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第四章 三角函数、解三角形
4.8 解三角形在实际问题中的应用
数学
内容索引
必备知识回顾
关键能力提升
第一部分
第二部分
考点1 测量距离问题
考点2 测量高度问题
01
02
考点3 测量角度问题
03
课时作业
第三部分
04
高考创新方向 多想少算
能够运用正弦定理、余弦定理等知识和方法解决一些与测量和几何计算有关的实际问题.
自主学习·基础回扣
必备知识回顾
第
分
部
一
测量中的几个有关术语
教材回扣
1.判断(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)西南方向与南偏西45°方向相同.( )
(3)方位角是从正北方向线起按顺时针转到目标方向线之间的水平夹角.( )
(4)若从A处望B处的仰角为α,从B处望A处的俯角为β,则α,β的关系为α+β=180°.( )
基础检测
√
×
√
×
2.(人教A版必修第二册P51T3改编)如图所示,两座灯塔A和B与海岸观察站C的距离相等,灯塔A在观察站南偏西40°方向上,灯塔B在观察站南偏东60°方向上,则灯塔A在灯塔B的( )
A.北偏东10°方向上 B.北偏西10°方向上
C.南偏东80°方向上 D.南偏西80°方向上
D
解析:由条件及题图可知,△ABC为等腰三角形,所以∠BAC=∠ABC=40°,又∠BCD=60°,所以∠CBD=30°,所以∠DBA=10°,因此灯塔A在灯塔B的南偏西80°方向上.故选D.
B
4.(人教A版必修第二册P49例9改编)如图,在高速公路建设中,要确定隧道AB的长度,工程人员测得隧道两端的A,B两点到点C的距离分别为AC=3 km,BC=4 km,且∠ACB=60°,则隧道AB的长度为( )
A.3 km B.4 km
C
互动探究·考点精讲
关键能力提升
第
分
部
二
考点1 测量距离问题
D
规律总结
距离问题的解题思路:这类实际应用题,实质就是解三角形问题,一般都离不开正弦定理和余弦定理,在解题中,首先要正确地画出符合题意的示意图,然后将问题转化为三角形问题去求解.
注意:①基线的选取要恰当准确;②选取的三角形及正、余弦定理要恰当.
B
考点2 测量高度问题
【例2】 (2024·宁夏银川三模)如图,某同学为测量塔的高度AB,选取了与塔底B在同一水平面内的两个测量基点C与D,现测得∠BCD=15°,∠BDC=135°,CD=20 m,在点C测得塔顶A的仰角为60°,则塔高AB=______ m.
规律总结
高度问题的易错点
(1)图形中为空间关系,极易当作平面问题处理,从而致错.
(2)对仰角、俯角等概念理解不够深入,从而把握不准已知条件而致错.
204
考点3 测量角度问题
【例3】 如图,某校学生参加课外实践活动“测量一土坡的倾斜程度”,在坡脚A处测得∠PAC=15°,沿土坡向坡顶前进25 m后到达D处,测得∠PDC=45°.已知旗杆CP=10 m,PB⊥AB,土坡对于地平面的坡角为θ,则cos θ=( )
D
规律总结
角度问题的解题方法
在解应用题时,分析题意,分清已知与所求,再根据题意正确画出示意图,这是最关键、最重要的一步,通过这一步可将实际问题转化成可用数学方法解决的问题,解题中也要注意体会正、余弦定理“联袂”使用的优点.
【对点训练3】 公路北侧有一幢楼,高为60米,公路与楼脚在同一水平面上.某人在点A处测得楼顶的仰角为45°,他在公路上自西向东行走,行走60米到点B处,测得楼顶的仰角为45°,沿该方向再行走60米到点C处,测得楼顶的仰角为θ.则sin θ=( )
A
高考创新方向 多想少算
【例】 (多选)(2024·甘肃兰州模拟)某学校开展测量旗杆高度的数学建模活动,学生需通过建立模型、实地测量,迭代优化完成此次活动.在以下不同小组设计的初步方案中,可计算出旗杆高度的方案有( )
A.在水平地面上任意寻找两点A,B,分别测量旗杆顶端的仰角α,β,再测量A,B两点间距离
B.在旗杆对面找到某建筑物(低于旗杆),测得建筑物的高度为h,在该建筑物底部和顶部分别测得旗杆顶端的仰角α和β
C.在地面上任意寻找一点A,测得旗杆顶端的仰角α,再测量A到旗杆底部的距离
D.在旗杆的正前方A处测得旗杆顶端的仰角α,正对旗杆前行5 m到达B处(旗杆底部,A,B在一条直线上),再次测量旗杆顶端的仰角β
BCD
【解析】 当A,B两点与旗杆底部不在一条直线上时,就不能测量出旗杆的高度,故A不正确;如图1,在△ABD中,由正弦定理求AD,则旗杆的高CD=h+AD sin β,故B正确;如图2,在Rt△ADC中,直接求出旗杆的高DC=AC tan α,故C正确;如图3,在△ABD中,由正弦定理求AD,则旗杆的高CD=AD sin α,故D正确.故选BCD.
创新解读
本题的设计背景来源于人教A版必修第二册P49例10.设计方案测量物体高度,需要注意不同方案的限定条件,在学习过程中要重视教材,复习阶段要从教材例题出发,落实“引导学生在解决实际问题的过程中建构知识、培养能力、提升素养”的要求.
课时作业32
第
分
部
三
1.(5分)已知两座灯塔A和B与海洋观察站C的距离都等于20 km,灯塔A在观察站C的北偏东20°,灯塔B在观察站C的南偏东40°,则灯塔A与灯塔B的距离为( )
C
2.(5分)古代数学家刘徽编撰的《重差》是中国最早的一部测量学著作,也为地图学提供了数学基础.现根据刘徽的《重差》测量一个球体建筑物的高度,如图,已知点A是球体建筑物与水平地面的接触点(切点),地面上B,C两点与点A在同一条直线上,且在点A的同侧.若在B,C处分别测得球体建筑物的最大仰角为60°和20°,且BC=100 m,则该球体建筑物的高度约为(cos 10°≈0.985)( )
A.49.25 m B.50.76 m
C.56.74 m D.58.60 m
B
A.100米 B.110米
C.120米 D.130米
A
4.(5分)如图所示,一船向正北方向航行,当航行到点B时,看见正西方向有两个相距10海里的灯塔C和D恰好与船在一条直线上,继续航行1小时到达点A后,看见灯塔C在船的南偏西60°方向上,灯塔D在船的南偏西75°方向上,则这艘船的速度是( )
A
B
B
ABC
8.(6分)(多选)重庆八一广场位置处于解放碑繁华地段,紧挨着得意世界、大融城、八一好吃街等.重庆解放碑是抗战胜利纪功碑暨人民解放纪念碑,是抗战胜利的精神象征,是中国唯一一座纪念中华民族抗日战争胜利的纪念碑.如图,现某兴趣小组在八一广场上对解放碑的高度进行测量,并绘制出测量方案示意图,A为解放碑的最顶端,B为解放碑的基座(即B在A的正下方),在广场内(与B在同一水平面内)选取C,D两点,则根据下列各组中的测量数据,能计算出解放碑高度AB的是( )
A.CD,∠ACB,∠BCD,∠BDC
B.CD,∠ACB,∠BCD,∠ADC
C.CD,∠ACB,∠BCD,∠ACD
ABD
9.(5分)(2024·湖南岳阳二模)岳阳楼地处岳阳古城西门城墙之上,下瞰洞庭,前望君山,因范仲淹的《岳阳楼记》著称于世,自古有“洞庭天下水,岳阳天下楼”之美誉.如图,小明为了测量岳阳楼的高度AB,他首先在C处测得楼顶A的仰角为60°,然后沿BC方向行走22.5米至D处,又测
得楼顶A的仰角为30°,则楼高AB为_______米.
10.(5分)(2024·福建漳州模拟)如图,某城市有一条公路从正西方向AO通过路口O后转向西北方向OB,围绕道路OA,OB打造了一个半径为2 km的扇形景区,现要修一条与扇形景区相切的观光道MN,则MN的最小值为____________ km.
解:安全.理由:过点C作CD⊥AB,垂足为D,如图所示.
根据题意可知AB=30 km,
∠DBC=90°-45°=45°,
∴BD=DC,∵∠BAC=90°-60°=30°,
12.(17分)如图,某海岸的A哨所在凌晨1点15分发现哨所北偏东30°方向20 n mile处的点D出现可疑船只,因天气恶劣能见度低,无法对船只进行识别,所以将该船雷达特征信号进行标记并上报周围哨所.早上5点15分位于A哨所正西方向20 n mile的B哨所发现了该可疑船只位于B哨所北偏西30°方向60 n mile处的点E,并识别出其为走私船,立刻命令位于B哨所正西方向30 n mile处点C的我方缉私船前往拦截,已知缉私船速度大小为30 n mile/h.(假设所有船只均保持匀速直线航行)
(1)求走私船的速度大小;
解:如图,连接CE,BD.
∵点D位于A哨所北偏东30°方向20 n mile处,
∴∠BAD=90°+30°=120°,AD=20 n mile,
∵AB=AD,∴∠ABD=∠ADB=30°,
∵点E位于B哨所北偏西30°方向60 n mile处,∴∠DBE=90°-30°+30°=90°,
(2)缉私船沿什么方向行驶才能最快截获走私船,并求出截获走私船的具体时间.
A
A.2.1R B.2.2R
C.2.3R D.2.4R
2