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微专题9 以平面图形、空间图形为载体的应用题
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真 题 感 悟
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(1)用θ分别表示矩形ABCD和△CDP的面积,并确定sin θ的取值范围;
(2)若大棚Ⅰ内种植甲种蔬菜,大棚Ⅱ内种植乙种蔬菜,且甲、乙两种蔬菜的单位面积年产值之比为4∶3,求当θ为何值时,能使甲、乙两种蔬菜的年总产值最大.
解 (1)如图,设PO的延长线交MN于点H,则PH⊥MN,所以OH=10.
过O作OE⊥BC于点E,则OE∥MN,所以∠COE=θ,
故OE=40cos θ,
EC=40sin θ,
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则矩形ABCD的面积为2×40cos θ(40sin θ+10)
=800(4sin θcos θ+cos θ),
=1 600(cos θ-sin θcos θ).
过N作GN⊥MN,分别交圆弧和OE的延长线于G和K,连接OG,则GK=KN=10.
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(2)因为甲、乙两种蔬菜的单位面积年产值之比为4∶3,
设甲的单位面积的年产值为4k,乙的单位面积的年产值为3k(k>0),
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则f′(θ)=cos2θ-sin2 θ-sin θ=-(2sin2θ+sin θ-1)
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考 点 整 合
1.(1)正弦定理
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2.(1)仰角和俯角
与目标线在同一铅垂平面内的水平视线和目标视线的夹角,目标视线在水平视线上方叫仰角,目标视线在水平视线下方叫俯角(如图①).
(2)方向角
相对于某正方向的水平角,如南偏东30°,北偏西45°等.
(3)方位角
指从正北方向顺时针转到目标方向线的水平角,如B点的方位角为α(如图②).
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3.柱、锥、台和球的表面积和体积
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热点一 以平面图形为载体的应用题
【例1】 甲船在A处,乙船在A处的南偏东45°方向,距A有9海里的B处,并以20海里/小时的速度沿南偏西15°方向行驶,若甲船沿南偏东θ的方向,并以28海里/小时的速度行驶,恰能在C处追上乙船.问用多少小时追上乙船,并求sin θ的值(结果保留根号,无需求近似值).
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解 设用t小时,甲船追上乙船,且在C处相遇,那么在△ABC中,AC=28t,BC=20t,AB=9,∠ABC=180°-15°-45°=120°,
由余弦定理,得
128t2-60t-27=0,
所以AC=21(海里),BC=15(海里),
根据正弦定理,得
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又∠ABC=120°,∠BAC为锐角,
所以θ=45°-∠BAC,
sin θ=sin(45°-∠BAC)
=sin 45°cos∠BAC-cos 45°sin∠BAC
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探究提高 运用正、余弦定理解决测量距离、高度、角度等问题的注意事项
(1)首先应明确方位角或方向角等概念的含义;
(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.
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解 过O作OH垂直于AB,垂足为H.
在直角三角形OHA中,OA=20,∠OAH=α,
所以AH=20cos α,因此AB=2AH=40cos α.
由图可知,点P处观众离点O处最远.
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故对于任意α,上述设计方案均能符合要求.
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热点二 以空间图形为载体的应用题
【例2】 (2016·江苏卷)现需要设计一个仓库,它由上下两部分组成,如图,上部分的形状是正四棱锥P-