最新510解斜三角形应用举例(一)汇总
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§5-10-1解斜三角形的应用目的:要求学生利用数学建模思想,结合正弦定理、余弦定理和解任意三角形的知识解决实践中的有关问题。
例1、自动卸货汽车的车厢采用液压机构,设计时需要计算油泵顶杆BC 的长度,已知车厢的最大仰角为60o ,油泵顶点B 与车箱支点A 之间的距离为1.95米,AB 与水平线之间的夹角为6︒20’,AC 长为1.40米,计算BC 的长. 注意:引导学生分析题意,分清已知与所求,会将实际问题转化为解三角形问题. 分析:这个问题在△ABC 中,已知AB=1.95m ,AC=1.40m ,∠CAB=60o +6o 20`=66o 20`,求BC 的长.即解斜三角形中,已知两边和夹角,求其它的问题,故需使用余弦定理.解:由余弦定理,得:BC 2=AB 2+AC 2-2AB·ACcosA= 1.952+1.402-2×1.95×1.40×cos66o 20`=3.571∴BC≈1.89m答:顶杆BC 的长约为1.89米.例1`、[变题] 假定自动卸货汽车装有一车货物,货物与车箱的底部的滑动摩擦系数为0.3,油泵顶点B 与车箱支点A 之间的距离为1.95米,AB 与水平线之间的夹角为6︒20’,AC 长为1.40米,求货物开始下滑时BC 的长。
解:设车箱倾斜角为θ,货物重量为mg , θμμcos mg N f == 当θθμsin cosmg mg ≤即θμtan ≤时货物下滑 ∴ θμtan =,∴ θtan 3.0=,∴'42163.0arctan ==θ,∴ ∠BAC='0223'206'4216 =+在△ABC 中: BAC cos AC AB 2AC AB BC 222∠⋅-+= 787.10'0223cos 40.195.1240.195.122=⨯⨯⨯-+=∴ 28.3BC =AB C θA B C θ例2、如图是曲柄连杆机构的示意图,当曲柄CB 绕C 点旋转时,连杆AB 的传递,活塞作直线往复运动.当曲柄在CB o 位置时,曲柄和连杆成一条直线,连杆的端点A 在A o 处.设连杆AB 长为340mm ,曲柄CB 长为85mm ,曲柄自CB o 按顺时针方向旋转80o ,求活塞移动的距离(即连杆的端点A 移动的距离A o A)(精确到1mm)分析:因为A o A=A o C-AC ,又知A o C=AB+BC=340+85=425mm ,所以只要求出AC的长,问题就解决了.在△ABC 中,已知两边和其中一边的对角,可有正弦定理求出(也可由余弦定理求)解法1、在△ABC 中,由正弦定理可得: 2462.034080sin BC A sin o =⋅= ∵ BC<AB ∴ A 为锐角,可得:A=14o 15`∴ B=180o -(A+C)=85o 45` 由正弦定理得:m m 3.3449848.0`1585sin 340C sin B sin AB AC o =⨯=⋅= ∴ A o A=A o C-AC=(AB+BC)-AC=(340+85)-344.3=80.7≈81mm解法2、△ABC 中,由余弦定理得:AB 2=AC 2+BC 2-2AC·BC·cosC∴ 3402=AC 2+852-2AC·85·cos80o解得:AC=344.3mm∴ A o A=A o C-AC=(AB+BC)-AC=(340+85)-344.3=80.7≈81mm答:活塞移动的距离约为81m m .例3、某人在塔的正东方向沿南偏西60o 的方向前进40米以后,望见塔在东北方向,若沿途测得它的最大仰角为30o ,求塔高.分析:欲使仰角最大,则需离塔最近,作TC ⊥AB ,则在C 处看塔仰角最大,只需求出TC 长即可,然后在Rt △DTC 中解出DT 的长A o CB oA B解:由题意知:∠A=30o ,∠ATB=135o ,由正弦定理得:TAB sin TB ATB sin AB ∠=∠,即:o o 30sin TB 135sin 40=,解得TB=220 ∴ TC=TB×sin15o =220×)232(5426-=- 在Rt △DTC 中,∠C=30o ,∴ TD=TCtan30o =)33(310-(米) 答:塔高)33(310-米. 例4、我方缉私艇观察到走私船在它的北偏东60o 的方向,且相距50海里,此时走私船向北逃窜,我方船速食走私船的3倍,则我方应采取什么方向前进才能追上走私船?此时走私船行驶了多少海里?解:设∠CAB =θ,且走私船行驶BC=x 海里,则我方缉私艇行驶AC=3x 海里,且∠ABC=120o 由正弦定理,可得:ABC sin AC sin BC ∠=θ ∴ o 120sin x 3sin x =θ,解得:θ=30o ∴ 我方应沿北偏东30o 方向行驶又∵ θ=C=30o∴ BC=AB=50,故此时走私船行驶了50海里.例5、如图,河对岸有两目标A 、B ,在岸边去相距3千米的C 、D 两点,并测得∠ACB=75∠BCD=45∠ADC=30∠ADB=45,求目标AB 之间的距离.解:△ACD 中,AC=CD=3△BDC 中,(正)BC=226+ △ABC 中,(余)AB=5AB C练、我舰在敌岛A 南50︒西相距12 nmile 的B 处,发现敌舰正由岛沿北10︒西的方向以10nmile/h 的速度航行,问:我舰需要以多大速度,沿什么方向航行才能用功小时追上敌舰?解:在△ABC 中:AB=12 AC=10×2=20 ∠BAC=40︒+80︒=120︒BAC AC AB AC AB BC ∠⋅-+=cos 2222784)21(20122201222=-⨯⨯⨯-+= BC=28 即追击速度为14mile/h又:∵△ABC 中,由正弦定理:ABC B AC sin sin = ∴1435sin sin ==BC A AC B ∴1435arcsin =B ∴我舰航行方向为北)1435arcsin 50(- 东。
1.2应用举例(1)教材分析本节内容是数学5 第一章解三角形的第二部分,是在学习了第一部分正弦、余弦定理知识的基础上,对正弦、余弦定理的进一步应用,要求学生熟练掌握正弦、余弦定理和三角公式.此外,本节又是解三角形应用举例的起始课,对后续内容的学习起着重要作用.本课题的重点是正弦、余弦定理和三角公式的应用,难点是根据题意建立数学模型,画出示意图,以及如何发现解题思路.通过本节课的学习,可以很好地培养学生分析问题和解决问题的能力,要求学生有意识地运用正弦、余弦定理和三角公式,在解决问题的过程中,将实际问题转化为数学问题,体现解决应用问题的一般思路与方法.课时分配本节内容用1课时的时间完成,主要讲解正弦、余弦定理和三角公式解决距离的测量问题.教学目标重点: 由实际问题中抽象出一个或几个三角形,然后逐个解决三角形,得到实际问题的解.难点:根据题意建立数学模型,画出示意图.知识点:正弦、余弦定理和三角公式.能力点:如何由实际问题中抽象出一个或几个三角形,然后逐个解决三角形,得到实际问题的解.教育点:经历将实际问题转化为数学问题的过程,体会成功的喜悦,激发学生的学习乐趣.自主探究点:如何运用正弦、余弦定理解决实际问题.考试点:用正弦、余弦定理解决距离的测量问题.易错易混点:在解决问题的过程中正弦、余弦定理的选择问题.拓展点:解决应用问题的一般步骤.教具准备多媒体课件和三角板课堂模式学案导学一、引入新课1、复习旧知复习提问什么是正弦定理、余弦定理以及它们可以解决哪些类型的三角形?【设计意图】温故知新,为新课的学习打下知识基础。
2、设置情境请学生回答完后再提问:前面引言第一章“解三角形”中,我们遇到这么一个问题,“遥不可及的月亮离我们地球究竟有多远呢?”在古代,天文学家没有先进的仪器就已经估算出了两者的距离,是什么神奇的方法探索到这个奥秘的呢?我们知道,对于未知的距离、高度等,存在着许多可供选择的测量方案,比如可以应用全等三角形、相似三角形的方法,或借助解直角三角形等等不同的方法,但由于在实际测量问题的真实背景下,某些方法会不能实施。
510解斜三角形应用举例(一)课题:解斜三角形应用举例(一)教学目标:1.会在各种应用问题中,抽象或构造出三角形,标出已知量、未知量,确定解三角形的方法;2.搞清利用解斜三角形可解决的各类应用问题的基本图形和基本等量关系;3.理解各种应用问题中的有关名词、术语,如:坡度、俯角、仰角、方向角、方位角等;4.通过解三角形的应用的学习,提高解决实际问题的能力.教学重点:实际问题向数学问题的转化及解斜三角形的方法.教学难点:实际问题向数学问题转化思路的确定.授课类型:新授课课时安排:1课时教具:多媒体、实物投影仪教学方法:启发式在教学中引导学生分析题意,分清已知与所求,根据题意画出示意图,并启发学生在解三角形时正确选用正、余弦定理.教学过程:一、复习引入:1.正弦定理:«Skip Record If...»2.余弦定理:«Skip Record If...»«Skip Record If...»«Skip Record If...»«Skip Record If...»«Skip Record If...»«Skip Record If...»«Skip Record If...»,«Skip Record If...»«Skip Record If...»3.解三角形的知识在测量、航海、几何、物理学等方面都有非常广泛的应用,如果我们抽去每个应用题中与生产生活实际所联系的外壳,就暴露出解三角形问题的本质,这就要提高分析问题和解决问题的能力及化实际问题为抽象的数学问题的能力.下面,我们将举例来说明解斜三角形在实际中的一些应用.二、讲解范例:仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢2例1 自动卸货汽车的车箱采用液压结构,设计时需要计算油泵顶杆BC的长度.已知车箱的最大仰角为60°,油泵顶点B与车箱支点A之间的距离为1.95m,AB与水平线之间的夹角为6°20′,AC长为1.40m,计算BC的长(保留三个有效数字).分析:求油泵顶杆BC的长度也就是在△ABC 内,求边长BC的问题,而根据已知条件,AC=1.40m,AB=1.95 m,∠BAC=60°+6°20′=66°20′.相当于已知△ABC的两边和它们的夹角,所以求解BC可根据余弦定理.解:由余弦定理,得BC2=AB2+AC2-2AB·AC cos A=1.952+1.402-2×1.95×1.40×cos66°20′=3.571∴BC≈1.89 (m)答:油泵顶杆B C约长1.89 m.评述:此题虽为解三角形问题的简单应用,但关键是把未知边所处的三角形找到,在转换过程中应注意“仰角”这一概念的意义,并排除题目中非数学因素的干扰,将数量关系从题目准确地提炼出来.例2某渔船在航行中不幸遇险,发出求救信号,我海军舰艇在A处获悉后,立即测出该渔船在方位角为45°、距离A为10海里的C处,并测得渔船正沿方位角为105°的方向,以9海里/h的速度向某小岛B靠拢,我海军舰艇立即以21海里/h的速度前去营救,试问舰艇应按照怎样的航向前进?并求出靠近渔船所用的时间.分析:设舰艇从A处靠近渔船所用的时间为xh,则利用余弦定理建立方程来解决较好,因为如图中的∠1,∠2可以求出,而AC已知,BC、AB均可用x表示,故可看成是一个已知两边夹角求第三边问题.解:设舰艇从A处靠近渔船所用的时间为xh,则AB=21x海里,BC=9x海里,AC=10 海里,∠ACB=∠1+∠2=45°+(180°-105°)=120°,根据余弦定理,可得AB2=AC2+BC2-2AC·BC·cos120°得(21x)2=102+(9x)2-2×10×9xcos120°,即36x2-9x2×10=0解得x1=«Skip Record If...»,x2=-«SkipRecord If...» (舍去)∴AB=21x=14,BC=9x=6仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢3再由余弦定理可得cos∠BAC=«Skip Record If...»∴∠BAC=21°47′,45°+21°47′=66°47′.所以舰艇方位角为66°47′,«Skip Record If...»小时即40分钟.答:舰艇应以66°47′的方位角方向航行,靠近渔船则需要40分钟.评述:解好本题需明确“方位角”这一概念,方位角是指由正北方向顺时针旋转到目标方向线的水平角,其范围是(0°,360°).在利用余弦定理建立方程求出x后,所求舰艇方位角就转化为一个已知三边求角的问题,故仍然利余弦定理.例3用同样高度的两个测角仪AB和CD同时望见气球E在它们的正西方向的上空,分别测得气球的仰角是α和β,已知B、D间的距离为a,测角仪的高度是b,求气球的高度.分析:在Rt△EGA中求解EG,只有角α一个条件,需要再有一边长被确定,而△EAC中有较多已知条件,故可在△EAC中考虑EA边长的求解,而在△EAC中有角β,∠EAC=180°-α两角与BD=a一边,故可以利用正弦定理求解EA.解:在△ACE中,AC=BD=a,∠ACE=β,∠AEC=α-β,根据正弦定理,得AE=«Skip Record If...»在Rt△AEG中,EG=AE sinα=«Skip Record If...»∴EF=EG+b=«Skip Record If...»+b,答:气球的高度是«Skip Record If...»+b.评述:此题也可以通过解两个直角三角形来解决,思路如下:设EG=x,在Rt△EGA中,利用cotα表示AG;在Rt△EGC中,利用cotβ表示CG,而CG-AG=CA=BD=a,故可以求出EG,又GF=CD=b,故EF高度可求.例4如图所示,已知半圆的直径AB=2,点C在AB的延长线上,BC=1,点P 为半圆上的一个动点,以DC为边作等边△PCD,且点D与圆心O分别在PC的两侧,求四边形OPDC面积的最大值.分析:要求四边形OPDC面积的最大值,这首先需要建立一个面积函数,问题是选谁作为自变量,注意到动点P在半圆上运动与∠POB大小变化之间的联系,自然引入∠POB=θ作为自变量建立函数关系.四边形OPDC可以分成△OPC 与等边△PDC,S△OPC可用«Skip Record 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢4If...»·OP·OC·sinθ表示,而等边△PDC的面积关键在于边长求解,而边长PC可以在△POC中利用余弦定理表示,至于面积最值的获得,则通过三角函数知识解决.解:设∠POB=θ,四边形面积为y,则在△POC中,由余弦定理得:PC2=OP2+OC2-2OP·OC cosθ=5-4cosθ∴y=S△OPC+S△PCD=«Skip Record If...»+«Skip Record If...»(5-4cosθ)=2sin(θ-«Skip Record If...»)+«Skip Record If...»∴当θ-«Skip Record If...»=«Skip Record If...»即θ=«Skip Record If...»时,ymax=2+«Skip Record If...».评述:本题中余弦定理为表示△PCD的面积,从而为表示四边形OPDC面积提供了可能,可见正、余弦定理不仅是解三角形的依据,一般地也是分析几何量之间关系的重要公式,要认识到这两个定理的重要性.另外,在求三角函数最值时,涉及到两角和正弦公式sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ的构造及逆用,应要求学生予以重视.三、课堂练习:1.如图,在海岸A处发现北偏东45°方向,距A处(«Skip Record If...»-1)海里的B处有一艘走私船.在A处北偏西75°方向,距A 处2海里的C处的我方缉私船,奉命以10«Skip Record If...»海里/时的速度追截走私船,此时走私船正以10海里/时的速度,从B处向北偏东30°方向逃窜.问:辑私船沿什么方向行驶才能最快截获走私船?并求出所需时间.解:设辑私船应沿CD方向行驶t小时,才能最快截获(在D点)走私船,则CD=10«Skip Record If...»t海里,BD=10t海里.∵BC2=AB2+AC2-2AB·AC·cos A=(«Skip Record If...»-1)2+22-2(«Skip Record If...»-1)·2cos120°=6, ∴BC=«Skip Record If...»«Skip Record If...»∴∠ABC=45°,∴B点在C点的正东方向上,∴∠CBD=90°+30°=120°«Skip Record If...»∴∠BCD=30°,∴∠DCE =90°-30°=60°由∠CBD=120°,∠BCD=30°得∠D=30°仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢5∴BD=BC,即10t=«Skip Record If...»∴t=«Skip Record If...» (小时)≈15(分钟)答:辑私船沿北偏东60°的方向行驶,才能最快截获走私船,需时约15分钟.四、小结通过本节学习,要求大家在了解解斜三角形知识在实际中的应用的同时,掌握由实际问题向数学问题的转化,并提高解三角形问题及实际应用题的能力.五、课后作业:六、板书设计(略)七、课后记:仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢6。