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第2讲 三角变换与解三角形
考情解读 1.高考中常考查三角恒等变换有关公式的变形使用,常和同角三角函数的关系、诱导公式结合.2.利用正弦定理或余弦定理解三角形或判断三角形的形状、求值等,经常和三角恒等变换结合进行综合考查.
1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式 (1)sin(α±β)=sin αcos β±cos αsin β. (2)cos(α±β)=cos αcos β?sin αsin β. (3)tan(α±β)=tan α±tan β1?tan αtan β
. 2.二倍角的正弦、余弦、正切公式 (1)sin 2α=2sin αcos α.
(2)cos 2α=cos2α-sin2α=2cos2α-1=1-2sin2α. (3)tan 2α=2tan α
1-tan2α. 3.三角恒等式的证明方法
(1)从等式的一边推导变形到另一边,一般是化繁为简. (2)等式的两边同时变形为同一个式子. (3)将式子变形后再证明. 4.正弦定理
asin A=bsin B=csin C
=2R(2R为△ABC外接圆的直径). 变形:a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C. sin A=a2R,sin B=bc
2R,sin C=2R. a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C. 5.余弦定理
a2=b2+c2-2bccos A,b2=a2+c2-2accos B, c2=a2+b2-2abcos C.
b2+c2-a2a2+c2-b2a2+b2-c2
推论:cos A=2bc,cos B=2ac,cos C=2ab. 变形:b2+c2-a2=2bccos A,a2+c2-b2=2accos B, a2+b2-c2=2abcos C. 6.面积公式
S111
△ABC=2bcsin A=2acsin B=2absin C.
7.解三角形
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(1)已知两角及一边,利用正弦定理求解.
(2)已知两边及一边的对角,利用正弦定理或余弦定理求解,解的情况可能不唯一. (3)已知两边及其夹角,利用余弦定理求解. (4)已知三边,利用余弦定理求解.
热点一 三角变换
π43π2π
例1 (1)已知sin(α+)+sin α=-,-<α<0,则cos(α+)等于( )
35234
A.-
54C. 5
3B.-
53D. 5
1+sin βππ
(2)(2014·课标全国Ⅰ)设α∈(0,),β∈(0,),且tan α=,则( )
22cos βπ
A.3α-β=
2π
C.3α+β=
2
π
B.2α-β= 2π
D.2α+β= 2
2
思维启迪 (1)利用和角公式化简已知式子,和cos(α+π)进行比较.
3
(2)先对已知式子进行变形,得三角函数值的式子,再利用范围探求角的关系. 答案 (1)C (2)B
π43π
解析 (1)∵sin(α+)+sin α=-,-<α<0,
3523343
∴sin α+cos α=-, 225∴
314sin α+cos α=-, 225
2π2π2π∴cos(α+)=cos αcos-sin αsin
333134
=-cos α-sin α=. 225
1+sin βsin α1+sin β(2)由tan α=得=,
cos βcos αcos β即sin αcos β=cos α+cos αsin β, π
∴sin(α-β)=cos α=sin(-α).
2ππ
∵α∈(0,),β∈(0,),
22
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ππππ∴α-β∈(-,),-α∈(0,),
2222ππ
∴由sin(α-β)=sin(-α),得α-β=-α,
22π
∴2α-β=.
2
思维升华 (1)三角变换的关键在于对两角和与差的正弦、余弦、正切公式,二倍角公式,三角恒等变换公式的熟记和灵活应用,要善于观察各个角之间的联系,发现题目所给条件与恒等变换公式的联系,公式的使用过程要注意正确性,要特别注意公式中的符号和函数名的变换,防止出现张冠李戴的情况.(2)求角问题要注意角的范围,要根据已知条件将所求角的范围尽量缩小,避免产生增解.
π
设函数f(x)=cos(2x+)+sin2x.
3
(1)求函数f(x)的最小正周期和最大值;
θcos 2θ
(2)若θ是第二象限角,且f()=0,求的值.
21+cos 2θ-sin 2θ
πππ1-cos 2x13解 (1)f(x)=cos(2x+)+sin2x=cos 2xcos-sin 2xsin+=-sin 2x.
333222所以f(x)的最小正周期为T=θ
(2)因为f()=0,
2
133所以-sin θ=0,即sin θ=,
223又θ是第二象限角, 所以cos θ=-1-sin2θ=-
6
. 3
1+32π
=π,最大值为. 22
cos2θ-sin2θ?cos θ+sin θ??cos θ-sin θ?cos θ+sin θcos 2θ
所以=== 22cos θ1+cos 2θ-sin 2θ2cosθ-2sin θcos θ2cos θ?cos θ-sin θ?63
+336-32-2===.
4626
2×?-?3-
热点二 解三角形
cos B2ab
例2 在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,满足a=2sin A,++=0.
cos Ccc(1)求边c的大小;
(2)求△ABC面积的最大值.
cos B2ab
思维启迪 (1)将++=0中的边化成角,然后利用和差公式求cos C,进而求c.(2)只需求ab的最
cos Ccca2+b2-c2
大值,可利用cos C=和基本不等式求解.
2ab
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cos B2ab解 (1)∵++=0,
cos Ccc∴ccos B+2acos C+bcos C=0,
∴sin Ccos B+sin Bcos C+2sin Acos C=0, ∴sin A+2sin Acos C=0, ∵sin A≠0,
1
∴cos C=-,∵C∈(0,π)
22πa∴C=,∴c=·sin C=3.
3sin A
22
1a+b-3
(2)∵cos C=-=,
22ab
∴a2+b2+ab=3,∴3ab≤3,即ab≤1. 13
∴S△ABC=absin C≤. 24∴△ABC的面积最大值为
3
. 4
思维升华 三角形问题的求解一般是从两个角度,即从“角”或从“边”进行转化突破,实现“边”或“角”的统一,问题便可突破. 几种常见变形:
(1)a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C;
(2)a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C,其中R为△ABC外接圆的半径; (3)sin(A+B)=sin C,cos(A+B)=-cos C.
b
(1)△ABC的三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,asin Asin B+bcos2A=2a,则等a
于( ) A.2 C.3
B.22 D.23 π
(2)(2014·江西)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
3的面积是( ) A.3 33C. 2
答案 (1)A (2)C
解析 (1)因为asin Asin B+bcos2A=2a,由正弦定理得sin2Asin B+sin Bcos2A=2sin A,即sin B=2sin A,
93B. 2D.33
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