
例.為了保護(hù)學(xué)生視力,要求學(xué)生寫字時應(yīng)保持眼睛與書本最佳距離約為.如圖,為桌面,嘉琪同學(xué)眼睛看作業(yè)本的俯角為,身體離書桌距離,眼睛到桌面的距離.
(1)通過計(jì)算,請判斷嘉琪的眼睛與作業(yè)本的距離是否符合最佳要求;
(2)為確保眼睛與作業(yè)本的距離符合最佳要求,在身體離書桌的距離和眼睛到桌面的距離保持不變的情況下,需將作業(yè)本沿方向移動到點(diǎn)處,求作業(yè)本移動的距離.(結(jié)果精確到)(參考數(shù)據(jù):,,.)
【變式訓(xùn)練1】.(1)如圖:為測量河寬(假設(shè)河的兩岸平行),在點(diǎn)處測得,在點(diǎn)處測得,且,則河寬為多少(結(jié)果保留根號).
(2)如圖所示,小明同學(xué)在學(xué)校某建筑物的點(diǎn)處測得旗桿頂部點(diǎn)的仰角為,旗桿底部點(diǎn)的俯角為.若旗桿底部點(diǎn)到建筑物的水平距離米,旗桿臺階高米,則旗桿頂點(diǎn)離地面的高度為多少米(結(jié)果保留根號).
【變式訓(xùn)練2】.如圖,小明為了測量小河對岸大樹的高度,他在點(diǎn)A測得大樹頂端的仰角為,沿斜坡走米到達(dá)斜坡上點(diǎn),在此處測得樹頂端點(diǎn)的仰角為,且斜坡的坡比為,,A,在同一水平線上.
(1)求小明從點(diǎn)A到點(diǎn)的過程中,他上升的高度.
(2)大樹的高度約為多少米參考數(shù)據(jù):,,
【變式訓(xùn)練3】.位于河南省登封市嵩山南麓嵩岳寺內(nèi)的嵩岳寺塔是中國現(xiàn)存最早的磚塔,也是全國古塔中的孤例.嵩岳寺塔建于北魏正光年間,歷經(jīng)1400多年風(fēng)雨侵蝕,仍巍然屹立,也是中國唯一的一座十二邊形塔.某數(shù)學(xué)小組測量嵩岳寺塔的高度,如圖,在臺階底端A處用測角儀測得嵩岳寺塔頂端D的仰角為,在臺階頂端B處用測角儀又測得嵩岳寺塔頂端D的仰角為.已知測角儀的高度為,平臺的高度為,臺階的坡度,圖中所有點(diǎn)均在同一豎直平面內(nèi),點(diǎn)A,H與點(diǎn)C在同一水平線上,求嵩岳寺塔的高度.(結(jié)果精確到.參考數(shù)據(jù):,,)
【變式訓(xùn)練4】.小東同學(xué)學(xué)習(xí)了《銳角三角函數(shù)》一章后,決定運(yùn)用所學(xué)知識測算教室對面遠(yuǎn)處正在施工的塔吊(一種將重物吊到高處的建筑工具)的高度.小東現(xiàn)在所處的位置是四樓教室的點(diǎn)處,小東利用測角儀測得對面遠(yuǎn)處塔吊正在施工的六層(每層高)建筑物的頂部點(diǎn)的仰角為,測得被這幢六層建筑物遮住了一部分的塔吊的頂端點(diǎn)的仰角為.按照安全規(guī)定:此時塔吊的底部點(diǎn)距建筑物的底部點(diǎn)是.利用這些數(shù)據(jù),小東經(jīng)過詳細(xì)的計(jì)算,得出塔吊的高度約為,但這個高度明顯違反了此種塔吊使用的安全規(guī)定(塔吊的最高高度與建筑物的最高高度差必須保持在),親愛的同學(xué),你也來利用小東測得的數(shù)據(jù),仔細(xì)算一算塔吊的高度,并判斷該塔吊是否違規(guī)操作.(結(jié)果保留一位小數(shù).參考數(shù)據(jù):,,,,)
類型二、方位角問題
例.如圖一艘輪船位于燈塔的正西方向的處,且燈塔到處的距離為20海里,輪船沿東北方向勻速航行,速度為10海里/時.
(1)多長時間后,輪船行駛到達(dá)位于燈塔的西北方向上的處?(結(jié)果保留根號)
(2)輪船不改變航行行駛到達(dá)位于燈塔的北偏東15°方向上的處,求燈塔到處的距離。(結(jié)果保留根號)
【變式訓(xùn)練1】.如圖,三角形花園緊鄰湖泊,四邊形是沿湖泊修建的人行步道,經(jīng)測量,點(diǎn)C在點(diǎn)A的正東方向,米,點(diǎn)E在點(diǎn)A的正北方向,點(diǎn)B,D在點(diǎn)C的正北方向,米,點(diǎn)B在點(diǎn)A的北偏東,點(diǎn)D在點(diǎn)E的北偏東.
(1)求步道的長度(精確到個位);
(2)點(diǎn)D處有直飲水,小紅從A出發(fā)沿人行步道去取水,可以經(jīng)過點(diǎn)B到達(dá)點(diǎn)D,也可以經(jīng)過點(diǎn)E到達(dá)點(diǎn)D.請計(jì)算說明他走哪一條路較近?(參考數(shù)據(jù):,)
【變式訓(xùn)練2】.如圖,在一筆直的海岸線l上有A,B兩個觀測站,A在B的正東方向.有一艘漁船在點(diǎn)P處,從A處測得漁船在北偏西的方向,從B處測得漁船在其東北方向,且測得B,P兩點(diǎn)之間的距離為30海里.
(1)求觀測站A,B之間的距離(結(jié)果保留根號);
(2)漁船從點(diǎn)P處沿射線的方向航行一段時間后,到點(diǎn)C處等待補(bǔ)給,此時,從B測得漁船在北偏西的方向.在漁船到達(dá)C處的同時,一艘補(bǔ)給船從點(diǎn)B出發(fā),以每小時25海里的速度前往C處,請問補(bǔ)給船能否在100分鐘之內(nèi)到達(dá)C處?(參考數(shù)據(jù):)
【變式訓(xùn)練3】.在一次海上救援中,兩艘專業(yè)救助船A、B同時收到某事故漁船P的求救訊息,已知此時救助船B在A的正北方向,事故漁船P在救助船A的北偏西方向上,在救助船B的西南方向上,且事故漁船P與救助船A相距120海里
(1)求收到求救訊息時事故漁船P與救助船B之間的距離(結(jié)果保留根號);
(2)求救助船A、B分別以40海里/小時,30海里/小時的速度同時出發(fā),勻速直線前往事故漁船P處搜救,試通過計(jì)算判斷哪艘船先到達(dá).
【變式訓(xùn)練4】.如圖,某漁船在完成捕撈作業(yè)后準(zhǔn)備返回港口C,途經(jīng)某海域A處時,港口C的工作人員監(jiān)測到點(diǎn)A在南偏東方向上,另一港口B的工作人員監(jiān)測到點(diǎn)A在正西方向上.已知港口C在港口B的北偏西方向,且B、C兩地相距120海里.
(1)求出此時點(diǎn)A到港口C的距離(計(jì)算結(jié)果保留根號);
(2)若該漁船從A處沿方向向港口C駛?cè)?,?dāng)?shù)竭_(dá)點(diǎn)時,測得港口B在的南偏東的方向上,求此時漁船的航行距離(計(jì)算結(jié)果保留根號).
課后訓(xùn)練
1.遮陽傘可以遮住灼灼驕陽,站在傘下會涼爽很多,如圖①,把遮陽傘(傘體的截面示意圖為)用立柱固定在地面上的點(diǎn)O處,此時垂直于地面,遮陽傘頂點(diǎn)A與P重合.需要遮陽時,向上調(diào)節(jié)遮陽傘立柱上的滑動調(diào)節(jié)點(diǎn),打開支架,傘面撐開如圖②,其中,,,為中點(diǎn),,根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn),當(dāng)太陽光線與傘口垂直時,遮陽效果最佳.(圖中的虛線就是太陽光線,同一時刻的太陽光線是平行的)
(1)某天上午10點(diǎn),太陽光線與地面的夾角為,如圖③,為使遮陽效果最佳,滑動調(diào)節(jié)點(diǎn),此時立柱與支梁夾角_________度.
(2)在(1)的情況下,若為遮陽傘落在地面上的陰影如圖④所示,求出這個陰影的長度.
(3)如圖⑤,正午時分,太陽光與地面的夾角約為,滑動調(diào)節(jié)點(diǎn)到,使遮陽效果最佳,此對調(diào)節(jié)點(diǎn)滑動的距離約為多少?(,,,結(jié)果精確到)
2.某臨街店鋪在窗戶上方安裝如圖1所示的遮陽棚,其側(cè)面如圖2所示,遮陽棚展開長度,遮陽棚前端自然下垂邊的長度,遮陽棚固定點(diǎn)A距離地面高度,遮陽棚與墻面的夾角.
(1)如圖2,求遮陽棚前端B到墻面的距離;
(2)如圖3,某一時刻,太陽光線與地面夾角,求遮陽棚在地面上的遮擋寬度的長(結(jié)果精確到).(參考數(shù)據(jù):)
3.綜合與實(shí)踐
【問題情境】某消防隊(duì)在一次應(yīng)急演練中,消防員架起一架長的云梯,如圖,云梯斜靠在一面墻上,這時云梯底端距墻腳的距離,.
(1)【獨(dú)立思考】這架云梯頂端距地面的距離有多高?
(2)【深入探究】消防員接到命令,按要求將云梯從頂端下滑到位置上(云梯長度不改變),,那么它的底部在水平方向滑動到的距離也是嗎?若是,請說明理由;若不是,請求出的長度.
(3)【問題解決】在演練中,高的墻頭有求救聲,消防員需調(diào)整云梯去救援被困人員.經(jīng)驗(yàn)表明,云梯靠墻擺放時,如果云梯底端離墻的距離不小于云梯長度的,則云梯和消防員相對安全.在相對安全的前提下,云梯的頂端能否到達(dá)高的墻頭去救援被困人員?
4.如圖,甲、乙兩隊(duì)同時從A點(diǎn)出發(fā),相約去河對面的公園D游玩.甲隊(duì)選擇的線路為,其中在BC段劃船過河;乙隊(duì)選擇的線路為,其中在FE段乘坐游船過河.已知四邊形為矩形,A,B,C三點(diǎn)在同一直線上,長為600米,,,.(參考數(shù)據(jù):,,,,)
(1)求D到的距離;(結(jié)果精確到個位)
(2)甲、乙兩隊(duì)在陸地上都是步行,且步行速度均為.已知甲隊(duì)劃船的速度為,乙隊(duì)游船的速度為,若長為1800米,請通過計(jì)算說明哪一隊(duì)先到達(dá)公園D.
5.下圖是測溫員使用測溫槍的側(cè)面示意圖,其中槍柄與手臂始終在同一直線上,槍身與額頭保持垂直.量得胳膊,,肘關(guān)節(jié)M與槍身端點(diǎn)A之間的水平寬度為(即的長度),槍身.
(1)求的度數(shù);
(2)測溫時規(guī)定槍身端點(diǎn),A與額頭距離范圍為,若測得,小紅與測溫員之間距離為.問此時槍身端點(diǎn)A與小紅額頭的距離是否在規(guī)定范圍內(nèi)?并說明理由.(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位)
(參考數(shù)據(jù):)
6.如圖,一數(shù)學(xué)項(xiàng)目學(xué)習(xí)小組要測量某路燈Q﹣P﹣M的頂部到地面的距離的長,他們借助卷尺、測角儀進(jìn)行測量,測量結(jié)果如下:
根據(jù)以上測量結(jié)果,計(jì)算路燈頂部到地面的距離為多少米.(參考數(shù)據(jù):,結(jié)果精確到0.1米.)
專題10 解三角形的實(shí)際應(yīng)用
類型一、仰角、俯角問題
例.為了保護(hù)學(xué)生視力,要求學(xué)生寫字時應(yīng)保持眼睛與書本最佳距離約為.如圖,為桌面,嘉琪同學(xué)眼睛看作業(yè)本的俯角為,身體離書桌距離,眼睛到桌面的距離.
(1)通過計(jì)算,請判斷嘉琪的眼睛與作業(yè)本的距離是否符合最佳要求;
(2)為確保眼睛與作業(yè)本的距離符合最佳要求,在身體離書桌的距離和眼睛到桌面的距離保持不變的情況下,需將作業(yè)本沿方向移動到點(diǎn)處,求作業(yè)本移動的距離.(結(jié)果精確到)(參考數(shù)據(jù):,,.)
【答案】(1)距離不符合最佳要求
(2)作業(yè)本移動的距離
【分析】本題考查了解直角三角形的實(shí)際應(yīng)用——仰角俯角問題,勾股定理,熟練掌握仰俯角的概念是解題關(guān)鍵.
(1)根據(jù)三角函數(shù)的定義列式計(jì)算即可;
(2)根據(jù)勾股定理求出的長,再利用三角函數(shù)求出移動后的俯角,再求出的長,即可求出最后結(jié)果.
【詳解】(1)解:如圖,在中,
,,
,
,
,
,
,
距離不符合最佳要求;
(2)在中,,,
,
為了符合最佳要求,,
在中,,
∴,
,
∴,
∴,
∴.
【變式訓(xùn)練1】.(1)如圖:為測量河寬(假設(shè)河的兩岸平行),在點(diǎn)處測得,在點(diǎn)處測得,且,則河寬為多少(結(jié)果保留根號).
(2)如圖所示,小明同學(xué)在學(xué)校某建筑物的點(diǎn)處測得旗桿頂部點(diǎn)的仰角為,旗桿底部點(diǎn)的俯角為.若旗桿底部點(diǎn)到建筑物的水平距離米,旗桿臺階高米,則旗桿頂點(diǎn)離地面的高度為多少米(結(jié)果保留根號).
【答案】(1)河寬為;(2)旗桿頂點(diǎn)離地面的高度為米
【分析】(1)根據(jù),,則,根據(jù)等角對等邊,,在中,根據(jù),得出的長即可;
(2)作于點(diǎn),構(gòu)成兩個直角三角形.運(yùn)用銳角三角函數(shù)分別求出和,即可解答.
【詳解】(1)解:∵,,
∴,
∴,
∴,
在中,,
∴.
答:河寬為;
(2)解:如圖,作于點(diǎn).
∵根據(jù)題意可得:在中,有,
在中,有,∴,
∴旗桿頂點(diǎn)離地面的高度為米.
答:旗桿頂點(diǎn)離地面的高度為米.
【點(diǎn)睛】本題考查了解直角三角形的應(yīng)用,熟練應(yīng)用銳角三角函數(shù)解直角三角形是解題的關(guān)鍵.
【變式訓(xùn)練2】.如圖,小明為了測量小河對岸大樹的高度,他在點(diǎn)A測得大樹頂端的仰角為,沿斜坡走米到達(dá)斜坡上點(diǎn),在此處測得樹頂端點(diǎn)的仰角為,且斜坡的坡比為,,A,在同一水平線上.
(1)求小明從點(diǎn)A到點(diǎn)的過程中,他上升的高度.
(2)大樹的高度約為多少米參考數(shù)據(jù):,,
【答案】(1)小明從點(diǎn)A到點(diǎn)的過程中,他上升的高度為米
(2)大樹的高度約為米
【分析】(1)作于,在中,,則.由勾股定理得,即可求出答案;
(2)延長交于點(diǎn)設(shè)米.求出米在中,,則米在中,,則米.由得到,即可求得答案.
【詳解】(1)作于,如圖所示,
在中,
,
.
,
,
米
答:小明從點(diǎn)A到點(diǎn)的過程中,他上升的高度為米
(2)如圖,延長交于點(diǎn)設(shè)米.
由題意,得,
米.
米,
米
在中,,
米
在中,,
米.
,
,
解得.
答:大樹的高度約為米
【點(diǎn)睛】此題考查了解直角三角形的應(yīng)用,熟練掌握坡角、仰角、三角函數(shù)的概念等知識是解題的關(guān)鍵.
【變式訓(xùn)練3】.位于河南省登封市嵩山南麓嵩岳寺內(nèi)的嵩岳寺塔是中國現(xiàn)存最早的磚塔,也是全國古塔中的孤例.嵩岳寺塔建于北魏正光年間,歷經(jīng)1400多年風(fēng)雨侵蝕,仍巍然屹立,也是中國唯一的一座十二邊形塔.某數(shù)學(xué)小組測量嵩岳寺塔的高度,如圖,在臺階底端A處用測角儀測得嵩岳寺塔頂端D的仰角為,在臺階頂端B處用測角儀又測得嵩岳寺塔頂端D的仰角為.已知測角儀的高度為,平臺的高度為,臺階的坡度,圖中所有點(diǎn)均在同一豎直平面內(nèi),點(diǎn)A,H與點(diǎn)C在同一水平線上,求嵩岳寺塔的高度.(結(jié)果精確到.參考數(shù)據(jù):,,)
【答案】
【分析】過點(diǎn)E作于點(diǎn)M,過點(diǎn)F作于點(diǎn)N,延長交于點(diǎn)K,延長交于點(diǎn)L,如圖所示,則,.根據(jù)題意可得,.,設(shè)嵩岳寺塔的高度為,則,.
在和中,利用銳角三角函數(shù),即可求解.
【詳解】解:過點(diǎn)E作于點(diǎn)M,過點(diǎn)F作于點(diǎn)N,延長交于點(diǎn)K,延長交于點(diǎn)L,如圖所示,則,.
由題意得,,.
∵臺階的坡度,
∴,
即,
設(shè)嵩岳寺塔的高度為,則,.
在中,,
∴.
在中,,,
∴,
解得.
經(jīng)檢驗(yàn),是分式方程的解,且符合實(shí)際意義.
答:嵩岳寺塔的高度約為.
【點(diǎn)睛】本題考查的是解直角三角形的應(yīng)用—仰角俯角問題,熟練掌握仰角俯角的概念,熟記銳角三角函數(shù)的定義是解題的關(guān)鍵.
【變式訓(xùn)練4】.小東同學(xué)學(xué)習(xí)了《銳角三角函數(shù)》一章后,決定運(yùn)用所學(xué)知識測算教室對面遠(yuǎn)處正在施工的塔吊(一種將重物吊到高處的建筑工具)的高度.小東現(xiàn)在所處的位置是四樓教室的點(diǎn)處,小東利用測角儀測得對面遠(yuǎn)處塔吊正在施工的六層(每層高)建筑物的頂部點(diǎn)的仰角為,測得被這幢六層建筑物遮住了一部分的塔吊的頂端點(diǎn)的仰角為.按照安全規(guī)定:此時塔吊的底部點(diǎn)距建筑物的底部點(diǎn)是.利用這些數(shù)據(jù),小東經(jīng)過詳細(xì)的計(jì)算,得出塔吊的高度約為,但這個高度明顯違反了此種塔吊使用的安全規(guī)定(塔吊的最高高度與建筑物的最高高度差必須保持在),親愛的同學(xué),你也來利用小東測得的數(shù)據(jù),仔細(xì)算一算塔吊的高度,并判斷該塔吊是否違規(guī)操作.(結(jié)果保留一位小數(shù).參考數(shù)據(jù):,,,,)
【答案】塔吊的高度為:,塔吊沒有違規(guī)操作.
【分析】如圖,過作于,交于,則,,,,,,,可得,再分別求解,,,從而可得答案.
【詳解】解:如圖,過作于,交于,則,
∵,
∴四邊形是矩形,四邊形是矩形,
∴,,,,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴塔吊的高度為:,而,
∴塔吊沒有違規(guī)操作.
【點(diǎn)睛】本題考查的是解直角三角形的實(shí)際應(yīng)用,作出合適的輔助線,理解仰角的含義是解本題的關(guān)鍵.
類型二、方位角問題
例.如圖一艘輪船位于燈塔的正西方向的處,且燈塔到處的距離為20海里,輪船沿東北方向勻速航行,速度為10海里/時.
(1)多長時間后,輪船行駛到達(dá)位于燈塔的西北方向上的處?(結(jié)果保留根號)
(2)輪船不改變航行行駛到達(dá)位于燈塔的北偏東15°方向上的處,求燈塔到處的距離。(結(jié)果保留根號)
【答案】(1)
(2)
【分析】(1),的位置就是燈塔的西北方向,在直角中求得,即可利用速度公式求解;
(2)在中利用三角函數(shù)即可求解.
【詳解】(1)解:在中,,,海里,
海里.
輪船行駛到燈塔的西北方向點(diǎn)所用的時間為(小時);
(2)解:在中,,,.
海里.
海里
答:燈塔到處的距離是海里.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了方向角含義,正確記憶三角函數(shù)的定義是解決本題的關(guān)鍵.
【變式訓(xùn)練1】.如圖,三角形花園緊鄰湖泊,四邊形是沿湖泊修建的人行步道,經(jīng)測量,點(diǎn)C在點(diǎn)A的正東方向,米,點(diǎn)E在點(diǎn)A的正北方向,點(diǎn)B,D在點(diǎn)C的正北方向,米,點(diǎn)B在點(diǎn)A的北偏東,點(diǎn)D在點(diǎn)E的北偏東.
(1)求步道的長度(精確到個位);
(2)點(diǎn)D處有直飲水,小紅從A出發(fā)沿人行步道去取水,可以經(jīng)過點(diǎn)B到達(dá)點(diǎn)D,也可以經(jīng)過點(diǎn)E到達(dá)點(diǎn)D.請計(jì)算說明他走哪一條路較近?(參考數(shù)據(jù):,)
【答案】(1)141米
(2)經(jīng)過點(diǎn)B到達(dá)點(diǎn)D較近,理由見解析
【分析】(1)過D作,交的延長線于F,易證四邊形是矩形,因此,在中,由于,通過解直角三角形可得,代入即可求解步道的長度;
(2)在中,解直角三角形,在中,根據(jù),可得,,因此經(jīng)過點(diǎn)B到達(dá)點(diǎn)D路程為(米),另外,,因此經(jīng)過點(diǎn)E到達(dá)點(diǎn)D路程為米,由此比較可得到他走哪一條路較近.
【詳解】(1)過D作,交的延長線于F,如圖:
∴,
由題意可知:,
∴四邊形是矩形,
∴,
在中,,
∴(米);
∴步道的長度約為141米.
(2)在中,,
∴,
∵點(diǎn)B在點(diǎn)A的北偏東,即,
∵,
∴.
∵在中,,
∴,,
∵,
∴經(jīng)過點(diǎn)B到達(dá)點(diǎn)D路程為(米),
∵,
∴,
∴米,
∴經(jīng)過點(diǎn)E到達(dá)點(diǎn)D路程為米,
∵,
∴經(jīng)過點(diǎn)B到達(dá)點(diǎn)D較近.
【點(diǎn)睛】本題考查通過勾股定理,銳角三角函數(shù)解直角三角形,讀懂題意,從實(shí)際問題從抽象出幾何問題,熟練運(yùn)用銳角三角函數(shù)解直角三角形是解題的關(guān)鍵.
【變式訓(xùn)練2】.如圖,在一筆直的海岸線l上有A,B兩個觀測站,A在B的正東方向.有一艘漁船在點(diǎn)P處,從A處測得漁船在北偏西的方向,從B處測得漁船在其東北方向,且測得B,P兩點(diǎn)之間的距離為30海里.
(1)求觀測站A,B之間的距離(結(jié)果保留根號);
(2)漁船從點(diǎn)P處沿射線的方向航行一段時間后,到點(diǎn)C處等待補(bǔ)給,此時,從B測得漁船在北偏西的方向.在漁船到達(dá)C處的同時,一艘補(bǔ)給船從點(diǎn)B出發(fā),以每小時25海里的速度前往C處,請問補(bǔ)給船能否在100分鐘之內(nèi)到達(dá)C處?(參考數(shù)據(jù):)
【答案】(1)觀測站A,B之間的距離為海里;
(2)補(bǔ)給船能在100分鐘之內(nèi)到達(dá)C處,理由見解析
【分析】(1)過點(diǎn)P作于D點(diǎn),可得,然后在中,利用銳角三角函數(shù)的定義求出,的長,再在中,利用銳角三角函數(shù)的定義求出的長,進(jìn)行計(jì)算即可解答;
(2)過點(diǎn)B作,垂足為F,根據(jù)題意得:,,從而求出,然后在中,利用銳角三角函數(shù)的定義求出的長,再在中,利用銳角三角函數(shù)的定義求出的長,進(jìn)行計(jì)算即可解答.
【詳解】(1)解:過點(diǎn)P作于D點(diǎn),
∴,
點(diǎn)P在點(diǎn)B的東北方向上,
,
在中,海里,
(海里),(海里),
在中,,
(海里),
(海里),
∴觀測站A,B之間的距離為海里;
(2)解:補(bǔ)給船能在100分鐘之內(nèi)到達(dá)C處,
理由:過點(diǎn)B作,垂足為F,
,
由題意得:,,
,
在中,,
)海里,
在中,,
海里,
∴補(bǔ)給船從B到C處的航行時間(分鐘),
,
∴補(bǔ)給船能在100分鐘之內(nèi)到達(dá)C處.
【點(diǎn)睛】本題考查了解直角三角形的應(yīng)用-方向角問題,根據(jù)題目的已知條件并結(jié)合圖形添加適當(dāng)?shù)妮o助線是解題的關(guān)鍵.
【變式訓(xùn)練3】.在一次海上救援中,兩艘專業(yè)救助船A、B同時收到某事故漁船P的求救訊息,已知此時救助船B在A的正北方向,事故漁船P在救助船A的北偏西方向上,在救助船B的西南方向上,且事故漁船P與救助船A相距120海里
(1)求收到求救訊息時事故漁船P與救助船B之間的距離(結(jié)果保留根號);
(2)求救助船A、B分別以40海里/小時,30海里/小時的速度同時出發(fā),勻速直線前往事故漁船P處搜救,試通過計(jì)算判斷哪艘船先到達(dá).
【答案】(1)海里
(2)救助船B先到達(dá)
【分析】(1)如圖,作于,在中先求出的長,繼而在中求出的長即可;
(2)根據(jù)“時間=路程÷速度”分別求出救助船A和救助船B所需的時間,進(jìn)行比較即可.
【詳解】(1)解:作于C.
則,
由題意得:海里,,,
在中,∵,,
∴海里,
在中,∵,,,
∴(海里),
答:收到求救訊息時事故漁船P與救助船B之間的距離為海里;
(2)∵海里,海里,救助船A,B分別以40海里/小時、30海里/小時的速度同時出發(fā),
∴救助船A所用的時間為(小時),救助船B所用的時間為(小時)
∵,
∴救助船B先到達(dá).
【點(diǎn)睛】本題考查了解直角三角形的應(yīng)用,涉及了含30度角的直角三角形的性質(zhì),等腰直角三角形的判定,勾股定理的應(yīng)用等,熟練正確添加輔助線構(gòu)建直角三角形是解題的關(guān)鍵.
【變式訓(xùn)練4】.如圖,某漁船在完成捕撈作業(yè)后準(zhǔn)備返回港口C,途經(jīng)某海域A處時,港口C的工作人員監(jiān)測到點(diǎn)A在南偏東方向上,另一港口B的工作人員監(jiān)測到點(diǎn)A在正西方向上.已知港口C在港口B的北偏西方向,且B、C兩地相距120海里.
(1)求出此時點(diǎn)A到港口C的距離(計(jì)算結(jié)果保留根號);
(2)若該漁船從A處沿方向向港口C駛?cè)?,?dāng)?shù)竭_(dá)點(diǎn)時,測得港口B在的南偏東的方向上,求此時漁船的航行距離(計(jì)算結(jié)果保留根號).
【答案】(1)此時點(diǎn)到港口的距離為海里
(2)此時該漁船的航行距離為海里.
【分析】(1)延長,過點(diǎn)作延長線與點(diǎn),利用,代入數(shù)據(jù)計(jì)算即可求解;
(2)過點(diǎn)作于點(diǎn)N,推出,設(shè),則,,根據(jù),列式計(jì)算即可求解.
【詳解】(1)解:如圖所示:延長,過點(diǎn)作延長線與點(diǎn),
由題意可得:,海里,
則海里,
,
即,
(海里),
即此時點(diǎn)到港口的距離為海里;
(2)解:過點(diǎn)作于點(diǎn)N,如圖:
由(1)得:海里,海里,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
即平分,
∴,
設(shè),則,,
∵,,
∴,
∵,∴,解得:,
∴海里,
答:此時該漁船的航行距離為海里.
【點(diǎn)睛】本題考查了解直角三角形的應(yīng)用-方向角問題,解決本題的關(guān)鍵是掌握方向角定義.
課后訓(xùn)練
1.遮陽傘可以遮住灼灼驕陽,站在傘下會涼爽很多,如圖①,把遮陽傘(傘體的截面示意圖為)用立柱固定在地面上的點(diǎn)O處,此時垂直于地面,遮陽傘頂點(diǎn)A與P重合.需要遮陽時,向上調(diào)節(jié)遮陽傘立柱上的滑動調(diào)節(jié)點(diǎn),打開支架,傘面撐開如圖②,其中,,,為中點(diǎn),,根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn),當(dāng)太陽光線與傘口垂直時,遮陽效果最佳.(圖中的虛線就是太陽光線,同一時刻的太陽光線是平行的)
(1)某天上午10點(diǎn),太陽光線與地面的夾角為,如圖③,為使遮陽效果最佳,滑動調(diào)節(jié)點(diǎn),此時立柱與支梁夾角_________度.
(2)在(1)的情況下,若為遮陽傘落在地面上的陰影如圖④所示,求出這個陰影的長度.
(3)如圖⑤,正午時分,太陽光與地面的夾角約為,滑動調(diào)節(jié)點(diǎn)到,使遮陽效果最佳,此對調(diào)節(jié)點(diǎn)滑動的距離約為多少?(,,,結(jié)果精確到)
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根據(jù)題意可得,,由可得,從而得到,由即可得到柱與支梁夾角度數(shù);
(2)過點(diǎn)作交于點(diǎn),過點(diǎn)作交于點(diǎn),可得四邊形為平行四邊形,根據(jù),可得,再 利用可求出的長度,即可得到陰影的長度;
(3)過點(diǎn)作交于點(diǎn),根據(jù)題可求出,由,,即可得到調(diào)節(jié)點(diǎn)滑動的距離;
【詳解】(1)解:∵遮陽效果最佳,
∴,
∵,
∴,,
∵,,
∴,
,
∵為中點(diǎn),,
∴,,
∴立柱與支梁夾角度;
(2)解:如圖,過點(diǎn)作交于點(diǎn),過點(diǎn)作交于點(diǎn),
∵,,
∴,,
,
∵,,,
∴,
∵,
∴四邊形為平行四邊形,
∴,
∴陰影的長度為.
(3)如圖,過點(diǎn)作交于點(diǎn),
∵遮陽效果最佳,即,,
∴由四邊形內(nèi)角和知:,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
,
.
∴調(diào)節(jié)點(diǎn)滑動的距離約為.
【點(diǎn)睛】本題考查解直角三角形的應(yīng)用,熟練掌握直角三角形的三角函數(shù)值,平行四邊形的判定及性質(zhì)是解決本題的關(guān)鍵.
2.某臨街店鋪在窗戶上方安裝如圖1所示的遮陽棚,其側(cè)面如圖2所示,遮陽棚展開長度,遮陽棚前端自然下垂邊的長度,遮陽棚固定點(diǎn)A距離地面高度,遮陽棚與墻面的夾角.
(1)如圖2,求遮陽棚前端B到墻面的距離;
(2)如圖3,某一時刻,太陽光線與地面夾角,求遮陽棚在地面上的遮擋寬度的長(結(jié)果精確到).(參考數(shù)據(jù):)
【答案】(1)遮陽棚前端B到墻面的距離約為
(2)遮陽棚在地面上的遮擋寬度的長約為
【分析】(1)作于E,在中,根據(jù)列式計(jì)算即可;
(2)作于E,于H,延長交于K,則,可得四邊形,四邊形是矩形,解直角三角形求出,可得,然后中,解直角三角形求出,進(jìn)而可得的長.
【詳解】(1)解:如圖3,作于E,
在中,,即,
∴,
答:遮陽棚前端B到墻面的距離約為;
(2)解:如圖3,作于E,于H,延長交于K,則,
∴四邊形,四邊形是矩形,
由(1)得,
∴,
在中,,即,
∴,由題意得:,
∴,∴,
在中,,即,
∴,∴,
答:遮陽棚在地面上的遮擋寬度的長約為.
【點(diǎn)睛】本題考查了解直角三角形的應(yīng)用,矩形的判定和性質(zhì),作出合適的輔助線,構(gòu)造出直角三角形,熟練掌握銳角三角函數(shù)的定義是解題的關(guān)鍵.
3.綜合與實(shí)踐
【問題情境】某消防隊(duì)在一次應(yīng)急演練中,消防員架起一架長的云梯,如圖,云梯斜靠在一面墻上,這時云梯底端距墻腳的距離,.
(1)【獨(dú)立思考】這架云梯頂端距地面的距離有多高?
(2)【深入探究】消防員接到命令,按要求將云梯從頂端下滑到位置上(云梯長度不改變),,那么它的底部在水平方向滑動到的距離也是嗎?若是,請說明理由;若不是,請求出的長度.
(3)【問題解決】在演練中,高的墻頭有求救聲,消防員需調(diào)整云梯去救援被困人員.經(jīng)驗(yàn)表明,云梯靠墻擺放時,如果云梯底端離墻的距離不小于云梯長度的,則云梯和消防員相對安全.在相對安全的前提下,云梯的頂端能否到達(dá)高的墻頭去救援被困人員?
【答案】(1)m
(2)不是m,而是m
(3)云梯的頂端能到達(dá)高的墻頭去救援被困人員
【分析】(1)本題考查解直角三角形,將梯子底部到墻的距離線段對應(yīng)為一個直角邊,梯子頂端到地的距離線段對應(yīng)為另一個直角邊,所以梯子頂端到地的距離為,所以梯子頂端到地為米;
(2)根據(jù)勾股定理求出,再與作差,求出的長度;
(3)先求出梯子能夠到達(dá)墻面的最大高度,再與比較,即可求得.
【詳解】(1)解:(1)在中,
∴.
(2)解:云梯的底部在水平方向滑動到的距離不是m.理由如下:
由(1)可知m,
∴.
在中,
∴,
∴.
(3)解:若云梯底端離墻的距離剛好為云梯長度的,
則能夠到達(dá)墻面的最大高度為.
∵,
∴,
因此,云梯的頂端能到達(dá)高的墻頭去救援被困人員.
4.如圖,甲、乙兩隊(duì)同時從A點(diǎn)出發(fā),相約去河對面的公園D游玩.甲隊(duì)選擇的線路為,其中在BC段劃船過河;乙隊(duì)選擇的線路為,其中在FE段乘坐游船過河.已知四邊形為矩形,A,B,C三點(diǎn)在同一直線上,長為600米,,,.(參考數(shù)據(jù):,,,,)
(1)求D到的距離;(結(jié)果精確到個位)
(2)甲、乙兩隊(duì)在陸地上都是步行,且步行速度均為.已知甲隊(duì)劃船的速度為,乙隊(duì)游船的速度為,若長為1800米,請通過計(jì)算說明哪一隊(duì)先到達(dá)公園D.
【答案】(1)D到的距離為
(2)甲隊(duì)先到達(dá)公園D,理由見解析
【分析】(1)過點(diǎn)作于點(diǎn)H,在中求出,,由矩形的性質(zhì)得,再在中求解即可;
(2)根據(jù)時間=路程÷速度分別求出甲隊(duì)和乙隊(duì)用的時間比較即可.
【詳解】(1)過點(diǎn)作于點(diǎn)H
在中,,
∵,,
∴,,
∵四邊形為矩形
∴
在中,,
∴,
在中,,
∴
∴D到的距離為346m.
(2)∵四邊形BCEF為矩形,長為1800米,
∴米,
據(jù)題意得:
甲隊(duì)所用時間為
乙隊(duì)所用時間為
∵
∴甲隊(duì)先到達(dá)公園D.
【點(diǎn)睛】本題考查了解直角三角形的應(yīng)用,解決此問題的關(guān)鍵在于正確理解題意得基礎(chǔ)上建立數(shù)學(xué)模型,把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題.
5.下圖是測溫員使用測溫槍的側(cè)面示意圖,其中槍柄與手臂始終在同一直線上,槍身與額頭保持垂直.量得胳膊,,肘關(guān)節(jié)M與槍身端點(diǎn)A之間的水平寬度為(即的長度),槍身.
(1)求的度數(shù);
(2)測溫時規(guī)定槍身端點(diǎn),A與額頭距離范圍為,若測得,小紅與測溫員之間距離為.問此時槍身端點(diǎn)A與小紅額頭的距離是否在規(guī)定范圍內(nèi)?并說明理由.(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位)
(參考數(shù)據(jù):)
【答案】(1)
(2)端點(diǎn)A與額頭距離在規(guī)定范圍,理由見解析
【分析】(1)過點(diǎn)B作.可得四邊形是矩形,求出,再求出的余弦值,結(jié)合參考數(shù)據(jù)可得答案;
(2)延長交于Q,求出的度數(shù),解求出,進(jìn)而求出端點(diǎn)A與小紅額頭的距離,即可判斷.
【詳解】(1)解:如圖,過點(diǎn)B作.
可得四邊形是矩形,
∴,
∴,
在中,,
∴,
即;
(2)解:端點(diǎn)A與額頭距離在規(guī)定范圍.理由如下:
如圖,延長交于Q,
,,
∴,
中,
∴,
∴端點(diǎn)A與小紅額頭的距離為,
,
∴端點(diǎn)A與額頭距離在規(guī)定范圍.
【點(diǎn)睛】本題主要考查解直角三角形的實(shí)際應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是通過添加輔助線構(gòu)造直角三角形.
6.如圖,一數(shù)學(xué)項(xiàng)目學(xué)習(xí)小組要測量某路燈Q﹣P﹣M的頂部到地面的距離的長,他們借助卷尺、測角儀進(jìn)行測量,測量結(jié)果如下:
根據(jù)以上測量結(jié)果,計(jì)算路燈頂部到地面的距離為多少米.(參考數(shù)據(jù):,結(jié)果精確到0.1米.)
【答案】
【分析】過A作于H,根據(jù)矩形的性質(zhì)得到m,m,解直角三角形即可得到結(jié)論.
【詳解】
解:過A作于H,
則m,m,
在Rt中,,
,
(m),
答:路燈頂部到地面的距離約為.
【點(diǎn)睛】本題考查解直角三角形的應(yīng)用﹣仰角俯角,解題的關(guān)鍵是構(gòu)造直角三角形,利用三角函數(shù)關(guān)系求值.
測量項(xiàng)目
測量數(shù)據(jù)
從A處測得路燈頂部M的仰角α
α=58°
測角儀到地面的距離AB
AB=1.6米
路燈頂部M正下方N至測量點(diǎn)B的水平距離BN
BN=2米
測量項(xiàng)目
測量數(shù)據(jù)
從A處測得路燈頂部M的仰角α
α=58°
測角儀到地面的距離AB
AB=1.6米
路燈頂部M正下方N至測量點(diǎn)B的水平距離BN
BN=2米
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