例1:已知两角一边(AAS/ASA型)
在△ABC中,已知A=30°, B=45°, c=10,求a、b及角C。
解题步骤
求角C:C = 180° − 30° − 45° = 105°
由正弦定理:a/sin30° = b/sin45° = 10/sin105°
计算sin105° = sin(60°+45°) = sin60°cos45° + cos60°sin45° = (√3/2)(√2/2) + (1/2)(√2/2) = √2(√3+1)/4 ≈ 0.9659
a = 10 × sin30° / sin105° ≈ 10 × 0.5 / 0.9659 ≈ 5.18
b = 10 × sin45° / sin105° ≈ 10 × 0.7071 / 0.9659 ≈ 7.32
教学提示:此题需注意sin105°的计算,可引导学生用计算器直接输入,也可结合和角公式深化三角恒等变换意识。
例2:已知两边一对角(SSA型)——模糊情形解析
在△ABC中,已知a=8, b=10, A=30°,判断三角形解的个数。
解题步骤
由正弦定理:sinB = b·sinA / a = 10 × 0.5 / 8 = 0.625
B₁ = arcsin(0.625) ≈ 38.68°;B₂ = 180° − 38.68° = 141.32°
检查可行性:
- 若B=38.68°,则C=180°−30°−38.68°=111.32°>0°,成立
- 若B=141.32°,则C=180°−30°−141.32°=8.68°>0°,仍成立
结论:两解
模糊情形口诀:当已知两边及其中一边对角时,若a < b·sinA → 无解;a = b·sinA → 一解(直角);b·sinA < a < b → 两解;a ≥ b → 一解。
例3:与面积公式的综合应用
已知△ABC中,a=5, b=7, C=60°,求外接圆半径R。
解题思路
由余弦定理求c:c² = a² + b² − 2ab cosC = 25 + 49 − 2×5×7×0.5 = 39 ⇒ c=√39
由正弦定理:c/sinC = 2R ⇒ R = c / (2 sinC) = √39 / (2 × √3/2) = √13 ≈ 3.606
或用面积法:S = (1/2)ab sinC = (1/2)bc sinA = (1/2)ac sinB = abc/(4R)
⇒ R = abc / (4S) = 5×7×√39 / (4 × (1/2)×5×7×√3/2) = √39 / √3 = √13
知识延伸:面积公式 S = abc/(4R) 是正弦定理与面积定义的交汇点,常用于竞赛题中。