【精品】2019高考数学文一轮分层演练:第4章三角函数与解三角形第7讲
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一、选择题
1.两座灯塔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°,灯塔B在观察站南偏东60°,则灯塔A在灯塔B的(
)
A.北偏东10° B.北偏西10°
C.南偏东80° D.南偏西80°
解析:选D.由条件及题图可知,∠A=∠B=40°,又∠BCD=60°,所以∠CBD=30°,所以∠DBA=10°,因此灯塔A在灯塔B南偏西80°.
2.已知A、B两地间的距离为10 km,B、C两地间的距离为20 km,现测得∠ABC=120°,则A,C两地间的距离为( )
A.10 km B.103 km
C.105 km D.107 km
解析:选D.如图所示,由余弦定理可得:
AC2=100+400-2×10×20×cos 120°=700,
所以AC=107(km).
3. 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等于( )
A.30° B.45°
C.60°
D.75°
解析:选B.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
=(305)2+(2010)2-5022×305×2010=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°.
4. 如图,一条河的两岸平行,河的宽度d=0.6 km,一艘客船从码头A出发匀速驶往河对岸的码头B.已知AB=1 km,水的流速为2 km/h,若客船从码头A驶到码头B所用的最短时间为6 min,则客船在静水中的速度为( )
A.8 km/h B.62 km/h
C.234 km/h D.10 km/h
2 解析:选B.设AB与河岸线所成的角为θ,客船在静水中的速度为v km/h,由题意知,sin θ=0.61=35,从而cos θ=45,所以由余弦定理得110v2=110×22+12-2×110×2×1×45,解得v=62.
5.一个大型喷水池的中央有一个强大的喷水柱,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:选A.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·cos 60°,即h2+50h-5 000=0,即(h-50)(h+100)=0,即h=50,故水柱的高度是50 m.
6.(2018·江西联考)某位居民站在离地20 m高的阳台上观测到对面小高层房顶的仰角为60°,小高层底部的俯角为45°,那么这栋小高层的高度为( )
A.201+33m B.20(1+3)m
C.10(2+6)m D.20(2+6)m
解析:选B.如图,设AB为阳台的高度,CD为小高层的高度,AE为水平线.由题意知AB=20 m,∠DAE=45°,∠CAE=60°,故DE=20 m,CE=203m.所以CD=20(1+3)m.故选B.
二、填空题
7.如图所示,一艘海轮从A处出发,测得灯塔在海轮的北偏东15°方向,与海轮相距20海里的B处,海轮按北偏西60°的方向航行了30分钟后到达C处,又测得灯塔在海轮的北偏东75°的方向,则海轮的速度为________海里/分.
解析:由已知得∠ACB=45°,∠B=60°,由正弦定理得ACsin B=ABsin∠ACB,所以AC=AB·sin Bsin∠ACB=20×sin 60°sin 45°=106,所以海轮航行的速度为10630=63(海里/分).
答案:63
8.(2018·河南调研)如图,在山底测得山顶仰角∠CAB=45°,沿倾斜角为30°的斜坡走1 000米至S点,又测得山顶仰角∠DSB=75°,则山高BC为________米.
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解析:由题图知∠BAS=45°-30°=15°,∠ABS=45°-15°=30°,所以∠ASB=135°,在△ABS中,由正弦定理可得1 000sin 30°=ABsin 135°,所以AB=1 0002,所以BC=AB2=1 000.
答案:1 000
9.江岸边有一炮台高30 m,江中有两条船,船与炮台底部在同一水平面上,由炮台顶部测得俯角分别为45°和60°,而且两条船与炮台底部连线成30°角,则两条船相距________m.
解析:如图,OM=AOtan 45°=30(m),
ON=AOtan 30°=33×30=103(m),
在△MON中,由余弦定理得,MN
= 900+300-2×30×103×32
=300=103(m).
答案:103
10.(2018·福州综合质量检测)在距离塔底分别为80 m,160 m,240 m的同一水平面上的A,B,C处,依次测得塔顶的仰角分别为α,β,γ.若α+β+γ=90°,则塔高为________m.
解析:设塔高为h m,依题意得,tan α=h80,tan β=h160,tan γ=h240.因为α+β+γ=90°,所以tan(α+β)tan γ=tan(90°-γ)tan γ=sin(90°-γ)sin γcos(90°-γ)cos γ=cos γsin γsin γcos γ=1,所以tan
α+tan β1-tan αtan β·tan γ=1,所以h80+h1601-h80·h160·h240=1,解得h=80,所以塔高为80 m.
答案:80
三、解答题
11.如图,渔船甲位于岛屿A的南偏西60°方向的B处,且与岛屿A相距12海里,渔船乙以10海里/时的速度从岛屿A出发沿正北方向航行,若渔船甲同时从B处出发沿北偏东α的方向追赶渔船乙,刚好用2小时追上.
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(1)求渔船甲的速度;
(2)求sin α的值.
解:(1)依题意知,∠BAC=120°,AB=12,AC=10×2=20,∠BCA=α.在△ABC中,由余弦定理,得BC2=AB2+AC2-2AB·AC·cos∠BAC=122+202-2×12×20×cos 120°=784.解得BC=28.
所以渔船甲的速度为BC2=14海里/时.
(2)在△ABC中,因为AB=12,∠BAC=120°,BC=28,∠BCA=α,
由正弦定理,得ABsin α=BCsin 120°,
即sin α=ABsin 120°BC=12×3228=3314.
12.已知在东西方向上有M,N两座小山,山顶各有一个发射塔A,B,塔顶A,B的海拔高度分别为AM=100 米和BN=200 米,一测量车在小山M的正南方向的点P处测得发射塔顶A的仰角为30°,该测量车向北偏西60°方向行驶了1003米后到达点Q,在点Q处测得发射塔顶B处的仰角为θ,且∠BQA=θ,经测量tan θ=2,求两发射塔顶A,B之间的距离.
解:在Rt△AMP中,∠APM=30°,AM=100,所以PM=1003,连接QM,在△PQM中,∠QPM=60°,又PQ=1003,所以△PQM为等边三角形,
所以QM=1003.
在Rt△AMQ中,由AQ2=AM2+QM2,得AQ=200.
在Rt△BNQ中,tan θ=2,BN=200,
所以BQ=1005,cos θ=55.
在△BQA中,BA2=BQ2+AQ2-2BQ·AQcos θ
=(1005)2,所以BA=1005.
即两发射塔顶A,B之间的距离是1005米.