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例题精讲 · 第 00058 题 · SSA 为什么会有两解·按 a 与 b sinA 分三支

已知两边与其中一边的对角(SSA)时,三角形可能无解、一解或两解,这是解三角形最经典的失分点。本文用三道自编题示范按 a 与 b·sinA 的大小关系分三支判定,并用正弦定理求出两个角后以内角和回验,给出完整推导、作图解释与采分点,并附判定表。

00058题号全 1000 篇 · 第 第10轮 / 第10册 轮
方向数学·导数与解三角形六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 数学导数与解三角形

一、考点定位与做题顺序

设已知 a、b 与角 A(a 为 A 的对边,b 为另一已知边),由正弦定理 sinB = b·sinA / a。令 h = b·sinA(b 边在垂直于 a 方向上的「高度」)。按 a 与 h 及 b 的大小分三支,就能确定解的个数。

关键提醒:sinB 求出的只是正弦值,B 可能是锐角也可能是它的补角 180°−B;两个候选都要用 A + B < 180° 回验,成立才算一解。下面三题均为自编题,边角数值自拟。

二、题目呈现

题1(自编)

在 △ABC 中,已知 A = 30°,b = 4,a = 3。判断三角形解的个数,并求出所有解中的角 B、角 C 与边 c(结果保留根号或两位小数;sin30°=0.5,√3≈1.732)。

题2(自编)

在 △ABC 中,已知 A = 60°,b = 6,分别就 a = 3、a = 3√3、a = 4、a = 7 四种情形判断解的个数,并说明理由(sin60°=√3/2≈0.866)。

题3(自编)

在 △ABC 中,已知 A = 45°,a = 5,b = 5√2。判断解的个数并求 c;某同学由正弦定理得 sinB = 1 后,又补了一个 B = 180° − 90° = 90° 作为「第二解」,请指出错在哪里。

三、分步解析

题1 h = b·sinA = 4 × 0.5 = 2。比较:h = 2 < a = 3 < b = 4,落在「h < a < b」这一支 → 两解。
由 sinB = b·sinA/a = 2/3 ≈ 0.6667,得 B₁ ≈ 41.81°,B₂ = 180° − 41.81° = 138.19°。回验:A + B₁ = 71.81° < 180° ✓;A + B₂ = 168.19° < 180° ✓,两解都成立。
解一:B₁ ≈ 41.81°,C₁ = 180° − 30° − 41.81° = 108.19°;解二:B₂ ≈ 138.19°,C₂ = 180° − 30° − 138.19° = 11.81°。
由 c = a·sinC/sinA = 3·sinC/0.5 = 6 sinC:c₁ = 6 sin108.19° ≈ 6×0.950 ≈ 5.70;c₂ = 6 sin11.81° ≈ 6×0.2046 ≈ 1.23。
回验:用余弦定理 a² = b² + c² − 2bc cosA 核对解一:16 + 32.49 − 2×4×5.70×0.866 ≈ 48.49 − 39.49 = 9.00 ≈ a²=9 ✓;解二:16 + 1.51 − 2×4×1.23×0.866 ≈ 17.51 − 8.52 = 8.99 ≈ 9 ✓。两解均自洽。

题2 h = b·sin60° = 6 × √3/2 = 3√3 ≈ 5.196;b = 6。
① a = 3 < h → sinB = h/a = 5.196/3 ≈ 1.73 > 1,无解(对边太短,够不到)。
② a = h = 3√3 → sinB = 1,B = 90°,唯一解(直角三角形);A + B = 150° < 180° ✓。
③ a = 4:h(5.196) > a = 4 → 仍属 a < h,sinB = 5.196/4 ≈ 1.30 > 1,无解。注意这一支最容易错:a=4 比 a=3 大,但仍小于 h,不能想当然以为「变大了就有一解」。
④ a = 7 > b = 6 → sinB = 5.196/7 ≈ 0.742,B₁ ≈ 47.9°,B₂ ≈ 132.1°;但 A + B₂ = 60° + 132.1° = 192.1° > 180°,B₂ 不成立,故唯一解(B ≈ 47.9°)。规则:a ≥ b 时只有一解。
四支结论:无解 / 一解 / 无解 / 一解。

题3 h = b·sin45° = 5√2 × √2/2 = 5,恰好 a = 5 = h → 唯一解。sinB = h/a = 1,B = 90°;C = 180° − 45° − 90° = 45°。由 c = a·sinC/sinA = 5·(√2/2)/(√2/2) = 5(也可看出此时 A = C = 45°,为等腰直角三角形,c = a = 5,b = 5√2 为斜边)。回验:5² + 5² = 50 = (5√2)² ✓。
该同学错在:当 sinB = 1 时,B = 90° 的补角仍是 90°,两个候选重合为同一个角,并不存在「第二解」;他把「180° − B」这个求补角的公式机械套用,没意识到 90° 的补角等于自身。更一般的判定是:补角候选必须满足 A + (180° − B) < 180°,即 A < B 才成立;本题 A = 45° < B = 90° 看似满足,但补角 90° 与原角相同,属同一解,不能重复计数。这一点正是「a = h」支只给一解的原因。

判定口径小结 已知 a、b、A,令 h = b·sinA:
① a < h → 无解(sinB>1);
② a = h → 一解(B=90°);
③ h < a < b → 两解(B 与 180°−B 均满足 A+B<180°);
④ a ≥ b → 一解(补角候选使 A+B ≥ 180°,被排除)。
几何解释:把 A 角与边 b 固定,边 a 是以 C 为圆心、半径 a 的圆与 A 的另一条射线的交点个数——够不到(0)、相切(1)、相交两点(2)、只交一点且另一点在反向(1)。

四、采分点对照

题号答案采分点
题1两解:B≈41.81°/138.19°,C≈108.19°/11.81°,c≈5.70/1.23算 h=2 并判 h<a<b 2 分;求 sinB 2 分;两个 B 及内角和回验 2 分;两组 C 与 c 各 1 分;余弦定理回验 1 分
题2 ①a=3<h:无解算 h 1 分;sinB>1 1 分;结论 1 分
题2 ②a=h:一解,B=90°判等 1 分;B 值 1 分;内角和回验 1 分
题2 ③a=4<h:仍无解指出 a 增大仍小于 h 2 分;结论 1 分
题2 ④a=7>b:一解算 sinB 1 分;补角候选 1 分;用 A+B≥180° 排除 2 分
题3唯一解;B=90°,C=45°,c=5;补角重合算 h=5=a 2 分;三值各 1 分;指出 90° 补角为自身 2 分;等腰直角回验 1 分

五、高频易错点

  • 算出 sinB 就只取锐角,漏掉补角候选,两解答成一解。
  • 补角候选不回验 A + B < 180°:a ≥ b 时 180°−B 往往不成立。
  • 把 h 记成 b·cosA 或 a·sinB,判定基准错。
  • 题2 ③ 见 a 从 3 增到 4 就以为「该有解了」,忽略仍小于 h≈5.196。
  • 题3 把 sinB=1 的两个「补角」当成两解:90° 的补角是自身。
  • 求 c 时忘记 sinA 在分母,或把 C 与 B 弄混。
  • 只给角不给边,或答案不带「两解/一解」的明确个数结论。

六、小结与自查清单

条件(h=b·sinA)解的个数原因
a < h0(无解)sinB>1,对边够不到
a = h1(B=90°)相切,直角三角形
h < a < b2(两解)B 与 180°−B 均满足内角和
a ≥ b1(一解)补角使 A+B ≥ 180°,被排除
  • □ 第一句先算 h = b·sinA,并写出与 a、b 的三方比较。
  • □ 按四支表定解数,先写个数再求角。
  • □ sinB 求出后列出 B 与 180°−B 两个候选。
  • □ 每个候选都用 A + B < 180° 回验,不成立就划掉。
  • □ 90° 的补角是自身,别重复计数。
  • □ 求 c 用 c = a·sinC/sinA,并回代一组余弦定理验算。
  • □ 答案写清「无解 / 一解 / 两解」,两组解分别列全。

SSA 的所有玄学都能收进一张表:先算 h = b·sinA,再按 a 与 h、b 的大小落支。剩下的动作是固定的——列两个 B 候选、用内角和筛、分别求 C 与 c、回代验算。记住「90° 的补角还是 90°」,最后一处重复计数也能避开。本组题目、边角数值均为原创自编仿真内容。

编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中数学必修:正弦定理与三角形解的个数的判定
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(数学科)》:解三角形考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、边角数值均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准

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