2.6 利用三角函数测高(含答案)

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名称 2.6 利用三角函数测高(含答案)
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文件大小 2.4MB
资源类型 试卷
版本资源 鲁教版
科目 数学
更新时间 2020-08-07 09:27:37

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文档简介

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第二章 直角三角形的边角关系
2.6 利用三角函数测高
知识梳理
知识点1 测量底部可以到达的物体的高度的基本步骤
如图所示,要测量物体MN的高度,可以按下列步骤进行:
在测点A处安置测倾器,测得点M的仰角∠MCE=α。
量出测点A到物体底部N的水平距离AN=a。
量出测倾器的高度AC=b。
根据三角函数求出MN的高度为______________。
知识点2 测量底部不可以到达的物体的高度的基本步骤
如图所示,要测量底部不可以到达的物体MN的高度,可按下列步骤进行:
在A处测得M的仰角∠MCE=β。
在B处测得M的仰角∠MDE=α。
测出AB=CD=b。
测出AC=BD=EN=a。
∵CE=,DE=,∴___________-__________=b.
∴ME=___________,∴MN=____________。
考点突破
考点1 测量底部可以到达的物体的高度
典例1 如图所示,小明想测量校园内一棵不可攀的树的高度,但无法直接测量A,B两点间的距离.请你用学过的数学知识,按以下要求设计一种测量方案.
(1)画出测量示意图;
(2)写出测量步骤(测量数据用字母表示);
(3)计算A,B间的距离(写出求解或推理过程,结果用字母表示)
思路导析: 本题是测量底部可以到达的物体的高度的问题,解题方法不唯一,下面提供一种解法。
解:(1)测量示意图如图所示:
(2)测量出BD=a,CD=b,∠ACE=a;
(3)AB AE+EB =a tana+b.
友情提示(1)测量的数据要精确,(2)测量的数据必须是实际中可以操作的,切不可“纸上谈兵”,把图中能测出的数据误认为在实际中也可以测出来。
变式1 阳光明媚的一天,数学兴趣小组的同学去操场上测量旗杆的高度,他们带了以下测量工具:皮尺、三角尺、标杆、小平面镜等.
首先,小明说:“我们用皮尺和三角尺(含30°角)来测量”.于是大家一起动手,测得小明与旗杆的距离AC为15m,小明的眼睛与地面的距离为1.6m.如图1所示。
然后,小红和小强提出了自己的想法。
小红说:“我用皮尺和标杆能测出旗杆的高度。
小强说:“我用皮尺和小平面镜也能测出旗杆的高度根据以上情境,解答下列问题:
(1)利用图1,请你帮助小明求出旗杆AB的高度(结果保留整数,参考数据:sin30?=0.5,cos30?≈0.87.tan30?≈0.58)
(2)你认为小红和小强提出的方案可行吗?如果可行,请选择一种方案在图2中画出测量示意图,并简述测量步骤。
考点2 测量底部不可以到达的物体的高度
典例2 如图所示,小山上有一棵树.现有测角仪和皮尺两种测量工具,请你设计一种测量方案,在山
脚水平地面上测出小树顶端A到水平地面的距离AB.要求:
(1)画出测量示意图;
(2)写出测量步骤(测量数据用字母表示);
(3)根据(2)中的数据计算AB.
思路导析: 本题是测量底部不能到达的物体的高度的问题,因此需选取两个测点。
解:(1)测量示意图如图所示:
(2)测量步骤:
第一步:在地面上选择点C安置测角仪,测得此时树尖A的一B仰角∠AHE=a;
第二步:沿CB前进到点D,用皮尺量出C,D之间的距离m;
第三步:在点D安置测角仪,测得此时树尖A的仰角∠AFE=β;
第四步:用皮尺测出测角仪的高h;
(3)计算:
令AE=x,则 tana=,得HE=。 又∵tanβ=,∴EF=。
∵HF=HE-EF=CD=m,∴。解得x=。
∴AB=。
友情提示 解答测量方案设计型题目的关键:(1)依据“解一个直角三角形必须知道除直角外的两个元素,且其中至少有一个是边元素”来进行设计;(2)依据解直角三角形的基本图形进行设计(如本题)。
变式2 云洞岩被誉为“闽南第一洞天”,是国家4A级旅游景区.某校数学兴趣小组为测量山高,在山脚A处测得山顶B的仰角为45°,沿着坡角为30°的山坡前进200米到达D处,在D处测得山
顶B的仰角为60°,求山的高度BC.(结果保留三个有效数字,已知≈1.414,≈1.732)
巩固提高
1.如图所示,为测量某物体AB的高度,在D点测得A点的仰角为30°,朝物体AB方向前进20米到达点C,再次测得A点的仰角为60°,则物体的高度为( )
A. 10米 B. 10米 C. 20米 D. 20米
第1题图 第2题图
2.如图所示,AB是一垂直于水平面的建筑物,某同学从建筑物底端B出发,先沿水平方向向右行走20米到达点C,再经过一段坡度(或坡比)为i=1:0.75,坡长为10米的斜坡CD到达点D,然后再沿水平方向向右行走40米到达点E(A,B,C,D,E均在同一平面内).在E处测得建筑物顶端A的仰角为24°,则建筑物AB的高度约为(参考数据:sin24°≈0.41,cos24°≈0.91,tan24?≈0.45)( )
A. 21.7米 B. 22.4米 C. 27.4米 D. 28.8米
3.如图所示,已知电线杆AB直立于地面上,它的影子恰好照在坡面CD和地面BC上,如果CD与
地面成45°,∠A=60°,CD=4m,BC=()m,则电线杆AB的长___________m.
第3题图 第4题图
4.一棵树因雪灾于A处折断,如图所示,测得树梢触地点B到树根C处的距离为4m,∠ABC=
45°,树干AC垂直于地面,那么此树在折断之前的高度为___________ m.
5.如图所示为放置在水平桌面上的台灯的平面示意图,灯臂AO长为40 cm,与水平面所形成的夹角∠OAM为75°由光源O射出的边缘光线OC,OB与水平面所形成的夹角∠OCA,∠OBA分别为90°和30°,求该台灯照亮水平面的宽度BC.(不考虑其他因素,结果精确到0.1cm.参考数据:sin75°≈0.97,cos75?≈0.26,≈1.73)
6.2018年4月12日,菏泽国际牡丹花拉开帷幕,菏泽电视台用直升机航拍技术全程直播.如图所示,在直升机的镜头下,观测曹州牡丹园A处的俯角为30°,B处的俯角为45°,如果此时直升机镜头C处的高度CD为200米,点A,B,D在同一条直线上,则A,B两点间的距离为多少米?(结果保留根号)
7.在黄冈长江大桥的东端一处空地上,有一块矩形的标语牌ABCD(如图所示),已知标语牌的高AB=5 m,在地面的点E处,测得标语牌点A的仰角为30°,在地面的点F处,测得标语牌点A的仰角为75°,且点E,F,B,C在同一直线上,求点E和点F之间的距离.(计算结果精确到0.1米,参考数据:≈1.41,≈1.73)
8.如图所示芙数学活动小为测量学校旗杆AB的高度,沿旗杆正前方2米处的点C出发,沿斜面坡度=1:的斜CD前进4米到达点D,在点D处安置测角仪,测得旗杆顶部A的角为37?,量得仪器的高DE为1.5米已知A,B,C,D,E在同一平面内,AB⊥BC,AB∥DE.求旗杆AB的高度。参考数据:sin37?≈ ,cos37?≈,tan37?≈。计算结果保根号)
9.如图所示,路边路灯的灯柱BC垂直于地面,灯杆BA的长为2 m,灯杆与灯柱BC成120°角,锥形灯罩的轴线AD与灯杆AB垂直,且灯罩轴线AD正好通过道路路面的中心线(D在中心线上).已知点C与点D之间的距离为12 m,求灯柱BC的高.(结果保留根号)
体验中考
1.(2019·长沙)如图所示,一艘轮船从位于灯塔C的北偏东60°方向,距离灯塔60 n mile的小岛A出发,沿正南方向航行一段时间后,到达位于灯塔C的南偏东45°方向上的B处,这时轮船B与小岛A的距离是( )
A. 30 n mile B. 60 n mile C. 120 n mile D.(30+30)n mile
第1题图 第2题图
2.(2019·济南)某数学社团开展实践性研究,在大明湖南门A测得历下亭C在北偏东37°方向,继续向北走105 m后到达游船码头B,测得历下亭C在游船码头B的北偏东53°方向.请计算一下南门A与历下亭C之间的距离约为(参考数据:tan37°≈,tan53?≈)( )
A. 225 m B. 275 m C. 300 m D. 315 m
3.(2019·青岛)如图所示,某旅游景区为方便游客,修建了一条东西走向的木林栈道AB,栈道AB与景区道路CD平行.在C处测得栈道一端A位于北偏西42°方向,在D处测得栈道另一端B位于北偏西32°方向.已知CD=120 m,BD=80 m,求木栈道AB的长度(结果保留整数).
(参考数据:sin32?≈,cos32°≈,tan32?≈,sin42?≈,cos42?≈,tan42?≈)
4.(2019·资阳)如图所示,南海某海城有两艘外国渔船A,B在小岛C的正南方向同一处捕鱼.一段时间后,渔船B沿北偏东30°的方向航行至小岛C的正东方向20海里处。
(1)求渔船B航行的距离;
(2)此时,在D处巡逻的中国渔政船同时发现了这两艘渔船,其中B渔船在点D的南偏西60°方向,A渔船在点D的西南方向,我渔政船要求这两艘渔船迅速离开中国海域.请分别求出中国渔政船此时到这两艘外国渔船的距离.(注:结果保留根号)
参考答案
知识梳理
知识点1: (4)atana+b
知识点2: (5)
考点突破
1,解:(1)如图所示,过点D作DE⊥AB于点E.
在Rt△BDE中,∵DE=AC=15 m,∠BDE=30?,
∴ BE=DE· tan30?≈15×0.58=8.7(m).
∴AB=BE+AE=8.7+1.6≈10(m);
(2)小红和小强提出的方案都是可行的.
小红的方案:如图2所示,利用皮尺和标杆:①测量旗杆的影长AG, ②测量标杆EF的长度;③测量同一时刻标杆影长FH.
小强的方案:如图3所示,把小平面镜放在适当的位置(如图点P处),使得小强可以在镜中看到旗杆AB的顶端:D测出AP的长度;②测出NP的长度;③测出小强眼睛离地面的高度MN.
2,解:如图所示,过点D作DF⊥AC,DE⊥BC,垂足分别为F,E.
在Rt△AFD中,∵AD=200(米), /DAF=30?,∴DF=AD=100(米),
AF=AD·cos30=100(米).又∵∠C=90°,∴四边形DFCE是矩形.∴ EC= DF=100(米).
设DE为x米,则FC=x米.
在Rt△DEB中,∵∠BDE=60?,∴BE=DE·tan60?=x(米).
∵∠BAC=45?,∠C=90?,∠ABC=45?,∴AC=BC.
而AC=AF+FC= 100+x(米),BC=BE+EC=x+100(米),
∴100+x=x+100,(-1)x=100(-1).∴x= 100.
∴BC=BE+ EC=100+100≈273(米).
答:山的高度BC为273米.
巩固提高
1.A 2.A 3. 6 4. 4+4
5,解:在Rt△ACO中,sin75?=≈0.97,解得OC≈38.8(cm).
在Rt△BCO中,tan30°=,解得BC≈67.3(cm)。
答:该台灯照亮水平面的宽度BC大约是67. 3 cm.
6,解:∵EC// AD,∴∠A=30?,∠CBD= 45?, CD= 200(米).
∵ CD⊥AB于点D,∴在Rt△ACD中,∠CDA=90?, tanA=。∴AD==200(米),
在Rt△BCD中,∠CDB=90?,∠CBD=45?,∴DB=CD=200(米).
∴AB=AD-DB=200-200(米).
答:A,B两点间的距离为(200-200)米.
7,解:如图所示,作FH⊥AE于点H.
由题意,∠HAF=∠HFA=45?.∴AH=HF,设AH=HF=x,则EF=2x,EH=.
在Rt△AEB中,∵∠E=30?,AB=5米,∴AE=2AB=10(米).
∴x+x=10.∴x=5-5.∴EF=2x=10-10≈7.3(米).
答:点E与点F之间的距离为7.3米.
8,解:如图所示,延长ED交BC延长线于点F,则∠CFD=90?.
∵tan∠DCF=i=,∴∠DCF=30?.
∵CD=4(米),∴DF=CD=2(米),
CF=CD? cos∠DCF=4×=2(米).
∴BF=BC+CF=2+2=4(米)。
过点E作EG⊥AB于点G,则GE=BF=4,GB=EF=ED+DF=1.5+2=3.5(米).
在Rt△AGE中,∵∠AEG=37?,∴AG=GE·tan∠AEG=4·tan37?≈3(米)。
则AB=AG+BG=3+3.5(米).
答:旗杆AB的高度为(3+3.5)米.
9.解:设灯柱BC的高为h m,如图所示,过点A 作AH⊥CD于点H,过点B作BE⊥AH于点E。
∴四边形BCHE为矩形。∵∠ABC= 120?,∴∠ABE=30?.
又∵∠BAD=∠BCD=90?,∴∠ADC=60?。
在Rt△AEB中,AE=AB· sin30?=1(m),
BE=AB·cos30°=(m),∴CH=(m).
又∵CD=12 m,∴DH=(12-)m.
在Rt△AHD中,tan∠ADH=,解得h=12-4.
答:灯柱BC的高为(12-4)m.
体验中考
D 2. C
3.解:如图所示,过点C作CE⊥AB于点E,DF⊥AB交AB的延长线于点F,则CE//DF。
∵AB//CD,∴四边形CDFE是矩形.EF= CD=120,DF=CE.
在Rt△BDF中,∵∠BDF=32?, BD=80(m),
∴DF=BD· cos32?≈ 80×=68 (m),BF=BD?sin32?≈80×=(m).
BE=(m).
在Rt△ACE中,∵∠ACE=42?,CE=DF=68(m),
∴AE= CE·tan42?=68×(m).
∴AB=AE+BE=≈139(m).
答:木道AB的长度约为139 m.
4,解:(1)由题意,∠CAB=30?,∠ACB=90°,BC=20(海里),AB=2BC=40(海里)
答:渔船B航行的距离是40海里;
(2)如图所示,过点B作BE⊥AE于点E,过点D作DH⊥AE于点H,延长CB交DH于点G.
则四边形AEBC和四边形BEHG是矩形,∴BE=GH=AC=20(海里),AE=BC=20(海里)
设BG=EH=x,则AH=x+20.
由题意得,∠BDG=60°,∠ADH=45°,∴DG=x,DH=AH.
∴20+x=x+20.解得x=20.
∴BG=20(海里),AH=20+20(海里)。
∴BD==40(海里),AD=AH=20+20(海里)
答:中国渔政船此时到外国渔船B的距离是40海里,到外国渔船A的距离是(20+20)海里.
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