2015届高考数学总复习 基础知识名师讲义 第三章 第八节解三角形的应用 文
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第八节解三角形的应用
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.
知识梳理
一、实际问题中的相关术语、名称
如下图(1).
1.方位角:指从正北方向顺时针转到目标方向线的夹角[]
2.方向角:相对于某正方向的水平角,如南偏东30°,北偏西45°,西偏北60°等.3.仰角与俯角:指视线与水平线的夹角,视线在水平线上方的角叫做仰角.视线在水
如下图(2).
平线下方的角叫做俯角[]
(3)
4.坡度:坡面与水平面所成的二面角的度数[如图(3),角θ为坡角]. 坡比:坡面的铅直高度与水平长度之比如图(3),i =h
l 为坡比.
二、正、余弦定理可以解决的实际问题
距离或宽度(有障碍物)、高度(底部或顶部不能到达)、角度(航海或航空定位)、面积等.
基础自测
1.已知A ,B 两地的距离为a ,B ,C 两地的距离为3a ,现测得∠ABC 为锐角,且sin ∠ABC =223
,则A ,C 两地的距离是( )
A.2a
B.3a
C .22a
D .23a
解析:由∠ABC 为锐角,sin ∠ABC =223得cos ∠ABC =1
3
.余弦定理知AC 2=a 2+9a 2-
2a ·3a ·cos ∠ABC =10a 2-6a 2×1
3
=8a 2,所以AC =22a .
答案:C
2.如图所示,
为测一树的高度,在地面上选取A ,B 两点,从A ,B 两点分别测得树尖的仰角为30°,45°,且A ,B 两点之间的距离为60m ,则树的高度h 为 ( )
A .(15+33)m
B .(30+153)m
C .(30+303)m
D .(15+303)m
解析:由正弦定理可得60sin (45°-30°)=PB sin 30°,
即PB =60×
1
2sin 15°=30
sin 15°
,
h =PB sin 45°=30sin 45°
sin 15°=(30+303) m .故选C.
答案:C
3.在地面上一点D 测得一电视塔尖的仰角为45°,再向塔底方向前进100 m ,又测得
塔尖的仰角为60°,则此电视塔高约为________.
解析:如图,∠D =45°,∠ACB =60°,DC =100 m ,∠DAC =15°, 因为AC =DC ·sin 45°
sin 15°,所以AB =AC ·sin 60°,
=100·sin 45°·sin 60°
sin 15°=100×22×
3
26-2
4
=50(3+3) m.
答案:50(3+3) m
4.如图所示,已知两座灯塔A 和B 与海洋观察站C 的距离等于a 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____________.
解析:易知∠ACB =120°,在△ABC 中,由余弦定理,得AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC cos
120°=2a 2-2a 2×⎝⎛⎭
⎫-1
2=3a 2, ∴AB =3a (km). 答案:3a km
1.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.
答案: 6
2.(2013·江苏卷)如图,游客从某旅游景区的景点A处下山至C处有两种路径.一种是从A沿直线步行到C,另一种是先从A沿索道乘缆车到B,然后从B沿直线步行到C.现有甲、乙两位游客从A处下山,甲沿AC匀速步行,速度为50 m/min.在甲出发2min后,乙从A乘缆车到B,在B处停留1 min后,再从匀速步行到C.假设缆车匀速直线运动的速度为130
m/min ,山路AC 长为1 260 m ,经测量,cos A =1213,cos C =3
5
.
(1)求索道AB 的长;
(2)问乙出发多少分钟后,乙在缆车上与甲的距离最短?
(3)为使两位游客在C 处互相等待的时间不超过3分钟,乙步行的速度应控制在什么范
围内?
解析:(法一)(1)∵cos A =1213,cos C =3
5,∴A ,C ∈⎝⎛⎭⎫0,π2, ∴sin A =513,sin C =4
5
,
∴sin B =sin[π-(A +C )]=sin(A +C )= sin A cos C +cos A sin C =63
65
,
根据AB sin C =AC sin B 得AB =AC sin B sin C =1 040 m.
(2)设乙出发t 分钟后,甲、乙距离为d ,则
d 2=(130t )2+(100+50t )2-2×130t ×(100+50t )×1213,
∴d 2=200(37t 2-70t +50), ∵0≤t ≤1 040
130
,即0≤t ≤8,
∴t =3537时,即乙出发35
37
分钟后,乙在缆车上与甲的距离最短.
(3)由正弦定理BC sin A =AC
sin B 得,
BC =AC sin B sin A =1 2606365
×513
=500(m),
乙从B 出发时,甲已经走了50×(2+8+1)=550(m),还需走710 m ,才能到达C . 设乙的步行速度为V m/min ,则⎪⎪⎪⎪500v -710
50≤3,
∴-3≤500υ-71050≤3,∴1 25043≤υ≤625
14
.
∴为使两位游客在C 处互相等待的时间不超过3分钟,乙步行的速度应控制在
⎣⎡⎦⎤1 25043
,62514范围内.
(法二)(1)如图作BD ⊥CA 于点D ,设B D =20k ,则DC =15k ,AD =48k ,AB =52k ,由AC =63k =1 260 m ,知:AB =52k =1 040 m.
(2)设乙出发x 分钟后到达点M ,此时甲到达N 点,如图所示.
则:AM =130 x ,AN =50(x +2),由余弦定理得:
MN 2=AM 2+AN 2-2 AM ·AN cos A =7 400 x 2-14 000 x +10 000,其中0≤x ≤8 ,当x =35
37
(min)时,MN 最小,此时乙在缆车上与甲的距离最短. (3)由(1)知:BC =500 m ,甲到C 用时:1 26050=126
5
(min).
若甲等乙3分钟,则乙到C 用时:1265+3=1415 (min),在BC 上用时:86
5
(min).
此时乙的速度最小,且为:500÷865=1 250
43
m/min.
若乙等甲3分钟,则乙到C 用时:1265-3=1115 (min),在BC 上用时:56
5 (min).
此时乙的速度最大,且为:500÷565=625
14 m/min.
故乙步行的速度应控制在⎣⎡⎦⎤
1 25043,62514范围内.
1.(2013·广州一模)如图,一条河的两岸平行,河的宽度d =600 m ,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 ,水流速度为2 k m/h ,若客船行驶完航程所用最短时间为6 min ,则客船在静水中的速度大小为( )
A .8 km/h
B .6 2 km/h
C.234 km/h D.10 km/h
解析:设客船在静水中的速度大小是x km/h,由题意得
x2-62+2
6=1 0002-6002
600,解得x=6 2 km/h.
答案:B
2.已知A船在灯塔C北偏东80°处,且A船到灯塔C的距离为2 km,B船在灯塔C北偏西40°处,A,B两船间的距离为3 km,则B船到灯塔C的距离为____________km.
解析:如图,由题意可得,∠ACB=120°,AC=2,AB=3.
设BC=x,则由余弦定理可得:
AB2=BC2+AC2-2BC·AC cos 120°,
即32=22+x2-2·2x cos 120°,
整理得x2+2x-5=0,
解得x=6-1(舍去x=-6-1).
答案:6-1。