- 543.00 KB
- 2021-06-15 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
第二课时 解三角形的综合应用
考点一 解三角形的实际应用 多维探究
角度1 测量距离问题
【例1-1】 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300 m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∠PAB=90°,∠PAQ=∠PBA=∠PBQ=60°,则P,Q两点间的距离为________ m.
解析 由已知,得∠QAB=∠PAB-∠PAQ=30°,
又∠PBA=∠PBQ=60°,
∴∠AQB=30°,∴AB=BQ.
又PB为公共边,∴△PAB≌△PQB,
∴PQ=PA.
在Rt△PAB中,AP=AB·tan 60°=900,故PQ=900,
∴P,Q两点间的距离为900 m.
答案 900
规律方法 距离问题的类型及解法:
(1)类型:两点间既不可达也不可视,两点间可视但不可达,两点都不可达.
(2)解法:选择合适的辅助测量点,构造三角形,将问题转化为求某个三角形的边长问题,从而利用正、余弦定理求解.
角度2 测量高度问题
【例1-2】 如图,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∠BCD=15°,∠BDC=30°,CD=30,并在点C测得塔顶A的仰角为60°,则塔高AB等于( )
A.5 B.15 C.5 D.15
解析 在△BCD中,∠CBD=180°-15°-30°=135°.
由正弦定理得=,
所以BC=15.
在Rt△ABC中,
AB=BCtan ∠ACB=15×=15.
答案 D
规律方法 1.在测量高度时,要理解仰角、俯角的概念,仰角和俯角都是在同一铅垂面内,视线与水平线的夹角.
2.准确理解题意,分清已知条件与所求,画出示意图.
3.运用正、余弦定理,有序地解相关的三角形,逐步求解问题的答案,注意方程思想的运用.
角度3 测量角度问题
【例1-3】 已知岛A南偏西38°方向,距岛A3海里的B处有一艘缉私艇.岛A处的一艘走私船正以10海里/时的速度向岛屿北偏西22°方向行驶,问缉私艇朝何方向以多大速度行驶,恰好用0.5小时能截住该走私船?
解 如图,设缉私艇在C处截住走私船,D为岛A正南方向上一点,缉私艇的速度为每小时x海里,则BC=0.5x,AC=5,依题意,
∠BAC=180°-38°-22°=120°,
由余弦定理可得BC2=AB2+AC2-2AB·ACcos 120°,
所以BC2=49,所以BC=0.5x=7,解得x=14.
又由正弦定理得sin∠ABC===,所以∠ABC=38°,
又∠BAD=38°,所以BC∥AD,
故缉私艇以每小时14海里的速度向正北方向行驶,恰好用0.5小时截住该走私船.
规律方法 1.测量角度问题的关键是在弄清题意的基础上,画出表示实际问题的图形,并在图形中标出有关的角和距离,再用正弦定理或余弦定理解三角形,最后将解得的结果转化为实际问题的解.
2.方向角是相对于某点而言的,因此在确定方向角时,必须先弄清楚是哪一个点的方向角.
【训练1】 (1)(角度1)江岸边有一炮台高30 m,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.
(2)(角度2)如图,一辆汽车在一条水平的公路上向正西行驶,到A处时测得公路北侧一山顶D在西偏北30°的方向上,行驶600 m后到达B处,测得此山顶在西偏北75°的方向上,仰角为30°,则此山的高度CD=________m.
(3)(角度3)如图,两座相距60 m的建筑物AB,CD的高度分别为20 m,50 m,BD为水平面,则从建筑物AB的顶端A看建筑物CD的张角∠CAD等于( )
A.30° B.45° C.60° D.75°
解析 (1)如图,设炮台的顶部为A,底部为O,两只小船分别为M,N,则由题意得,OM=AOtan 45°=30(m),
ON=AOtan 30°=×30=10(m),
在△MON中,由余弦定理得,
MN=
==10(m).
(2)由题意,在△ABC中,∠BAC=30°,∠ABC=180°-75°=105°,故∠ACB=45°.
又AB=600 m,故由正弦定理得=,
解得BC=300(m).
在Rt△BCD中,CD=BC·tan 30°=300×=100(m).
(3)依题意可得AD=20 m,AC=30 m,
又CD=50 m,
所以在△ACD中,由余弦定理得
cos∠CAD==
==,
又0°<∠CAD<180°,所以∠CAD=45°,
所以从顶端A看建筑物CD的张角为45°.
答案 (1)10 (2)100 (3)B
考点二 解三角形与三角函数的综合应用
【例2】 (2019·石家庄二模)已知函数f(x)=2sin x(cos x-sin x)+1,x∈R.
(1)求曲线y=f(x)的对称中心;
(2)在锐角三角形ABC中,a,b,c分别是内角A,B,C的对边,且f=2,a=3,若b+c≤ka恒成立,求正整数k的最小值.
解 (1)由题意得,f(x)=2sin xcos x-2sin2x+1
=sin 2x+cos 2x=2sin.
令2x+=kπ(k∈Z),得x=-+(k∈Z).
∴曲线y=f(x)的对称中心为,其中k∈Z.
(2)∵f=2,∴2sin=2,∴sin=1,
又0).
因为S△ABC=10,
所以S△ABC=absin C=×8t×5t×=10,
解得t=1,即a=8,b=5,c=7.
因为BD=3DC,所以BD=6,DC=2.
在△ADC中,由余弦定理,得
AD2=CD2+CA2-2CD·CA·cos C=19,
所以AD=.
A级 基础巩固
一、选择题
1.在相距2 km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( )
A. km B. km C. km D.2 km
解析 如图,在△ABC中,由已知可得∠ACB=45°,∴=,
∴AC=2×=(km).
答案 A
2.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若=
,则这个三角形必含有( )
A.90°的内角 B.60°的内角
C.45°的内角 D.30°的内角
解析 由=得=⇒=⇒cos A=⇒A=60°.
答案 B
3.一艘海轮从A处出发,以每小时40海里的速度沿南偏东40°的方向直线航行,30分钟后到达B处,在C处有一座灯塔,海轮在A处观察灯塔,其方向是南偏东70°,在B处观察灯塔,其方向是北偏东65°,那么B,C两点间的距离是( )
A.10海里 B.10海里
C.20海里 D.20海里
解析 如图所示,易知,
在 △ABC中,AB=20,∠CAB=30°,∠ACB=45°,
在△ABC中,
根据正弦定理得=,
解得BC=10(海里).
答案 A
4.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知(a+b-c)(a+b+c)=3ab,且c=4,则△ABC面积的最大值为( )
A.8 B.4 C.2 D.
解析 由已知等式得a2+b2-c2=ab,则cos C===.由C∈(0,π),所以sin C=.又16=c2=a2+b2-ab≥2ab-ab=ab,则ab≤16,当且仅当a=b=4时等号成立,所以S△ABC=absin C≤×16×=4.故Smax=4.故选B.
答案 B
5.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60 m,则河流的宽度BC等于( )
A.240(-1)m B.180(-1)m
C.120(-1)m D.30(+1)m
解析 如图,∠ACD=30°,∠ABD=75°,AD=60 m,
在Rt△ACD中,CD===60(m),
在Rt△ABD中,BD===
=60(2-)(m),
∴BC=CD-BD=60-60(2-)=120(-1)(m).
答案 C
二、填空题
6.(多填题)如图,在△ABC中,B=45°,D是BC边上一点,AD=5,AC=7,DC=3,则sin C=________,AB=________.
解析 在△ACD中,由余弦定理可得
cos C==,
则sin C=.
在△ABC中,由正弦定理可得=,
则AB===.
答案
7.已知△ABC中,AC=4,BC=2,∠BAC=60°,AD⊥BC于点D,则的值为________.
解析 在△ABC中,由余弦定理可得BC2=AC2+AB2-2AC·AB·cos ∠BAC,即28=16+AB2-4AB,解得AB=6(AB=-2,舍去),则cos ∠ABC==,BD=AB·cos ∠ABC=6×=,CD=BC-BD=2-=,所以=6.
答案 6
8.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,如果△ABC的面积等于8,a=5,tan B=-,那么=________.
解析 ∵tan B=-,∴sin B=,cos B=-,
又S△ABC=acsin B=2c=8,
∴c=4,∴b==,
∴==.
答案
三、解答题
9.(2020·武汉检测)已知向量m=(cos x,1),n=.
(1)当m∥n时,求的值;
(2)已知钝角三角形ABC中,A为钝角,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且c=2asin(A+B).若函数f(x)=m2-n2,求f(A)的值.
解 (1)当m∥n时,有cos x-sin x=0,即tan x=.
所以===3.
(2)因为在△ABC中,c=2asin(A+B),
所以由正弦定理及诱导公式,得sin C=2sin Asin C.
又C∈(0,π),所以sin C≠0,所以sin A=.
又A为钝角,所以A=.
因为函数f(x)=m2-n2=cos2x+1-sin2x-=cos 2x+,
所以f(A)=cos +=+=.
10.如图,在锐角△ABC中,sin ∠BAC=,sin ∠ABC=,BC=6,点D在边BC上,且BD=2DC,点E在边AC上,且BE⊥AC,BE交AD于点F.
(1)求AC的长;
(2)求cos ∠DAC及AF的长.
解 (1)在锐角△ABC中,sin ∠BAC=,
sin ∠ABC=,BC=6,
由正弦定理可得=,
所以AC===5.
(2)由sin ∠BAC=,sin ∠ABC=,
可得cos ∠BAC=,cos ∠ABC=,
所以cos C=-cos(∠BAC+∠ABC)
=-cos ∠BAC·cos ∠ABC+sin ∠BAC·sin ∠ABC
=-×+×=.
因为BE⊥AC,AC=5,
所以CE=BCcos C=6×=,AE=AC-CE=.
在△ACD中,AC=5,CD=BC=2,cos C=,
由余弦定理可得
AD==
=,
所以cos∠DAC==
=.
由BE⊥AC,得AFcos ∠DAC=AE,
所以AF==.
B级 能力提升
11.在△ABC中,a2+b2+c2=2absin C,则△ABC的形状是( )
A.不等腰的直角三角形
B.等腰直角三角形
C.钝角三角形
D.正三角形
解析 易知a2+b2+c2=a2+b2+a2+b2-2abcos C=2absin C,即a2+b2=2absin,由于a2+b2≥2ab,当且仅当a=b时取等号,所以2absin≥2ab,sin≥1,故只能a=b且C+=,所以△ABC为正三角形.
答案 D
12.(2020·安徽A10联盟联考)如图,在△ABC中,BD·sin B=CD·sin C,BD=2DC=2,AD=2,则△ABC的面积为( )
A. B. C.3 D.3
解析 过点D分别作AB和AC的垂线,垂足分别为E,F.
由BD·sin B=CD·sin C得DE=DF,
则AD为∠BAC的平分线,∴==2,
又cos ∠ADB+cos ∠ADC=0,
即=-,解得AC=2,则AB=4.
在△ABC中,cos ∠BAC==,
∴sin ∠BAC=,
∴S△ABC=AB·AC·sin ∠BAC=.
答案 B
13.某人为测出所住小区的面积,进行了一些测量工作,最后将所住小区近似地画成如图所示的四边形,测得的数据如图所示,则该图所示的小区的面积是________km2.
解析 如图,连接AC,由余弦定理可知AC==,
故∠ACB=90°,∠CAB=30°,∠DAC=∠DCA=15°,∠ADC=150°,
由=,
得AD==,
故S四边形ABCD=S△ABC+S△ADC=×1×+××=(km2).
答案
14.如图,在四边形ABCD中,∠DAB=,AD∶AB=2∶3,BD=,AB⊥BC.
(1)求sin∠ABD的值;
(2)若∠BCD=,求CD的长.
解 (1)∵AD∶AB=2∶3,
∴可设AD=2k,AB=3k(k>0).
又BD=,∠DAB=,∴由余弦定理,
得()2=(3k)2+(2k)2-2×3k×2kcos,
解得k=1,∴AD=2,AB=3,
sin∠ABD===.
(2)∵AB⊥BC,∴cos∠DBC=sin∠ABD=,
∴sin∠DBC=,
在△DCB中,由正弦定理,得
CD===.
C级 创新猜想
15.(新背景题)我国南宋著名数学家秦九韶在他的著作《数书九章》卷五“田域类”里记载了这样一个题目:“今有沙田一段,有三斜,其小斜一十三里,中斜一十四里,大斜一十五里.里法三百步.欲知为田几何.”这道题讲的是有一块三角形的沙田,三边长分别为13里,14里,15里,假设1里按500米计算,则该沙田的面积为________平方千米.
解析 设在△ABC中,a=13里,b=14里,c=15里,所以cos C====,所以sin C=,故△ABC的面积为×13×14××5002×=21(平方千米).
答案 21
相关文档
- 2020届黑龙江哈尔滨市第三十二中学2021-06-156页
- 【数学】辽宁省辽阳市2019-2020学2021-06-157页
- 2020学年高二数学上学期第二次月考2021-06-1512页
- 【数学】2020届一轮复习人教B版坐2021-06-153页
- 2018-2019学年四川省绵阳市南山中2021-06-157页
- 2021高三数学人教B版一轮学案:第二2021-06-159页
- 2017-2018学年福建省三明市三地三2021-06-158页
- 专题03+利用函数的图像探究函数的2021-06-1512页
- 高考数学复习单元评估检测(四)2021-06-1511页
- 北京市昌平区2020届高三上学期期末2021-06-1520页