三角形形状的判定
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三角形形状的判定
长沙市天心一中 胡同文
判断三角形的形状的特征,必须深入地研究边、角间的关系,解决这类问题:
1、
基本知识点:(1)等腰三角形
a=b或A=B
(2)直角三角形
a
2
b
2
c
2
或
A=
90
(3)钝角三角形
a
2
b
2
c
2
或A
90<
br>
(4)锐角三角形
若a为最大
边且
a
2
b
2
c
2
或A为最大角且A
90
2、基本思想方法:从条件出发,利用正弦定理(或余弦定理)进
行代换、转化。逐步化为
纯粹的边与边或角与角的关系,即通过考虑如下两条途径:
(1)
统一成角进行判断,常用正弦定理及三角恒等变换;
(2)
统一成边进行判断,常用余弦定理、面积公式等;
常见的题型有:
一、
利用三角形三边的代数关系直接判断
1、 在三角形ABC中,三边a、b、c满足
a:b:
c2:6:(31)
,试判断三角形的形状。
解析:
abc
则c边最大,且
c423
,
a
2
b
2
8<
br>,
c
2
a
2
b
2,则最大角C为锐角,所以三角形为锐角三角形。
二、运用三角函数的关系直接判断
2
、(05北京)在
ABC
中已知
2sinAcosAsinC,
那么ABC
一定是( )
A、直角三角形
B、等腰三角形
C、等腰直角三角形三角形 D、正三角形
C
(AB),sinCsinA(B)
2
解析:
2sinAcoBssAin(B),AsinBcosAcoBs
sinA(
B)又0AB,是C,三角形的内角A-B=0,则选B
sin0
3、在△<
br>ABC
中,已知
sinBsinC
=cos
2
解析: ∵<
br>sinBsinC
=cos
2
A
2
A
2
,试
判断此三角形的类型.
1cosA
2
∴
sinBsinC
=
∴2
sinBsinC
=1+<
br>cos[180(BC)]
将
cos(B+C)=cosBcosC-
sinBsinC
代入上式得
cosBcosC+sinBsinC=1
∴cos(
B
-
C
)=1
1
p>
又0<
B
,
C
<π,∴-π<
B
-C
<π
∴
B
-
C
=0
∴
B
=
C
故此三角形是等腰三角形.
评述: (1)此题在证明过程中,要用到余弦二倍角公式cos
A
=2cos
2
A
2
-1的逆用.
(2)由于已知条件就是三角函
数关系式,故无需向边的关系转化,而是进行三角函数式的恒
等变形
三、运用向量进行判断
→→→→
ABACABAC1
→→→
4、(06陕西卷)
已知非零向量AB与AC满足( + )·BC=0且 · = , 则△
→
||AC
→
|
→
||AC
→
|
2
|AB|AB
AB
C为( )
A、三边均不相等的三角形 B、直角三角形
C、等腰非等边三角形 D、等边三角形
AB
AC
)·
解析:非零向量与满足(
=0,即角A的平分线垂直于BC,∴ AB=AC,
|AB||AC|
ABAC
1
=
,∠A=,所以△ABC为等边三角形,选D.
又
cosA
3
|AB||AC|
2
5、在
ABC
中,设
BCa,
CAb,ABc,
若
abbcca,
判断
ABC
的
形状。
2
2
2
2
2
解析:
abc0
,
a
bc,(ab)c
,
ab2abc
2
2
2
2
2
<
br>2
2
同理
bc2bca
,两式相减,得
a
c2(abbc)ca
,
2
2
abbc
,
a
=c
,
ac
,同理
ab
,
abc,故
ABC
是等边三角
形。
四、运用正(余)弦定理判断
6、在△ABC中,
bcosAacosB
试判断三角形的形状
分析:三
角形形状的判断,可以根据角的关系,也可根据边的关系,所以在已知条件的
运用上,可以考虑两种途径
:将边转化为角,将角转化为边,下面,我们从这两个角度进行
分析.
解法一:利用余弦定理将角化为边.
∵
bcosAacosB
∴
b
·
2222222
bca
2bc
2
222
a
acb
2ac
222
∴
b<
br>+
c
-
a
=
a
+
c
-
b
∴
a
=
b
∴
a
=
b
故此三角形是等腰三角形.
解法二:利用正弦定理将边转化为角.
∵
bcosAacosB
又
b2RsinB,a2RsinA
2
∴
2RsinBcosA=2RsinAcosB
∴
sinAcosB-cosAsinB=0
∴sin(
A
-
B
)=0
∵0<A
,
B
<π,∴-π<
A
-
B
<π
∴
A
-
B
=0
即
A
=
B
故此三角形是等腰三角形.
评述: (1)在判定三角形形状时,一般考虑两个方向进行变形,一个方向是边,走代数
变形
之路,通常是正、余弦定理结合使用;另一个方向是角,走三角变形之路.通常是运用
正弦定理.要求学
生要注重边角转化的桥梁——正、余弦定理;
(2)解法二中用到了三角函数中两
角差的正弦公式,但应注意在根据三角函数值求角时,
一定要先确定角的范围.另外,也可运用同角三角
函数的商数关系,在等式
sinBcosA=sinAcosB
端同除以
sinAsi
nB
得
cotAcotB
,再由0<
A
,
B
<π
,而得
A
=
B
.
7、在
ABC
中,如果
lgalgc
=
lgsinBlg
的形状。
解析:由
lg
algc
=
lgsinBlg2
,得
lgsBinlg
lg
2
2
,且角
B
为锐角,判断此三角形
2
2,
sinB
2
2
,又
B
是锐角,
B45
,又
lgalgc
lg2
,
即
lg
a
c
lg
2
2
,
a
c
2
2
,
由正弦定理,得:
sinA
sinC
2
2
,
2sinC
2sinA,
ABC180
,
A180CB1
8045C135C
,
2sinC2sin(135C)<
br>,
sinCsinCcosC,
cosC0,C90
故此三角形是等腰直角三角形。
巩固练习:在
ABC
中,若
tanA:
tanBa:b,
试判断
ABC
的形状。
sinAcosB
c
osAsinB
sinA
sinB
2
2
22
解一:由已知条
件及正弦定理可得
,
A,B
为三角形的内角,
sinA0
,sinB0
,
sin2Asin2B,2A2B
或
2A
2B
,
AB
或
AB
2
,所以
ABC
为等腰三角形或直角三角形。
3
sinA
cosBsin
sinA
解二:由已
知条件及正弦定理可得
cosA
,即
2
sinB
cosAsin
sinB
cosB
2
A
B
,由正弦定理和
余弦
acb
222
定理可得
a
2ac
=,整理,得a
4
a
2
c
2
b
2
c
2
b
4
0
,即
(a
2
b
2
)
222
bca
b
2bc
(abc)
0
,
ab或abc0
,
ab或abc
ABC
为等腰三角形或直角三角形。
222
22222222
小结:已知三角形中的边角关系式,判断三角形的形状,有两条思路:其一化边为角,
再进行三角恒等变
换求出三个角之间的关系式;其二化角为边,再进行代数恒等变换求出三
条边之间的关系式。两种转化主
要应用正弦定理和余弦定理。
本题的两种解法,就是通过两种不同的转化来实现的。
求解有关三角形的形状问题时,除了要掌握正、余弦定理并能熟练运用它们外,还应掌握:
(1)
三角形的内角和定理A+B+C=
,大边对大角;
(2)
sin(AB)sinC,sin
(3) 三角形面积公式
S
1
2
AB
2
cos
1
2
C
2
等;
1
2
casinB
。
absinCbcsinA
4