【北师大版】高三数学一轮课时作业【23】(含答案)
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匠心教育文档系列 1 课时作业23 解三角形的实际应用举例
一、选择题(每小题5分,共40分)
1.(2014·沧州模拟)有一长为1的斜坡,它的倾斜角为20°,现高不变,将倾斜角改为10°,则斜坡长为( )
A.1 B.2sin10°
C.2cos10° D.cos20°
解析:如图,∠ABC=20°,AB=1,∠ADC=10°,∴∠ABD=160°.
在△ABD中,由正弦定理得
ADsin160°=ABsin10°,
∴AD=AB·sin160°sin10°=sin20°sin10°=2cos10°.
答案:C
2.在200 m高的山顶上,测得山下一塔顶与塔底的俯角分别是30°,60°,如图所示则塔高CB为( )
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匠心教育文档系列 2 A.4003m
B.40033m
C.20033m D.2003m
解析:由已知:在Rt△OAC中,OA=200,∠OAC=30°,
则OC=OA·tan∠OAC=200tan30°=20033.
在Rt△ABD中,AD=20033,∠BAD=30°,
BD=AD·tan∠BAD=20033tan30°=2003,
又∵DC=OA=200
∴CB=DC-BD=200-2003=4003.
答案:A
3.一船向正北航行,看见正西方向相距10海里的两个灯塔恰好与它在一条直线上,继续航行半小时后,看见一灯塔在船的南偏西60°,另一灯塔在船的南偏西75°,则这艘船的速度是每小时( )
A.5海里 B.53海里
C.10海里 D.103海里
解析:如图所示,依题意有∠BAC=60°,∠BAD=75°,所以∠CAD=∠CDA=15°,从而CD=CA=10(海里),
在Rt△ABC中,得AB=5(海里), 匠心文档,专属精品。
匠心教育文档系列 3 于是这艘船的速度是50.5=10(海里/时).
答案:C
4.如果在测量中,某渠道斜坡坡度为34,设α为坡角,那么cosα等于( )
A.35 B.45
C.34 D.43
解析:因为tanα=34,则sinα=34cosα,代入sin2α+cos2α=1得:cosα=45.
答案:B
5.在某次测量中,在A处测得同一平面方向的B点的仰角是50°,且到A的距离为2,C点的俯角为70°,且到A的距离为3,则B、C间的距离为( )
A.16 B.17
C.18 D.19
解析:因∠BAC=120°,AB=2,AC=3.
∴BC2=AB2+AC2-2AB·ACcos∠BAC
=4+9-2×2×3×cos120°=19.
∴BC=19.
答案:D
6.一个大型喷水池的中央有一个强力喷水柱,为了测量喷水柱喷出的水柱的高度,某人在喷水柱正西方向的点A测得水柱顶端的仰角为45°,沿点A向北偏东30°前进100 m到达点B,在B点测得水柱顶
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匠心教育文档系列 4 端的仰角为30°,则水柱的高度是( )
A.50 m B.100 m
C.120 m
D.150 m
解析:设水柱高度是h m,水柱底端为C,则在△ABC中,A=60°,AC=h,AB=100,BC=3h,
根据余弦定理得,(3h)2=h2+1002-2·h·100·cos60°,
即h2+50h-5 000=0,即(h-50)(h+100)=0,即h=50,故水柱的高度是50 m.
答案:A
7.某人向正东方向走x km后,向右转150°,然后朝新方向走3 km,结果他离出发点恰好是3 km,那么x的值为( )
A.3 B.23
C.23或3 D.3
解析:
如图所示,设此人从A出发,则AB=x,BC=3,AC=3,∠ABC=30°,由余弦定理得(3)2=x2+32-2x·3·cos30°,整理得x2-33x+6=0,解得x=3或23.
答案:C
8.(2014·吉林部分重点中学质量检测)如图,两座相距60 m的建筑物AB、CD的高度分别为20 m、50 m,BD为水平面,则从建筑物AB的顶端A看建筑物CD的张角∠CAD为( )
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A.30° B.45°
C.60° D.75°
解析:依题意可得AD=2010(m),AC=305(m),又CD=50(m),所以在△ACD中,由余弦定理得cos∠CAD=AC2+AD2-CD22AC·AD=3052+20102-5022×305×2010=6 0006 0002=22,又0°<∠CAD<180°,所以∠CAD=45°,所以从顶端A看建筑物CD的张角为45°.
答案:B
二、填空题(每小题5分,共15分)
9.
(2013·潍坊模拟)如图,一艘船上午9:30在A处测得灯塔S在它的北偏东30°处,之后它继续沿正北方向匀速航行,上午10:00到达B处,此时又测得灯塔S在它的北偏东75°处,且与它相距82 n mile.此船的航速是________n mile/h.
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匠心教育文档系列 6 解析:设航速为v n mile/h,
在△ABS中,AB=12v,BS=82 n mile,
∠BSA=45°,
由正弦定理得:82sin30°=12vsin45°,
∴v=32 n mile/h.
答案:32
10.已知A、B两地的距离为10 km,B、C两地的距离为20 km,现测得∠ABC=120°,则A、C两地的距离为________km.
解析:如图所示,由余弦定理可得:
AC2=100+400-2×10×20×cos120°=700,
∴AC=107(km).
答案:107
11.在相距2千米的A,B两点处测量目标点C,若∠CAB=75°,∠CBA=60°,则A,C两点之间的距离为________千米.
解析:由已知条件∠CAB=75°,∠CBA=60°,得∠ACB=45°.结合正弦定理得ABsin∠ACB=ACsin∠CBA,即2sin45°=ACsin60°,解得AC=6(千米).
答案:6
三、解答题(共3小题,每小题15分,共45分.解答写出必要的
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匠心教育文档系列 7 文字说明,证明过程或演算步骤)
12.某广场有一块不规则的绿地如图所示,城建部门欲在该地上建造一个底座为三角形的环保标志,小李、小王设计的底座形状分别为△ABC、△ABD,经测量AD=BD=7米,BC=5米,AC=8米,∠C=∠D.求AB的长度.
解:在△ABC中,由余弦定理得
cosC=AC2+BC2-AB22AC·BC=82+52-AB22×8×5,
在△ABD中,由余弦定理得
cosD=AD2+BD2-AB22AD·BD=72+72-AB22×7×7.
由∠C=∠D,得cos∠C=cos∠D,
解得AB=7,所以AB长度为7米.
13.(2014·黄岗模拟)如图,一船在海上由西向东航行,在A处测得某岛M的方位角为北偏东α角,前进4 km后在B处测得该岛的方位角为北偏东β角.
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匠心教育文档系列 8
已知该岛周围3.5 km范围内有暗礁,现该船继续东行.
(1)若α=2β=60°,问该船有无触礁危险?如果没有,请说明理由;如果有,那么该船自B处向东航行多少距离会有触礁危险?
(2)当α与β满足什么条件时,该船没有触礁危险?
解:(1)作MC⊥AB,垂足为C,由已知α=60°,β=30°,
所以∠ABM=120°,
∠AMB=30°,
所以BM=AB=4,
∠MBC=60°,
所以MC=BM·sin60°=23<3.5,
所以该船有触礁的危险.
设该船自B处向东航行至点D有触礁危险,
则MD=3.5,CD=MD2-MC2
=3.52-232 匠心文档,专属精品。
匠心教育文档系列 9 =0.5(km),
所以,BD=BC-DC=1.5(km),所以,该船自B处向东航行1.5 km会有触礁危险.
(2)设CM=x,在△MAB中,由正弦定理得,
ABsin∠AMB=BMsin∠MAB,
即4sinα-β=BMcosα,BM=4cosαsinα-β,
而x=BM·sin∠MBC
=BM·cosβ=4cosαcosβsinα-β,
所以,当x>3.5,
即4cosαcosβsinα-β>72,即cosαcosβsinα-β>78时,该船没有触礁危险.
14.某港口O要将一件重要物品用小艇送到一艘正在航行的轮船上.在小艇出发时,轮船位于港口O北偏西30°且与该港口相距20海里的A处,并正以30海里/时的航行速度沿正东方向匀速行驶.假设该小艇沿直线方向以v海里/时的航行速度匀速行驶,经过t小时与轮船相遇.
(1)若希望相遇时小艇的航行距离最小,则小艇航行速度的大小应为多少?
(2)假设小艇的最高航行速度只能达到30海里/时,试设计航行方案(即确定航行方向和航行速度的大小),使得小艇能以最短时间与轮船相遇.
解:(1)设相遇时小艇航行的距离为S海里,则
S=900t2+400-2·30t·20·cos90°-30°
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匠心教育文档系列 10 =900t2-600t+400
=900t-132+300.
故当t=13时,Smin=103(海里),
此时v=10313=303(海里/时).
即小艇以303海里/时的速度航行,相遇时小艇的航行距离最小.
(2)设小艇与轮船在B处相遇,则v2t2=400+900t2-2·20·30t·cos(90°-30°),
故v2=900-600t+400t2,∵0
又t=23时,v=30海里/时.
故v=30海里/时时,t取得最小值,且最小值等于23.
此时,在△OAB中,有OA=OB=AB=20海里,故可设计航行方案如下:
航行方向为北偏东30°,航行速度为30海里/时,小艇能以最短时间与轮船相遇.