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精彩三年 课程探究与巩固·数学·必修第二册
6.4 平面向量的应用
第六章 平面向量及其应用
6.4.3 余弦定理、正弦定理
第3课时 余弦定理、正弦定理应用举例
*
[课程目标] 1.了解常用的测量的相关术语的含义;2.能够运用正弦定理和余弦定理等知识和方法解决一些有关测量距离、高度、角度等实际问题.
知识点 实际测量中的有关名称、术语
上
下
名称
定义
图示
仰角
在同一铅垂平面内,视线在水平线______方时与水平线的夹角
俯角
在同一铅垂平面内,视线在水平线______方时与水平线的夹角
目标方向线
顺
名称
定义
图示
方向角
从指定方向线到______________的水平角(指定方向线是指正北或正南或正东或正西,方向角小于90°)
方位角
从正北的方向线按______时针到目标方向线所转过的水平角
判断正误(请在括号中打“√”或“×”).
(1)利用正弦定理和余弦定理可以解决距离、高度和角度问题.
( )
(2)两个不可到达的点之间的距离无法求得.( )
(3)方位角和方向角是一样的.( )
√
×
×
如图,某人在塔AB的正东C处沿着南偏西60°的方向前进40米后到达D处,望见塔在东北方向,若沿途测得塔的最大仰角为30°,求塔高.
解:在△BCD中,CD=40米,∠BCD=30°,∠DBC=135°,
由正弦定理得=,
所以BD==20(米).
在Rt△BED中,∠BDE=180°-135°-30°=15°,
所以BE=BD·sin 15°=20×sin 15°
=20×=10(-1)(米).
在Rt△ABE中,∠AEB=30°,所以AB=BE·tan 30°=(3-)米.
所以塔高为(3-)米.
[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)要根据题意正确画出图形,同时空间图形和平面图形要区分开,以免影响解答.
活学活用
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( )
D
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=BC tan ∠ACB=15×=15.
如图所示,某旅游景点有一座风景秀丽的山峰,山上有一条笔直的山路BC和一条索道AC,小王和小李打算不坐索道,而是花2个小时的时间进行徒步攀登,已知∠ABC=120°,∠ADC=150°,BD=1 km,AC=3 km.假设小王和小李徒步攀登的速度为每小时1 250 m,请问:两位登山爱好者能否在2个小时内徒步登上山峰?(即从B点出发到达C点)
解:在△ABD中,由题意知,∠ADB=∠BAD=30°,
所以AB=BD=1 km,因为∠ABD=120°,由正弦定理得= ,解得AD= km,在△ACD中,由AC2=AD2+CD2-2AD·CD·cos 150°,得9=3+CD2+2×CD,即CD2+3CD-6=0,解得CD= km(负值舍去),BC=BD+CD= km,
2个小时小王和小李可徒步攀登1 250×2=2 500(m),即2.5 km.
而<==2.5,
所以两位登山爱好者可以在2个小时内徒步登上山峰.
[规律方法]
(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.
活学活用
海轮“和谐号”从A处以每小时21海里的速度出发,海轮“奋斗号”在A处北偏东45°的方向,且与A相距10海里的C处,沿方位角为105°的方向以每小时9海里的速度行驶,则海轮“和谐号”与海轮“奋斗号”相遇所需的最短时间为______小时.
【解析】 设海轮“和谐号”与海轮“奋斗号”相遇所需的最短时间为x小时,如图,则由已知得△ABC中,AC=10,AB=21x,BC=9x,∠ACB=120°.
由余弦定理得:(21x)2=100+(9x)2-2×10×9x×cos 120°,
整理,得36x2-9x-10=0,
解得x=-(舍去)或x=.
所以海轮“和谐号”与海轮“奋斗号”相遇所需的最短时间为小时.
某渔船在航行中不幸遇险,发出呼救信号,某海军舰艇在A处