本题导读
本题考查正弦定理与余弦定理。核心在于正弦定理与三角恒等变换结合法、余弦定理方程法(代数方程思想)的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2022年浙江卷) 在 中,角 ,, 所对的边分别为 ,,.已知 ,.
(Ⅰ)求 的值;
(Ⅱ)若 ,求 的面积.
🔍【思路分析】
破题导航
第(Ⅰ)问:已知边长比例 和角 的余弦值,求角 的正弦值。
直接利用同角三角函数关系求出 ,然后由正弦定理 即可轻松求出 。
第(Ⅱ)问:已知 ,求面积 。核心任务是求出边长 (或边长 )。这里有两种截然不同的突破口:
思路一(三角函数法):先求 。利用隐含条件“大边对大角”判断出 为锐角,从而求出 。通过 展开求得 ,再利用正弦定理求出 。
思路二(代数方程法 - 强烈推荐):直接利用余弦定理 。将已知条件 和 代入,得到一个关于 的一元二次方程,解方程直接得出 的值。
✅【答案】
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,
✍【详细解析】
Abstract
因为在 中,,
所以角 为锐角,即 。
由同角三角函数的基本关系可得:
由正弦定理 ,变形可得:
因为已知条件为 ,即 ,代入上式得:
故 的值为 。
【解法一:正弦定理与三角恒等变换法】
由已知 ,得 。
因为 ,所以 。
根据三角形中“大边对大角”的性质,可知角 。
又因为 ,所以 (即 必为锐角,这是一个关键的防错点!)。
由(Ⅰ)知 ,所以:
在 中,,故 。
展开两角和的正弦公式:
代入已知数值:
再次由正弦定理 ,代入 求 :
\frac{a}{\frac{\sqrt{5}}{5}} = \frac{11}{\frac{11\sqrt{5}}{25}}$$$$a = \frac{11 \times \frac{\sqrt{5}}{5}}{\frac{11\sqrt{5}}{25}} = \frac{11\sqrt{5}}{5} \times \frac{25}{11\sqrt{5}} = 5
最后,利用三角形面积公式:
故 的面积为 。
【解法二:余弦定理方程法(快速求解法)】
已知 ,,且 。
根据余弦定理:
将上述条件全部代入:
化简该方程:
两边同乘 :
移项整理为一元二次方程:
两边同除以 :
十字相乘分解因式:
解得 或 (因为边长 ,故舍去负值)。
所以 。
最后,利用三角形面积公式:
故 的面积为 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
考点提炼:解三角形核心考查正余弦定理的相互转化。第(Ⅰ)问是纯粹的“正弦定理+同角三角函数”;第(Ⅱ)问则考察了“知两边及一夹角(或一角的对边)”情况下的边角求解。
易错点提示(必须重视):
在使用解法一求 时,千万不能想当然地认为 是锐角。由于 对于 都成立,必须通过严密的逻辑说明(因为 ,所以 ,且 已知为锐角)来推断 只能是锐角。
总结:对于出现边长比例关系的问题,优先考虑代数方程法建系求解,能够大幅度提升答题速度和正确率。
📖【试题探源与推广】
Tip
解三角形的核心策略:几何推导流 vs 代数方程流
在高考解三角形大题中,当已知“两边比例(或关系)及一角”求其他边角时,通常有两条核心路径,深刻理解它们的差异是拿满分的关键:
正弦定理 + 三角恒等变换(几何推导流,如解法一)
机制:顺着角度去求解,算出各角的正、余弦值,最后归结到边长。
痛点(多解陷阱):已知正弦值求角时,会出现“一正对应两角(锐角或钝角)”的问题,即 。
应对方法:必须像本题一样,结合“大边对大角”定理()或三角形内角和定理,严格判定角的取值范围。若论述不严密,极易被扣除步骤分。
余弦定理 + 构造一元二次方程(代数方程流,如解法二)
机制:余弦定理 天然就是一个优美的一元二次方程模型。
绝对优势:将边长关系代入方程后,解一元二次方程得出的边长正负性,会自动帮我们排除了不合理的解(边长必须大于0)。它完全避开了讨论角是钝角还是锐角的棘手陷阱!
考场实战口诀:
“求角多用余弦定理(符号直接定钝锐),求边多配代数方程(正负自动定取舍)。”
🔗【关联脉络】
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