高中数学第一章解三角形1.2应用举例课件+学案(6份打包)新人教A版必修5

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名称 高中数学第一章解三角形1.2应用举例课件+学案(6份打包)新人教A版必修5
格式 zip
文件大小 2.5MB
资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2021-05-04 16:51:28

文档简介

(共19张PPT)
1.2
应用举例
第一课时
人教A版必修五第一章解三角形
1.会用正弦、余弦定理解决生产实践中有关不可到达点距离的测量问题.
2.培养提出问题、正确分析问题、独立解决问题的能力.
教学目标
在解决实际问题时常会遇到一些有关角的术语,请查阅资料后填空:
(1)方向角
指北或指南方向线与目标方向所成的小于
度的角.
(2)仰角与俯角
与目标视线在同一铅垂平面内的水平视线和目标视线的夹角,目标视线在水平线
时叫仰角,目标视线在水平线
时叫俯角.(如下图所示)
90
上方
下方
自主学习
问题1 
试画出“北偏东60°”和“南偏西45°”的示意图.
探究点1: 测量可到达点与不可到达点间的距离
可以在地球上选两点,与月亮构成三角形,测量地球上两点的距离和这两点看月亮的视角,通过解三角形求得地月距离.
问题2 
如何不登月测量地月距离?
测量某个量的方法有很多,但是在实际背景下,有些方法可能没法实施,比如直接测量地月距离.这个时候就需要设计方案绕开障碍间接地达到目的.设计测量方案的基本任务是把目标量转化为可测量的量,并尽可能提高精确度.一般来说,基线越长,精确度越高.
例1 如图,设A、B两点在河的两岸,要测量两点之间的距离,测量者在A的同侧,在所在的河岸边选定一点C,测出AC的距离是55
m,∠BAC=51°,∠ACB=75°.求A,B两点间的距离.(精确到0.1
m)
所以A,B两点间的距离为65.7
m.
解决实际测量问题的过程一般要充分理解题意,正确作出图形,把实际问题里的条件和所求转换成三角形中的已知和未知的边、角,通过建立数学模型来求解.
名师点评
探究点2: 测量两个不可到达点间的距离
例2 如图,A、B两点都在河的对岸(不可到达),设计一种测量A、B两点间距离的方法.
测量者可以在河岸边选定两点C、D,测得CD=a,并且在C、D两点分别测得∠BCA=α,∠ACD=β,∠CDB=γ,∠BDA=δ,
在△ADC和△BDC中,应用正弦定理得
引申探究
对于例2,给出另外一种测量方法.
测量者可以在河岸边选定点E、C、D,使A、E、C三点共线,
测得EC=a,ED=b,
并且分别测得∠BEC=∠AED=α,∠BCA=β,∠ADB=γ,
在△AED和△BEC中,应用正弦定理得
在△ABE中,应用余弦定理计算出A、B两点间的距离
名师点评
本方案的实质是:把求不可到达的两点A,B之间的距离转化为类型一.
1.如图所示,设A,B两点在河的两岸,一测量者与A在河的同侧,在所在的河岸边先确定一点C,测出A,C的距离为50
m,∠ACB=45°,∠CAB=105°后,就可以计算出A,B两点的距离为
1
2
3
∠B=180°-45°-105°=30°,

当堂训练
1
2
3
2.某人向东方向走了x千米,然后向右转120°,再朝新方向走了3千米,结果他离出发点恰好
千米,那么x的值是___.
由余弦定理,得x2+9-3x=13,
整理得x2-3x-4=0,解得x=4.
4
1
2
3
3.如图,为了测量A,C两点间的距离,选取同一平面上B,D两点,测出四边形ABCD各边的长度(单位:km):AB=5,BC=8,CD=3,DA=5,A,B,C,D四点共圆,则AC的长为____
km.
7
1
2
3
因为A,B,C,D四点共圆,
所以D+B=π.
在△ABC和△ADC中,
由余弦定理可得
82+52-2×8×5×cos(π-D)
=32+52-2×3×5×cos
D,
故AC=7.
1.运用正弦定理就能测量“一个可到达点与一个不可到达点间的距离”,而测量“两个不可到达点间的距离”要综合运用正弦定理和余弦定理.测量“一个可到达点与一个不可到达点间的距离”是测量“两个不可到达点间的距离”的基础,这两类测量距离的题型间既有联系又有区别.
2.正弦、余弦定理在实际测量中的应用的一般步骤:(1)分析:理解题意,分清已知与未知,画出示意图;(2)建模:根据已知条件与求解目标,把已知量与求解量尽量集中在有关的三角形中,建立一个解斜三角形的数学模型;(3)求解:利用正弦定理或余弦定理有序地解出三角形,求得数学模型的解;(4)检验:检验上述所求的解是否符合实际意义,从而得出实际问题的解.
课堂小结1.2
应用举例(一)
教学目标 
1.会用正弦、余弦定理解决生产实践中有关不可到达点距离的测量问题.
2.培养提出问题、正确分析问题、独立解决问题的能力.
教学过程 
一、创设情景
教师首先提出问题:通过学生对课本的预习,让学生与大家分享自己对正弦、余弦定理应用的了解。通过举例说明和互相交流,做好教师对学生的活动的梳理引导,并给予积极评价.
二、自主学习
1.在解决实际问题时常会遇到一些有关角的术语,请查阅资料后填空:
(1)方向角
指北或指南方向线与目标方向所成的小于________度的角.
(2)仰角与俯角
与目标视线在同一铅垂平面内的水平视线和目标视线的夹角,目标视线在水平线________时叫仰角,目标视线在水平线________时叫俯角.(如下图所示)
提示:(1)90
(2)上方 下方
三、合作探究 
探究点1:有关不可到达点距离的测量问题
问题1: 试画出“北偏东60°”和“南偏西45°”的示意图.
提示:
问题2:如何不登月测量地月距离?
提示:可以在地球上选两点,与月亮构成三角形,测量地球上两点的距离和这两点看月亮的视角,通过解三角形求得地月距离.
例1 如图,设A、B两点在河的两岸,要测量两点之间的距离,测量者在A的同侧,在所在的河岸边选定一点C,测出AC的距离是55m,∠BAC=51°,∠ACB=75°.求A,B两点间的距离.(精确到0.1m)
 
解 根据正弦定理,
得=,
AB==

=≈65.7(m).
所以A,B两点间的距离为65.7m.
名师点评:解决实际测量问题的过程一般要充分理解题意,正确作出图形,把实际问题里的条件和所求转换成三角形中的已知和未知的边、角,通过建立数学模型来求解.
探究点2:测量两个不可到达点间的距离
例2 如图,A、B两点都在河的对岸(不可到达),设计一种测量A、B两点间距离的方法.
解 测量者可以在河岸边选定两点C、D,测得CD=a,并且在C、D两点分别测得∠BCA=α,∠ACD=β,∠CDB=γ,∠BDA=δ,
在△ADC和△BDC中,应用正弦定理得
AC=
=,
BC=
=.
计算出AC和BC后,再在△ABC中,应用余弦定理计算出A、B两点间的距离AB=.
引申探究:对于例2,给出另外一种测量方法. 
解 测量者可以在河岸边选定点E、C、D,使A、E、C三点共线,测得EC=a,ED=b,并且分别测得∠BEC=∠AED=α,∠BCA=β,∠ADB=γ,
在△AED和△BEC中,应用正弦定理得
AE==,
BE==.
在△ABE中,应用余弦定理计算出A、B两点间的距离
AB=.
名师点评:本方案的实质是:把求不可到达的两点A,B之间的距离转化为类型一.
三、当堂检测
1.如图所示,设A,B两点在河的两岸,一测量者与A在河的同侧,在所在的河岸边先确定一点C,测出A,C的距离为50m,∠ACB=45°,∠CAB=105°后,就可以计算出A,B两点的距离为(  )
A.50m
B.50m
C.25m
D.m
2.某人向东方向走了x千米,然后向右转120°,再朝新方向走了3千米,结果他离出发点恰好千米,那么x的值是________.
3.如图,为了测量A,C两点间的距离,选取同一平面上B,D两点,测出四边形ABCD各边的长度(单位:km):AB=5,BC=8,CD=3,DA=5,A,B,C,D四点共圆,则AC的长为________km.
提示:1.A 2.4 3.7
五、课堂小结
本节课我们学习过哪些知识内容?
1.运用正弦定理就能测量“一个可到达点与一个不可到达点间的距离”,而测量“两个不可到达点间的距离”要综合运用正弦定理和余弦定理.测量“一个可到达点与一个不可到达点间的距离”是测量“两个不可到达点间的距离”的基础,这两类测量距离的题型间既有联系又有区别.
2.正弦、余弦定理在实际测量中的应用的一般步骤:(1)分析:理解题意,分清已知与未知,画出示意图;(2)建模:根据已知条件与求解目标,把已知量与求解量尽量集中在有关的三角形中,建立一个解斜三角形的数学模型;(3)求解:利用正弦定理或余弦定理有序地解出三角形,求得数学模型的解;(4)检验:检验上述所求的解是否符合实际意义,从而得出实际问题的解.
六、课例点评
新课标要求要把课堂还给学生,学生是课堂中的主体,课堂是学生学习的重要空间,这节课充分凸显了新课标这一理念,在课堂中让学生有充分的展示与交流,并从学生的实践操作过程中,引领学生体会、总结数学建模的流程,教师的主导地位明确。
这节课学情分析准确,教学策略得当,在课堂上创设了良好的学习情境,能让学生在特定的情感气氛中学习,激发了学生的求知欲望和学习兴趣,消除了学生对教师的畏惧感,缩短教学内容与学生之间的时空距离,使学生一直处于积极状态,全程参与,主动学习,课堂气氛融洽,教学效果良好。(共22张PPT)
1.2
应用举例
第三课时
人教A版必修五第一章解三角形
1.能够运用正弦、余弦定理解决航海测量中的实际问题.
2.掌握三角形的面积公式的简单推导和应用.
教学目标
bcsin
A
casin
B
自主学习
π-C
问题1 
探究点1: 航海中的测量问题
在浩瀚无垠的海面上航行,最重要的是定位和保持航向.阅读教材,看看船只是如何表达位置和航向的?
用方向角和方位角.
合作探究
方位角:指从正北方向顺时针转到目标方向线的水平角.
方向角:从指定方向到目标方向线所成的水平角.如南偏西60°,即以正南方向为始边,顺时针方向向西旋转60°.
梳理
例1 如图,一艘海轮从A出发,沿北偏东75°的方向航行67.5
n
mile后到达海岛B,然后从B出发,沿北偏东32°的方向航行54.0
n
mile后到达海岛C.如果下次航行直接从A出发到达C,此船应该沿怎样的方向航行,需要航行多少距离?(角度精确到0.1°,距离精确到0.01
n
mile)
在△ABC中,∠ABC=180°-75°+32°=137°,
所以∠CAB=19.0°,75°-∠CAB=56.0°.
答 此船应该沿北偏东56.0°的方向航行,需要航行113.15
n
mile.
解决航海问题一要搞清方位角(方向角),二要弄清不动点(三角形顶点),然后根据条件,画出示意图,转化为解三角形问题.
名师点评
探究点2 三角形面积公式的应用
在△ABC中,如果已知边AB、BC和角B,边BC上的高记为ha,则ha=ABsin
B.从而可求面积.
问题 
如果已知底边和底边上的高,可以求三角形面积.那么如果知道三角形两边及夹角,有没有办法求三角形面积?
梳理
在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,则△ABC的面积
命题角度1 求面积
例2 在△ABC中,根据下列条件,求三角形的面积S.(精确到0.1
cm2)
(1)已知a=14.8
cm,c=23.5
cm,B=148.5°;
(2)已知B=62.7°,C=65.8°,b=3.16
cm;
A=180°-(B+C)=180°-(62.7°+65.8°)=51.5°,
(3)已知三边的长分别为a=41.4
cm,b=27.3
cm,c=38.7
cm.
名师点评
中含有三角形的边角关系.因此求三角形的面积,与解三角形有密切的关系.首先根据已知,求出所需,然后求出三角形的面积.
命题角度2 已知三角形面积
由余弦定理及已知条件,得a2+b2-ab=4,
名师点评
题目条件或结论中若涉及三角形的面积,要根据题意灵活选用三角形的面积公式.
1.一艘海轮从A处出发,以40
n
mile/h的速度沿南偏东40°方向直线航行,30
min后到达B处,在C处有一座灯塔,海轮在A处观察灯塔,其方向是南偏东70°,在B处观察灯塔,其方向是北偏东65°,那么B,C两点间的距离是
1
2
3

当堂训练
1
2
3
如图所示,
由已知条件可得,
∠CAB=30°,∠ABC=105°,
∴∠BCA=45°,
1
2
3

设三角形外接圆半径为R,则由πR2=π,
∴abc=1.
1
2
3
1.在求解三角形中,我们可以根据正弦函数的定义得到两个解,但作为有关现实生活的应用题,必须检验上述所求的解是否符合实际意义,从而得出实际问题的解.
2.解三角形的应用题时,通常会遇到两种情况:
(1)已知量与未知量全部集中在一个三角形中,依次利用正弦定理或余弦定理解之.
(2)已知量与未知量涉及两个或几个三角形,这时需要选择条件足够的三角形优先研究,再逐步在其余的三角形中求出问题的解.
课堂小结1.2
应用举例(三)
学习目标 
1.能够运用正弦、余弦定理解决航海测量中的实际问题.
2.掌握三角形的面积公式的简单推导和应用.
教学过程 
一、创设情景
教师首先提出问题:通过学生对课本的预习,让学生与大家分享自己对航海测量知识的了解。通过举例说明和互相交流,做好教师对学生的活动的梳理引导,并给予积极评价.
二、自主学习
1.三角形的面积公式
(1)S=a·ha=b·hb=c·hc(ha,hb,hc分别表示a,b,c边上的高);
(2)S=absin
C=


(3)S=(a+b+c)·r(r为内切圆半径).
提示:(2)bcsin
A
casin
B
2.三角形中常用的结论
(1)A+B=
,=

(2)在三角形中大边对大角,反之亦然;
(3)任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边;
提示:(1)π-C

三、合作探究
探究点1:航海中的测量问题
问题1::在浩瀚无垠的海面上航行,最重要的是定位和保持航向.阅读教材,看看船只是如何表达位置和航向的?
提示:用方向角和方位角.
例1 如图,一艘海轮从A出发,沿北偏东75°的方向航行67.5nmile后到达海岛B,然后从B出发,沿北偏东32°的方向航行54.0nmile后到达海岛C.如果下次航行直接从A出发到达C,此船应该沿怎样的方向航行,需要航行多少距离?(角度精确到0.1°,距离精确到0.01nmile)
解 在△ABC中,
∠ABC=180°-75°+32°=137°,
根据余弦定理,
AC=

≈113.15.
根据正弦定理,=,
sin∠CAB=
≈≈0.3255,
所以∠CAB=19.0°,
75°-∠CAB=56.0°.
答 此船应该沿北偏东56.0°的方向航行,需要航行113.15nmile.
名师点评:解决航海问题一要搞清方位角(方向角),二要弄清不动点(三角形顶点),然后根据条件,画出示意图,转化为解三角形问题.
探究点2: 三角形面积公式的应用
问题:1:如果已知底边和底边上的高,可以求三角形面积.那么如果知道三角形两边及夹角,有没有办法求三角形面积?
提示:在△ABC中,如果已知边AB、BC和角B,边BC上的高记为ha,则ha=ABsinB.从而可求面积.
例2 在△ABC中,根据下列条件,求三角形的面积S.(精确到0.1cm2)
(1)已知a=14.8cm,c=23.5cm,B=148.5°;
(2)已知B=62.7°,C=65.8°,b=3.16cm;
(3)已知三边的长分别为a=41.4cm,b=27.3cm,c=38.7cm.
解: (1)应用S=casinB,
得S=×23.5×14.8×sin148.5°
≈90.9(cm2).
(2)根据正弦定理=,
得c=,
S=bcsinA=b2,
A=180°-(B+C)
=180°-(62.7°+65.8°)
=51.5°,
S=×3.162×
≈4.0
(cm2).
(3)根据余弦定理的推论,得
cosB=
=≈0.7697,
sinB=

≈0.6384.
应用S=casinB,
得S≈×38.7×41.4×0.6384
≈511.4
(cm2).
名师点评: 三角形面积公式S=absinC,S=bcsinA,S=acsinB中含有三角形的边角关系.因此求三角形的面积,与解三角形有密切的关系.首先根据已知,求出所需,然后求出三角形的面积.
例3 在△ABC中,内角A,B,C对边的边长分别是a,b,c,已知c=2,C=.若△ABC的面积等于,求a,b.
 解 由余弦定理及已知条件,
得a2+b2-ab=4,
又因为△ABC的面积等于,
所以absinC=,得ab=4,
联立方程组
解得
名师点评: 题目条件或结论中若涉及三角形的面积,要根据题意灵活选用三角形的面积公式.
四、当堂检测
1.一艘海轮从A处出发,以40nmile/h的速度沿南偏东40°方向直线航行,30min后到达B处,在C处有一座灯塔,海轮在A处观察灯塔,其方向是南偏东70°,在B处观察灯塔,其方向是北偏东65°,那么B,C两点间的距离是(  )
A.10nmile
B.10nmile
C.20nmile
D.20nmile
2.已知三角形面积为,外接圆面积为π,则这个三角形的三边之积为(  )
A.1
B.2
C.
D.4
3.在△ABC中,已知a=3,cosC=,S△ABC=4,则b=________.
提示:1.A 2.A 3.2
五、课堂小结
本节课我们学习过哪些知识内容?
提示:1.在求解三角形中,我们可以根据正弦函数的定义得到两个解,但作为有关现实生活的应用题,必须检验上述所求的解是否符合实际意义,从而得出实际问题的解.
2.解三角形的应用题时,通常会遇到两种情况:
(1)已知量与未知量全部集中在一个三角形中,依次利用正弦定理或余弦定理解之.
(2)已知量与未知量涉及两个或几个三角形,这时需要选择条件足够的三角形优先研究,再逐步在其余的三角形中求出问题的解.
六、课例点评
数学建模是数学的核心素养之一,数学模型搭建了数学与外部世界的桥梁,是数学应用的重要形式。数学建模是应用数学解决实际问题的基本手段,也是推动数学发展的动力。本节课的教学目标是通过学生航海问题的合作与探究,培养学生有意识地用数学语言表达现实世界,感悟数学与现实之间的关联,学会用数学模型解决实际问题,积累数学实践的经验,加深对数学内容的理解,学会交流与合作;提升应用能力,增强创新意识和科学精神,从而进一步完善学生对“数学建模”的理解。(共19张PPT)
1.2
应用举例
第二课时
人教A版必修五第一章解三角形
天塔是天津广播电视塔的简称,总高度415.2米,耸立于碧波与云霄之间,是世界上唯一一座“水中之塔”,其势如剑倚天,享有“天塔旋云”之美称。
能实际测一测它的高度吗?
1.会运用测仰角(或俯角)解决一些有关底部不可到达的物体高度测量的问题.
2.会用测方位角解决立体几何中求高度问题.
3.进一步培养学习数学、应用数学的意识.
教学目标
1.如图,AB是底部B不可到达的一个建筑物,A为建筑物的最高点,如果能测出点C,D间的距离m和由C点,D点观察A的仰角,怎样求建筑物高度AB?(已知测角仪器的高是h)
在Rt△AEC中,AE=ACsin
α,AB=AE+h.
自主学习
2.如图,一辆汽车在一条水平的公路上向正西行驶,到A处时测得公路北侧远处一山顶D在西偏北15°的方向上,行驶5
km
再在Rt△DBC中求DC=BCtan
8°.
后到达B处,测得此山顶在西偏北25°的方向上,仰角为8°,怎样求此山的高度CD?
命题角度1 仰角
例1 如图所示,D,C,B在地平面同一直线上,DC=10
m,从D,C两地测得A点的仰角分别为30°和45°,则A点离地面的高AB等于
探究点1 测量仰角(或俯角)求高度问题
合作探究
方法一 设AB=x
m,则BC=x
m.
方法二 ∵∠ACB=45°,∴∠ACD=135°,
∴∠CAD=180°-135°-30°=15°.
(1)底部可到达,此类问题可直接构造直角三角形.
(2)底部不可到达,但仍在同一与地面垂直的平面内,此类问题中两次观测点和所测垂线段的垂足在同一条直线上,观测者一直向“目标物”前进.
名师点评
命题角度2 俯角
例2 如图,在山顶铁塔上B处测得地面上一点A的俯角α=54°40′,在塔底C处测得A处的俯角β=50°1′.已知铁塔BC部分的高为27.3
m,求出山高CD.(精确到1
m)
在△ABC中,∠BCA=90°+β,∠ABC=90°-α,∠BAC=α-β,∠BAD=α.
解Rt△ABD,
CD=BD-BC≈176.5-27.3≈149(m).
答 山的高度约为149
m.
名师点评
利用正弦、余弦定理来解决实际问题时,要从所给的实际背景中,进行加工、提炼,抓住本质,抽象出数学模型,使之转化为解三角形问题.
探究点2: 测量方位角求高度问题
例3 如图所示,A、B是水平面上的两个点,相距800
m,在A点测得山顶C的仰角为45°,∠BAD=120°,又在B点测得∠ABD=45°,其中D点是点C到水平面的垂足,求山高CD.
由于CD⊥平面ABD,∠CAD=45°,所以CD=AD.
因此只需在△ABD中求出AD即可,
在△ABD中,∠BDA=180°-45°-120°=15°,
名师点评
此类问题特点:底部不可到达,且涉及与地面垂直的平面,观测者两次观测点所在直线不经过“目标物”,解决办法是把目标高度转化为地平面内某量,从而把空间问题转化为平面内解三角形问题.
1.一架飞机在海拔8
000
m的高度飞行,在空中测出前下方海岛两侧海岸俯角分别是30°和45°,则这个海岛的宽度为________
m.(精确到0.1
m)
1
2
3
5
856.4
当堂训练
1
2
3
2.甲、乙两楼相距20米,从乙楼底望甲楼顶的仰角为60°,从甲楼顶望乙楼顶的俯角为30°,则甲、乙两楼的高分别是________________.
1
2
3
3.为测量某塔的高度,在A,B两点进行测量的数据如图所示,求塔的高度.
在△ABT中,
∠ATB=21.4°-18.6°=2.8°,
∠ABT=90°+18.6°,AB=15(m).
1.在研究三角形时,灵活根据两个定理可以寻找到多种解决问题的方案,但有些过程较繁琐,如何找到最优的方法,最主要的还是分析两个定理的特点,结合题目条件来选择最佳的计算方式.
2.测量底部不可到达的建筑物的高度问题.由于底部不可到达,这类问题不能直接用解直角三角形的方法解决,但常用正弦定理和余弦定理,计算出建筑物顶部到一个可到达的点之间的距离,然后转化为解直角三角形的问题.
课堂小结1.2
应用举例(二)
教学目标
1.会运用测仰角(或俯角)解决一些有关底部不可到达的物体高度测量的问题.
2.会用测方位角解决立体几何中求高度问题.
3.进一步培养学习数学、应用数学的意识.
教学过程 
一、创设情景
教师首先提出问题:通过学生对课本的预习,让学生通过观看《1.2应用举例(二)》课件测量“天塔”高度的问题,与大家分享自己对此类问题解决办法的了解。通过举例说明和互相交流,做好教师对学生的活动的梳理引导,并给予积极评价.
二、自主学习
1. 如图,AB是底部B不可到达的一个建筑物,A为建筑物的最高点,如果能测出点C,D间的距离m和由C点,D点观察A的仰角,怎样求建筑物高度AB?(已知测角仪器的高是h)
 
提示:
在△ACD中,=
所以AC=,
在Rt△AEC中,AE=ACsinα,
AB=AE+h.
2. 如图,一辆汽车在一条水平的公路上向正西行驶,到A处时测得公路北侧远处一山顶D在西偏北15°的方向上,行驶5km后到达B处,测得此山顶在西偏北25°的方向上,仰角为8°,怎样求此山的高度CD?
 
提示:
先在△ABC中,用正弦定理求BC=,再在Rt△DBC中求DC=BCtan8°.
二、合作探究 
探究点1:测量仰角(或俯角)求高度问题
例1 如图所示,D,C,B在地平面同一直线上,DC=10m,从D,C两地测得A点的仰角分别为30°和45°,则A点离地面的高AB等于(  )
A.10m
B.5m
C.5(-1)
m
D.5(+1)
m
D [设AB=xm,则BC=xm.
∴BD=(10+x)m.
∴tan∠ADB===.
解得x=5(+1)m.
所以A点离地面的高AB等于5(+1)m.]
名师点评: (1)底部可到达,此类问题可直接构造直角三角形.
(2)底部不可到达,但仍在同一与地面垂直的平面内,此类问题中两次观测点和所测垂线段的垂足在同一条直线上,观测者一直向“目标物”前进.
例2 如图,在山顶铁塔上B处测得地面上一点A的俯角α=54°40′,在塔底C处测得A处的俯角β=50°1′.已知铁塔BC部分的高为27.3m,求出山高CD.(精确到1m)
 
  
解 在△ABC中,
∠BCA=90°+β,∠ABC=90°-α,
∠BAC=α-β,∠BAD=α.
根据正弦定理,=,
所以AB==.
解Rt△ABD,
得BD=ABsin∠BAD=.
将测量数据代入上式,得
BD=

≈176.5(m).
CD=BD-BC≈176.5-27.3≈149(m).
答 山的高度约为149m.
名师点评:利用正弦、余弦定理来解决实际问题时,要从所给的实际背景中,进行加工、提炼,抓住本质,抽象出数学模型,使之转化为解三角形问题.
探究点2:测量方位角求高度问题
例3 如图所示,A、B是水平面上的两个点,相距800m,在A点测得山顶C的仰角为45°,∠BAD=120°,又在B点测得∠ABD=45°,其中D点是点C到水平面的垂足,求山高CD.
解 由于CD⊥平面ABD,
∠CAD=45°,所以CD=AD.
因此只需在△ABD中求出AD即可,
在△ABD中,
∠BDA=180°-45°-120°=15°,
由=,得
AD==
=800(+1)(m).
即山的高度为800(+1)
m.
名师点评:此类问题特点:底部不可到达,且涉及与地面垂直的平面,观测者两次观测点所在直线不经过“目标物”,解决办法是把目标高度转化为地平面内某量,从而把空间问题转化为平面内解三角形问题.
四、当堂检测
1.一架飞机在海拔8000m的高度飞行,在空中测出前下方海岛两侧海岸俯角分别是30°和45°,则这个海岛的宽度为________m.(精确到0.1m)
2.甲、乙两楼相距20米,从乙楼底望甲楼顶的仰角为60°,从甲楼顶望乙楼顶的俯角为30°,则甲、乙两楼的高分别是________________.
3.为测量某塔的高度,在A,B两点进行测量的数据如图所示,求塔的高度.
提示:1.5856.4 2.20米,米
3.解 在△ABT中,
∠ATB=21.4°-18.6°=2.8°,
∠ABT=90°+18.6°,AB=15(m).
根据正弦定理,=,
AT=.
塔的高度为
AT×sin21.4°=×sin21.4°
≈106.19(m).
五、课堂小结
本节课我们学习过哪些知识内容?
1.在研究三角形时,灵活根据两个定理可以寻找到多种解决问题的方案,但有些过程较繁琐,如何找到最优的方法,最主要的还是分析两个定理的特点,结合题目条件来选择最佳的计算方式.
2.测量底部不可到达的建筑物的高度问题.由于底部不可到达,这类问题不能直接用解直角三角形的方法解决,但常用正弦定理和余弦定理,计算出建筑物顶部到一个可到达的点之间的距离,然后转化为解直角三角形的问题.
六、课例点评
解三角形的应用是数学联系实际的良好素材,但是,一般情况下,教师从高考的角度出发,将重点放在解题的方法与技巧上。本课例从实际应用的角度出发,将教学重点设置为“数学建模”,从学生的视角出发,顺应学生的思维发展和学习规律,真正做到了“课堂教学以学生为主体”的教学理念。教学内容科学严谨,材料充足,语言准确,媒体使用合理有效。