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- 2021-07-01 发布
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2.3 解三角形的实际应用举例
[A 基础达标]
1.如图,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AC的距离为50 m,∠ACB=45°,∠CAB=105°后,就可以计算出A、B两点间的距离为( )
A.50 m B.50 m
C.25 m D. m
解析:选A.由正弦定理得=.又∠CBA=180°-45°-105°=30°,故AB===50 (m).
2.如图,测量河对岸的塔的高度AB时,可以选与塔底B在同一水平面内的两个观测点C与D,测得∠BCD=15°,∠BDC=30°,CD=30米,并在C测得塔顶A的仰角为60°,则塔AB的高度为( )
A.15米 B.15米
C.15(+1)米 D.15米
解析:选D.在△BCD中,由正弦定理得BC==15(米).在Rt△ABC中,AB=BCtan 60°=15(米).故选D.
3.某舰艇在A处测得遇险渔船在北偏东45°方向且距离为10海里的C处,此时得知,该渔船沿北偏东105°方向,以每小时9海里的速度向一小岛靠近,舰艇时速为21海里,则舰艇与渔船相遇的最短时间为( )
A.20分钟 B.40分钟
C.60分钟 D.80分钟
解析:选B.如图,设它们在D处相遇,用时为t小时,则AD=21t,CD=9t,∠ACD=120°,由余弦定理,得cos 120°=,解得t=(负值舍去),小时=40分种,即舰艇与渔船相遇的最短时间为40分钟.
6
4.渡轮以15 km/h的速度沿与水流方向成120°角的方向行驶,水流速度为4 km/h,则渡轮实际航行的速度约为(精确到0.1 km/h)( )
A.14.5 km/h B.15.6 km/h
C.13.5 km/h D.11.3 km/h
解析:选C.由物理学知识,
画出示意图,AB=15,
AD=4,∠BAD=120°.
在▱ABCD中,D=60°,
在△ADC中,由余弦定理得
AC=
==
≈13.5.
5.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°,灯塔B在观察站C的南偏东60°,则灯塔A在灯塔B的( )
A.北偏东40° B.北偏西10°
C.南偏东10° D.南偏西10°
解析:选B.如图所示,∠ECA=40°,∠FCB=60°,∠ACB=180°-40°-60°=80°,因为AC=BC,所以∠A=∠ABC==50°,所以∠ABG=180°-∠CBH-∠CBA=180°-120°-50°=10°.故选B.
6.如图所示为一角槽,已知AB⊥AD,AB⊥BE,并测量得AC=3 mm,BC=2 mm,AB= mm,则∠ACB=________.
解析:在△ABC中,由余弦定理得
6
cos∠ACB==-.
因为∠ACB∈(0,π),所以∠ACB=.
答案:
7.一个大型喷水池的中央有一个强力喷水柱,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__________ m.
解析:设水柱的高度是h m,水柱底端为C,则在△ABC中,A=60°,AC=h,AB=100,BC= h,根据余弦定理,得(h)2=h2+1002-2·h·100·cos 60°,即h2+50h-5 000=0,即(h-50)(h+100)=0,解得h=50,故水柱的高度是50 m.
答案:50
8.一蜘蛛沿东北方向爬行x cm捕捉到一只小虫,然后向右转105°,爬行10 cm捕捉到另一只小虫,这时它向右转135°爬行回它的出发点,那么x=________.
解析:如图所示,设蜘蛛原来在O点,先爬行到A点,再爬行到B点,易知在△AOB中,AB=10 cm,∠OAB=75°,∠ABO=45°,
则∠AOB=60°,由正弦定理知:
x===.
答案:
9.如图,某军舰艇位于岛屿A的正西方C处,且与岛屿A相距120海里.经过侦察发现,国际海盗船以100海里/小时的速度从岛屿A出发沿北偏东30°方向逃窜,同时,该军舰艇从C处出发沿北偏东90°-α的方向匀速追赶国际海盗船,恰好用2小时追上.
(1)求该军舰艇的速度.
(2)求sin α的值.
解:(1)依题意知,∠CAB=120°,AB=100×2=200,
6
AC=120,∠ACB=α,
在△ABC中, 由余弦定理,得
BC2=AB2+AC2-2AB·ACcos∠CAB
=2002+1202-2×200×120cos 120°
=78 400,解得BC=280.
所以该军舰艇的速度为=140海里/小时.
(2)在△ABC中,由正弦定理,
得=,即
sin α===.
10.如图,一人在C地看到建筑物A在正北方向,另一建筑物B在北偏西45°方向,此人向北偏西75°方向前进 km到达D处,看到A在他的北偏东45°方向,B在北偏东75°方向,试求这两座建筑物之间的距离.
解:依题意得,CD= km,∠ADB=∠BCD=30°=∠BDC,∠DBC=120°,∠ADC=60°,
∠DAC=45°.在△BDC中,
由正弦定理得
BC===(km).
在△ADC中,由正弦定理得
AC==
=3(km).
在△ABC中,由余弦定理得
AB2=AC2+BC2-2AC·BC·cos∠ACB
=(3)2+()2-2×3×cos 45°=25.
所以AB=5(km),
即这两座建筑物之间的距离为5 km.
[B 能力提升]
11.如图,某山上原有一条笔直的山路BC,现在又新架设了一条索道AC,小李在山脚B处看索道AC,发现张角∠ABC=120°,从B处攀登400米后到达D处,再看索道AC,发现张角∠ADC=150°,从D处再攀登800米方到达C处,则索道AC的长为______米.
6
解析:在△ABD中,BD=400,∠ABD=120°,
因为∠ADB=180°-∠ADC=30°,所以∠DAB=30°,所以AB=BD=400,AD=
=400.在△ADC中,DC=800,∠ADC=150°,AC2=AD2+DC2-2AD·DC·cos∠ADC=(400)2+8002-2×400×800×cos 150°=4002×13,所以AC=400,故索道AC的长为400米.
答案:400
12.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 m至S点,又测得山顶仰角∠DSB=75°,则山高BC为______m.
解析:如图,∠SAB=45°-30°=15°,
又∠SBD=15°,
所以∠ABS=30°.
AS=1 000,由正弦定理知=,所以BS=2 000sin 15°.
所以BD=BS·sin 75°
=2 000sin 15°·cos 15°=1 000sin 30°=500,
且DC=ST=1 000sin 30°=500,
从而BC=DC+DB=1 000 m.
答案:1 000
13.某气象仪器研究所按以下方案测试一种“弹射型”气象观测仪器的垂直弹射高度,如图,在C处进行该仪器的垂直弹射,观测点A,B两地相距100 m,∠BAC=60°,在A地听到弹射声音的时间比B地晚 s.A地测得该仪器在C处时的俯角为15°,A地测得该仪器在最高点H时的仰角为30°,求该仪器的垂直弹射高度CH.(声音在空气中的传播速度为340 m/s)
解:由题意,设AC=x m,
则BC=x-×340=x-40 (m).
在△ABC中,由余弦定理得
BC2=BA2+CA2-2BA·CA·cos∠BAC,
即(x-40)2=10 000+x2-100x,解得x=420.
在△ACH中,AC=420 m,∠CAH=30°+15°=45°,∠CHA=90°-30°=60°.
6
由正弦定理得=,
所以CH=AC·=140(m).
故该仪器的垂直弹射高度CH为140 m.
14.(选做题)如图,某人在塔的正东方向上的C处在与塔垂直的水平面内沿南偏西60°的方向以每小时6千米的速度步行了1分钟以后,在点D处望见塔的底端B在东北方向上,已知沿途塔的仰角∠AEB=α,α的最大值为60°.
(1)求该人沿南偏西60°的方向走到仰角α最大时,走了几分钟;
(2)求塔的高AB.(结果保留根号,不求近似值).
解:(1)依题意知,在△DBC中,∠BCD=30°,∠DBC=180°-45°=135°,CD=6 000×=100 (m),
∠BDC=45°-30°=15°,由正弦定理得
=,
所以BC===
==50(-1)(m),
在Rt△ABE中,tan α=,因为AB为定长,
所以当BE的长最小时,α取最大值60°,这时BE⊥CD,当BE⊥CD时,在Rt△BEC中,EC=BC·cos∠BCE=50(-1)·=25(3-)(m),
设该人沿南偏西60°的方向走到仰角α最大时,走了t分钟,则t=×60=×60=(分钟).
(2)由(1)知当α取得最大值60°时,BE⊥CD,
在Rt△BEC中,BE=BC·sin∠BCD,
所以AB=BE·tan 60°=BC·sin ∠BCD·tan 60°
=50(-1)··=25(3-)(m),
即所求塔高为25(3-) m.
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