2020版江苏高考数学一轮复习教程:随堂巩固训练33含答案解析

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随堂巩固训练(33)1. 如图,设A ,B 两点在河的两岸,一测量者在点A 的同侧,选定一点C ,测出AC 的距离为50m ,∠ACB =45°,∠CAB =105°,则A ,B两点的距离为__502__m.解析:在△ABC 中,因为∠ACB =45°,∠CAB =105°,所以B =30°.由正弦定理得AC sinB=AB sin ∠ACB,所以AB =AC·sin ∠ACB sinB =502(m).2. 如图,已知两座灯塔A 和B 与海洋观察站C 的距离相等,灯塔A在观察站C 的北偏东40°方向,灯塔B 在观察站C 的南偏东60°方向,则灯塔A 在灯塔B 的__北偏西10°__方向.解析:由题意可设灯塔A 在灯塔B 北偏西α方向.因为∠ACB =180°-40°-60°=80°,且AC =BC ,所以∠CBA =50°.又因为∠CBA +α=60°,所以α=10°,所以灯塔A 在灯塔B 北偏西10°方向.3. 如图,两座相距60m 的建筑物AB ,CD 的高度分别为20m ,50m ,BD 为水平面,则从建筑物AB 的顶端A 观察建筑物CD 的张角∠CAD =__45°__.解析:由图知在Rt △ABD 中,AB =20m ,BD =60m ,所以AD =AB 2+BD 2=2010(m),同理易得AC =30 5 m .在△ACD 中,由余弦定理得cos ∠CAD =(305)2+(2010)2-5022×305×2010=22,所以∠CAD =45°. 4. 若一人先向东走了xkm ,再转向南偏西60°走了3km ,结果他离出发点的距离恰好是 3 km ,则x =__23或__3__.A 出发向东走xkm 到达点B ,再沿南偏西60°方向走了3km 到达点C.在△ABC 中,AB =xkm ,BC =3 km ,AC =3km ,∠ABC =30°,由余弦定理得3=9+x 2-6x·cos30°,解得x =3或x =2 3.5. 一艘船沿正北方向航行,观察到正西方向有两个相距10海里的灯塔,恰好与它在一条直线上,继续航行半小时后,观察一灯塔在船的南偏西60°方向,另一灯塔在船的南偏西75°方向,则这艘船的速度是每小时__10__海里.解析:如图,由题意得∠BAC =60°,∠BAD =75°,所以∠CAD =∠CDA =15°,所以CD =AC =10.在直角三角形ABC 中,∠CAB =60°,所以AB =12AC =5,所以这艘船的速度是每小时50.5=10(海里). 6. 如图,要测量河对岸A ,B 两点之间的距离,现沿河岸选取相距40m 的C ,D 两点,测得∠ACB =60°,∠BCD =45°,∠ADB =60°,∠ADC=30°,则A ,B 两点之间的距离为__206__m.解析:因为∠ADB =60°,∠ADC =30°,所以∠BDC =90°.因为∠BCD =45°,所以△BCD 是等腰直角三角形,所以BD =CD =40.在△ACD 中,∠ACD =∠ACB +∠BCD =105°,∠ADC =30°,所以∠CAD =45°.又sin105°=2+64,所以由正弦定理得CD sin ∠CAD =AD sin ∠ACD ,即4022 =AD 2+64,所以AD =20(3+1).在△ABD 中,由余弦定理得AB 2=AD 2+BD 2-2AD·BDcos60°=2 400,所以AB =20 6 m.7. 货轮在海上从点B 以40海里/时的速度沿方位角为140°的方向航行,为了确定船位,在点B 观测灯塔A 的方位角为110°,航行半小时后到达点C ,观测灯塔A 的方位角为65°,则货轮到达点C 时与灯塔A 的距离是海里.解析:在△ABC 中,BC =40×0.5=20,∠ABC =140°-110°=30°,∠ACB=65°+(180°-140°)=105°,所以∠BAC =45°.由正弦定理得AC =BC ×sin ∠ABC sin ∠BAC =20×1222=102,即货轮到达点C 时与灯塔A 的距离是102海里. 8. 某工程中要将一长为100m ,倾斜角为75°的斜坡,改造成倾斜角为30°的斜坡,并保持坡高不变,则坡底需加长__1002__m.解析:由题意,保持坡高不变,设AC =h ,则AD =AC sin75°,即100=4h 6+2,可得h =25(6+2),DC =ADcos75°=25(6-2).将斜坡改造成倾斜角为30°的斜坡,即BC =AC tan30°=3h =25(32+6),所以坡底需加长BC -CD =25(32+6)-25(6-2)=1002(m).9. 直线AB 外有一点C ,∠ABC =60°,AB =200km ,汽车以80km/h 的速度由点A 向点B行驶,同时摩托车以50km/h 的速度由点B 向点C 行驶,则运动开始__7043__h 后,两车的距离最小. 解析:如图所示,设th 后,汽车由点A 行驶到点D ,摩托车由点B 行驶到点E ,则t ≤2.5,所以AD =80t ,BE =50t.因为AB =200,所以BD =200-80t ,由余弦定理得DE 2=BD 2+BE 2-2BD ×BEcos60°=(200-80t)2+2 500t 2-(200-80t)×50t =12 900t 2-42 000t +40 000.当t =7043时,DE 2最小,故运动开始7043h 后两车的距离最小. 10. 如图,某住宅小区的平面图是圆心角为120°的扇形AOB ,C 是该小区的一个出入口,且小区里有一条平行于AO 的小路CD.已知某人从点O 沿OD 走到点D 用了2min ,从点D 沿DC 走到点C 用了3min.若此人步行的速度为50m/min ,则该扇形的半径为__507__m.解析:设该扇形的半径为rm ,连结OC.由题意得CD =150m ,OD =100m ,∠CDO =60°.在△CDO 中,由余弦定理得OC 2=CD 2+OD 2-2CD·ODcos60°,即1502+1002-2×150×100×12=r 2,解得r =507,即该扇形的半径为507 m.11. 如图,在山脚A 处测得山顶S 的仰角为45°,沿倾斜角为15°的斜坡向上走100m 到达B 处,又测得山顶S 的仰角为75°,图中的AD ,BC 为水平线.(1) 求山高SD ;(2) 求CD 的值.解析:(1) 在△ABS 中,∠SAB =45°-15°=30°,∠ASB =30°,∠ABS=120°,AB =100 m.由正弦定理得SA sin120°=AB sin30°,所以SA =ABsin120°sin30°=1003(m), 所以在Rt △SAD 中,SD =SAsin45°=506(m),故山高SD =50 6 m.(2) 在△SAB 中,由(1)知AB =SB =100m ,在Rt △SBC 中SC =SBsin75°=256+252(m), 所以CD =SD -SC =506-(256+252)=256-252(m).12. 某企业有两个生产车间分别在A 、B 两个位置,A 车间有100名员工,B 车间有400名员工.现要在公路AC 上找一点D ,修一条公路BD ,并在点D 处建一个食堂,使得所有员工均在此食堂用餐.已知A 、B 、C 中任意两点间的距离均为1km ,设∠BDC =α,所有员工从车间到食堂步行的总路程为s. (1) 写出s 关于α的函数表达式,并指出α的取值范围;(2) 问食堂D 建在距离A 车间多远时,可使总路程s 最少?解析:(1) 在△BCD 中,因为BD sin π3=BC sinα=CD sin ⎝⎛⎭⎫2π3-α, 所以BD =32sinα,CD =sin ⎝⎛⎭⎫2π3-αsinα,所以AD =1-sin ⎝⎛⎭⎫2π3-αsinα, 所以s =400·32sinα+100[1-sin ⎝⎛⎭⎫2π3-αsinα]=50-503·cosα-4sinα,其中π3<α<2π3. (2) s′=-503·-sinα·sinα-(cosα-4)cosαsin 2α=503·1-4cosαsin 2α. 令s′=0,得cosα=14.记cosα0=14,α0∈⎝⎛⎭⎫π3,2π3, 则当cosα>14时,s′<0;当cosα<14时,s′>0, 所以s 在区间⎝⎛⎭⎫π3,α0上单调递减,在区间⎝⎛⎭⎫α0,2π3上单调递增, 所以当α=α0,即cosα=14时,s 取得最小值,此时sinα=154, 所以AD =1-sin ⎝⎛⎭⎫2π3-αsinα=1-32cosα+12sinαsinα=12-32×cosαsinα=12-32×14154=12-510. 故当食堂D 建在距离A 车间⎝⎛⎭⎫12-510 km 时,可使总路程s 最少. 13. 如图,P 为某湖中观光岛屿,AB 是沿湖岸南北方向的道路,Q 为停车场,PQ =265km ,某旅游团游览完岛屿后,乘游船回停车场Q ,已知游船以13km/h 的速度沿方位角θ的方向行驶,sinθ=513.游船离开观光岛屿3min 后,因事耽搁没有来得及登上游船的游客甲为了及时赶到停车场Q 与旅游团会合,立即决定租用小船先到达湖岸南北大道M 处,然后乘出租车到停车场Q 处(设游客甲到达湖岸南北大道后立即乘到出租车).假设游客甲乘小船行驶的方位角是α,出租车的速度为66km/h. (1) 设sinα=45,问当小船的速度为多少时,游客甲才能和游船同时到达点Q? (2) 设小船的速度为10km/h ,请你替该游客设计小船行驶的方位角α,当角α的余弦值是多少时,游客甲能按计划以最短的时间到达点Q?解析:(1) 如图,过点P 作PN ⊥AB ,N 为垂足.因为sinθ=513,sinα=45,所以cosθ=1213,cosα=35,tanα=43. 在Rt △PNQ 中,PN =PQsinθ=265×513=2(km), QN =PQcosθ=265×1213=4.8(km). 在Rt △PNM 中,MN =PN tanα=243=1.5(km),PM =PN sinα=245=2.5(km), MQ =QN -MN =3.3(km).设游船从点P 到点Q 所用的时间为t 1h ,游客甲从点P 经点M 到点Q 所用的时间为t 2h ,小船的速度为v 1km/h ,则t 1=PQ 13=26513=25(h),t 2=PM v 1+MQ 66=2.5v 1+3.366=52v 1+120(h).由已知得t 2+120=t 1,即52v 1+120+120=25,所以v 1=253, 所以当小船的速度为253 km/h 时,游客甲才能和游船同时到达点Q. (2) 在Rt △PMN 中,PM =PN sinα=2sinα(km),MN =PN tanα=2cosαsinα(km), 所以QM =QN -MN =4.8-2cosαsinα(km). 设游客甲所用时间为t ,则t =PM 10+QM 66=15sinα+455-cosα33sinα=1165×33-5cosαsinα+455, 所以t′=1165×5sin 2α-(33-5cosα)cosαsin 2α=5-33cosα165sin 2α. 令t′=0,得cosα=533. 当cosα<533时,t′>0; 当cosα>533时,t′<0. 因为y =cosα在α∈⎝⎛⎭⎫0,π2上单调递减, 所以当方位角α满足cosα=533时,t 最小,即游客甲能按计划以最短的时间到达点Q.。