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高三数学余弦定理试题

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高三数学余弦定理试题

1. 设的值. 【答案】

的内角

所对边的长分别是

.

,利用

可以解出

,且

的面积为

,求

【解析】根据三角形面积公式可以求出对

进行分类讨论,通过余弦定理即可求出的值.

,故

. .

,所以,所以

; .

由三角形面积公式,得∵当当

,∴

时,由余弦定理得,时,由余弦定理得,

【考点】1.三角形面积公式;2.余弦定理.

2. [2012·湖南高考]在△ABC中,AC=,BC=2,B=60°,则BC边上的高等于( ) A.

B.

C.

D.

【答案】B 【解析】cos60°=

=,∴AB=3,高为AB·sin60°=

,选B项.

3. △ABC中,a,b、c分别为∠A、∠B、∠C的对边,如果a,b、c成等差数列,∠B=30°,△ABC的面积为,那么b等于( ) A.

B.

C.

D.

【答案】B

【解析】∵a,b、c成等差数列,∴2b=a+c,得a2+c2=4b2﹣2ac, 又∵△ABC的面积为,∠B=30°, 故由

得ac=6.

∴a2+c2=4b2﹣12. 由余弦定理,得

解得. 又b为边长,∴. 故选B

4. 如图所示,位于东海某岛的雷达观测站A,发现其北偏东 ,与观测站A距离 处有一货船正匀速直线行驶,半小时后,又测得该货船位于观测站A东偏北 且

,已知A、C两处的距离为10海里,则该货船的船速为海里/小时

海里的B的C处,

___________.

【答案】

【解析】由已知,所以, 由余弦定理得,

,故(海里), 该货船的船速为海里/小时.

【考点】三角函数同角公式,两角和与差的三角函数,余弦定理的应用.

5. 在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若,(1)求的值; (2)求函数的值域. 【答案】(1)

,(2)

【解析】(1)向量数量积就是边与角的关系,这也是向量与三角形的结合点. 因为以.由余弦定理得,因为,所以研究三角函数性质,先将其化为基本三角函数,即

,所.(2)

,然后求其定义域,这是本题关

键,因为

,所以

,所以

.因为,所以

,所以

,所以

.最后根据的值域为

基本三角函数性质,求其值域. 由于

【解】(1)因为由余弦定理得因为,所以(2)因为所以因为因为由于所以

的值域为

,所以

. ,所以

. 3分 ,

. 6分 ,所以, 8分

,所以

. 10分

, 12分

. 14分

【考点】两角和与差的三角函数、解三角形、向量的数量积

6. 在△ABC中,内角A、B、C的对边分别为a、b、c,且A. 钝角三角形 B. 直角三角形 C. 锐角三角形 D. 等边三角形 【答案】A

,则△ABC是( )

【解析】由所以

得,

,所以

,

即三角形为钝角三角形,故选A.

7. 已知A,B,C为△ABC的三个内角,其所对的边分别为a,b,c,若A==4,则△ABC的面积为( ) A.2 B. C.3 D.

,a=2

,b+c

【答案】D

【解析】由余弦定理得, a2=b2+c2-2bccos A,A=又a=2

,则a2=(b+c)2-bc,

,b+c=4,有12=42-bc,则bc=4,

故S△ABC=bcsin A=

8. 在中,角,,所对的边分别为为,,,且(1)求角; (2)若,,求,的值. 【答案】(1)

;(2)

,约去

【解析】(1)将已知利用正弦二倍角公式展开,因为

;(2)已知三角形理得

,联立求

的面积和即可.

,∴

,又

,不难想到

,得,得

的值,进而求,又根据余弦定

试题解析:(1)由已知(2)由余弦定理,由

10分

解得

,∵

,∴,∴.

13分

【考点】1、正弦二倍角公式;2、三角形面积公式;3、余弦定理. 9. 若A.

的重心,

分别是角B.

的对边,若

C.

,则角

( )

D.

【答案】D 【解析】因为

的重心,所以

,所以

整理得:

故选A.

,,

【考点】1.向量的运算;2.余弦定理.

10. 在△ABC中,角A、B、C对应的边分别是a、b、c.已知cos2A-3cos(B+C)=1. (1)求角A的大小;

(2)若△ABC的面积S=5,b=5,求sinBsinC的值. 【答案】(1)A=60°(2)

【解析】(1)由已知条件得:cos2A+3cosA=1,∴2cos2A+3cosA-2=0,解得cosA=,∴∠A=60°. (2)S=bcsinA=5

.

11. 要测量河对岸A、B两点之间的距离,选取相距km的C、D两点,并且测得∠ACB=75°,∠BCD=45°,∠ADC=30°,∠ADB=45°,求A、B之间的距离. 【答案】km

【解析】△ACD中,∠ACD=120°,∠CAD=∠ADC=30°,∴AC=CD=km.在△BCD中,∠BCD=45°,∠BDC=75°,∠CBD=60°,∴BC=理得AB2=AC2+BC2-2AC·BC·cos∠ACB=(

)2+

.在△ABC中,由余弦定

cos75°=5,

c=4,由余弦定理,得a2=21,(2R)2=

=28,∴sinBsinC=

-2··

∴AB=km.故A、B之间的距离为km.

12. 在△ABC中,a=,b=1,c=2,则A=________. 【答案】60° 【解析】由余弦定理,得cosA=

∵0<A<π,∴A=60°

13. 在△ABC中,a、b、c分别为角A、B、C所对的边,若a=2bcosC,则此三角形一定是________三角形. 【答案】等腰

【解析】因为a=2bcosC,所以由余弦定理得a=2b·

,整理得b2=c2,故此三角形一

定是等腰三角形.

14. 设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若三边的长为连续的三个正整数,且A>B>C,3b=20acosA,则sinA∶sinB∶sinC为( ) A.4∶3∶2 B.5∶6∶7 C.5∶4∶3 D.6∶5∶4

【答案】D

【解析】因为a,b,c为连续的三个正整数,且A>B>C, 可得a=c+2,b=c+1;① 又因为3b=20acosA, 由余弦定理可知cosA=则3b=20a·

,②

,

联立①②,化简可得7c2-13c-60=0, 解得c=4或c=-(舍去),则a=6,b=5.

又由正弦定理可得,

sinA∶sinB∶sinC=a∶b∶c=6∶5∶4. 故应选D.

15. 在锐角△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,向量m=(1,cosB),n=(sinB,-),且m⊥n. (1)求角B的大小.

(2)若△ABC的面积为,a=2,求b的值. 【答案】(1) B= (2) b=.

【解析】(1)m·n=1×sinB+cosB×(-)=sinB-cosB. 因为m⊥n,所以m·n=0,所以sinB-cosB=0. 因为△ABC为锐角三角形,所以cosB≠0, 所以tanB=.

因为0(2)由S△ABC=acsinB=ac×sin=ac, 所以×2×c=

,所以c=3.

由b2=a2+c2-2accosB,

得b2=22+32-2×2×3cos=7, 所以b=.

16. 已知函数(1)求的值; (2)在中,

.求

【答案】(1)【解析】

(1)f(x)的图像经过点

,带入函数得到关于的三角等式,再利用常见三角函数值与的范围

结合即可得出C角的余弦值,

带入函数解析式即可得

、.

的图像经过点

,且

所对的边分别为、、,若

(2)sinB=

即可求出的值.

(2)利用三角形关于C角的余弦定理与题目已知式子进而得到C角的正弦值(三角形内角的正弦值都为正数),再把

到A角的余弦,利用余弦与正弦的关系得到A角的正弦值,而三角形三个角和为180度,则B角的正弦利用和差角公式即可用A,C两个角的正余弦值来表示,进而得到B角的余弦值. 试题解析: (1)由题意可得,

,即

. 2分

. 5分 (2)

, 7分. 8分 由(1)知.,

, 10分 ,

又,

. 12分 【考点】三角函数的图象与性质,三角恒等变换 余弦定理

17. 已知△ABC的三边长成公比为的等比数列,则其最大角的余弦值为________. 【答案】-

的等比数列,

【解析】设△ABC的三边a,b,c成公比为∴b=a,c=2a. 则cos C=

=-

18. 在△ABC中,AB=2,AC=3,BC=4,则角A,B,C中最大角的余弦值为( ). A.-

B.-

C.

D.

【答案】A

【解析】根据三角形的性质:大边对大角,由此可知角A最大,由余弦定理得cos A== 19. 在【答案】

中,

等号当且仅当

取得.

,则

的最小值为 .

=-.

【解析】由余弦定理得所以

【考点】余弦定理,基本不等式,向量数量积. 20. 在【答案】

中,

等号当且仅当

取得.

,则

的最小值为 .

【解析】由余弦定理得所以

【考点】余弦定理,基本不等式,向量数量积.

21. 在锐角中,,三角形的面积等于,则的长为___________. 【答案】

【解析】已知三角形的两条边长,要求第三边,一般可用余弦定理,则必须求得已知两边的夹角,那么三角形的面积我们选用公式

,可得

,从而得

,再由余弦定理可

得结论.

【考点】三角形的面积公式与余弦定理.

22. 在锐角中,,三角形的面积等于,则的长为___________. 【答案】

【解析】已知三角形的两条边长,要求第三边,一般可用余弦定理,则必须求得已知两边的夹角,那么三角形的面积我们选用公式

,可得

,从而得

,再由余弦定理可

得结论.

【考点】三角形的面积公式与余弦定理. 23. 在

中,

分别是内角

的对边,已知

,则

.

【答案】6. 【解析】由余弦定理

代入数据解得

.

【考点】余弦定理.

24. 已知函数f(x)=cos 2x+2sin x·sin.

(1)求f(x)的最小正周期,最大值以及取得最大值时x的集合;

(2)若A是锐角三角形△ABC的内角,f(A)=0,b=5,a=7,求△ABC的面积. 【答案】(1)π,2,;(2)10.

【解析】(1)将函数f(x)展开,由倍角公式及诱导公式化简为f(x)=2sin,即可得f(x)的最小正周期,最大值.令2x+=+2kπ,k∈Z,可得取得最大值时x的集合为;

(2)先由f(A)=sin=0及锐角A的范围得A=,再由b=5,a=7根据余弦定理得c=8,最后由三角形面积公式S△ABC=bc·sin A得到△ABC的面积为10. 试题解析:(1)f(x)=cos 2x+2sin x·sin=cos 2x+2sin x·cos x =cos 2x+sin 2x=2sin, 3分 ∴f(x)的最小正周期是π. 4分

令2x+=+2kπ,k∈Z.解得:x=+kπ,k∈Z.

∴f(x)的最大值是2,取得最大值时x的集合是. 6分 (2)∵f(A)=sin=0,0<A<,∴A=, 8分 在△ABC中,a2=b2+c2-2bc·cos A,c2-5c-24=0,解得c=8或c=-3(舍), 10分 ∴S△ABC=bc·sin A=10. 12分

【考点】1.三角恒等变换;2.余弦定理;3.三角形面积公式

25. 在中,若,,,则 . 【答案】 【解析】设

,由余弦定理得

,即

整理得,由于,解得,即. 【考点】余弦定理

26. 若△ABC的内角A、B、C所对的边a、b、c满足________________. 【答案】

【解析】由余弦定理得【考点】余弦定理. 27. 已知

,函数

.

,,又

,且C=60°,则ab的值为

(1)求的最值和单调递减区间;

(2)已知在△ABC中,角A、B、C的对边分别为大值. 【答案】(1)(2)

的最大值为,最小值为.

,求△ABC的面积的最

,单调递减区间为

【解析】(1)先由向量数量积得表达式,经过三角恒等变换将其化为一个角的三角函数,最终可得的最大最小值和单调递减区间;(2)在(1)的基础上先求出的值,利用余弦

定理可得

面积的最大值. 试题解析: (1)

,再利用重要不等式得的范围,最后利用求得

2分

. 4分 令解得

单调递减区间为(2)

由余弦定理得,又

. 8分

. . 10分

. 6分

. 12分

【考点】1、向量数量积运算;2、三角恒等变换及三角函数性质;3、解三角形;4、重要不等式.

28. 在△中,角所对的边分别为,已知,,.则= . 【答案】.

【解析】根据题意在中,由余弦定理得,即. 【考点】余弦定理.

29. 在中,若则角 . 【答案】

【解析】根据正弦定理,可将条件化为

.

【考点】解三角形.

30. 13.若的边【答案】

【解析】由余弦定理得【考点】余弦定理.

31. 已知、、分别为△边 ; 【答案】【解析】因为,

,所以,由余弦定理得,。

即,

,又

,根据余弦定理得

,

满足

,即

且C=60°,则的值为 . ,解得

.

的三个内角、、所对的边,若,,,则

,解得,

【考点】余弦定理的应用。

点评:中档题,利用余弦定理,建立边c的方程,进一步求解,注意避免失解。

32. 在中,角所对边长分别为,若,则的最小值为( )

A.

B.

C.

D.

【答案】C 【解析】因为

,所以由余弦定理可知,

,所以

.

【考点】余弦定理

点评:本题考查三角形中余弦定理的应用,考查基本不等式的应用,考查计算能力.

33. 在锐角

中,

分别是内角

所对边长,且

(1)求角的大小; (2)若【答案】(1)

(2)

,求

【解析】(1)由已知得,

5分

7分

又因为A是锐角,

(2), , 9分 又,, , 12分 又, . 14分

【考点】本小题主要考查三角函数的化简、向量的数量积运算和正弦定理、余弦定理在解三角形中的应用.

点评:三角函数是每年高考必考的题目,经常与向量结合命题,难度一般不大,解题过程中,因为三角函数中公式比较多,所以要灵活选择公式,准确应用,应用正弦定理时还要注意解的个数问题. 34. 在【答案】【解析】

中,角

代入

【考点】解三角形

点评:解三角形通常用正余弦定理实现边与角的互相转化。正弦定理:余弦定理:

35. (本题满分12分) 在(1)求(2)若

中,角

,三角形中由余弦定理得

的对边分别是

,若

,则

所对的边分别为,且满足,.

的面积; ,求的值.

.(2)

.

【答案】(1)

【解析】本试题主要是考查了解三角形的运用。

(1)因为

所以

(2)由

,且

,所以,又,所以.,然后结合,得

.得到面积的值。

,解得,所以所以

. 或,又

,从而结合余弦定理得到a的值。

,所以

.……………3分

解:(1)因为由故(2)由

,且,得

. …………………………………………………………………6分

,解得

或,故

………………………………………………9分 . ……………… ………………12分

由余弦定理得

36. 在△ABC中,AB=3,BC=【答案】 【解析】解:由余弦定理cosA=∴

37. 在△ABC中,A.

,AC=4,则△ABC的面积等于

=

,则A的取值范围是( )

=,∴sinA=

.

B.

C.

D.

【答案】C 【解析】因为

38. 在△ABC中,【答案】 【解析】

.

,则此球的

可知余弦定理中角A表示的为大于零小于等于,选C

,则

.

39. 直三棱柱的各顶点都在同一球面上,若表面积等于 ;

【答案】

【解析】如图底面三角形ABC的外心是在中,AB=AC=2,

,由正弦定理,

,可得

,,

外接圆半径

.

,设此圆圆心为,球心为O,在中,易得球半径,故此球的表面积为

40. 在中,角A、B、C的对边分别为a,b,c。角A,B,C成等差数列。 (Ⅰ)求的值;

(Ⅱ)边a,b,c成等比数列,求【答案】(1)【解析】(1)由已知(2)解法一:由已知所以

解法二:由已知所以

,及

,及 (2)

的值。 ,解得

,所以

,根据正弦定理得

,根据余弦定理得,解得

考点定位:本大题主要考查解三角形中的正弦定理或余弦定理的运用,以及运用三角公式进行三角变换的能力

41. 在中,角所对边长分别为,若,则的最小值为( ) A.

B.

C.

D.

【答案】C

【考点定位】本题主要考察用余弦定理解三角形和利用基本不等式求最值 【解析】由余弦定理结合基本不等式可得

42. 给出问题:已知

满足

,试判定

的形状.某学生的解答如下:

解:(i)由余弦定理可得,,

, , 故是直角三角形. (ii)设外接圆半径为.由正弦定理可得,原式等价于

, 故是等腰三角形. 综上可知,是等腰直角三角形.

请问:该学生的解答是否正确?若正确,请在下面横线中写出解题过程中主要用到的思想方法;若不正确,请在下面横线中写出你认为本题正确的结果. . 【答案】等腰或直角三角形

【解析】解:第一种解法中,两边同时约分,造成了方程丢解,那就是等腰三角形 第二种解法中,由于正弦值相等,可能A=B,也可能A+B=

43. 海事救援船对一艘失事船进行定位:以失事船的当前位置为原点,以正北方向为y轴正方向建立平面直角坐标系(以1海里为单位长度),则救援船恰在失事船的正南方向12海里A处,如图. 现假设:①失事船的移动路径可视为抛物线;②定位后救援船即刻沿直线匀速前往

救援;③救援船出发小时后,失事船所在位置的横坐标为.

(1)当时,写出失事船所在位置P的纵坐标. 若此时两船恰好会合,求救援船速度的大小和方向;(6分)

(2)问救援船的时速至少是多少海里才能追上失事船?(8分)

【答案】(1)arctan弧度;(2)救援船的时速至少是25海里才能追上失事船. 【解析】(1)

时,P的横坐标xP=

,代入抛物线方程海里/时. 4分

中,得P的纵坐标yP=3. 2分 由|AP|=,得救援船速度的大小为由tan∠OAP=

,得∠OAP=arctan,故救援船速度的方向

.

为北偏东arctan弧度. 6分

(2)设救援船的时速为海里,经过小时追上失事船,此时位置为由,整理得. 10分 因为

,当且仅当=1时等号成立,

所以,即.

因此,救援船的时速至少是25海里才能追上失事船. 14分

44. 如图,测量河对岸的塔高时,可以选与塔底在同一水平面内的两个测点.现测得

,并在点测得塔顶的仰角为, 求塔高(精确到,

【答案】

【解析】本试题主要考查了解三角形的运用,利用正弦定理在

,然后在

解:在

中,

,所以

由正弦定理得:

中,得到

中,利用正切值可知

在中,

45. 在中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若的面积等于 . 【答案】 【解析】因为

,所以

46. 在△ABC中,a=15,b=\"10,\" ∠A=A.

,则

,所以

,则,所以 ( ) C.

,且,则

,故。因为

B.

D.

【答案】A

【解析】由正弦定理:所以

47. 在A.

故选A

中,若b2 + c2 = a2 + bc , 则

B.

( )

C.

D.

【答案】C

【解析】由余弦定理得:

48. (本小题满分8分)在中,分别为内角

(Ⅰ)求的大小; (Ⅱ)若,试求内角B、C的大小. 【答案】解:(Ⅰ)∵ 由余弦定理得 故(Ⅱ)∵∴∴∴∴

----------------6分

-----------------4分 ,

, ----------------5分

故选C 的对边,且

又∵为三角形内角, ----------------7分 故. -----------------8分 【解析】略

49. (本小题满分13分) 在

中,角

所对的边分别为

,且满足

(I) 求(II) 若的面积; ,求的值.

,所以

所以

.

,又

,所以

.

【答案】解:(I)因为由故(II)由

,且,得

. ………6分

,解得

由余弦定理得,故. ………………13分 【解析】略

50. 如图,在平面四边形ABCD中,AB=AD=1,∠BAD=,△BCD是正三角形。 (I)将四边形ABCD的面积S表示为的函数;

(II)求四边形ABCD的面积S的最大值及此时的值。

【答案】解:(I)在△ABD中,∴∴(II)∵ ∴当

时,

,此时

,且,且

【解析】略

51. .△ABC满足最小值为( ) A.9

,∠BAC=30°,设M是△ABC内的一点(不在边界上),定义

f(M)=(x,y,z),其中x,y,z分别表示△MBC,△MCA,△MAB的面积,若f(M)=(x,y,),则

B.8

C.18

D.16

【答案】C

【解析】略

52. (本小题满分12分)在量

(1)求角的大小; (2)设,求的面积【答案】(1)(2)

,∴由余弦定理,

时等号成立).

(当且仅当

面积的最大值为

中,

. 以点为圆心,线段

于点,求弧

的长.(精确到

时等号成立).

中,已知内角

,且

所对的边分别为,向

//,为锐角.

的最大值.

【解析】(1)由//得即 即锐角(2)∵. 又∵

代入上式得当且仅当∴∴

53. (本题满分14分)如图,在的长为半径的半圆分别交

所在直线于点、,交线段

【答案】3.13

【解析】解法一:联结BD,在

所以

中,由余弦定理得

.

.

,故

再由正弦定理得在

中,因为

所以.

解法二:如图,以点B为坐标原点,AB所在的直线为x轴建立平面直角坐标系, 由条件可得点的坐标为和圆方程可解得于是,得

联立得

,点的坐标为

. 和

的夹角

的余弦值为

,故直线

的方程为

,即得点的坐标为,

,故向量

,即所以,

54. 已知向量(1)求函数

.

.

,函数

的单调增区间;

所对的角分别为

;(2)

,且满足

的最小正周期为.

(2)如果△ABC的三边【答案】(1)

的值.

【解析】(1)利用两角和正弦公式和降幂公式化简,得到

计算周期;(2)求解较复杂三角函数的单调区间时,首先化成

的单调区间,只需把

看作一个整体代入

的形式,利用公式

形式,再

相应的单调区间,注意先把

化为正数,这是容易出错的地方;(3)在三角形中处理边角关系时,一般全部转化为角的关系,或全部转化为边的关系.题中若出现边的一次式一般采用正弦定理,出现边的二次式一般采用余弦定理,应用正弦、余弦定理时,注意公式变形的应用,解决三角形问题时,注意角的范围. 试题解析:(1)

3分 ∵的最小正周期为,且>0 ∴∴由得

≤的增区间为

4分 ≤

5分

6分

8分

中,

9分

12分

(2)由又由∴在∴

【考点】1、求正弦型函数的单调区间;2、三角形中余弦定理的应用.

55. 设△的内角,,所对的边分别为,,. 若,则角【答案】【解析】由则

【考点】余弦定理.

56. 已知的三个内角为 ; 【答案】 【解析】由

解得:

,所以.

【考点】1.等差数列;2.三角形余弦定理.

57. 在中,若【答案】

,所以

,所以

,得,又

,

,即.

_________.

成等差数列,且则边上的中线 的长

,因为为的中点,所以在中,由余弦定理,可得:

,则角B= 。

【解析】由余弦定理得所以B=

【考点】本题考查余弦定理,同角三角函数之间的基本关系 点评:解决本题的关键是掌握余弦定理,灵活应用

58. 在直角梯形ABCD中,,,A.

,则

D.

( )

B.

C.

【答案】B

【解析】由已知条件可得图象如下, 在中,∴

, ,∴

.

【考点】余弦定理.

59. 在直角梯形ABCD中,A.

,,C.

,则( ) D.

B.

【答案】B

【解析】由已知条件可得图象如下, 在中,∴

, ,∴

.

【考点】余弦定理.

60. (本小题满分12分)如图,在凸四边形

中,为定点,,为动点,满足

(1)写出(2)设

与和的关系式;

的面积分别为和,求

;(2)

的最大值. 的最大值.

【答案】(1)

【解析】(1)在三角形中处理边角关系时,一般全部转化为角的关系,或全部转化为边的关系.题中若出现边的一次式一般采用正弦定理,出现边的二次式一般采用余弦定理,应用正弦、余弦定理时,注意公式变形的应用,解决三角形问题时,注意角的范围;(2)在三角形中,注意隐含条件(3)解决三角形问题时,根据边角关系灵活的选用定理和公式;(4)转化为二次函数求最值,注意角的取值范围. 试题解析:(1)由余弦定理,在中, 在中, 所以,即 4分 (2)所以

,

6分

10分 由题意易知,当

时,

,所以

有最大值. 12分

【考点】1、余弦定理的应用;2、三角函数求最大值.

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