正弦定理
正弦定理:sinAa=sinBb=sinCc=2R,建立三角形三边与对角正弦、外接圆半径的关系;用于知两角一边、两边一对角解三角形。
适用前提与边界条件
- 在任意三角形(含钝角三角形)中成立;钝角的正弦取其补角的正弦,仍为正
- R 表示三角形外接圆半径,2R 是比值不是直径以外的量
- 「两边及其中一边对角」可能有两解、一解或无解,需用大边对大角检验
定义
在任意 △ABC 中,设角 A,B,C 的对边分别为 a,b,c,外接圆半径为 R,则
sinAa=sinBb=sinCc=2R
由此得到常用推论:
a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC
以及面积公式 S=4Rabc=21absinC。
推导
设 O 为外接圆圆心。作直径 BD,连接 CD,则 ∠BCD=90°(直径所对圆周角为直角),且 ∠BDC 与 ∠BAC=A 同对弧 BC,故 ∠BDC=A(A 为钝角时用其补角,正弦值相同)。
在直角三角形 BCD 中,斜边 BD=2R,对边 BC=a,由锐角三角函数:
sin∠BDC=BDBC⟹sinA=2Ra⟹a=2RsinA
同理 b=2RsinB,c=2RsinC,写成连比即正弦定理。■
典例精析
例 1:在 △ABC 中,A=60°,B=45°,a=6,求 b。
由正弦定理:
b=sinAasinB=236×22=26
例 2:在 △ABC 中,a=3,b=2,B=45°,求 A。
由 sinA=basinB=23⋅22=23,得 A=60° 或 120°。检验:a>b 应有 A>B=45°,两解都满足;再由三角形内角和分别得 C=75° 或 15°,本题有两解。
对比
| 已知条件 | 首选工具 | 解的个数 |
|---|
| 两角+一边(ASA/AAS) | 正弦定理 | 唯一解 |
| 两边+夹角(SAS) | 余弦定理 | 唯一解 |
| 三边(SSS) | 余弦定理 | 唯一解 |
| 两边+一边对角(SSA) | 正弦定理+检验 | 零解、一解或两解 |
正例与反例
✅ 正例
- 在 △ABC 中,A=30°,B=45°,a=2,则 b=sin30°2sin45°=22
- 外接圆半径 R=3,A=60°,则对边 a=2RsinA=33
❌ 反例
- 已知 a=3,b=5,A=30°,由 sinB=65 只得 B≈56.4° 漏掉 B≈123.6°,要按大边对大角保留钝角解
高频误解与考试易错
- !求出 sinB 后只写锐角解,漏掉钝角解;要用 b 与 a 的大小关系决定取舍
- !把比值写成等于 R(正确为 2R)
- !已知两边及夹角时误用正弦定理硬算,应先用余弦定理求第三边
- !钝角三角形中把钝角的正弦按负值计算
常见问题
正弦定理适合解决哪两类问题?
一是已知两角与任一边,三角形被唯一确定;二是已知两边与其中一边的对角,此时可能零解、一解或两解。
为什么比值恰好是 2R?
作外接圆直径构造直角三角形:直径所对圆周角为直角,
a=2RsinA 是该直角三角形的边角关系,三边同理。
SSA 什么时候有两解?
已知
a,b,A(
A 为锐角)且
bsinA<a<b 时有两解;
a=bsinA 时一解(直角);
a>b 时一解;
a<bsinA 时无解。
依据与出处
- 人教 A 版(2019 审定)必修第二册 第六章《平面向量及其应用》§6.4 平面向量的应用(解三角形)