三角形.当2-a2-62=0时,a+62=c,此时ABC是5故△ABC是等腰三角形或直角三角形例3也可借助正弦定理得到结论,请读者自行尝试例4如图9-1-8所示平面四边形ABCD中,已知B+D=180°,AB=2,BC=4/2,CD=4,AD=2/5,求四边形ABCD的面积.解连接点A,C,如图9-1-8所示在△ABC与△ADC中分别使用余弦定理D可得图9-1-8AC2=AB2+BC2-2AB×BCcosBAC2=AD?+CD?-2AD XCDcosD.又因为B+D=180所以cosD=cos(180°-B)=-cosB,因此22+(4/2)-2×2×4/2cosB=(2/5)+42+2×2/5×4cosB解得cosB=O,因此cosD=O,则B=D=从而可知四边形的面积为1口×2×4/2+×4×2/5=4(/2+/5).例4说明,与平面多边形有关的问题,有时可以转化为三角形的问题来求解.在ABC中,求证:a=bcosC+ccosB例5证明如图9-1-9所示,CB-CA+AB,因此BCB.CB=(CA+AB)-CB-CA.CB+AB.CB图9-1-9又由图可知CB-a,CA.CB-bacosC,AB.CB-cacosB所以a?-bacosC+cacosB,即a=bcosC+ccosB.例5的结果也可用向量数量积的几何意义来解释,事实上,bcosC+CcOsB是CA,AB在CB上的投影的数量之和当然,由例5的方法同样可得b=acosC+ccosA,c-acosB+bcosA.利用这些结果也可推导出余弦定理,请读者自行尝试10第九章解三角形
拓展阅读泰九韶的“三斜求积术”你听说过“三斜求积术”吗?这是我国“三斜求积术”中的“三斜”指三角形宋代的数学家秦九韶用实例的形式提出的的三条边,而且三条边从小到大分别称为“小斜”“中斜”“大斜”秦九韶是用语言叙(如图所示),其实质是根据三角形的三边长a,b,c求三角形面积S,即述的相关公式,即:以少广求之,以小斜幂并大斜幂减中斜幕,余半之,自乘于上:以2+a-622小斜幂乘大斜幂减上,余四约之,为实;一为从隅,开平方得积。新口1自类肉上日答E事实上,利用余弦定理等内容,也可推导出“三斜求积术”,过程如下1Aca'sinBS2=小4车福上一百步秋都驾+1针景佛大针影设中钟兼像牛之五小鲜(ca-cacosB).2锁4十又因为cacosB_十+a-58田楼,所以2侗轩-[eα-(++-")]S-十四月从而可知Hea-+)S-你能证明这个公式吗?练习A0已知△ABC,求证:(1)若a2十62=c,则C为直角:(2)若a2+62>c,则C为锐角;(3)若a2十62<c,则C为钝角.@已知△ABC中,a=-10,b-5C-120°,求c③已知△ABC中,a=6,b=4,c=2/7,求角C①已知△ABC中,a=3,b=2,c=/19,求角C以及三角形的面积在ABC中,已知a:bc=3:4:5,试判断这个三角形的形状.练习B①求证:在△ABC中,有a+62+c2-2(bccosA+accosB+abcosC).②已知△ABC中,a=2,c=/6,A=45,求b及角C.119.1正弦定理与余弦定理
3在ABC中,已知A:B=1:2.a:b-1:V3,求ABC的3个内角O在△ABC中,分别根据下列条件求c.(2)a=4,b=3,A=45°(1)a=4.b=2.A=60°DCEV27-3/3图60°等腰6190°服直角习题9-1A在△ABC中,已知acosA=bcosB,用正弦定理判断这个三角形的形状9?元在△ABC中,已知a+c=2b,A-C手,求sinB.25?知(sinA+sinB):(sinA+sinC):(sinB+sinC)=4:5:6,求ABC3?中最大的角C已知ABC中,A-60°,B=45°,a=3,求解这个三角形OO3O已知ABC的顶点为A(1,1),B(m十4,m一4),C(O,0),且cosC=5O求常数m的值,O分别根据下列条件,判断ABC的形状6O(1)a"tanB-b’tanA;(2)a-b=c(cosB-cosA)OO习题9-1BOO已知圆内接四边形ABCD的边长分别为AB=2,BC=6,CD=AD=4,1O求四边形ABCD的面积O已知△ABC中,AB-4/3,AC-2/3,AD为BC边上的中线,且BAD=2O30°,求BC的长,C已知三角形的两边和为4,其夹角为60°,求满足条件的三角形的最小周长,3Ob在△ABC中,已知acos A=cos B=cos C,判断这个三角形的形状并给出证明.0???在△ABC中,已知A=-2B,求证:a=2bcosB.O6已知ABC中,a=bcosC+csinB.O(1)求角B;O(2)若b-2,求ABC面积的最大值O12第九章解三角形
9. 2正弦定理与余弦定理的应用情境与问题在测量工作中,经常会遇到不方便直接测量的情形,例如,如图9-2-1所示故宫角楼的高度,因为顶端和底部都不便到达,所以不能直接测量.假设给你米尺和测量角度的工具,你能在故宫角楼对面的岸边得出角楼的高度吗?如果能,写出你的方案,并给出有关的计算方法;如果不能,说明理由,图9-2-1图9-2-1中角楼的高度问题可以转化为:用米尺与测量角度的仪器,怎样得到不便到达的两点之间的距离?如图9-2-2所示,设线段AB表示不便到达的两点之间的距离,在能到达的地方选定位置C进行测量,用测量角度的仪器可以测量出ZACB的大小α,但是因为点A,B都不便到达,所以△ABC的3条边都无法用米尺测量.图9-2-2图9-2-3如图9-2-3所示,在可到达的地方再选定一点D,并使得CD的长m能用米尺测量,用测量角度的仪器测出ZBCD-β,ZBDC=,ZACD=0,ZADC=9然后,利用α,β,,,以及m即可求出AB的长,首先,在△BCD中,因为ZCBD=元一β一,所以由正弦定理可得BCmsin(-β-)sin139.2正弦定理与余弦定理的应用
msiny因此BCsin(β+,同理,从△ACD可得AC=,最后,在△ABC中,根据AC,BC,α,利用余弦定理就可以得出AB的长例1如图9-2-4所示,A,B是某沼泽地上不便到达的两点,C,D是可到达的两点.已知A,B,C,D4点都在水平面上,而且已经测得/ACB=45°/BCD=30ZCDA=45,ZBDA=130100m15°,CD=100m,求AB的长.解因为A,B,C,D4点都在水平图9-2-4面上,所以/BDC=/BDA十/CDA=15°+45°-60°因此ZCBD=180°-30°-60°=90°,所以在Rt△BCD中,BC-100cos30°=50/3(m).在△ACD中,因为ZCAD=180°-45-30°-45°60%,所以由正弦定理可知AC100sin45°sin60°因此AC-2m.在△ABC中,由余弦定理可知+(50/3)*2×100V6X50V3cos 45°_12 500AB2(100/6)332从而有AB=Bm.由例1可以看出,在用解三角形的知识解决实际问题时,常常需要综合利用正弦定理与余弦定理例2如图9-2-5所示,在某海滨城市A附近的海面出现台风活动.据监测,目前台风中心位于城市A的东偏南60°方向、距城市A300km的海面点P处,并以20km/h的速度向西偏北30°方向移动。如果台风影响的范围是以台风中心为圆心的圆形区域,半径30°为1003km,将问题涉及范围内的地球表面看成平面,判断城市A是否会受到上述台风的影响。如果图 9-2-5会,求出受影响的时间;如果不会,说明理由。解如图9-2-6所示,设台风的中心xh后到达位置Q,且此时AQ=100/3km.在△AQP中,有P-60°-30°-30°,且AP=300km,PQ=20zkm14第九章解三角形