本题导读

本题考查解三角形与平面几何的综合应用。第一问通过已知两边及一角的余弦值,利用余弦定理求出第三边,再通过正弦定理或余弦定理求出目标角的余弦值;第二问引入平行与垂直的几何约束,通过三角形相似比例与解直角三角形,联立方程组求解线段长。

📌【题干】

Question

(2026年新高考I卷)已知在 中, , , .

(1)求 ;

(2)设 两点满足: 在 的延长线上, , .若 ,求 的长.

🔍【思路分析】

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  1. 第(1)问逻辑:在 中,已知边 以及 。首先应用余弦定理 求出边 的长度。求得 后,再次套用余弦定理的变形式 计算出 的确切值。
  2. 第(2)问逻辑:
  • 由 在 的延长线上且 ,同旁内角互补可知 ,故 。
  • 在 中,已知边 ,可利用正弦定理 求出 的长。
  • 结合垂直条件 ,可知 ,在直角 中由勾股定理 ,代入 即可求出 的长。

✅【答案】

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(1) (2)

✍【详细解析】

Abstract

(1)第(1)问详解

(1)解:求 的值

在 中,记 。由余弦定理得: 代入已知数据 : 即 。(由此可知 , 为等腰三角形)。

要求 ,再次应用余弦定理: 代入各边边长:

所以, 。

(2) 第(2)问详解

(2)解:求 的长

因为 ,所以 。 由于 在 的延长线上,点 三点共线。 可得: 因此,角度间满足互余关系: 根据诱导公式,有: 由(1)中已求得的结论,直接代入得:

因为 且 共线,根据平行线同旁内角互补性质: 所以: 在 中,内角的正弦值恒为正数,利用平方关系求得:

在 中,已知边长 。根据正弦定理: 将已求出的正弦值代入上式中: 两边同时乘以分母进行代数化简:

在直角三角形 中, 。 根据勾股定理,有: 将 代入计算:

答: 的长度为 .

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:双重余弦定理联动变换;利用平行线角度平移及互补角实现跨三角形转化。
  2. 核心方法:正弦定理两角和展开法。
  3. 避坑指南:
  • 钝角补角符号看错陷阱:在计算 时,由于 为一条直线, 是 内角 的邻补角。根据诱导公式 ,符号必须取负。部分学生容易直接写成 ,导致后续角度计算完全混乱。

📖【试题探源与推广】

Tip

本题是双三角形嵌套的解三角形解答题:先在 中用余弦定理定形(发现 等腰),再借平行线与垂直条件将角度迁移到 ,用正弦定理求 ,最后在直角 中勾股收尾,考查跨三角形的边角转化链。

平行线迁移角度的两条基本律:同旁内角互补给出 (余弦变号),内错角相等给出正弦相等;钝角位置的三角函数值符号变换是此类题的第一失分点。

当目标边不在已知三角形内时,构造过渡量(本题 )串联两个三角形:先在含已知条件多的三角形中解出过渡量,再在含目标边的三角形中收口;“两角一对边”结构优先正弦定理。

🔗【关联脉络】

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