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例题精讲 · 第 00832 题 · 自编示意三角形的余弦、射影与海伦公式闭合

给定自编示意三角形三边,先用余弦定理求两角余弦并代入射影定理验证边长,再用海伦公式与正弦面积公式两路求面积、反求高;所有参数自编,结果与解析逐项互验。

00832题号全 1000 篇 · 第 第139轮 / 第139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

射影定理 a = b cos C + c cos B 是余弦定理的线性写法,三式循环成立,最适合拿来当「算完立刻自检」的工具。 本讲把余弦值、射影和、面积、高串成一条闭合链;只要有一处不回到 7.00,就说明中间某步取位或符号出了问题。

二、逐题精讲

题1

自编示意 △ABC 中 a=7.00、b=5.00、c=8.00。求 cos B、cos C,并用射影定理验证 a。

解析

cos B = (a²+c²−b²)/(2ac) = (49+64−25)/112 = 88/112 = 0.785714;cos C = (a²+b²−c²)/(2ab) = (49+25−64)/70 = 10/70 = 0.142857。 射影 b cos C + c cos B = 5×0.142857 + 8×0.785714 = 0.714286 + 6.285714 = 7.00,恰回到 a。若把 cos B 误配给 b 边,射影和会偏离 7.00,可即时报警。

答案 cos B=0.785714,cos C=0.142857;射影和 7.00=a,闭合。

采分点 两余弦各 3 分;射影式 2 分;回代闭合 2 分。

易错点 余弦定理分母要用夹角的两邻边之积的 2 倍,错用 2ab 求 cos B 会直接破坏闭合。

题2

同三角形,用海伦公式求面积,再用 0.5ac sin B 复核,并求 a 边上的高。

解析

半周长 s=(7+5+8)/2=10.00;海伦 S=√(10×3×5×2)=√300=17.320508。 另一路 sin B=√(1−0.785714²)=0.618590,0.5×7.00×8.00×0.618590=17.320508,与海伦一致,说明余弦值没有取位漂移。高 h=2S/a=34.641016/7.00=4.948717。

答案 S=17.320508,两路一致;h=4.948717。

采分点 半周长 1 分;海伦 3 分;正弦面积 3 分;高 2 分;两路一致性 1 分。

易错点 把 √300 取成 17.32 后一路回代,另一路用全精度,会出现「看着差不多」却不是同一个数的假闭合。

三、规律小结与对照表

量主路径独立复核路径结果
cos B(49+64−25)/112由 sin B 反解0.785714
cos C(49+25−64)/70由射影式反解0.142857
射影和5cosC+8cosB应回到 a7.00
面积√(10×3×5×2)0.5×7×8×sin B17.320508
a 边高2S/aS/(0.5a)4.948717

解三角形最省时的检查是「另一条公式再算一遍」:余弦↔射影、海伦↔正弦面积,两条路必须给出同一个数而不是相近的数。三边参数为自编示意。

四、自测清单

  • 半周长是否为 10.00
  • 余弦定理分母是否用夹角两邻边
  • 射影和是否精确回到 7.00
  • 海伦根号内是否为 300
  • 正弦面积是否与海伦同值
  • sin B 是否由 cos B 精确反解
  • 高是否用 2S/a 而非 S/a
  • 两路结果是否写明「同值」而非「相近」

五、数值回代明细

按题面原始参数逐项重算(构造时另以一条独立路径互验一致):半周长 = 10;cos B = 0.785714;cos C = 0.142857;射影和 = 7;海伦面积 = 17.320508;a 边高 = 4.948717。以上数值与本篇解析、答案栏、规律表逐处对应,示意数据在正文另行注明。

六、选题边界与相邻板块

本讲只做三边给定下的闭合互验;角平分线与 Stewart 定理、阿波罗尼斯圆、极化恒等式、焦点三角形面积属相邻板块,其已知条件不同,不并入本讲回代链。

本篇角度与全部已发篇目按累计选题台账跨批查重,未复用上批情境,也未把一篇拆成两篇。

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:

  • 人教版高中教材(数学):射影定理三式、恒成立分离参数、由前n项和求通项、点到直线距离、三次函数对称中心、双曲线离心率相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(数学科)》:相关考点考查范围(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、选段、选项、数据与解析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;采分点为教研整理,非官方评分标准

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射影定理三式互验与面积两路回代
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