（江苏专用）2020版高考数学复习第四章三角函数、解三角形4.7解三角形的实际应用教案.docx

4.7解三角形的实际应用考情考向分析以利用正弦定理、余弦定理测量距离、高度、角度等实际问题为主，常与三角恒等变换、三角函数的性质结合考查，加强数学知识的应用性题型主要为填空题或解答题，中档难度测量中的有关几个术语术语名称术语意义图形表示仰角与俯角在目标视线与水平视线所成的角中，目标视线在水平视线上方的叫做仰角，目标视线在水平视线下方的叫做俯角方位角从某点的指北方向线起按顺时针方向到目标方向线之间的夹角叫做方位角方位角的范围是0360方向角正北或正南方向线与目标方向线所成的锐角，通常表达为北(南)偏东(西)例：(1)北偏东：(2)南偏西：坡角与坡比坡面与水平面所成二面角的度数叫坡度；坡面的垂直高度与水平长度之比叫坡比概念方法微思考在实际测量问题中有哪几种常见类型，解决这些问题的基本思想是什么？提示实际测量中有高度、距离、角度等问题，基本思想是根据已知条件，构造三角形(建模)，利用正弦定理、余弦定理解决问题题组一思考辨析1判断下列结论是否正确(请在括号中打“”或“”)(1)从A处望B处的仰角为，从B处望A处的俯角为，则，的关系为180.()(2)俯角是铅垂线与视线所成的角，其范围为.()(3)方位角与方向角其实质是一样的，均是确定观察点与目标点之间的位置关系()(4)方位角大小的范围是0,2)，方向角大小的范围一般是.()题组二教材改编2.P18例1如图所示，设A，B两点在河的两岸，一测量者在A所在的同侧河岸边选定一点C，测出A，C的距离为50m，ACB45，CAB105后，就可以计算出A，B两点的距离为_m.答案50解析由正弦定理得，又B30，AB50(m)3P21T3如图，在山脚A测得山顶P的仰角为30，沿倾斜角为15的斜坡向上走a米到B，在B处测得山顶P的仰角为60，则山高h_米答案a解析由题图可得PAQ30，BAQ15，在PAB中，PAB15，又PBC60，BPA30，在PAB中，PBa，PQPCCQPBsinasinasin60asin15a.题组三易错自纠4要测量底部不能到达的电视塔AB的高度，在C点测得塔顶A的仰角是45，在D点测得塔顶A的仰角30，并测得水平面上的BCD120，CD40m，则电视塔的高度为_m.答案40解析设电视塔的高度为x m，则BCx，BDx.在BCD中，由余弦定理得BD2BC2CD22BCCDcosBCD,3x2x2402240xcos 120，即x220x8000，解得x20(舍去)或x40.故电视塔的高度为40 m.5在某次测量中，在A处测得同一半平面方向的B点的仰角是60，C点的俯角是70，则BAC_.答案130解析6070130.6海上有A，B，C三个小岛，A，B相距5海里，从A岛望C和B成45视角，从B岛望C和A成75视角，则B，C两岛间的距离是_海里答案5解析由题意可知ACB60，由正弦定理得，即，得BC5.题型一测量距离问题1江岸边有一炮台高30m，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.答案10解析如图，OMAOtan4530(m)，ONAOtan303010(m)，在MON中，由余弦定理得MN10 (m)2.如图，A，B两点在河的同侧，且A，B两点均不可到达，要测出A，B的距离，测量者可以在河岸边选定两点C，D，若测得CDkm，ADBCDB30，ACD60，ACB45，则A，B两点间的距离为_km.答案解析ADCADBCDB60，ACD60，DAC60，ACDC km.在BCD中，DBC45，由正弦定理，得BCsinBDCsin 30(km)在ABC中，由余弦定理，得AB2AC2BC22ACBCcos 452.AB km.A，B两点间的距离为 km.3如图，为了测量两座山峰上P，Q两点之间的距离，选择山坡上一段长度为300m且和P，Q两点在同一平面内的路段AB的两个端点作为观测点，现测得PAB90，PAQPBAPBQ60，则P，Q两点间的距离为_m.答案900解析由已知，得QABPABPAQ30.又PBAPBQ60，AQB30，ABBQ.又PB为公共边，PABPQB，PQPA.在RtPAB中，APABtan 60900，故PQ900，P，Q两点间的距离为900 m.思维升华求距离问题的两个策略(1)选定或确定要创建的三角形，首先确定所求量所在的三角形，若其他量已知则直接求解；若有未知量，则把未知量放在另一确定三角形中求解(2)确定用正弦定理还是余弦定理，如果都可用，就选择更便于计算的定理题型二测量高度问题例1(2018海安测试)如图，已知AB是一幢6层的写字楼，每层高均为3m，在AB正前方36m处有一建筑物CD，从楼顶A处测得建筑物CD的张角为45.(1)求建筑物CD的高度；(2)一摄影爱好者欲在写字楼AB的某层拍摄建筑物CD.已知从摄影位置看景物所成张角最大时，拍摄效果最佳问：该摄影爱好者在第几层拍摄可取得最佳效果(不计人的高度)?解(1)如图，作AECD于点E，则AEBD.所以DEAB18，AEBD36.因为tanDAE，所以tanCAEtan(45DAE).所以CE36tanCAE12.答建筑物CD的高度为30米(2)设在第n层M处拍摄效果最佳，则摄影高度为3(n1)米(如图)(1n6，nN)作MNCD于N，则DN3(n1)，CN303(n1)333n.tanCMN，tanDMN，tanCMDtan(CMNDMN)(当n6时取等号)因为函数ytanx在上是单调增函数，所以当n6时，张角CMD最大，拍摄效果最佳答该人在第6层拍摄时效果最好思维升华 (1)高度也是两点之间的距离，其解法同测量水平面上两点间距离的方法是类似的，基本思想是把要求的高度(某线段的长度)纳入到一个可解的三角形中(2)在实际问题中，可能会遇到空间与平面(地面)同时研究的问题，这时最好画两个图形，一个空间图形，一个平面图形，这样处理起来既清楚又不容易搞错跟踪训练1如图所示，在山顶铁塔上B处测得地面上一点A的俯角为，在塔底C处测得A处的俯角为.已知铁塔BC部分的高为h，则山高CD_.答案解析由已知得BCA90，ABC90，BAC，CAD.在ABC中，由正弦定理得，即，AC.在RtACD中，CDACsinCADACsin.故山高CD为.题型三角度问题例2如图所示，一艘巡逻船由南向北行驶，在A处测得山顶P在北偏东15(BAC15)的方向，匀速向北航行20分钟后到达B处，测得山顶P位于北偏东60的方向，此时测得山顶P的仰角为60，已知山高为2千米(1)船的航行速度是每小时多少千米？(2)若该船继续航行10分钟到达D处，问此时山顶位于D处南偏东多少度的方向？解(1)在BCP中，由tanPBC，得BC2，在ABC中，由正弦定理得，即，所以AB2(1)，故船的航行速度是每小时6(1)千米(2)在BCD中，BD1，BC2，CBD60，则由余弦定理得CD，在BCD中，由正弦定理得，即，所以sinCDB，所以，山顶位于D处南偏东45的方向思维升华解决测量角度问题的注意事项(1)首先应明确方位角和方向角的含义(2)分析题意，分清已知与所求，再根据题意画出正确的示意图，这是最关键、最重要的一步(3)将实际问题转化为可用数学方法解决的问题后，注意正弦、余弦定理的“联袂”使用跟踪训练2如图所示，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的方向上，灯塔B在观察站C的南偏东60的方向上，则灯塔A在灯塔B的_的方向上答案北偏西10解析由已知得ACB180406080，又ACBC，AABC50，605010，灯塔A位于灯塔B的北偏西10的方向上1已知A，B两地间的距离为10km，B，C两地间的距离为20km，现测得ABC120，则A，C两地间的距离为_km.答案10解析如图所示，由余弦定理可得AC2AB2BC22ABBCcosB10040021020cos120700，AC10.2在直径为30m的圆形广场中央上空，设置一个照明光源，光源射向地面的光呈圆锥体，且其轴截面的顶角为120，若要求光源恰好照亮整个广场，则光源的高度为_m.答案5解析轴截面如图所示，则光源高度h5(m)3某人在C处测得A地和B地距离C地分别为20米和30米，且测得张角ACB120，则A，B两地的距离为_米答案10解析由余弦定理得AB10(米)4.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看建筑物CD的张角为_答案45解析依题意可得AD20，AC30，又CD50，所以在ACD中，由余弦定理得cosCAD，又0CAD180，所以CAD45，所以从顶端A看建筑物CD的张角为45.5.如图所示，测量河对岸的塔高AB时可以选与塔底B在同一水平面内的两个测点C与D，测得BCD15，BDC30，CD30，并在点C测得塔顶A的仰角为60，则塔高AB_.答案15解析在BCD中，CBD1801530135.由正弦定理得，所以BC15.在RtABC中，ABBCtanACB1515.6如图，从气球A上测得正前方的河流的两岸B，C的俯角分别为75，30，此时气球的高是60m，则河流的宽度BC_m.答案120(1)解析如图，ACD30，ABD75，AD60m，在RtACD中，CD60(m)，tan75tan(4530)2，在RtABD中，BD60(2)m，BCCDBD6060(2)120(1)m.7.如图，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_m.答案100解析设坡底需加长xm，由正弦定理得，解得x100.8.如图所示，位于A处的信息中心获悉：在其正东方向相距40海里的B处有一艘渔船遇险，在原地等待营救信息中心立即把消息告知在其南偏西30、相距20海里的C处的乙船，现乙船朝北偏东的方向沿直线CB前往B处救援，则cos_.答案解析在ABC中，AB40，AC20，BAC120，由余弦定理得BC2AB2AC22ABACcos1202800，得BC20.由正弦定理，得，即sinACBsinBAC.由BAC120，知ACB为锐角，则cosACB.由ACB30，得coscos(ACB30)cosACBcos30sinACBsin30.9一船向正北航行，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_海里答案10解析如图所示，依题意有BAC60，BAD75，所以CADCDA15，从而CDCA10，在RtABC中，得AB5，于是这艘船的速度是10(海里/时)10.如图，某住宅小区的平面图呈圆心角为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O沿OD走到D用了2分钟，从D沿DC走到C用了3分钟若此人步行的速度为每分钟50米，则该扇形的半径为_米答案50解析如图，连结OC，在OCD中，OD100，CD150，CDO60.由余弦定理得OC2100215022100150cos6017500，解得OC50.11.如图所示，在一个坡度一定的山坡AC的顶上有一高度为25m的建筑物CD，为了测量该山坡相对于水平地面的坡角，在山坡的A处测得DAC15，沿山坡前进50m到达B处，又测得DBC45，根据以上数据可得cos_.答案1解析由DAC15，DBC45，可得DBA135，ADB30.在ABD中，根据正弦定理可得，即，所以BD100sin 15100sin(4530)25()在BCD中，由正弦定理得，即，解得sinBCD1.所以cos cos(BCD90)sinBCD1.12.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处出发沿北偏东的方向追赶渔船乙，刚好用2小时追上(1)求渔船甲的速度；(2)求sin的值解(1)依题意知，BAC120，AB12，AC10220，BCA.在ABC中，由余弦定理，得BC2AB2AC22ABACcosBAC12220221220cos120784，解得BC28.所以渔船甲的速度为14(海里/时)(2)在ABC中，因为AB12，BAC120，BC28，BCA，由正弦定理，得，即sin.13.如图，在水平地面上有两座直立的相距60m的铁塔AA1和BB1.已知从塔AA1的底部看塔BB1顶部的仰角是从塔BB1的底部看塔AA1顶部的仰角的2倍，从两塔底部连线中点C分别看两塔顶部的仰角互为余角，则从塔BB1的底部看塔AA1顶部的仰角的正切值为_；塔BB1的高为_m.答案45解析设从塔BB1的底部看塔AA1顶部的仰角为，则AA160tan，BB160tan2.从两塔底部连线中点C分别看两塔顶部的仰角互为余角，A1ACCBB1，AA1BB1900，3600tantan2900，tan，tan2，则BB160tan245.14.如图，据气象部门预报，在距离某码头南偏东45方向600km处的热带风暴中心正以20km/h的速度向正北方向移动，距风暴中心450km以内的地区都将受到影响，则该码头将受到热带风暴影响的时间为_h.答案15解析记现在热带风暴中心的位置为点A，t小时后热带风暴中心到达B点位置，在OAB中，OA600，AB20t，OAB45，根据余弦定理得OB26002400t2260020t，令OB24502，即4t2120t15750，解得t，所以该码头将受到热带风暴影响的时间为15(h)15某舰艇在A处测得一艘遇险渔船在其北偏东40的方向距离A处10海里的C处，此时得知，该渔船正沿南偏东80的方向以每小时9海里的速度向一小岛靠近，若舰艇的时速为21海里，则舰艇追上渔船的最短时间是_小时答案解析如图所示，设舰艇追上渔船的最短时间是t小时，经过t小时渔船到达B处，则舰艇也在此时到达B处在ABC中，ACB408