前言
判断依据
主要是正、余弦定理的角的形式或者边的形式,其次还可能用到诱导公式,两角和与差的公式和二倍角公式等,
变形思路
①角化边,利用\\(sinA=\\cfrac{a}{2R}\\)等,转化为只有边的形式,然后通过因式分解、配方、提取公因式等,解代数方程得到边的相应关系,从而判断形状;
②边化角,利用\\(a=2RsinA\\)等,转化为只有角的形式,然后通过三角恒等变换,解三角方程得到,得到内角的关系,从而判断形状;此时要注意由于\\(sinA>0\\)恒成立,故方程两端出现\\(\\sin A\\)可以放心约掉;但若出现\\(cosA\\)时不能约分,需要移项提取公因式。
注意:由\\(sinAcosB=sinA\\),只能得到\\(cosB=1\\),从而得到\\(B=\\cfrac{\\pi}{2}\\),即直角三角形;
由\\(cosAsinB=cosAsinC\\),应该得到\\(cosA=0\\)或\\(sinB=sinC\\),从而得到\\(A=\\cfrac{\\pi}{2}\\)或\\(B=C\\),即直角三角形或等腰三角形;
重要结论
\\(sinA=sinB\\Rightarrow A=B\\),等腰三角形;\\(sin2A=sin2B\\Rightarrow A=B\\)或\\(A+B=\\cfrac{\\pi}{2}\\),等腰或直角三角形;
\\(cosA=cosB\\Rightarrow A=B\\),等腰三角形;\\(cos2A=cos2B\\Rightarrow A=B\\),等腰三角形
\\(sin(A-B)=0\\Rightarrow A=B\\),等腰三角形;\\(cos(A-B)=1\\Rightarrow A=B\\),等腰三角形
相关拓展
- 三角形内角和定理
\\(A+B+C=\\pi\\),\\(\\cfrac{A+B}{2}=\\cfrac{\\pi}{2}-\\cfrac{C}{2}\\)
- 三角形中的三角函数关系
\\(sin(A+B)=sinC\\),\\(cos(A+B)=-cosC\\),\\(sin\\cfrac{A+B}{2}=cos\\cfrac{C}{2}\\),\\(cos\\cfrac{A+B}{2}=sin\\cfrac{C}{2}\\),
- 三角形中的射影定理
\\(a=b\\cdot cosC+c\\cdot cosB\\),\\(b=a\\cdot cosC+c\\cdot cosA\\),\\(c=b\\cdot cosA+a\\cdot cosB\\),
典例剖析
分析:用正弦定理的边的形式,边化角,
得到\\(sinBcosC+sinCcosB=sinAsinA\\),即\\(sin(B+C)=sinA=sinAsinA\\),
由于\\(sinA\\neq 0\\),故\\(sinA=1\\),故\\(A=\\cfrac{\\pi}{2}\\),故为直角三角形。
反思总结:1、不是所有的题目都即可以角化边,也可以边化角。比如本题目如果角化边,得到\\(b\\cdot \\cfrac{a^2+b^2-c^2}{2ab}+c\\cdot \\cfrac{a^2+c^2-b^2}{2ac}=a\\cdot \\cfrac{a}{2R}\\),接下来\\(R\\)没办法处理,思路陷入僵局。
2、角化边是应该是\\(sinA=\\cfrac{a}{2R}\\),而不是\\(sinA=a\\),我们碰到的题目大多能左右约掉\\(2R\\),但不是所有都可以约掉。
分析:由条件\\(2sinAcosB=sinC\\)得到,\\(2sinAcosB=sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB\\),
整理得到\\(sinAcosB-cosAsinB=0\\),即\\(sin(A-B)=0\\),
故\\(A=B\\),即为等腰三角形。
法2:角化边,\\(2\\cfrac{a}{2R}\\cdot \\cfrac{a^2+c^2-b^2}{2ac}=\\cfrac{c}{2R}\\),变形整理得到,
\\(a^2+c^2-b^2=c^2\\),即\\(a^2=b^2\\),则\\(a=b\\),故为等腰三角形。
法1:边化角,得到\\(sinAcosA=sinBcosB\\),即\\(sin2A=sin2B\\),
故\\(2A=2B\\)或\\(2A+2B=\\pi\\),
故\\(A=B\\)或\\(A+B=\\cfrac{\\pi}{2}\\),则为等腰或直角三角形。
法2:角化边,\\(a\\cdot \\cfrac{b^2+c^2-a^2}{2bc}=b\\cdot \\cfrac{a^2+c^2-b^2}{2ac}\\),
两边同乘以\\(ab\\),得到\\(a^2(b^2+c^2-a^2)=b^2(a^2+c^2-b^2)\\),
变形整理得到\\((a^2-b^2)(a^2+b^2-c^2)=0\\),
故\\(a^2=b^2\\)或\\(a^2+b^2=c^2\\),
即所求三角形为等腰或直角三角形。
分析:角化边,得到\\(2a^2=(2b+c)b+(2c+b)c\\),
即\\(a^2=b^2+c^2+bc\\),即\\(b^2+c^2-a^2=-bc\\);
故\\(cosA=\\cfrac{b^2+c^2-a^2}{2bc}=-\\cfrac{1}{2}\\),则\\(A=\\cfrac{2\\pi}{3}\\),且有\\(sinA=\\cfrac{\\sqrt{3}}{2}\\)。
再将\\(a^2=b^2+c^2+bc\\)边化角,得到\\(sin^2A=sin^2B+sin^2C+sinBsinC\\)
\\(sinA=\\cfrac{\\sqrt{3}}{2}\\)代入上式得到\\(\\cfrac{3}{4}=(sinB+sinC)^2-sinBsinC\\),
得到\\(sinBsinC=\\cfrac{1}{4}\\),又由\\(sinB+sinC=1\\)解得\\(sinB=sinC=\\cfrac{1}{2}\\),由\\(B、C\\in (0,\\cfrac{\\pi}{3})\\),
故可得\\(B=C=\\cfrac{\\pi}{6}\\),综上可得\\(\\Delta ABC\\)的形状为等腰钝角三角形。
反思总结:本题目若从边化角入手,会变得比较复杂。
分析:角化边,得到\\(a^2+b^2<c^2\\),故选C。
分析:本题目主要考查对数的变形, 由\\(log_{c+b}a+log_{c-b}a=2log_{c+b}a\\cdot log_{c-b}a\\),
得到\\(\\cfrac{1}{log_a(c+b)}+\\cfrac{1}{log_a(c-b)}=2\\cfrac{1}{log_a(c+b)}\\times\\cfrac{1}{log_a(c-b)}\\),
两边同乘以\\(log_a(c+b)\\cdot log_a(c-b)\\),
去分母得到\\(log_a(c+b)+log_a(c-b)=2\\),即\\(log_a(c^2-b^2)=2\\),
则有\\(a^2=c^2-b^2\\),即\\(a^2+b^2=c^2\\),
三角形\\(ABC\\) 的形状为\\(\\underline{直角}\\)三角形。
分析:\\(cos^2\\cfrac{B}{2}=\\cfrac{1+cosB}{2}\\),又已知\\(cos^2\\cfrac{B}{2}=\\cfrac{a+c}{2c}\\),
则\\(\\cfrac{1+cosB}{2}=\\cfrac{a+c}{2c}\\),化简得到\\(c(1+cosB)=a+c\\),
变形得到\\(cosB=\\cfrac{a}{c}\\),即\\(\\cfrac{a^2+c^2-b^2}{2ac}=\\cfrac{a}{c}\\),即\\(a^2+c^2-b^2=2a^2\\);
即\\(a^2+b^2=c^2\\),故三角形\\(ABC\\) 的形状为\\(\\underline{直角}\\)三角形。选B。
法1:角化边,\\(\\cfrac{c}{b}<\\cfrac{b^2+c^2-a^2}{2bc}\\),
即\\(b^2+c^2-a^2<2c^2\\),即\\(a^2+c^2-b^2<0\\),
故\\(cosB=\\cfrac{a^2+c^2-b^2}{2ac}<0\\),故故是钝角三角形,选\\(A\\)。
法2:边化角,由\\(\\cfrac{c}{b}<cosA\\),得到\\(\\cfrac{sinC}{sinB}<cosA\\),
即\\(sinC<cosAsinB\\),即\\(sin(A+B)<cosAsinB\\),打开整理为
\\(sinAcosB<0\\),由于\\(sinA>0\\),则\\(cosB<0\\),故是钝角三角形,选\\(A\\)。
(1)求角\\(A\\)的大小;
分析:由于\\(2a\\cdot sinA=(2b-c)sinB+(2c-b)sinC\\),角化边得到,
\\(2a^2=(2b-c)b+(2c-b)c\\),整理即\\(bc=b^2+c^2-a^2\\),
故\\(cosA=\\cfrac{1}{2}\\),又\\(A\\in (0,\\pi)\\),故\\(A=60^{\\circ}\\)。
(2)若\\(sinB+sinC=\\sqrt{3}\\),试判断\\(\\Delta ABC\\)的形状。
分析:由于\\(A=60^{\\circ}\\),故\\(B+C=120^{\\circ}\\),
由\\(sinB+sinC=\\sqrt{3}\\),即\\(sinB+sin(120^{\\circ}-B)=\\sqrt{3}\\),
打开整理得到,\\(sin(B+30^{\\circ})=1\\),
由于\\(B\\in (0^{\\circ},120^{\\circ})\\),则\\(B+30^{\\circ}\\in (30^{\\circ},150^{\\circ})\\),
故\\(B+30^{\\circ}=90^{\\circ}\\),即\\(B=60^{\\circ}\\),所以三角形为正三角形。
分析:由于\\(sin(A+B)=sinC\\),两边约分,得到\\(sin(A-B)=sinC=sin(A+B)\\),
打开整理得到,\\(2cosAsinB=0\\),由于\\(sinB\\neq 0\\),
故\\(cosA=0\\),即\\(A=\\cfrac{\\pi}{2}\\),故为直角三角形,选\\(B\\)。
分析:由\\(sinA\\cdot cosA=\\cfrac{\\sqrt{3}}{4}\\),可得到\\(sin2A=\\cfrac{\\sqrt{3}}{2}\\),则\\(A=\\cfrac{\\pi}{6}\\)或\\(A=\\cfrac{\\pi}{3}\\),
又由题设\\(tanA+tanB+\\sqrt{3}=\\sqrt{3}tanA\\cdot tanB\\),得到\\(tanA+tanB=\\sqrt{3}tanA\\cdot tanB-\\sqrt{3}\\),代入
\\(tanC=-tan(A+B)=-\\cfrac{tanA+tanB}{1-tanA\\cdot tanB}=\\sqrt{3}\\),由\\(C\\in(0,\\pi)\\)得到\\(C=\\cfrac{\\pi}{3}\\),
故由此判断只能是\\(A=\\cfrac{\\pi}{3}\\),否则\\(B=\\cfrac{\\pi}{2}\\),使得\\(tanB\\)无意义;
则得到\\(B=\\cfrac{\\pi}{3}\\),故三角形为等边三角形,选\\(D\\).
分析:由\\(\\cfrac{a}{cosA}=\\cfrac{a}{cosB}\\),得到\\(cosA=cosB\\),由于\\(y=cosx\\)在\\((0,\\pi)\\)上单递,故\\(A=B\\),即\\(a=b\\),
则原式可变形为\\(\\cfrac{a}{cosA}=\\cfrac{b}{cosB}=\\cfrac{c}{cosC}\\),令\\(\\cfrac{a}{cosA}=\\cfrac{b}{cosB}=\\cfrac{c}{cosC}=k\\),
则\\(a=k\\cdot cosA\\),\\(b=k\\cdot cosB\\),\\(c=k\\cdot cosC\\),由正弦定理可得,
\\(a=k\\cdot cosA=2RsinA\\),\\(b=k\\cdot cosB=2RsinB\\),\\(c=k\\cdot cosC=2RsinC\\),
则\\(tanA=\\cfrac{sinA}{cosA}=\\cfrac{k}{2R}\\),\\(tanB=\\cfrac{sinB}{cosB}=\\cfrac{k}{2R}\\),\\(tanC=\\cfrac{sinC}{cosC}=\\cfrac{k}{2R}\\),
则\\(tanA=tanB=tanC\\),又由于函数\\(y=tanx\\)在区间\\((0,\\cfrac{\\pi}{2})\\)上单调递增,
故\\(A=B=C\\),则选\\(D\\)。
分析:\\(sinB\\cdot sinC=cos^2\\cfrac{A}{2}=\\cfrac{1+cosA}{2}\\),
则\\(2sinB\\cdot sinC=1+cosA=1-cos(B+C)\\),
即\\(cos(B+C)-2sinB\\cdot sinC=1\\),整理得到\\(cos(B-C)=1\\),
由于\\(B,C\\)为三角形的内角,故\\(B=C\\),
又由于\\(sin^2B+sin^2C=sin^2A\\),则\\(b^2+c^2=a^2\\),
故\\(\\triangle ABC\\)的形状为等腰直角三角形,故选\\(D\\)。
法一: 采用边化角的策略,求解三角方程得到,
已知等式可化为 \\(a^{2}[\\sin(A-B)-\\sin(A+B)]\\)\\(=b^{2}[-\\sin(A+B)-\\sin(A-B)]\\)
所以 \\(2a^{2}\\cos A\\sin B=2b^{2}\\cos B\\sin A\\)
由正弦定理,上式可转化为
\\(\\sin^{2}A\\cos A\\sin B=\\sin ^{2}B\\cos B\\sin A\\)
所以 \\(\\sin A\\sin B(\\sin A\\cos A-\\sin B\\cos B)=0\\)
因为 \\(A, B\\) 均为 \\(\\triangle A B C\\) 的内角,所以 \\(\\sin A \\neq 0, \\quad \\sin B \\neq 0\\),
所以 \\(\\sin A\\cos A-\\sin B\\cos B=0\\), 即 \\(\\sin 2A=\\sin 2B\\).
由 \\(A, B\\in(0, \\pi)\\) 得0 \\(<2A<2\\pi, \\quad 0<2 B<2 \\pi\\), 得 \\(2A=2B\\) 或 \\(2A+2B=\\pi\\),
即 \\(A=B\\) 或 \\(A+B=\\cfrac{\\pi}{2}\\).
所以 \\(\\triangle ABC\\) 为等腰三角形或直角三角形,故选 \\(D\\).
法二:采用角化边的策略,求解代数方程得到。
由法一, 可得 \\(2a^{2}\\cos A\\sin B=2b^{2}\\cos B\\sin A.\\)
由正弦、余弦定理,可得 \\(a^{2}\\times\\cfrac{b^{2}+c^{2}-a^{2}}{2bc}\\times b=b^{2}\\times\\cfrac{a^{2}+c^{2}-b^{2}}{2ac}\\times a.\\)
所以 \\(a^{2}(b^{2}+c^{2}-a^{2})=b^{2}(a^{2}+c^{2}-b^{2})\\)
即 \\((a^{2}-b^{2})(a^{2}+b^{2}-c^{2})=0.\\) 所以 \\(a=b\\) 或 \\(a^{2}+b^{2}=c^{2}\\),
所以 \\(\\triangle ABC\\) 为等腰三角形或直角三角形,故选 \\(D\\).