面积是( )A.3B.C.D.3答案 C解析 c2=(a-b)2+6,即c2=a2+b2-2ab+6.①∵C=,∴由余弦定理得c2=a2+b2-ab,②由①和②得ab=6,∴S△ABC=absinC=×6×=.故选C.7.(2018·上海杨浦质量调研)设锐角△ABC的三内角A,B,C所对边的边长分别为a,b,c,且a=1,B=2A,则b的取值范围为( )A.(,)B.(1,)C.(,2)D.(0,2)答案 A解析 由==,得b=2cosA.又2A<,所以A<,所以8.(2014·全国卷Ⅱ)钝角三角形ABC的面积是,AB=1,BC=,则AC=( )A.5B.C.2D.1答案 B解析 S△ABC=AB·BCsinB=×1×sinB=,∴sinB=,∴B=45°或135°.若B=45°,则由余弦定理得AC=1,∴△ABC为直角三角形,不符合题意,因此B=135°,由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2AB·BCcosB=1+2-2×1××=5,∴AC=.故选B.9.(2018·辽宁五校第一次联考)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若直线bx+ycosA+cosB=0与ax+ycosB+cosA=0平行,则△ABC一定是( )A.锐角三角形B.等腰三角形C.直角三角形D.等腰或者直角三角形答案 C解析 由两直线平行可得bcosB-acosA=0,由正弦定理可知sinBcosB-sinAcosA=0,即sin2A=sin2B,又A,B∈(0,π),且A+B∈(0,π),所以2A=2B或2A+2B=π,即A=B或A+B=.若A=B,则a=b,cosA=cosB,此时两直线重合,不符合题意,舍去,故A+B=,则△ABC是直角三角形.故选C.10.(2017·武昌调研)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=2bsinC,则tanA+tanB+tanC的最小值是( )A.4B.3C.8D.6答案 C解析 a=2bsinC⇒sinA=2sinBsinC⇒sin(B+C)=2sinBsinC⇒tanB+tanC=2tanBtanC,又根据三角形中的三角恒等式tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC(注:tanA=tan(π-B-C)=-tan(B+C)=-,即tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC)⇒tanBtanC=,∴tanAtanBtanC=tanA·=(tanA=m),令m-2=t⇒=t++4≥8,当且仅当t=,即t=2,tanA=4时,取等号.故选C.二、填空题11.(2015·重庆高考)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=2,cosC=-,3sinA=2sinB,则c=________.答案 4解析 由3sinA=2sinB及正弦定理,得3a=2b,所以b=a=3.由余弦定理cosC=,得-=,解得c=4.12.(2018·河北唐山一模)在△ABC中,角A,B,C的对边a,b,c成等差数列,且A-C=90°,则cosB=________.答案 解析 ∵a,b,c成等差数列,∴2b=a+c.∴2sinB=sinA+sinC.∵A-C=90°,∴2sinB=sin(90°+C)+sinC.∴2sinB=cosC+sinC.∴2sinB=sin(C+45°).①∵A+B+C=180°且A-C=90°,∴C=45°-,代入①式中,2sinB=sin.∴2sinB=cos.∴4sincos=cos.∴sin=.∴cosB=1-2sin2=1-=.13.(2018·沈阳监测)已知△ABC的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为S,且满足4S=a2-(b-c)2,b+c=8,则S的最大值为________.答案 8解析 由题意得4×bcsinA=a2-b2-c2+2bc,又a2=b2+c2-2bccosA,代入上式得2bcsinA=-2bccosA+2bc,即sinA+cosA=1,sin=1,又0∴A=,S=bcsinA=bc,又b+c=8≥2,当且仅当b=c时取“=”,∴bc≤16,∴S的最大值为8.14.(2017·浙江高考)已知△ABC,AB=AC=4,BC=2.点D为AB延长线上一点,BD=2,连接CD,则△BDC的面积是________,cos∠BDC=________.答案 解析 依题意作出图形,如图所示,则sin∠DBC=sin∠ABC.由题意知AB=AC=4,BC=BD=2,则cos∠ABC=,sin∠ABC=.所以S△BDC=BC·BD·sin∠DBC=×2×2×=.因为cos∠DBC=-cos∠ABC=-==,所以CD=.由余弦定理,得cos∠BDC==.B级三、解答题15.(2018·郑州质检)已知△ABC的外接圆直径为,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,C=60°.(1)求的值;(2)若a+b=ab,求△ABC的面积.解 (1)因为===2R=,所以a=sinA,b=sinB,c=sinC.所以==.(2)由c=sinC,得c=×=2,c2=a2+b2-2abcosC,即4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab,又a+b=ab,所以(ab)2-3ab-4=0,解得ab=4或ab=-1(舍去),所以S△ABC=absinC=×4×=.16.(2017·湖北四校联考)已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足sin2A+sinAsinB-6sin2B=0.(1)求的值;(2)若cosC=,求sinB的值.解 (1)因为sin2A+sinAsinB-6sin2B=0,sinB≠0,所以2+-6=0,得=2或=-3(舍去).由正弦定理得==2.(2)由余弦定理得cosC==.①将=2,即a=2b代入①,得5b2-c2=3b2,得c=b.由余弦定理cosB=,得cosB==,则sinB==.17.(2018·海淀区模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别是a,b,
则cosA==.
由余弦定理a2=b2+c2-2bccosA,
化简,得b2-2b-15=0,
解得b=5(b=-3舍去).
所以S△ABC=bcsinA=×5××=.
题型2 利用正、余弦定理判断三角形的形状
(2017·陕西模拟)设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若bcosC+ccosB=asinA,则△ABC的形状为( )
A.锐角三角形B.直角三角形
C.钝角三角形D.不确定
用边角互化法.
解析 ∵bcosC+ccosB=asinA,由正弦定理得sinBcosC+sinCcosB=sin2A,∴sin(B+C)=sin2A,即sinA=sin2A.又sinA>0,∴sinA=1,∴A=,故△ABC为直角三角形.故选B.
[条件探究1] 将本典例条件变为“若2sinAcosB=sinC”,那么△ABC一定是( )
A.直角三角形B.等腰三角形
C.等腰直角三角形D.等边三角形
解析 解法一:
由已知得2sinAcosB=sinC=sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB,即sin(A-B)=0,
因为-π解法二:由正弦定理得2acosB=c,由余弦定理得2a·=c⇒a2=b2⇒a=b.故选B.[条件探究2] 将本典例条件变为“若△ABC的三个内角满足sinA∶sinB∶sinC=5∶11∶13”,则△ABC( )A.一定是锐角三角形B.一定是直角三角形C.一定是钝角三角形D.可能是锐角三角形,也可能是钝角三角形答案 C解析 在△ABC中,sinA∶sinB∶sinC=5∶11∶13,∴a∶b∶c=5∶11∶13,故设a=5k,b=11k,c=13k(k>0),由余弦定理可得cosC===-<0,又∵C∈(0,π),∴C∈,∴△ABC为钝角三角形.故选C.[条件探究3] 将本典例条件变为“若bcosB+ccosC=acosA”,试判断三角形的形状.解 由已知得b·+c·=a·,∴b2(a2+c2-b2)+c2(a2+b2-c2)=a2(b2+c2-a2).∴(a2+c2-b2)(b2+a2-c2)=0.∴a2+c2=b2或b2+a2=c2,即B=或C=.∴△ABC为直角三角形.方法技巧判定三角形形状的两种常用途径提醒:“角化边”后要注意用因式分解、配方等方法得出边的相应关系;“边化角”后要注意用三角恒等变换公式、三角形内角和定理及诱导公式推出角的关系. 冲关针对训练在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且2asinA=(2b-c)sinB+(2c-b)sinC.(1)求角A的大小;(2)若sinB+sinC=,试判断△ABC的形状.解 (1)由2asinA=(2b-c)sinB+(2c-b)sinC及正弦定理,得2a2=(2b-c)b+(2c-b)c,即bc=b2+c2-a2,∴cosA==,A∈(0,π),∴A=60°.(2)∵A+B+C=180°,∴B+C=180°-60°=120°.由sinB+sinC=,得sinB+sin(120°-B)=,∴sinB+sin120°cosB-cos120°sinB=.∴sinB+cosB=,即sin(B+30°)=1.∵0°∴B+30°=90°,即B=60°.∴A=B=C=60°,∴△ABC为等边三角形.题型3 与三角形有关的最值角度1 与三角形边长有关的最值(2017·杏花岭区模拟)已知锐角三角形ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=bcosC+csinB.(1)求B;(2)若b=2,求ac的最大值.本题采用转化法.解 (1)在△ABC中,∵a=bcosC+csinB,∴sinA=sinBcosC+sinCsinB,∴sinA=sin(B+C)=sinBcosC+sinCsinB,化为cosBsinC=sinCsinB,sinC≠0,可得tanB=,B∈(0,π),∴B=.(2)由正弦定理得=2R=,令y=ac=2RsinA·2RsinC=sinAsinC=sinAsin=sin+.∵0故<2A-<,∴sin∈,∴y∈.∴ac的最大值为4.角度2 与三角形内角有关的最值(2017·庄河市期末)在△ABC中,a,b,c分别为角A,B,C的对边,设f(x)=a2x2-(a2-b2)x-4c2.(1)若f(1)=0,且B-C=,求角C的大小;(2)若f(2)=0,求角C的取值范围.本题采用放缩法.解 (1)由f(1)=0,得a2-a2+b2-4c2=0,∴b=2c,又由正弦定理,得sinB=2sinC,∵B-C=,∴sin=2sinC,整理得sinC=cosC,∴tanC=.∵角C是三角形的内角,∴C=.(2)∵f(2)=0,∴4a2-2a2+2b2-4c2=0,即a2+b2-2c2=0,由余弦定理,得cosC==≥=(当且仅当a=b时取等号).又∵余弦函数在上递减,C是锐角,∴0方法技巧求与三角形中边角有关的量的取值范围时,主要是利用已知条件和有关定理,将所求的量用三角形的某个内角或某条边表示出来,结合三角形边角的取值范围、函数值域的求法求解范围即可. 冲关针对训练(2018·绵阳检测)已知向量m=,n=,记f(x)=m·n.(1)若f(x)=1,求cos的值;(2)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且满足(2a-c)cosB=bcosC,求函数f(A)的取值范围.解 (1)f(x)=m·n=sincos+cos2=sin+cos+=sin+.因为f(x)=1,所以sin=,cos=1-2sin2=,cos=-cos=-.(2)因为(2a-c)cosB=bcosC,由正弦定理得(2sinA-sinC)cosB=sinBcosC,所以2sinAcosB-sinCcosB=sinBcosC,所以2sinAcosB=sin(B+C),因为A+B+C=π,所以sin(B+C)=sinA,且sinA≠0,所以cosB=,B=,所以0所以<+<,又因为f(x)=m·n=sin+,所以f(A)=sin+,故函数f(A)的取值范围是.1.(2017·全国卷Ⅰ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知sinB+sinA(sinC-cosC)=0,a=2,c=,则C=( )A.B.C.D.答案 B解析 因为a=2,c=,所以由正弦定理可知,=,故sinA=sinC.又B=π-(A+C),故sinB+sinA(sinC-cosC)=sin(A+C)+sinAsinC-sinAcosC=sinAcosC+cosAsinC+sinAsinC-sinAcosC=(sinA+cosA)sinC=0.又C为△ABC的内角,故sinC≠0,则sinA+cosA=0,即tanA=-1.又A∈(0,π),所以A=.从而sinC=sinA=×=.由A=知C为锐角,故C=.故选B.2.(2018·南阳模拟)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若asinBcosC+csinBcosA=b,且a>b,则B=________.答案 解析 由正弦定理,得sinB(sinAcosC+sinCcosA)=sinB,即sinBsin(A+C)=sinB,因为sinB≠0,所以sinB=,所以B=或,又因为a>b,故B=.3.(2018·沈阳模拟)在锐角△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足(a-b)(sinA+sinB)=(c-b)·sinC.若a=,则b2+c2的取值范围是________.答案 5解析 由正弦定理可得,(a-b)·(a+b)=(c-b)·c,即b2+c2-a2=bc,cosA==,又A∈,∴A=.∵===2,∴b2+c2=4(sin2B+sin2C)=4[sin2B+sin2(A+B)]=4=sin2B-cos2B+4=2sin+4.∵△ABC是锐角三角形,且A=,∴B∈,即2B-∈,∴4.(2015·全国卷Ⅰ)已知a,b,c分别为△ABC内角A,B,C的对边,sin2B=2sinAsinC.(1)若a=b,求cosB;(2)设B=90°,且a=,求△ABC的面积.解 (1)由题设及正弦定理可得b2=2ac.又a=b,可得b=2c,a=2c.由余弦定理可得cosB==.(2)由(1)知b2=2ac.因为B=90°,由勾股定理得a2+c2=b2.故a2+c2=2ac,得c=a=.所以△ABC的面积为1. [重点保分两级优选练]A级一、选择题1.(2017·长沙模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若a=,b=3,A=60°,则边c=( )A.1B.2C.4D.6答案 C解析 a2=c2+b2-2cbcosA⇒13=c2+9-6ccos60°,即c2-3c-4=0,解得c=4或c=-1(舍去).故选C.2.在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别为a,b,c.若∠C=120°,c=a,则( )A.a>bB.aC.a=bD.a与b的大小关系不能确定答案 A解析 据题意由余弦定理可得a2+b2-2abcos120°=c2=(a)2,化简整理得a2=b2+ab,变形得a2-b2=(a+b)(a-b)=ab>0,故有a-b>0,即a>b.故选A.3.(2017·湖南长郡中学六模)若△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知2bsin2A=asinB,且c=2b,则等于( )A.2B.3C.D.答案 A解析 由2bsin2A=asinB,得4bsinAcosA=asinB,由正弦定理得4sinBsinAcosA=sinAsinB,∵sinA≠0,且sinB≠0,∴cosA=,由余弦定理得a2=b2+4b2-b2,∴a2=4b2,∴=2.故选A.4.(2017·衡水中学调研)在△ABC中,三边之比a∶b∶c=2∶3∶4,则=( )A.1B.2C.-2D.答案 B解析 不妨设a=2,b=3,c=4,故cosC==-,故===2.故选B.5.在△ABC中,A,B,C是三角形的三个内角,a,b,c是三个内角对应的三边,已知b2+c2=a2+bc.若sinBsinC=,△ABC的形状( )A.等边三角形B.不含60°的等腰三角形C.钝角三角形D.直角三角形答案 A解析 在△ABC中,由余弦定理,可得cosA=,由已知,得b2+c2-a2=bc,∴cosA=.∵0∵A+B+C=π,A=,∴C=-B.由sinBsinC=,得sinBsin=.即sinB=.sinBcosB+sin2B=,sin2B+(1-cos2B)=,sin2B-cos2B=1,∴sin=1.又∵-<2B-<,∴2B-=,即B=.∴C=,也就是△ABC为等边三角形.故选A.6.(2014·江西高考)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若c2=(a-b)2+6,C=,则△ABC的面积是( )A.3B.C.D.3答案 C解析 c2=(a-b)2+6,即c2=a2+b2-2ab+6.①∵C=,∴由余弦定理得c2=a2+b2-ab,②由①和②得ab=6,∴S△ABC=absinC=×6×=.故选C.7.(2018·上海杨浦质量调研)设锐角△ABC的三内角A,B,C所对边的边长分别为a,b,c,且a=1,B=2A,则b的取值范围为( )A.(,)B.(1,)C.(,2)D.(0,2)答案 A解析 由==,得b=2cosA.又2A<,所以A<,所以8.(2014·全国卷Ⅱ)钝角三角形ABC的面积是,AB=1,BC=,则AC=( )A.5B.C.2D.1答案 B解析 S△ABC=AB·BCsinB=×1×sinB=,∴sinB=,∴B=45°或135°.若B=45°,则由余弦定理得AC=1,∴△ABC为直角三角形,不符合题意,因此B=135°,由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2AB·BCcosB=1+2-2×1××=5,∴AC=.故选B.9.(2018·辽宁五校第一次联考)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若直线bx+ycosA+cosB=0与ax+ycosB+cosA=0平行,则△ABC一定是( )A.锐角三角形B.等腰三角形C.直角三角形D.等腰或者直角三角形答案 C解析 由两直线平行可得bcosB-acosA=0,由正弦定理可知sinBcosB-sinAcosA=0,即sin2A=sin2B,又A,B∈(0,π),且A+B∈(0,π),所以2A=2B或2A+2B=π,即A=B或A+B=.若A=B,则a=b,cosA=cosB,此时两直线重合,不符合题意,舍去,故A+B=,则△ABC是直角三角形.故选C.10.(2017·武昌调研)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=2bsinC,则tanA+tanB+tanC的最小值是( )A.4B.3C.8D.6答案 C解析 a=2bsinC⇒sinA=2sinBsinC⇒sin(B+C)=2sinBsinC⇒tanB+tanC=2tanBtanC,又根据三角形中的三角恒等式tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC(注:tanA=tan(π-B-C)=-tan(B+C)=-,即tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC)⇒tanBtanC=,∴tanAtanBtanC=tanA·=(tanA=m),令m-2=t⇒=t++4≥8,当且仅当t=,即t=2,tanA=4时,取等号.故选C.二、填空题11.(2015·重庆高考)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=2,cosC=-,3sinA=2sinB,则c=________.答案 4解析 由3sinA=2sinB及正弦定理,得3a=2b,所以b=a=3.由余弦定理cosC=,得-=,解得c=4.12.(2018·河北唐山一模)在△ABC中,角A,B,C的对边a,b,c成等差数列,且A-C=90°,则cosB=________.答案 解析 ∵a,b,c成等差数列,∴2b=a+c.∴2sinB=sinA+sinC.∵A-C=90°,∴2sinB=sin(90°+C)+sinC.∴2sinB=cosC+sinC.∴2sinB=sin(C+45°).①∵A+B+C=180°且A-C=90°,∴C=45°-,代入①式中,2sinB=sin.∴2sinB=cos.∴4sincos=cos.∴sin=.∴cosB=1-2sin2=1-=.13.(2018·沈阳监测)已知△ABC的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为S,且满足4S=a2-(b-c)2,b+c=8,则S的最大值为________.答案 8解析 由题意得4×bcsinA=a2-b2-c2+2bc,又a2=b2+c2-2bccosA,代入上式得2bcsinA=-2bccosA+2bc,即sinA+cosA=1,sin=1,又0∴A=,S=bcsinA=bc,又b+c=8≥2,当且仅当b=c时取“=”,∴bc≤16,∴S的最大值为8.14.(2017·浙江高考)已知△ABC,AB=AC=4,BC=2.点D为AB延长线上一点,BD=2,连接CD,则△BDC的面积是________,cos∠BDC=________.答案 解析 依题意作出图形,如图所示,则sin∠DBC=sin∠ABC.由题意知AB=AC=4,BC=BD=2,则cos∠ABC=,sin∠ABC=.所以S△BDC=BC·BD·sin∠DBC=×2×2×=.因为cos∠DBC=-cos∠ABC=-==,所以CD=.由余弦定理,得cos∠BDC==.B级三、解答题15.(2018·郑州质检)已知△ABC的外接圆直径为,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,C=60°.(1)求的值;(2)若a+b=ab,求△ABC的面积.解 (1)因为===2R=,所以a=sinA,b=sinB,c=sinC.所以==.(2)由c=sinC,得c=×=2,c2=a2+b2-2abcosC,即4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab,又a+b=ab,所以(ab)2-3ab-4=0,解得ab=4或ab=-1(舍去),所以S△ABC=absinC=×4×=.16.(2017·湖北四校联考)已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足sin2A+sinAsinB-6sin2B=0.(1)求的值;(2)若cosC=,求sinB的值.解 (1)因为sin2A+sinAsinB-6sin2B=0,sinB≠0,所以2+-6=0,得=2或=-3(舍去).由正弦定理得==2.(2)由余弦定理得cosC==.①将=2,即a=2b代入①,得5b2-c2=3b2,得c=b.由余弦定理cosB=,得cosB==,则sinB==.17.(2018·海淀区模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别是a,b,
解法二:
由正弦定理得2acosB=c,
由余弦定理得2a·=c⇒a2=b2⇒a=b.故选B.
[条件探究2] 将本典例条件变为“若△ABC的三个内角满足sinA∶sinB∶sinC=5∶11∶13”,则△ABC( )
A.一定是锐角三角形
B.一定是直角三角形
C.一定是钝角三角形
D.可能是锐角三角形,也可能是钝角三角形
解析 在△ABC中,sinA∶sinB∶sinC=5∶11∶13,
∴a∶b∶c=5∶11∶13,
故设a=5k,b=11k,c=13k(k>0),由余弦定理可得
cosC===-<0,
又∵C∈(0,π),∴C∈,
∴△ABC为钝角三角形.故选C.
[条件探究3] 将本典例条件变为“若bcosB+ccosC=acosA”,试判断三角形的形状.
解 由已知得
b·+c·=a·,
∴b2(a2+c2-b2)+c2(a2+b2-c2)=a2(b2+c2-a2).
∴(a2+c2-b2)(b2+a2-c2)=0.
∴a2+c2=b2或b2+a2=c2,即B=或C=.
∴△ABC为直角三角形.
判定三角形形状的两种常用途径
提醒:
“角化边”后要注意用因式分解、配方等方法得出边的相应关系;“边化角”后要注意用三角恒等变换公式、三角形内角和定理及诱导公式推出角的关系.
在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且2asinA=(2b-c)sinB+(2c-b)sinC.
(1)求角A的大小;
(2)若sinB+sinC=,试判断△ABC的形状.
(1)由2asinA=(2b-c)sinB+(2c-b)sinC及正弦定理,得2a2=(2b-c)b+(2c-b)c,
即bc=b2+c2-a2,∴cosA==,
A∈(0,π),
∴A=60°.
(2)∵A+B+C=180°,
∴B+C=180°-60°=120°.
由sinB+sinC=,得sinB+sin(120°-B)=,
∴sinB+sin120°cosB-cos120°sinB=.
∴sinB+cosB=,即sin(B+30°)=1.
∵0°
∴B+30°=90°,即B=60°.
∴A=B=C=60°,∴△ABC为等边三角形.
题型3 与三角形有关的最值
角度1 与三角形边长有关的最值
(2017·杏花岭区模拟)已知锐角三角形ABC的内角A,B,C
的对边分别为a,b,c,且a=bcosC+csinB.
(1)求B;
(2)若b=2,求ac的最大值.
本题采用转化法.
(1)在△ABC中,∵a=bcosC+csinB,
∴sinA=sinBcosC+sinCsinB,
∴sinA=sin(B+C)=sinBcosC+sinCsinB,
化为cosBsinC=sinCsinB,sinC≠0,
可得tanB=,B∈(0,π),∴B=.
(2)由正弦定理得=2R=,
令y=ac=2RsinA·2RsinC=sinAsinC
=sinAsin=sin+.
∵0故<2A-<,∴sin∈,∴y∈.∴ac的最大值为4.角度2 与三角形内角有关的最值(2017·庄河市期末)在△ABC中,a,b,c分别为角A,B,C的对边,设f(x)=a2x2-(a2-b2)x-4c2.(1)若f(1)=0,且B-C=,求角C的大小;(2)若f(2)=0,求角C的取值范围.本题采用放缩法.解 (1)由f(1)=0,得a2-a2+b2-4c2=0,∴b=2c,又由正弦定理,得sinB=2sinC,∵B-C=,∴sin=2sinC,整理得sinC=cosC,∴tanC=.∵角C是三角形的内角,∴C=.(2)∵f(2)=0,∴4a2-2a2+2b2-4c2=0,即a2+b2-2c2=0,由余弦定理,得cosC==≥=(当且仅当a=b时取等号).又∵余弦函数在上递减,C是锐角,∴0方法技巧求与三角形中边角有关的量的取值范围时,主要是利用已知条件和有关定理,将所求的量用三角形的某个内角或某条边表示出来,结合三角形边角的取值范围、函数值域的求法求解范围即可. 冲关针对训练(2018·绵阳检测)已知向量m=,n=,记f(x)=m·n.(1)若f(x)=1,求cos的值;(2)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且满足(2a-c)cosB=bcosC,求函数f(A)的取值范围.解 (1)f(x)=m·n=sincos+cos2=sin+cos+=sin+.因为f(x)=1,所以sin=,cos=1-2sin2=,cos=-cos=-.(2)因为(2a-c)cosB=bcosC,由正弦定理得(2sinA-sinC)cosB=sinBcosC,所以2sinAcosB-sinCcosB=sinBcosC,所以2sinAcosB=sin(B+C),因为A+B+C=π,所以sin(B+C)=sinA,且sinA≠0,所以cosB=,B=,所以0所以<+<,又因为f(x)=m·n=sin+,所以f(A)=sin+,故函数f(A)的取值范围是.1.(2017·全国卷Ⅰ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知sinB+sinA(sinC-cosC)=0,a=2,c=,则C=( )A.B.C.D.答案 B解析 因为a=2,c=,所以由正弦定理可知,=,故sinA=sinC.又B=π-(A+C),故sinB+sinA(sinC-cosC)=sin(A+C)+sinAsinC-sinAcosC=sinAcosC+cosAsinC+sinAsinC-sinAcosC=(sinA+cosA)sinC=0.又C为△ABC的内角,故sinC≠0,则sinA+cosA=0,即tanA=-1.又A∈(0,π),所以A=.从而sinC=sinA=×=.由A=知C为锐角,故C=.故选B.2.(2018·南阳模拟)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若asinBcosC+csinBcosA=b,且a>b,则B=________.答案 解析 由正弦定理,得sinB(sinAcosC+sinCcosA)=sinB,即sinBsin(A+C)=sinB,因为sinB≠0,所以sinB=,所以B=或,又因为a>b,故B=.3.(2018·沈阳模拟)在锐角△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足(a-b)(sinA+sinB)=(c-b)·sinC.若a=,则b2+c2的取值范围是________.答案 5解析 由正弦定理可得,(a-b)·(a+b)=(c-b)·c,即b2+c2-a2=bc,cosA==,又A∈,∴A=.∵===2,∴b2+c2=4(sin2B+sin2C)=4[sin2B+sin2(A+B)]=4=sin2B-cos2B+4=2sin+4.∵△ABC是锐角三角形,且A=,∴B∈,即2B-∈,∴4.(2015·全国卷Ⅰ)已知a,b,c分别为△ABC内角A,B,C的对边,sin2B=2sinAsinC.(1)若a=b,求cosB;(2)设B=90°,且a=,求△ABC的面积.解 (1)由题设及正弦定理可得b2=2ac.又a=b,可得b=2c,a=2c.由余弦定理可得cosB==.(2)由(1)知b2=2ac.因为B=90°,由勾股定理得a2+c2=b2.故a2+c2=2ac,得c=a=.所以△ABC的面积为1. [重点保分两级优选练]A级一、选择题1.(2017·长沙模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若a=,b=3,A=60°,则边c=( )A.1B.2C.4D.6答案 C解析 a2=c2+b2-2cbcosA⇒13=c2+9-6ccos60°,即c2-3c-4=0,解得c=4或c=-1(舍去).故选C.2.在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别为a,b,c.若∠C=120°,c=a,则( )A.a>bB.aC.a=bD.a与b的大小关系不能确定答案 A解析 据题意由余弦定理可得a2+b2-2abcos120°=c2=(a)2,化简整理得a2=b2+ab,变形得a2-b2=(a+b)(a-b)=ab>0,故有a-b>0,即a>b.故选A.3.(2017·湖南长郡中学六模)若△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知2bsin2A=asinB,且c=2b,则等于( )A.2B.3C.D.答案 A解析 由2bsin2A=asinB,得4bsinAcosA=asinB,由正弦定理得4sinBsinAcosA=sinAsinB,∵sinA≠0,且sinB≠0,∴cosA=,由余弦定理得a2=b2+4b2-b2,∴a2=4b2,∴=2.故选A.4.(2017·衡水中学调研)在△ABC中,三边之比a∶b∶c=2∶3∶4,则=( )A.1B.2C.-2D.答案 B解析 不妨设a=2,b=3,c=4,故cosC==-,故===2.故选B.5.在△ABC中,A,B,C是三角形的三个内角,a,b,c是三个内角对应的三边,已知b2+c2=a2+bc.若sinBsinC=,△ABC的形状( )A.等边三角形B.不含60°的等腰三角形C.钝角三角形D.直角三角形答案 A解析 在△ABC中,由余弦定理,可得cosA=,由已知,得b2+c2-a2=bc,∴cosA=.∵0∵A+B+C=π,A=,∴C=-B.由sinBsinC=,得sinBsin=.即sinB=.sinBcosB+sin2B=,sin2B+(1-cos2B)=,sin2B-cos2B=1,∴sin=1.又∵-<2B-<,∴2B-=,即B=.∴C=,也就是△ABC为等边三角形.故选A.6.(2014·江西高考)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若c2=(a-b)2+6,C=,则△ABC的面积是( )A.3B.C.D.3答案 C解析 c2=(a-b)2+6,即c2=a2+b2-2ab+6.①∵C=,∴由余弦定理得c2=a2+b2-ab,②由①和②得ab=6,∴S△ABC=absinC=×6×=.故选C.7.(2018·上海杨浦质量调研)设锐角△ABC的三内角A,B,C所对边的边长分别为a,b,c,且a=1,B=2A,则b的取值范围为( )A.(,)B.(1,)C.(,2)D.(0,2)答案 A解析 由==,得b=2cosA.又2A<,所以A<,所以8.(2014·全国卷Ⅱ)钝角三角形ABC的面积是,AB=1,BC=,则AC=( )A.5B.C.2D.1答案 B解析 S△ABC=AB·BCsinB=×1×sinB=,∴sinB=,∴B=45°或135°.若B=45°,则由余弦定理得AC=1,∴△ABC为直角三角形,不符合题意,因此B=135°,由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2AB·BCcosB=1+2-2×1××=5,∴AC=.故选B.9.(2018·辽宁五校第一次联考)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若直线bx+ycosA+cosB=0与ax+ycosB+cosA=0平行,则△ABC一定是( )A.锐角三角形B.等腰三角形C.直角三角形D.等腰或者直角三角形答案 C解析 由两直线平行可得bcosB-acosA=0,由正弦定理可知sinBcosB-sinAcosA=0,即sin2A=sin2B,又A,B∈(0,π),且A+B∈(0,π),所以2A=2B或2A+2B=π,即A=B或A+B=.若A=B,则a=b,cosA=cosB,此时两直线重合,不符合题意,舍去,故A+B=,则△ABC是直角三角形.故选C.10.(2017·武昌调研)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=2bsinC,则tanA+tanB+tanC的最小值是( )A.4B.3C.8D.6答案 C解析 a=2bsinC⇒sinA=2sinBsinC⇒sin(B+C)=2sinBsinC⇒tanB+tanC=2tanBtanC,又根据三角形中的三角恒等式tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC(注:tanA=tan(π-B-C)=-tan(B+C)=-,即tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC)⇒tanBtanC=,∴tanAtanBtanC=tanA·=(tanA=m),令m-2=t⇒=t++4≥8,当且仅当t=,即t=2,tanA=4时,取等号.故选C.二、填空题11.(2015·重庆高考)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=2,cosC=-,3sinA=2sinB,则c=________.答案 4解析 由3sinA=2sinB及正弦定理,得3a=2b,所以b=a=3.由余弦定理cosC=,得-=,解得c=4.12.(2018·河北唐山一模)在△ABC中,角A,B,C的对边a,b,c成等差数列,且A-C=90°,则cosB=________.答案 解析 ∵a,b,c成等差数列,∴2b=a+c.∴2sinB=sinA+sinC.∵A-C=90°,∴2sinB=sin(90°+C)+sinC.∴2sinB=cosC+sinC.∴2sinB=sin(C+45°).①∵A+B+C=180°且A-C=90°,∴C=45°-,代入①式中,2sinB=sin.∴2sinB=cos.∴4sincos=cos.∴sin=.∴cosB=1-2sin2=1-=.13.(2018·沈阳监测)已知△ABC的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为S,且满足4S=a2-(b-c)2,b+c=8,则S的最大值为________.答案 8解析 由题意得4×bcsinA=a2-b2-c2+2bc,又a2=b2+c2-2bccosA,代入上式得2bcsinA=-2bccosA+2bc,即sinA+cosA=1,sin=1,又0∴A=,S=bcsinA=bc,又b+c=8≥2,当且仅当b=c时取“=”,∴bc≤16,∴S的最大值为8.14.(2017·浙江高考)已知△ABC,AB=AC=4,BC=2.点D为AB延长线上一点,BD=2,连接CD,则△BDC的面积是________,cos∠BDC=________.答案 解析 依题意作出图形,如图所示,则sin∠DBC=sin∠ABC.由题意知AB=AC=4,BC=BD=2,则cos∠ABC=,sin∠ABC=.所以S△BDC=BC·BD·sin∠DBC=×2×2×=.因为cos∠DBC=-cos∠ABC=-==,所以CD=.由余弦定理,得cos∠BDC==.B级三、解答题15.(2018·郑州质检)已知△ABC的外接圆直径为,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,C=60°.(1)求的值;(2)若a+b=ab,求△ABC的面积.解 (1)因为===2R=,所以a=sinA,b=sinB,c=sinC.所以==.(2)由c=sinC,得c=×=2,c2=a2+b2-2abcosC,即4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab,又a+b=ab,所以(ab)2-3ab-4=0,解得ab=4或ab=-1(舍去),所以S△ABC=absinC=×4×=.16.(2017·湖北四校联考)已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足sin2A+sinAsinB-6sin2B=0.(1)求的值;(2)若cosC=,求sinB的值.解 (1)因为sin2A+sinAsinB-6sin2B=0,sinB≠0,所以2+-6=0,得=2或=-3(舍去).由正弦定理得==2.(2)由余弦定理得cosC==.①将=2,即a=2b代入①,得5b2-c2=3b2,得c=b.由余弦定理cosB=,得cosB==,则sinB==.17.(2018·海淀区模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别是a,b,
故<2A-<,∴sin∈,
∴y∈.∴ac的最大值为4.
角度2 与三角形内角有关的最值
(2017·庄河市期末)在△ABC中,a,b,c分别为角A,B,C的对边,设f(x)=a2x2-(a2-b2)x-4c2.
(1)若f
(1)=0,且B-C=,求角C的大小;
(2)若f
(2)=0,求角C的取值范围.
本题采用放缩法.
(1)由f
(1)=0,得a2-a2+b2-4c2=0,
∴b=2c,
又由正弦定理,得sinB=2sinC,
∵B-C=,
∴sin=2sinC,
整理得sinC=cosC,∴tanC=.
∵角C是三角形的内角,∴C=.
(2)∵f
(2)=0,∴4a2-2a2+2b2-4c2=0,
即a2+b2-2c2=0,
由余弦定理,得cosC==≥=(当且仅当a=b时取等号).
又∵余弦函数在上递减,C是锐角,
∴0方法技巧求与三角形中边角有关的量的取值范围时,主要是利用已知条件和有关定理,将所求的量用三角形的某个内角或某条边表示出来,结合三角形边角的取值范围、函数值域的求法求解范围即可. 冲关针对训练(2018·绵阳检测)已知向量m=,n=,记f(x)=m·n.(1)若f(x)=1,求cos的值;(2)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且满足(2a-c)cosB=bcosC,求函数f(A)的取值范围.解 (1)f(x)=m·n=sincos+cos2=sin+cos+=sin+.因为f(x)=1,所以sin=,cos=1-2sin2=,cos=-cos=-.(2)因为(2a-c)cosB=bcosC,由正弦定理得(2sinA-sinC)cosB=sinBcosC,所以2sinAcosB-sinCcosB=sinBcosC,所以2sinAcosB=sin(B+C),因为A+B+C=π,所以sin(B+C)=sinA,且sinA≠0,所以cosB=,B=,所以0所以<+<,又因为f(x)=m·n=sin+,所以f(A)=sin+,故函数f(A)的取值范围是.1.(2017·全国卷Ⅰ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知sinB+sinA(sinC-cosC)=0,a=2,c=,则C=( )A.B.C.D.答案 B解析 因为a=2,c=,所以由正弦定理可知,=,故sinA=sinC.又B=π-(A+C),故sinB+sinA(sinC-cosC)=sin(A+C)+sinAsinC-sinAcosC=sinAcosC+cosAsinC+sinAsinC-sinAcosC=(sinA+cosA)sinC=0.又C为△ABC的内角,故sinC≠0,则sinA+cosA=0,即tanA=-1.又A∈(0,π),所以A=.从而sinC=sinA=×=.由A=知C为锐角,故C=.故选B.2.(2018·南阳模拟)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若asinBcosC+csinBcosA=b,且a>b,则B=________.答案 解析 由正弦定理,得sinB(sinAcosC+sinCcosA)=sinB,即sinBsin(A+C)=sinB,因为sinB≠0,所以sinB=,所以B=或,又因为a>b,故B=.3.(2018·沈阳模拟)在锐角△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足(a-b)(sinA+sinB)=(c-b)·sinC.若a=,则b2+c2的取值范围是________.答案 5解析 由正弦定理可得,(a-b)·(a+b)=(c-b)·c,即b2+c2-a2=bc,cosA==,又A∈,∴A=.∵===2,∴b2+c2=4(sin2B+sin2C)=4[sin2B+sin2(A+B)]=4=sin2B-cos2B+4=2sin+4.∵△ABC是锐角三角形,且A=,∴B∈,即2B-∈,∴4.(2015·全国卷Ⅰ)已知a,b,c分别为△ABC内角A,B,C的对边,sin2B=2sinAsinC.(1)若a=b,求cosB;(2)设B=90°,且a=,求△ABC的面积.解 (1)由题设及正弦定理可得b2=2ac.又a=b,可得b=2c,a=2c.由余弦定理可得cosB==.(2)由(1)知b2=2ac.因为B=90°,由勾股定理得a2+c2=b2.故a2+c2=2ac,得c=a=.所以△ABC的面积为1. [重点保分两级优选练]A级一、选择题1.(2017·长沙模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若a=,b=3,A=60°,则边c=( )A.1B.2C.4D.6答案 C解析 a2=c2+b2-2cbcosA⇒13=c2+9-6ccos60°,即c2-3c-4=0,解得c=4或c=-1(舍去).故选C.2.在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别为a,b,c.若∠C=120°,c=a,则( )A.a>bB.aC.a=bD.a与b的大小关系不能确定答案 A解析 据题意由余弦定理可得a2+b2-2abcos120°=c2=(a)2,化简整理得a2=b2+ab,变形得a2-b2=(a+b)(a-b)=ab>0,故有a-b>0,即a>b.故选A.3.(2017·湖南长郡中学六模)若△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知2bsin2A=asinB,且c=2b,则等于( )A.2B.3C.D.答案 A解析 由2bsin2A=asinB,得4bsinAcosA=asinB,由正弦定理得4sinBsinAcosA=sinAsinB,∵sinA≠0,且sinB≠0,∴cosA=,由余弦定理得a2=b2+4b2-b2,∴a2=4b2,∴=2.故选A.4.(2017·衡水中学调研)在△ABC中,三边之比a∶b∶c=2∶3∶4,则=( )A.1B.2C.-2D.答案 B解析 不妨设a=2,b=3,c=4,故cosC==-,故===2.故选B.5.在△ABC中,A,B,C是三角形的三个内角,a,b,c是三个内角对应的三边,已知b2+c2=a2+bc.若sinBsinC=,△ABC的形状( )A.等边三角形B.不含60°的等腰三角形C.钝角三角形D.直角三角形答案 A解析 在△ABC中,由余弦定理,可得cosA=,由已知,得b2+c2-a2=bc,∴cosA=.∵0∵A+B+C=π,A=,∴C=-B.由sinBsinC=,得sinBsin=.即sinB=.sinBcosB+sin2B=,sin2B+(1-cos2B)=,sin2B-cos2B=1,∴sin=1.又∵-<2B-<,∴2B-=,即B=.∴C=,也就是△ABC为等边三角形.故选A.6.(2014·江西高考)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若c2=(a-b)2+6,C=,则△ABC的面积是( )A.3B.C.D.3答案 C解析 c2=(a-b)2+6,即c2=a2+b2-2ab+6.①∵C=,∴由余弦定理得c2=a2+b2-ab,②由①和②得ab=6,∴S△ABC=absinC=×6×=.故选C.7.(2018·上海杨浦质量调研)设锐角△ABC的三内角A,B,C所对边的边长分别为a,b,c,且a=1,B=2A,则b的取值范围为( )A.(,)B.(1,)C.(,2)D.(0,2)答案 A解析 由==,得b=2cosA.又2A<,所以A<,所以8.(2014·全国卷Ⅱ)钝角三角形ABC的面积是,AB=1,BC=,则AC=( )A.5B.C.2D.1答案 B解析 S△ABC=AB·BCsinB=×1×sinB=,∴sinB=,∴B=45°或135°.若B=45°,则由余弦定理得AC=1,∴△ABC为直角三角形,不符合题意,因此B=135°,由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2AB·BCcosB=1+2-2×1××=5,∴AC=.故选B.9.(2018·辽宁五校第一次联考)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若直线bx+ycosA+cosB=0与ax+ycosB+cosA=0平行,则△ABC一定是( )A.锐角三角形B.等腰三角形C.直角三角形D.等腰或者直角三角形答案 C解析 由两直线平行可得bcosB-acosA=0,由正弦定理可知sinBcosB-sinAcosA=0,即sin2A=sin2B,又A,B∈(0,π),且A+B∈(0,π),所以2A=2B或2A+2B=π,即A=B或A+B=.若A=B,则a=b,cosA=cosB,此时两直线重合,不符合题意,舍去,故A+B=,则△ABC是直角三角形.故选C.10.(2017·武昌调研)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=2bsinC,则tanA+tanB+tanC的最小值是( )A.4B.3C.8D.6答案 C解析 a=2bsinC⇒sinA=2sinBsinC⇒sin(B+C)=2sinBsinC⇒tanB+tanC=2tanBtanC,又根据三角形中的三角恒等式tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC(注:tanA=tan(π-B-C)=-tan(B+C)=-,即tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC)⇒tanBtanC=,∴tanAtanBtanC=tanA·=(tanA=m),令m-2=t⇒=t++4≥8,当且仅当t=,即t=2,tanA=4时,取等号.故选C.二、填空题11.(2015·重庆高考)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=2,cosC=-,3sinA=2sinB,则c=________.答案 4解析 由3sinA=2sinB及正弦定理,得3a=2b,所以b=a=3.由余弦定理cosC=,得-=,解得c=4.12.(2018·河北唐山一模)在△ABC中,角A,B,C的对边a,b,c成等差数列,且A-C=90°,则cosB=________.答案 解析 ∵a,b,c成等差数列,∴2b=a+c.∴2sinB=sinA+sinC.∵A-C=90°,∴2sinB=sin(90°+C)+sinC.∴2sinB=cosC+sinC.∴2sinB=sin(C+45°).①∵A+B+C=180°且A-C=90°,∴C=45°-,代入①式中,2sinB=sin.∴2sinB=cos.∴4sincos=cos.∴sin=.∴cosB=1-2sin2=1-=.13.(2018·沈阳监测)已知△ABC的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为S,且满足4S=a2-(b-c)2,b+c=8,则S的最大值为________.答案 8解析 由题意得4×bcsinA=a2-b2-c2+2bc,又a2=b2+c2-2bccosA,代入上式得2bcsinA=-2bccosA+2bc,即sinA+cosA=1,sin=1,又0∴A=,S=bcsinA=bc,又b+c=8≥2,当且仅当b=c时取“=”,∴bc≤16,∴S的最大值为8.14.(2017·浙江高考)已知△ABC,AB=AC=4,BC=2.点D为AB延长线上一点,BD=2,连接CD,则△BDC的面积是________,cos∠BDC=________.答案 解析 依题意作出图形,如图所示,则sin∠DBC=sin∠ABC.由题意知AB=AC=4,BC=BD=2,则cos∠ABC=,sin∠ABC=.所以S△BDC=BC·BD·sin∠DBC=×2×2×=.因为cos∠DBC=-cos∠ABC=-==,所以CD=.由余弦定理,得cos∠BDC==.B级三、解答题15.(2018·郑州质检)已知△ABC的外接圆直径为,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,C=60°.(1)求的值;(2)若a+b=ab,求△ABC的面积.解 (1)因为===2R=,所以a=sinA,b=sinB,c=sinC.所以==.(2)由c=sinC,得c=×=2,c2=a2+b2-2abcosC,即4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab,又a+b=ab,所以(ab)2-3ab-4=0,解得ab=4或ab=-1(舍去),所以S△ABC=absinC=×4×=.16.(2017·湖北四校联考)已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足sin2A+sinAsinB-6sin2B=0.(1)求的值;(2)若cosC=,求sinB的值.解 (1)因为sin2A+sinAsinB-6sin2B=0,sinB≠0,所以2+-6=0,得=2或=-3(舍去).由正弦定理得==2.(2)由余弦定理得cosC==.①将=2,即a=2b代入①,得5b2-c2=3b2,得c=b.由余弦定理cosB=,得cosB==,则sinB==.17.(2018·海淀区模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别是a,b,
求与三角形中边角有关的量的取值范围时,主要是利用已知条件和有关定理,将所求的量用三角形的某个内角或某条边表示出来,结合三角形边角的取值范围、函数值域的求法求解范围即可.
(2018·绵阳检测)已知向量m=,n=,记f(x)=m·n.
(1)若f(x)=1,求cos的值;
(2)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且满足(2a-c)cosB=bcosC,求函数f(A)的取值范围.
(1)f(x)=m·n=sincos+cos2=
sin+cos+=sin+.
因为f(x)=1,
所以sin=,
cos=1-2sin2=,cos=-cos=-.
(2)因为(2a-c)cosB=bcosC,
由正弦定理得(2sinA-sinC)cosB=sinBcosC,
所以2sinAcosB-sinCcosB=sinBcosC,
所以2sinAcosB=sin(B+C),
因为A+B+C=π,所以sin(B+C)=sinA,且sinA≠0,
所以cosB=,B=,所以0所以<+<,又因为f(x)=m·n=sin+,所以f(A)=sin+,故函数f(A)的取值范围是.1.(2017·全国卷Ⅰ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知sinB+sinA(sinC-cosC)=0,a=2,c=,则C=( )A.B.C.D.答案 B解析 因为a=2,c=,所以由正弦定理可知,=,故sinA=sinC.又B=π-(A+C),故sinB+sinA(sinC-cosC)=sin(A+C)+sinAsinC-sinAcosC=sinAcosC+cosAsinC+sinAsinC-sinAcosC=(sinA+cosA)sinC=0.又C为△ABC的内角,故sinC≠0,则sinA+cosA=0,即tanA=-1.又A∈(0,π),所以A=.从而sinC=sinA=×=.由A=知C为锐角,故C=.故选B.2.(2018·南阳模拟)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若asinBcosC+csinBcosA=b,且a>b,则B=________.答案 解析 由正弦定理,得sinB(sinAcosC+sinCcosA)=sinB,即sinBsin(A+C)=sinB,因为sinB≠0,所以sinB=,所以B=或,又因为a>b,故B=.3.(2018·沈阳模拟)在锐角△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足(a-b)(sinA+sinB)=(c-b)·sinC.若a=,则b2+c2的取值范围是________.答案 5解析 由正弦定理可得,(a-b)·(a+b)=(c-b)·c,即b2+c2-a2=bc,cosA==,又A∈,∴A=.∵===2,∴b2+c2=4(sin2B+sin2C)=4[sin2B+sin2(A+B)]=4=sin2B-cos2B+4=2sin+4.∵△ABC是锐角三角形,且A=,∴B∈,即2B-∈,∴4.(2015·全国卷Ⅰ)已知a,b,c分别为△ABC内角A,B,C的对边,sin2B=2sinAsinC.(1)若a=b,求cosB;(2)设B=90°,且a=,求△ABC的面积.解 (1)由题设及正弦定理可得b2=2ac.又a=b,可得b=2c,a=2c.由余弦定理可得cosB==.(2)由(1)知b2=2ac.因为B=90°,由勾股定理得a2+c2=b2.故a2+c2=2ac,得c=a=.所以△ABC的面积为1. [重点保分两级优选练]A级一、选择题1.(2017·长沙模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若a=,b=3,A=60°,则边c=( )A.1B.2C.4D.6答案 C解析 a2=c2+b2-2cbcosA⇒13=c2+9-6ccos60°,即c2-3c-4=0,解得c=4或c=-1(舍去).故选C.2.在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别为a,b,c.若∠C=120°,c=a,则( )A.a>bB.aC.a=bD.a与b的大小关系不能确定答案 A解析 据题意由余弦定理可得a2+b2-2abcos120°=c2=(a)2,化简整理得a2=b2+ab,变形得a2-b2=(a+b)(a-b)=ab>0,故有a-b>0,即a>b.故选A.3.(2017·湖南长郡中学六模)若△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知2bsin2A=asinB,且c=2b,则等于( )A.2B.3C.D.答案 A解析 由2bsin2A=asinB,得4bsinAcosA=asinB,由正弦定理得4sinBsinAcosA=sinAsinB,∵sinA≠0,且sinB≠0,∴cosA=,由余弦定理得a2=b2+4b2-b2,∴a2=4b2,∴=2.故选A.4.(2017·衡水中学调研)在△ABC中,三边之比a∶b∶c=2∶3∶4,则=( )A.1B.2C.-2D.答案 B解析 不妨设a=2,b=3,c=4,故cosC==-,故===2.故选B.5.在△ABC中,A,B,C是三角形的三个内角,a,b,c是三个内角对应的三边,已知b2+c2=a2+bc.若sinBsinC=,△ABC的形状( )A.等边三角形B.不含60°的等腰三角形C.钝角三角形D.直角三角形答案 A解析 在△ABC中,由余弦定理,可得cosA=,由已知,得b2+c2-a2=bc,∴cosA=.∵0∵A+B+C=π,A=,∴C=-B.由sinBsinC=,得sinBsin=.即sinB=.sinBcosB+sin2B=,sin2B+(1-cos2B)=,sin2B-cos2B=1,∴sin=1.又∵-<2B-<,∴2B-=,即B=.∴C=,也就是△ABC为等边三角形.故选A.6.(2014·江西高考)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若c2=(a-b)2+6,C=,则△ABC的面积是( )A.3B.C.D.3答案 C解析 c2=(a-b)2+6,即c2=a2+b2-2ab+6.①∵C=,∴由余弦定理得c2=a2+b2-ab,②由①和②得ab=6,∴S△ABC=absinC=×6×=.故选C.7.(2018·上海杨浦质量调研)设锐角△ABC的三内角A,B,C所对边的边长分别为a,b,c,且a=1,B=2A,则b的取值范围为( )A.(,)B.(1,)C.(,2)D.(0,2)答案 A解析 由==,得b=2cosA.又2A<,所以A<,所以8.(2014·全国卷Ⅱ)钝角三角形ABC的面积是,AB=1,BC=,则AC=( )A.5B.C.2D.1答案 B解析 S△ABC=AB·BCsinB=×1×sinB=,∴sinB=,∴B=45°或135°.若B=45°,则由余弦定理得AC=1,∴△ABC为直角三角形,不符合题意,因此B=135°,由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2AB·BCcosB=1+2-2×1××=5,∴AC=.故选B.9.(2018·辽宁五校第一次联考)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若直线bx+ycosA+cosB=0与ax+ycosB+cosA=0平行,则△ABC一定是( )A.锐角三角形B.等腰三角形C.直角三角形D.等腰或者直角三角形答案 C解析 由两直线平行可得bcosB-acosA=0,由正弦定理可知sinBcosB-sinAcosA=0,即sin2A=sin2B,又A,B∈(0,π),且A+B∈(0,π),所以2A=2B或2A+2B=π,即A=B或A+B=.若A=B,则a=b,cosA=cosB,此时两直线重合,不符合题意,舍去,故A+B=,则△ABC是直角三角形.故选C.10.(2017·武昌调研)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=2bsinC,则tanA+tanB+tanC的最小值是( )A.4B.3C.8D.6答案 C解析 a=2bsinC⇒sinA=2sinBsinC⇒sin(B+C)=2sinBsinC⇒tanB+tanC=2tanBtanC,又根据三角形中的三角恒等式tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC(注:tanA=tan(π-B-C)=-tan(B+C)=-,即tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC)⇒tanBtanC=,∴tanAtanBtanC=tanA·=(tanA=m),令m-2=t⇒=t++4≥8,当且仅当t=,即t=2,tanA=4时,取等号.故选C.二、填空题11.(2015·重庆高考)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=2,cosC=-,3sinA=2sinB,则c=________.答案 4解析 由3sinA=2sinB及正弦定理,得3a=2b,所以b=a=3.由余弦定理cosC=,得-=,解得c=4.12.(2018·河北唐山一模)在△ABC中,角A,B,C的对边a,b,c成等差数列,且A-C=90°,则cosB=________.答案 解析 ∵a,b,c成等差数列,∴2b=a+c.∴2sinB=sinA+sinC.∵A-C=90°,∴2sinB=sin(90°+C)+sinC.∴2sinB=cosC+sinC.∴2sinB=sin(C+45°).①∵A+B+C=180°且A-C=90°,∴C=45°-,代入①式中,2sinB=sin.∴2sinB=cos.∴4sincos=cos.∴sin=.∴cosB=1-2sin2=1-=.13.(2018·沈阳监测)已知△ABC的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为S,且满足4S=a2-(b-c)2,b+c=8,则S的最大值为________.答案 8解析 由题意得4×bcsinA=a2-b2-c2+2bc,又a2=b2+c2-2bccosA,代入上式得2bcsinA=-2bccosA+2bc,即sinA+cosA=1,sin=1,又0∴A=,S=bcsinA=bc,又b+c=8≥2,当且仅当b=c时取“=”,∴bc≤16,∴S的最大值为8.14.(2017·浙江高考)已知△ABC,AB=AC=4,BC=2.点D为AB延长线上一点,BD=2,连接CD,则△BDC的面积是________,cos∠BDC=________.答案 解析 依题意作出图形,如图所示,则sin∠DBC=sin∠ABC.由题意知AB=AC=4,BC=BD=2,则cos∠ABC=,sin∠ABC=.所以S△BDC=BC·BD·sin∠DBC=×2×2×=.因为cos∠DBC=-cos∠ABC=-==,所以CD=.由余弦定理,得cos∠BDC==.B级三、解答题15.(2018·郑州质检)已知△ABC的外接圆直径为,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,C=60°.(1)求的值;(2)若a+b=ab,求△ABC的面积.解 (1)因为===2R=,所以a=sinA,b=sinB,c=sinC.所以==.(2)由c=sinC,得c=×=2,c2=a2+b2-2abcosC,即4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab,又a+b=ab,所以(ab)2-3ab-4=0,解得ab=4或ab=-1(舍去),所以S△ABC=absinC=×4×=.16.(2017·湖北四校联考)已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足sin2A+sinAsinB-6sin2B=0.(1)求的值;(2)若cosC=,求sinB的值.解 (1)因为sin2A+sinAsinB-6sin2B=0,sinB≠0,所以2+-6=0,得=2或=-3(舍去).由正弦定理得==2.(2)由余弦定理得cosC==.①将=2,即a=2b代入①,得5b2-c2=3b2,得c=b.由余弦定理cosB=,得cosB==,则sinB==.17.(2018·海淀区模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别是a,b,
所以<+<,又因为f(x)=m·n=sin+,所以f(A)=sin+,故函数f(A)的取值范围是.1.(2017·全国卷Ⅰ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知sinB+sinA(sinC-cosC)=0,a=2,c=,则C=( )A.B.C.D.答案 B解析 因为a=2,c=,所以由正弦定理可知,=,故sinA=sinC.又B=π-(A+C),故sinB+sinA(sinC-cosC)=sin(A+C)+sinAsinC-sinAcosC=sinAcosC+cosAsinC+sinAsinC-sinAcosC=(sinA+cosA)sinC=0.又C为△ABC的内角,故sinC≠0,则sinA+cosA=0,即tanA=-1.又A∈(0,π),所以A=.从而sinC=sinA=×=.由A=知C为锐角,故C=.故选B.2.(2018·南阳模拟)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若asinBcosC+csinBcosA=b,且a>b,则B=________.答案 解析 由正弦定理,得sinB(sinAcosC+sinCcosA)=sinB,即sinBsin(A+C)=sinB,因为sinB≠0,所以sinB=,所以B=或,又因为a>b,故B=.3.(2018·沈阳模拟)在锐角△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足(a-b)(sinA+sinB)=(c-b)·sinC.若a=,则b2+c2的取值范围是________.答案 5解析 由正弦定理可得,(a-b)·(a+b)=(c-b)·c,即b2+c2-a2=bc,cosA==,又A∈,∴A=.∵===2,∴b2+c2=4(sin2B+sin2C)=4[sin2B+sin2(A+B)]=4=sin2B-cos2B+4=2sin+4.∵△ABC是锐角三角形,且A=,∴B∈,即2B-∈,∴4.(2015·全国卷Ⅰ)已知a,b,c分别为△ABC内角A,B,C的对边,sin2B=2sinAsinC.(1)若a=b,求cosB;(2)设B=90°,且a=,求△ABC的面积.解 (1)由题设及正弦定理可得b2=2ac.又a=b,可得b=2c,a=2c.由余弦定理可得cosB==.(2)由(1)知b2=2ac.因为B=90°,由勾股定理得a2+c2=b2.故a2+c2=2ac,得c=a=.所以△ABC的面积为1. [重点保分两级优选练]A级一、选择题1.(2017·长沙模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若a=,b=3,A=60°,则边c=( )A.1B.2C.4D.6答案 C解析 a2=c2+b2-2cbcosA⇒13=c2+9-6ccos60°,即c2-3c-4=0,解得c=4或c=-1(舍去).故选C.2.在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别为a,b,c.若∠C=120°,c=a,则( )A.a>bB.aC.a=bD.a与b的大小关系不能确定答案 A解析 据题意由余弦定理可得a2+b2-2abcos120°=c2=(a)2,化简整理得a2=b2+ab,变形得a2-b2=(a+b)(a-b)=ab>0,故有a-b>0,即a>b.故选A.3.(2017·湖南长郡中学六模)若△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知2bsin2A=asinB,且c=2b,则等于( )A.2B.3C.D.答案 A解析 由2bsin2A=asinB,得4bsinAcosA=asinB,由正弦定理得4sinBsinAcosA=sinAsinB,∵sinA≠0,且sinB≠0,∴cosA=,由余弦定理得a2=b2+4b2-b2,∴a2=4b2,∴=2.故选A.4.(2017·衡水中学调研)在△ABC中,三边之比a∶b∶c=2∶3∶4,则=( )A.1B.2C.-2D.答案 B解析 不妨设a=2,b=3,c=4,故cosC==-,故===2.故选B.5.在△ABC中,A,B,C是三角形的三个内角,a,b,c是三个内角对应的三边,已知b2+c2=a2+bc.若sinBsinC=,△ABC的形状( )A.等边三角形B.不含60°的等腰三角形C.钝角三角形D.直角三角形答案 A解析 在△ABC中,由余弦定理,可得cosA=,由已知,得b2+c2-a2=bc,∴cosA=.∵0∵A+B+C=π,A=,∴C=-B.由sinBsinC=,得sinBsin=.即sinB=.sinBcosB+sin2B=,sin2B+(1-cos2B)=,sin2B-cos2B=1,∴sin=1.又∵-<2B-<,∴2B-=,即B=.∴C=,也就是△ABC为等边三角形.故选A.6.(2014·江西高考)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若c2=(a-b)2+6,C=,则△ABC的面积是( )A.3B.C.D.3答案 C解析 c2=(a-b)2+6,即c2=a2+b2-2ab+6.①∵C=,∴由余弦定理得c2=a2+b2-ab,②由①和②得ab=6,∴S△ABC=absinC=×6×=.故选C.7.(2018·上海杨浦质量调研)设锐角△ABC的三内角A,B,C所对边的边长分别为a,b,c,且a=1,B=2A,则b的取值范围为( )A.(,)B.(1,)C.(,2)D.(0,2)答案 A解析 由==,得b=2cosA.又2A<,所以A<,所以8.(2014·全国卷Ⅱ)钝角三角形ABC的面积是,AB=1,BC=,则AC=( )A.5B.C.2D.1答案 B解析 S△ABC=AB·BCsinB=×1×sinB=,∴sinB=,∴B=45°或135°.若B=45°,则由余弦定理得AC=1,∴△ABC为直角三角形,不符合题意,因此B=135°,由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2AB·BCcosB=1+2-2×1××=5,∴AC=.故选B.9.(2018·辽宁五校第一次联考)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若直线bx+ycosA+cosB=0与ax+ycosB+cosA=0平行,则△ABC一定是( )A.锐角三角形B.等腰三角形C.直角三角形D.等腰或者直角三角形答案 C解析 由两直线平行可得bcosB-acosA=0,由正弦定理可知sinBcosB-sinAcosA=0,即sin2A=sin2B,又A,B∈(0,π),且A+B∈(0,π),所以2A=2B或2A+2B=π,即A=B或A+B=.若A=B,则a=b,cosA=cosB,此时两直线重合,不符合题意,舍去,故A+B=,则△ABC是直角三角形.故选C.10.(2017·武昌调研)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=2bsinC,则tanA+tanB+tanC的最小值是( )A.4B.3C.8D.6答案 C解析 a=2bsinC⇒sinA=2sinBsinC⇒sin(B+C)=2sinBsinC⇒tanB+tanC=2tanBtanC,又根据三角形中的三角恒等式tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC(注:tanA=tan(π-B-C)=-tan(B+C)=-,即tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC)⇒tanBtanC=,∴tanAtanBtanC=tanA·=(tanA=m),令m-2=t⇒=t++4≥8,当且仅当t=,即t=2,tanA=4时,取等号.故选C.二、填空题11.(2015·重庆高考)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=2,cosC=-,3sinA=2sinB,则c=________.答案 4解析 由3sinA=2sinB及正弦定理,得3a=2b,所以b=a=3.由余弦定理cosC=,得-=,解得c=4.12.(2018·河北唐山一模)在△ABC中,角A,B,C的对边a,b,c成等差数列,且A-C=90°,则cosB=________.答案 解析 ∵a,b,c成等差数列,∴2b=a+c.∴2sinB=sinA+sinC.∵A-C=90°,∴2sinB=sin(90°+C)+sinC.∴2sinB=cosC+sinC.∴2sinB=sin(C+45°).①∵A+B+C=180°且A-C=90°,∴C=45°-,代入①式中,2sinB=sin.∴2sinB=cos.∴4sincos=cos.∴sin=.∴cosB=1-2sin2=1-=.13.(2018·沈阳监测)已知△ABC的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为S,且满足4S=a2-(b-c)2,b+c=8,则S的最大值为________.答案 8解析 由题意得4×bcsinA=a2-b2-c2+2bc,又a2=b2+c2-2bccosA,代入上式得2bcsinA=-2bccosA+2bc,即sinA+cosA=1,sin=1,又0∴A=,S=bcsinA=bc,又b+c=8≥2,当且仅当b=c时取“=”,∴bc≤16,∴S的最大值为8.14.(2017·浙江高考)已知△ABC,AB=AC=4,BC=2.点D为AB延长线上一点,BD=2,连接CD,则△BDC的面积是________,cos∠BDC=________.答案 解析 依题意作出图形,如图所示,则sin∠DBC=sin∠ABC.由题意知AB=AC=4,BC=BD=2,则cos∠ABC=,sin∠ABC=.所以S△BDC=BC·BD·sin∠DBC=×2×2×=.因为cos∠DBC=-cos∠ABC=-==,所以CD=.由余弦定理,得cos∠BDC==.B级三、解答题15.(2018·郑州质检)已知△ABC的外接圆直径为,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,C=60°.(1)求的值;(2)若a+b=ab,求△ABC的面积.解 (1)因为===2R=,所以a=sinA,b=sinB,c=sinC.所以==.(2)由c=sinC,得c=×=2,c2=a2+b2-2abcosC,即4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab,又a+b=ab,所以(ab)2-3ab-4=0,解得ab=4或ab=-1(舍去),所以S△ABC=absinC=×4×=.16.(2017·湖北四校联考)已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足sin2A+sinAsinB-6sin2B=0.(1)求的值;(2)若cosC=,求sinB的值.解 (1)因为sin2A+sinAsinB-6sin2B=0,sinB≠0,所以2+-6=0,得=2或=-3(舍去).由正弦定理得==2.(2)由余弦定理得cosC==.①将=2,即a=2b代入①,得5b2-c2=3b2,得c=b.由余弦定理cosB=,得cosB==,则sinB==.17.(2018·海淀区模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别是a,b,
又因为f(x)=m·n=sin+,
所以f(A)=sin+,
故函数f(A)的取值范围是.
1.(2017·全国卷Ⅰ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知sinB+sinA(sinC-cosC)=0,a=2,c=,则C=( )
解析 因为a=2,c=,
所以由正弦定理可知,=,
故sinA=sinC.
又B=π-(A+C),
故sinB+sinA(sinC-cosC)
=sin(A+C)+sinAsinC-sinAcosC
=sinAcosC+cosAsinC+sinAsinC-sinAcosC
=(sinA+cosA)sinC
=0.
又C为△ABC的内角,
故sinC≠0,
则sinA+cosA=0,即tanA=-1.
又A∈(0,π),所以A=.
从而sinC=sinA=×=.
由A=知C为锐角,故C=.
故选B.
2.(2018·南阳模拟)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若asinBcosC+csinBcosA=b,且a>b,则B=________.
解析 由正弦定理,得sinB(sinAcosC+sinCcosA)=sinB,即sinBsin(A+C)=sinB,因为sinB≠0,所以sinB=,所以B=或,又因为a>b,故B=.
3.(2018·沈阳模拟)在锐角△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足(a-b)(sinA+sinB)=(c-b)·sinC.若a=,则b2+c2的取值范围是________.
答案 5解析 由正弦定理可得,(a-b)·(a+b)=(c-b)·c,即b2+c2-a2=bc,cosA==,又A∈,∴A=.∵===2,∴b2+c2=4(sin2B+sin2C)=4[sin2B+sin2(A+B)]=4=sin2B-cos2B+4=2sin+4.∵△ABC是锐角三角形,且A=,∴B∈,即2B-∈,∴4.(2015·全国卷Ⅰ)已知a,b,c分别为△ABC内角A,B,C的对边,sin2B=2sinAsinC.(1)若a=b,求cosB;(2)设B=90°,且a=,求△ABC的面积.解 (1)由题设及正弦定理可得b2=2ac.又a=b,可得b=2c,a=2c.由余弦定理可得cosB==.(2)由(1)知b2=2ac.因为B=90°,由勾股定理得a2+c2=b2.故a2+c2=2ac,得c=a=.所以△ABC的面积为1. [重点保分两级优选练]A级一、选择题1.(2017·长沙模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若a=,b=3,A=60°,则边c=( )A.1B.2C.4D.6答案 C解析 a2=c2+b2-2cbcosA⇒13=c2+9-6ccos60°,即c2-3c-4=0,解得c=4或c=-1(舍去).故选C.2.在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别为a,b,c.若∠C=120°,c=a,则( )A.a>bB.aC.a=bD.a与b的大小关系不能确定答案 A解析 据题意由余弦定理可得a2+b2-2abcos120°=c2=(a)2,化简整理得a2=b2+ab,变形得a2-b2=(a+b)(a-b)=ab>0,故有a-b>0,即a>b.故选A.3.(2017·湖南长郡中学六模)若△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知2bsin2A=asinB,且c=2b,则等于( )A.2B.3C.D.答案 A解析 由2bsin2A=asinB,得4bsinAcosA=asinB,由正弦定理得4sinBsinAcosA=sinAsinB,∵sinA≠0,且sinB≠0,∴cosA=,由余弦定理得a2=b2+4b2-b2,∴a2=4b2,∴=2.故选A.4.(2017·衡水中学调研)在△ABC中,三边之比a∶b∶c=2∶3∶4,则=( )A.1B.2C.-2D.答案 B解析 不妨设a=2,b=3,c=4,故cosC==-,故===2.故选B.5.在△ABC中,A,B,C是三角形的三个内角,a,b,c是三个内角对应的三边,已知b2+c2=a2+bc.若sinBsinC=,△ABC的形状( )A.等边三角形B.不含60°的等腰三角形C.钝角三角形D.直角三角形答案 A解析 在△ABC中,由余弦定理,可得cosA=,由已知,得b2+c2-a2=bc,∴cosA=.∵0∵A+B+C=π,A=,∴C=-B.由sinBsinC=,得sinBsin=.即sinB=.sinBcosB+sin2B=,sin2B+(1-cos2B)=,sin2B-cos2B=1,∴sin=1.又∵-<2B-<,∴2B-=,即B=.∴C=,也就是△ABC为等边三角形.故选A.6.(2014·江西高考)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若c2=(a-b)2+6,C=,则△ABC的面积是( )A.3B.C.D.3答案 C解析 c2=(a-b)2+6,即c2=a2+b2-2ab+6.①∵C=,∴由余弦定理得c2=a2+b2-ab,②由①和②得ab=6,∴S△ABC=absinC=×6×=.故选C.7.(2018·上海杨浦质量调研)设锐角△ABC的三内角A,B,C所对边的边长分别为a,b,c,且a=1,B=2A,则b的取值范围为( )A.(,)B.(1,)C.(,2)D.(0,2)答案 A解析 由==,得b=2cosA.又2A<,所以A<,所以8.(2014·全国卷Ⅱ)钝角三角形ABC的面积是,AB=1,BC=,则AC=( )A.5B.C.2D.1答案 B解析 S△ABC=AB·BCsinB=×1×sinB=,∴sinB=,∴B=45°或135°.若B=45°,则由余弦定理得AC=1,∴△ABC为直角三角形,不符合题意,因此B=135°,由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2AB·BCcosB=1+2-2×1××=5,∴AC=.故选B.9.(2018·辽宁五校第一次联考)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若直线bx+ycosA+cosB=0与ax+ycosB+cosA=0平行,则△ABC一定是( )A.锐角三角形B.等腰三角形C.直角三角形D.等腰或者直角三角形答案 C解析 由两直线平行可得bcosB-acosA=0,由正弦定理可知sinBcosB-sinAcosA=0,即sin2A=sin2B,又A,B∈(0,π),且A+B∈(0,π),所以2A=2B或2A+2B=π,即A=B或A+B=.若A=B,则a=b,cosA=cosB,此时两直线重合,不符合题意,舍去,故A+B=,则△ABC是直角三角形.故选C.10.(2017·武昌调研)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=2bsinC,则tanA+tanB+tanC的最小值是( )A.4B.3C.8D.6答案 C解析 a=2bsinC⇒sinA=2sinBsinC⇒sin(B+C)=2sinBsinC⇒tanB+tanC=2tanBtanC,又根据三角形中的三角恒等式tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC(注:tanA=tan(π-B-C)=-tan(B+C)=-,即tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC)⇒tanBtanC=,∴tanAtanBtanC=tanA·=(tanA=m),令m-2=t⇒=t++4≥8,当且仅当t=,即t=2,tanA=4时,取等号.故选C.二、填空题11.(2015·重庆高考)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=2,cosC=-,3sinA=2sinB,则c=________.答案 4解析 由3sinA=2sinB及正弦定理,得3a=2b,所以b=a=3.由余弦定理cosC=,得-=,解得c=4.12.(2018·河北唐山一模)在△ABC中,角A,B,C的对边a,b,c成等差数列,且A-C=90°,则cosB=________.答案 解析 ∵a,b,c成等差数列,∴2b=a+c.∴2sinB=sinA+sinC.∵A-C=90°,∴2sinB=sin(90°+C)+sinC.∴2sinB=cosC+sinC.∴2sinB=sin(C+45°).①∵A+B+C=180°且A-C=90°,∴C=45°-,代入①式中,2sinB=sin.∴2sinB=cos.∴4sincos=cos.∴sin=.∴cosB=1-2sin2=1-=.13.(2018·沈阳监测)已知△ABC的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为S,且满足4S=a2-(b-c)2,b+c=8,则S的最大值为________.答案 8解析 由题意得4×bcsinA=a2-b2-c2+2bc,又a2=b2+c2-2bccosA,代入上式得2bcsinA=-2bccosA+2bc,即sinA+cosA=1,sin=1,又0∴A=,S=bcsinA=bc,又b+c=8≥2,当且仅当b=c时取“=”,∴bc≤16,∴S的最大值为8.14.(2017·浙江高考)已知△ABC,AB=AC=4,BC=2.点D为AB延长线上一点,BD=2,连接CD,则△BDC的面积是________,cos∠BDC=________.答案 解析 依题意作出图形,如图所示,则sin∠DBC=sin∠ABC.由题意知AB=AC=4,BC=BD=2,则cos∠ABC=,sin∠ABC=.所以S△BDC=BC·BD·sin∠DBC=×2×2×=.因为cos∠DBC=-cos∠ABC=-==,所以CD=.由余弦定理,得cos∠BDC==.B级三、解答题15.(2018·郑州质检)已知△ABC的外接圆直径为,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,C=60°.(1)求的值;(2)若a+b=ab,求△ABC的面积.解 (1)因为===2R=,所以a=sinA,b=sinB,c=sinC.所以==.(2)由c=sinC,得c=×=2,c2=a2+b2-2abcosC,即4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab,又a+b=ab,所以(ab)2-3ab-4=0,解得ab=4或ab=-1(舍去),所以S△ABC=absinC=×4×=.16.(2017·湖北四校联考)已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足sin2A+sinAsinB-6sin2B=0.(1)求的值;(2)若cosC=,求sinB的值.解 (1)因为sin2A+sinAsinB-6sin2B=0,sinB≠0,所以2+-6=0,得=2或=-3(舍去).由正弦定理得==2.(2)由余弦定理得cosC==.①将=2,即a=2b代入①,得5b2-c2=3b2,得c=b.由余弦定理cosB=,得cosB==,则sinB==.17.(2018·海淀区模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别是a,b,
解析 由正弦定理可得,(a-b)·(a+b)=(c-b)·c,即b2+c2-a2=bc,cosA==,又A∈,∴A=.∵===2,
∴b2+c2=4(sin2B+sin2C)=4[sin2B+sin2(A+B)]=4=sin2B-cos2B+4=2sin+4.
∵△ABC是锐角三角形,且A=,∴B∈,即2B-∈,∴4.(2015·全国卷Ⅰ)已知a,b,c分别为△ABC内角A,B,C的对边,sin2B=2sinAsinC.(1)若a=b,求cosB;(2)设B=90°,且a=,求△ABC的面积.解 (1)由题设及正弦定理可得b2=2ac.又a=b,可得b=2c,a=2c.由余弦定理可得cosB==.(2)由(1)知b2=2ac.因为B=90°,由勾股定理得a2+c2=b2.故a2+c2=2ac,得c=a=.所以△ABC的面积为1. [重点保分两级优选练]A级一、选择题1.(2017·长沙模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若a=,b=3,A=60°,则边c=( )A.1B.2C.4D.6答案 C解析 a2=c2+b2-2cbcosA⇒13=c2+9-6ccos60°,即c2-3c-4=0,解得c=4或c=-1(舍去).故选C.2.在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别为a,b,c.若∠C=120°,c=a,则( )A.a>bB.aC.a=bD.a与b的大小关系不能确定答案 A解析 据题意由余弦定理可得a2+b2-2abcos120°=c2=(a)2,化简整理得a2=b2+ab,变形得a2-b2=(a+b)(a-b)=ab>0,故有a-b>0,即a>b.故选A.3.(2017·湖南长郡中学六模)若△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知2bsin2A=asinB,且c=2b,则等于( )A.2B.3C.D.答案 A解析 由2bsin2A=asinB,得4bsinAcosA=asinB,由正弦定理得4sinBsinAcosA=sinAsinB,∵sinA≠0,且sinB≠0,∴cosA=,由余弦定理得a2=b2+4b2-b2,∴a2=4b2,∴=2.故选A.4.(2017·衡水中学调研)在△ABC中,三边之比a∶b∶c=2∶3∶4,则=( )A.1B.2C.-2D.答案 B解析 不妨设a=2,b=3,c=4,故cosC==-,故===2.故选B.5.在△ABC中,A,B,C是三角形的三个内角,a,b,c是三个内角对应的三边,已知b2+c2=a2+bc.若sinBsinC=,△ABC的形状( )A.等边三角形B.不含60°的等腰三角形C.钝角三角形D.直角三角形答案 A解析 在△ABC中,由余弦定理,可得cosA=,由已知,得b2+c2-a2=bc,∴cosA=.∵0∵A+B+C=π,A=,∴C=-B.由sinBsinC=,得sinBsin=.即sinB=.sinBcosB+sin2B=,sin2B+(1-cos2B)=,sin2B-cos2B=1,∴sin=1.又∵-<2B-<,∴2B-=,即B=.∴C=,也就是△ABC为等边三角形.故选A.6.(2014·江西高考)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若c2=(a-b)2+6,C=,则△ABC的面积是( )A.3B.C.D.3答案 C解析 c2=(a-b)2+6,即c2=a2+b2-2ab+6.①∵C=,∴由余弦定理得c2=a2+b2-ab,②由①和②得ab=6,∴S△ABC=absinC=×6×=.故选C.7.(2018·上海杨浦质量调研)设锐角△ABC的三内角A,B,C所对边的边长分别为a,b,c,且a=1,B=2A,则b的取值范围为( )A.(,)B.(1,)C.(,2)D.(0,2)答案 A解析 由==,得b=2cosA.又2A<,所以A<,所以8.(2014·全国卷Ⅱ)钝角三角形ABC的面积是,AB=1,BC=,则AC=( )A.5B.C.2D.1答案 B解析 S△ABC=AB·BCsinB=×1×sinB=,∴sinB=,∴B=45°或135°.若B=45°,则由余弦定理得AC=1,∴△ABC为直角三角形,不符合题意,因此B=135°,由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2AB·BCcosB=1+2-2×1××=5,∴AC=.故选B.9.(2018·辽宁五校第一次联考)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若直线bx+ycosA+cosB=0与ax+ycosB+cosA=0平行,则△ABC一定是( )A.锐角三角形B.等腰三角形C.直角三角形D.等腰或者直角三角形答案 C解析 由两直线平行可得bcosB-acosA=0,由正弦定理可知sinBcosB-sinAcosA=0,即sin2A=sin2B,又A,B∈(0,π),且A+B∈(0,π),所以2A=2B或2A+2B=π,即A=B或A+B=.若A=B,则a=b,cosA=cosB,此时两直线重合,不符合题意,舍去,故A+B=,则△ABC是直角三角形.故选C.10.(2017·武昌调研)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=2bsinC,则tanA+tanB+tanC的最小值是( )A.4B.3C.8D.6答案 C解析 a=2bsinC⇒sinA=2sinBsinC⇒sin(B+C)=2sinBsinC⇒tanB+tanC=2tanBtanC,又根据三角形中的三角恒等式tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC(注:tanA=tan(π-B-C)=-tan(B+C)=-,即tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC)⇒tanBtanC=,∴tanAtanBtanC=tanA·=(tanA=m),令m-2=t⇒=t++4≥8,当且仅当t=,即t=2,tanA=4时,取等号.故选C.二、填空题11.(2015·重庆高考)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=2,cosC=-,3sinA=2sinB,则c=________.答案 4解析 由3sinA=2sinB及正弦定理,得3a=2b,所以b=a=3.由余弦定理cosC=,得-=,解得c=4.12.(2018·河北唐山一模)在△ABC中,角A,B,C的对边a,b,c成等差数列,且A-C=90°,则cosB=________.答案 解析 ∵a,b,c成等差数列,∴2b=a+c.∴2sinB=sinA+sinC.∵A-C=90°,∴2sinB=sin(90°+C)+sinC.∴2sinB=cosC+sinC.∴2sinB=sin(C+45°).①∵A+B+C=180°且A-C=90°,∴C=45°-,代入①式中,2sinB=sin.∴2sinB=cos.∴4sincos=cos.∴sin=.∴cosB=1-2sin2=1-=.13.(2018·沈阳监测)已知△ABC的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为S,且满足4S=a2-(b-c)2,b+c=8,则S的最大值为________.答案 8解析 由题意得4×bcsinA=a2-b2-c2+2bc,又a2=b2+c2-2bccosA,代入上式得2bcsinA=-2bccosA+2bc,即sinA+cosA=1,sin=1,又0∴A=,S=bcsinA=bc,又b+c=8≥2,当且仅当b=c时取“=”,∴bc≤16,∴S的最大值为8.14.(2017·浙江高考)已知△ABC,AB=AC=4,BC=2.点D为AB延长线上一点,BD=2,连接CD,则△BDC的面积是________,cos∠BDC=________.答案 解析 依题意作出图形,如图所示,则sin∠DBC=sin∠ABC.由题意知AB=AC=4,BC=BD=2,则cos∠ABC=,sin∠ABC=.所以S△BDC=BC·BD·sin∠DBC=×2×2×=.因为cos∠DBC=-cos∠ABC=-==,所以CD=.由余弦定理,得cos∠BDC==.B级三、解答题15.(2018·郑州质检)已知△ABC的外接圆直径为,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,C=60°.(1)求的值;(2)若a+b=ab,求△ABC的面积.解 (1)因为===2R=,所以a=sinA,b=sinB,c=sinC.所以==.(2)由c=sinC,得c=×=2,c2=a2+b2-2abcosC,即4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab,又a+b=ab,所以(ab)2-3ab-4=0,解得ab=4或ab=-1(舍去),所以S△ABC=absinC=×4×=.16.(2017·湖北四校联考)已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足sin2A+sinAsinB-6sin2B=0.(1)求的值;(2)若cosC=,求sinB的值.解 (1)因为sin2A+sinAsinB-6sin2B=0,sinB≠0,所以2+-6=0,得=2或=-3(舍去).由正弦定理得==2.(2)由余弦定理得cosC==.①将=2,即a=2b代入①,得5b2-c2=3b2,得c=b.由余弦定理cosB=,得cosB==,则sinB==.17.(2018·海淀区模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别是a,b,
4.(2015·全国卷Ⅰ)已知a,b,c分别为△ABC内角A,B,C的对边,sin2B=2sinAsinC.
(1)若a=b,求cosB;
(2)设B=90°,且a=,求△ABC的面积.
(1)由题设及正弦定理可得b2=2ac.
又a=b,可得b=2c,a=2c.
由余弦定理可得cosB==.
(2)由
(1)知b2=2ac.
因为B=90°,由勾股定理得a2+c2=b2.
故a2+c2=2ac,得c=a=.
所以△ABC的面积为1.
[重点保分两级优选练]
A级
一、选择题
1.(2017·长沙模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若a=,b=3,A=60°,则边c=( )
A.1B.2C.4D.6
解析 a2=c2+b2-2cbcosA⇒13=c2+9-6ccos60°,即c2-3c-4=0,解得c=4或c=-1(舍去).故选C.
2.在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别为a,b,c.若∠C=120°,c=a,则( )
A.a>b
B.a
C.a=b
D.a与b的大小关系不能确定
解析 据题意由余弦定理可得a2+b2-2abcos120°=c2=(a)2,化简整理得a2=b2+ab,变形得a2-b2=(a+b)(a-b)=ab>0,故有a-b>0,即a>b.故选A.
3.(2017·湖南长郡中学六模)若△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知2bsin2A=asinB,且c=2b,则等于( )
A.2B.3C.D.
解析 由2bsin2A=asinB,得4bsinAcosA=asinB,由正弦定理得4sinBsinAcosA=sinAsinB,∵sinA≠0,且sinB≠0,∴cosA=,由余弦定理得a2=b2+4b2-b2,∴a2=4b2,∴=2.故选A.
4.(2017·衡水中学调研)在△ABC中,三边之比a∶b∶c=2∶3∶4,则=( )
A.1B.2C.-2D.
解析 不妨设a=2,b=3,c=4,故cosC==-,故===2.故选B.
5.在△ABC中,A,B,C是三角形的三个内角,a,b,c是三个内角对应的三边,已知b2+c2=a2+bc.若sinBsinC=,△ABC的形状( )
A.等边三角形B.不含60°的等腰三角形
C.钝角三角形D.直角三角形
解析 在△ABC中,由余弦定理,可得cosA=,由已知,得b2+c2-a2=bc,∴cosA=.
∵0∵A+B+C=π,A=,∴C=-B.由sinBsinC=,得sinBsin=.即sinB=.sinBcosB+sin2B=,sin2B+(1-cos2B)=,sin2B-cos2B=1,∴sin=1.又∵-<2B-<,∴2B-=,即B=.∴C=,也就是△ABC为等边三角形.故选A.6.(2014·江西高考)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若c2=(a-b)2+6,C=,则△ABC的面积是( )A.3B.C.D.3答案 C解析 c2=(a-b)2+6,即c2=a2+b2-2ab+6.①∵C=,∴由余弦定理得c2=a2+b2-ab,②由①和②得ab=6,∴S△ABC=absinC=×6×=.故选C.7.(2018·上海杨浦质量调研)设锐角△ABC的三内角A,B,C所对边的边长分别为a,b,c,且a=1,B=2A,则b的取值范围为( )A.(,)B.(1,)C.(,2)D.(0,2)答案 A解析 由==,得b=2cosA.又2A<,所以A<,所以8.(2014·全国卷Ⅱ)钝角三角形ABC的面积是,AB=1,BC=,则AC=( )A.5B.C.2D.1答案 B解析 S△ABC=AB·BCsinB=×1×sinB=,∴sinB=,∴B=45°或135°.若B=45°,则由余弦定理得AC=1,∴△ABC为直角三角形,不符合题意,因此B=135°,由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2AB·BCcosB=1+2-2×1××=5,∴AC=.故选B.9.(2018·辽宁五校第一次联考)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若直线bx+ycosA+cosB=0与ax+ycosB+cosA=0平行,则△ABC一定是( )A.锐角三角形B.等腰三角形C.直角三角形D.等腰或者直角三角形答案 C解析 由两直线平行可得bcosB-acosA=0,由正弦定理可知sinBcosB-sinAcosA=0,即sin2A=sin2B,又A,B∈(0,π),且A+B∈(0,π),所以2A=2B或2A+2B=π,即A=B或A+B=.若A=B,则a=b,cosA=cosB,此时两直线重合,不符合题意,舍去,故A+B=,则△ABC是直角三角形.故选C.10.(2017·武昌调研)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=2bsinC,则tanA+tanB+tanC的最小值是( )A.4B.3C.8D.6答案 C解析 a=2bsinC⇒sinA=2sinBsinC⇒sin(B+C)=2sinBsinC⇒tanB+tanC=2tanBtanC,又根据三角形中的三角恒等式tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC(注:tanA=tan(π-B-C)=-tan(B+C)=-,即tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC)⇒tanBtanC=,∴tanAtanBtanC=tanA·=(tanA=m),令m-2=t⇒=t++4≥8,当且仅当t=,即t=2,tanA=4时,取等号.故选C.二、填空题11.(2015·重庆高考)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=2,cosC=-,3sinA=2sinB,则c=________.答案 4解析 由3sinA=2sinB及正弦定理,得3a=2b,所以b=a=3.由余弦定理cosC=,得-=,解得c=4.12.(2018·河北唐山一模)在△ABC中,角A,B,C的对边a,b,c成等差数列,且A-C=90°,则cosB=________.答案 解析 ∵a,b,c成等差数列,∴2b=a+c.∴2sinB=sinA+sinC.∵A-C=90°,∴2sinB=sin(90°+C)+sinC.∴2sinB=cosC+sinC.∴2sinB=sin(C+45°).①∵A+B+C=180°且A-C=90°,∴C=45°-,代入①式中,2sinB=sin.∴2sinB=cos.∴4sincos=cos.∴sin=.∴cosB=1-2sin2=1-=.13.(2018·沈阳监测)已知△ABC的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为S,且满足4S=a2-(b-c)2,b+c=8,则S的最大值为________.答案 8解析 由题意得4×bcsinA=a2-b2-c2+2bc,又a2=b2+c2-2bccosA,代入上式得2bcsinA=-2bccosA+2bc,即sinA+cosA=1,sin=1,又0∴A=,S=bcsinA=bc,又b+c=8≥2,当且仅当b=c时取“=”,∴bc≤16,∴S的最大值为8.14.(2017·浙江高考)已知△ABC,AB=AC=4,BC=2.点D为AB延长线上一点,BD=2,连接CD,则△BDC的面积是________,cos∠BDC=________.答案 解析 依题意作出图形,如图所示,则sin∠DBC=sin∠ABC.由题意知AB=AC=4,BC=BD=2,则cos∠ABC=,sin∠ABC=.所以S△BDC=BC·BD·sin∠DBC=×2×2×=.因为cos∠DBC=-cos∠ABC=-==,所以CD=.由余弦定理,得cos∠BDC==.B级三、解答题15.(2018·郑州质检)已知△ABC的外接圆直径为,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,C=60°.(1)求的值;(2)若a+b=ab,求△ABC的面积.解 (1)因为===2R=,所以a=sinA,b=sinB,c=sinC.所以==.(2)由c=sinC,得c=×=2,c2=a2+b2-2abcosC,即4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab,又a+b=ab,所以(ab)2-3ab-4=0,解得ab=4或ab=-1(舍去),所以S△ABC=absinC=×4×=.16.(2017·湖北四校联考)已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足sin2A+sinAsinB-6sin2B=0.(1)求的值;(2)若cosC=,求sinB的值.解 (1)因为sin2A+sinAsinB-6sin2B=0,sinB≠0,所以2+-6=0,得=2或=-3(舍去).由正弦定理得==2.(2)由余弦定理得cosC==.①将=2,即a=2b代入①,得5b2-c2=3b2,得c=b.由余弦定理cosB=,得cosB==,则sinB==.17.(2018·海淀区模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别是a,b,
∵A+B+C=π,A=,∴C=-B.
由sinBsinC=,得sinBsin=.
即sinB=.
sinBcosB+sin2B=,
sin2B+(1-cos2B)=,
sin2B-cos2B=1,∴sin=1.
又∵-<2B-<,
∴2B-=,即B=.
∴C=,也就是△ABC为等边三角形.故选A.
6.(2014·江西高考)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若c2=(a-b)2+6,C=,则△ABC的面积是( )
A.3B.C.D.3
解析 c2=(a-b)2+6,即c2=a2+b2-2ab+6.①
∵C=,∴由余弦定理得c2=a2+b2-ab,②
由①和②得ab=6,∴S△ABC=absinC=×6×=.故选C.
7.(2018·上海杨浦质量调研)设锐角△ABC的三内角A,B,C所对边的边长分别为a,b,c,且a=1,B=2A,则b的取值范围为( )
A.(,)B.(1,)C.(,2)D.(0,2)
解析 由==,得b=2cosA.
又2A<,所以A<,所以8.(2014·全国卷Ⅱ)钝角三角形ABC的面积是,AB=1,BC=,则AC=( )A.5B.C.2D.1答案 B解析 S△ABC=AB·BCsinB=×1×sinB=,∴sinB=,∴B=45°或135°.若B=45°,则由余弦定理得AC=1,∴△ABC为直角三角形,不符合题意,因此B=135°,由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2AB·BCcosB=1+2-2×1××=5,∴AC=.故选B.9.(2018·辽宁五校第一次联考)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若直线bx+ycosA+cosB=0与ax+ycosB+cosA=0平行,则△ABC一定是( )A.锐角三角形B.等腰三角形C.直角三角形D.等腰或者直角三角形答案 C解析 由两直线平行可得bcosB-acosA=0,由正弦定理可知sinBcosB-sinAcosA=0,即sin2A=sin2B,又A,B∈(0,π),且A+B∈(0,π),所以2A=2B或2A+2B=π,即A=B或A+B=.若A=B,则a=b,cosA=cosB,此时两直线重合,不符合题意,舍去,故A+B=,则△ABC是直角三角形.故选C.10.(2017·武昌调研)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=2bsinC,则tanA+tanB+tanC的最小值是( )A.4B.3C.8D.6答案 C解析 a=2bsinC⇒sinA=2sinBsinC⇒sin(B+C)=2sinBsinC⇒tanB+tanC=2tanBtanC,又根据三角形中的三角恒等式tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC(注:tanA=tan(π-B-C)=-tan(B+C)=-,即tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC)⇒tanBtanC=,∴tanAtanBtanC=tanA·=(tanA=m),令m-2=t⇒=t++4≥8,当且仅当t=,即t=2,tanA=4时,取等号.故选C.二、填空题11.(2015·重庆高考)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=2,cosC=-,3sinA=2sinB,则c=________.答案 4解析 由3sinA=2sinB及正弦定理,得3a=2b,所以b=a=3.由余弦定理cosC=,得-=,解得c=4.12.(2018·河北唐山一模)在△ABC中,角A,B,C的对边a,b,c成等差数列,且A-C=90°,则cosB=________.答案 解析 ∵a,b,c成等差数列,∴2b=a+c.∴2sinB=sinA+sinC.∵A-C=90°,∴2sinB=sin(90°+C)+sinC.∴2sinB=cosC+sinC.∴2sinB=sin(C+45°).①∵A+B+C=180°且A-C=90°,∴C=45°-,代入①式中,2sinB=sin.∴2sinB=cos.∴4sincos=cos.∴sin=.∴cosB=1-2sin2=1-=.13.(2018·沈阳监测)已知△ABC的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为S,且满足4S=a2-(b-c)2,b+c=8,则S的最大值为________.答案 8解析 由题意得4×bcsinA=a2-b2-c2+2bc,又a2=b2+c2-2bccosA,代入上式得2bcsinA=-2bccosA+2bc,即sinA+cosA=1,sin=1,又0∴A=,S=bcsinA=bc,又b+c=8≥2,当且仅当b=c时取“=”,∴bc≤16,∴S的最大值为8.14.(2017·浙江高考)已知△ABC,AB=AC=4,BC=2.点D为AB延长线上一点,BD=2,连接CD,则△BDC的面积是________,cos∠BDC=________.答案 解析 依题意作出图形,如图所示,则sin∠DBC=sin∠ABC.由题意知AB=AC=4,BC=BD=2,则cos∠ABC=,sin∠ABC=.所以S△BDC=BC·BD·sin∠DBC=×2×2×=.因为cos∠DBC=-cos∠ABC=-==,所以CD=.由余弦定理,得cos∠BDC==.B级三、解答题15.(2018·郑州质检)已知△ABC的外接圆直径为,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,C=60°.(1)求的值;(2)若a+b=ab,求△ABC的面积.解 (1)因为===2R=,所以a=sinA,b=sinB,c=sinC.所以==.(2)由c=sinC,得c=×=2,c2=a2+b2-2abcosC,即4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab,又a+b=ab,所以(ab)2-3ab-4=0,解得ab=4或ab=-1(舍去),所以S△ABC=absinC=×4×=.16.(2017·湖北四校联考)已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足sin2A+sinAsinB-6sin2B=0.(1)求的值;(2)若cosC=,求sinB的值.解 (1)因为sin2A+sinAsinB-6sin2B=0,sinB≠0,所以2+-6=0,得=2或=-3(舍去).由正弦定理得==2.(2)由余弦定理得cosC==.①将=2,即a=2b代入①,得5b2-c2=3b2,得c=b.由余弦定理cosB=,得cosB==,则sinB==.17.(2018·海淀区模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别是a,b,
又2A<,所以A<,
所以8.(2014·全国卷Ⅱ)钝角三角形ABC的面积是,AB=1,BC=,则AC=( )A.5B.C.2D.1答案 B解析 S△ABC=AB·BCsinB=×1×sinB=,∴sinB=,∴B=45°或135°.若B=45°,则由余弦定理得AC=1,∴△ABC为直角三角形,不符合题意,因此B=135°,由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2AB·BCcosB=1+2-2×1××=5,∴AC=.故选B.9.(2018·辽宁五校第一次联考)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若直线bx+ycosA+cosB=0与ax+ycosB+cosA=0平行,则△ABC一定是( )A.锐角三角形B.等腰三角形C.直角三角形D.等腰或者直角三角形答案 C解析 由两直线平行可得bcosB-acosA=0,由正弦定理可知sinBcosB-sinAcosA=0,即sin2A=sin2B,又A,B∈(0,π),且A+B∈(0,π),所以2A=2B或2A+2B=π,即A=B或A+B=.若A=B,则a=b,cosA=cosB,此时两直线重合,不符合题意,舍去,故A+B=,则△ABC是直角三角形.故选C.10.(2017·武昌调研)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=2bsinC,则tanA+tanB+tanC的最小值是( )A.4B.3C.8D.6答案 C解析 a=2bsinC⇒sinA=2sinBsinC⇒sin(B+C)=2sinBsinC⇒tanB+tanC=2tanBtanC,又根据三角形中的三角恒等式tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC(注:tanA=tan(π-B-C)=-tan(B+C)=-,即tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC)⇒tanBtanC=,∴tanAtanBtanC=tanA·=(tanA=m),令m-2=t⇒=t++4≥8,当且仅当t=,即t=2,tanA=4时,取等号.故选C.二、填空题11.(2015·重庆高考)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=2,cosC=-,3sinA=2sinB,则c=________.答案 4解析 由3sinA=2sinB及正弦定理,得3a=2b,所以b=a=3.由余弦定理cosC=,得-=,解得c=4.12.(2018·河北唐山一模)在△ABC中,角A,B,C的对边a,b,c成等差数列,且A-C=90°,则cosB=________.答案 解析 ∵a,b,c成等差数列,∴2b=a+c.∴2sinB=sinA+sinC.∵A-C=90°,∴2sinB=sin(90°+C)+sinC.∴2sinB=cosC+sinC.∴2sinB=sin(C+45°).①∵A+B+C=180°且A-C=90°,∴C=45°-,代入①式中,2sinB=sin.∴2sinB=cos.∴4sincos=cos.∴sin=.∴cosB=1-2sin2=1-=.13.(2018·沈阳监测)已知△ABC的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为S,且满足4S=a2-(b-c)2,b+c=8,则S的最大值为________.答案 8解析 由题意得4×bcsinA=a2-b2-c2+2bc,又a2=b2+c2-2bccosA,代入上式得2bcsinA=-2bccosA+2bc,即sinA+cosA=1,sin=1,又0∴A=,S=bcsinA=bc,又b+c=8≥2,当且仅当b=c时取“=”,∴bc≤16,∴S的最大值为8.14.(2017·浙江高考)已知△ABC,AB=AC=4,BC=2.点D为AB延长线上一点,BD=2,连接CD,则△BDC的面积是________,cos∠BDC=________.答案 解析 依题意作出图形,如图所示,则sin∠DBC=sin∠ABC.由题意知AB=AC=4,BC=BD=2,则cos∠ABC=,sin∠ABC=.所以S△BDC=BC·BD·sin∠DBC=×2×2×=.因为cos∠DBC=-cos∠ABC=-==,所以CD=.由余弦定理,得cos∠BDC==.B级三、解答题15.(2018·郑州质检)已知△ABC的外接圆直径为,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,C=60°.(1)求的值;(2)若a+b=ab,求△ABC的面积.解 (1)因为===2R=,所以a=sinA,b=sinB,c=sinC.所以==.(2)由c=sinC,得c=×=2,c2=a2+b2-2abcosC,即4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab,又a+b=ab,所以(ab)2-3ab-4=0,解得ab=4或ab=-1(舍去),所以S△ABC=absinC=×4×=.16.(2017·湖北四校联考)已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足sin2A+sinAsinB-6sin2B=0.(1)求的值;(2)若cosC=,求sinB的值.解 (1)因为sin2A+sinAsinB-6sin2B=0,sinB≠0,所以2+-6=0,得=2或=-3(舍去).由正弦定理得==2.(2)由余弦定理得cosC==.①将=2,即a=2b代入①,得5b2-c2=3b2,得c=b.由余弦定理cosB=,得cosB==,则sinB==.17.(2018·海淀区模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别是a,b,
8.(2014·全国卷Ⅱ)钝角三角形ABC的面积是,AB=1,BC=,则AC=( )
A.5B.C.2D.1
解析 S△ABC=AB·BCsinB=×1×sinB=,∴sinB=,∴B=45°或135°.若B=45°,则由余弦定理得AC=1,∴△ABC为直角三角形,不符合题意,因此B=135°,由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2AB·BCcosB=1+2-2×1××=5,∴AC=.故选B.
9.(2018·辽宁五校第一次联考)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若直线bx+ycosA+cosB=0与ax+ycosB+cosA=0平行,则△ABC一定是( )
A.锐角三角形B.等腰三角形
C.直角三角形D.等腰或者直角三角形
解析 由两直线平行可得bcosB-acosA=0,由正弦定理可知sinBcosB-sinAcosA=0,即sin2A=sin2B,又A,B∈(0,π),且A+B∈(0,π),所以2A=2B或2A+2B=π,即A=B或A+B=.若A=B,则a=b,cosA=cosB,此时两直线重合,不符合题意,舍去,故A+B=,则△ABC是直角三角形.故选C.
10.(2017·武昌调研)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=2bsinC,则tanA+tanB+tanC的最小值是( )
A.4B.3C.8D.6
解析 a=2bsinC⇒sinA=2sinBsinC⇒sin(B+C)=2sinBsinC⇒tanB+tanC=2tanBtanC,又根据三角形中的三角恒等式tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC(注:
tanA=tan(π-B-C)=-tan(B+C)=-,即tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC)⇒tanBtanC=
,
∴tanAtanBtanC=tanA·=(tanA=m),令m-2=t⇒=t++4≥8,当且仅当t=,即t=2,tanA=4时,取等号.故选C.
二、填空题
11.(2015·重庆高考)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=2,cosC=-,3sinA=2sinB,则c=________.
答案 4
解析 由3sinA=2sinB及正弦定理,得3a=2b,所以b=a=3.由余弦定理cosC=,得-=,解得c=4.
12.(2018·河北唐山一模)在△ABC中,角A,B,C的对边a,b,c成等差数列,且A-C=90°,则cosB=________.
解析 ∵a,b,c成等差数列,∴2b=a+c.
∴2sinB=sinA+sinC.
∵A-C=90°,∴2sinB=sin(90°+C)+sinC.
∴2sinB=cosC+sinC.
∴2sinB=sin(C+45°).①
∵A+B+C=180°且A-C=90°,∴C=45°-,代入①式中,2sinB=sin.
∴2sinB=cos.∴4sincos=cos.
∴sin=.
∴cosB=1-2sin2=1-=.
13.(2018·沈阳监测)已知△ABC的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为S,且满足4S=a2-(b-c)2,b+c=8,则S的最大值为________.
答案 8
解析 由题意得4×bcsinA=a2-b2-c2+2bc,
又a2=b2+c2-2bccosA,代入上式得2bcsinA=-2bccosA+2bc,
即sinA+cosA=1,sin=1,
又0∴A=,S=bcsinA=bc,又b+c=8≥2,当且仅当b=c时取“=”,∴bc≤16,∴S的最大值为8.14.(2017·浙江高考)已知△ABC,AB=AC=4,BC=2.点D为AB延长线上一点,BD=2,连接CD,则△BDC的面积是________,cos∠BDC=________.答案 解析 依题意作出图形,如图所示,则sin∠DBC=sin∠ABC.由题意知AB=AC=4,BC=BD=2,则cos∠ABC=,sin∠ABC=.所以S△BDC=BC·BD·sin∠DBC=×2×2×=.因为cos∠DBC=-cos∠ABC=-==,所以CD=.由余弦定理,得cos∠BDC==.B级三、解答题15.(2018·郑州质检)已知△ABC的外接圆直径为,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,C=60°.(1)求的值;(2)若a+b=ab,求△ABC的面积.解 (1)因为===2R=,所以a=sinA,b=sinB,c=sinC.所以==.(2)由c=sinC,得c=×=2,c2=a2+b2-2abcosC,即4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab,又a+b=ab,所以(ab)2-3ab-4=0,解得ab=4或ab=-1(舍去),所以S△ABC=absinC=×4×=.16.(2017·湖北四校联考)已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足sin2A+sinAsinB-6sin2B=0.(1)求的值;(2)若cosC=,求sinB的值.解 (1)因为sin2A+sinAsinB-6sin2B=0,sinB≠0,所以2+-6=0,得=2或=-3(舍去).由正弦定理得==2.(2)由余弦定理得cosC==.①将=2,即a=2b代入①,得5b2-c2=3b2,得c=b.由余弦定理cosB=,得cosB==,则sinB==.17.(2018·海淀区模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别是a,b,
∴A=,S=bcsinA=bc,又b+c=8≥2,
当且仅当b=c时取“=”,∴bc≤16,
∴S的最大值为8.
14.(2017·浙江高考)已知△ABC,AB=AC=4,BC=2.点D为AB延长线上一点,BD=2,连接CD,则△BDC的面积是________,cos∠BDC=________.
解析 依题意作出图形,如图所示,
则sin∠DBC=sin∠ABC.
由题意知AB=AC=4,BC=BD=2,
则cos∠ABC=,sin∠ABC=.
所以S△BDC=BC·BD·sin∠DBC
=×2×2×=.
因为cos∠DBC=-cos∠ABC=-=
=,所以CD=.
由余弦定理,得cos∠BDC==.
B级
三、解答题
15.(2018·郑州质检)已知△ABC的外接圆直径为,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,C=60°.
(1)求的值;
(2)若a+b=ab,求△ABC的面积.
(1)因为===2R=,
所以a=sinA,b=sinB,c=sinC.
所以==.
(2)由c=sinC,得c=×=2,
c2=a2+b2-2abcosC,即4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab,又a+b=ab,
所以(ab)2-3ab-4=0,解得ab=4或ab=-1(舍去),
所以S△ABC=absinC=×4×=.
16.(2017·湖北四校联考)已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足sin2A+sinAsinB-6sin2B=0.
(2)若cosC=,求sinB的值.
(1)因为sin2A+sinAsinB-6sin2B=0,sinB≠0,
所以2+-6=0,得=2或=-3(舍去).
由正弦定理得==2.
(2)由余弦定理得cosC==.①
将=2,即a=2b代入①,
得5b2-c2=3b2,得c=b.
由余弦定理cosB=,得
cosB==,
则sinB==.
17.(2018·海淀区模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别是a,b,
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