内容正文:
第六章 平面向量及其应用
人教版高中数学必修第二册(A版)
讲课老师:XXX
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)
高中
数学
知识回顾
正弦定理
正弦定理
解三角形
已知两角和任一边,求其他的边和角
已知两边和其中一边的对角,求其他边和角
边角互相转化
学习目标
进一步熟悉余弦定理、正弦定理;
了解常用的测量相关术语;
能运用余弦定理、正弦定理等知识和方法解决有关距离、高度、角度的实际问题。
情景导入
问题
在古代,天文学家没有先进的仪器就已经估算出了两者的距离,是什么神奇的方法探索到这个奥秘的呢?我们知道,对于未知的距离、高度等,存在着许多可供选择的测量方案,但是没有足够的空间,不能用全等三角形的方法来测量,所以,有些方法会有局限性。于是上面介绍的问题是用以前的方法所不能解决的。那么运用正弦定理、余弦定理能否解决这些问题?又怎么解决?
01
余弦定理、正弦定理应用举例
实际测量中的有关名称、术语
1
【定义】
基线
在测量过程中,根据测量的需要而确定的线段叫做基线。
【定义】
仰角
在同一铅垂平面内,视线在水平线上方时与水平线的夹角。
【定义】
俯角
在同一铅垂平面内,视线在水平线下方时与水平线的夹角。
【图示】
【图示】
铅垂线
视线
水平线
仰角
铅垂线
视线
水平线
俯角
实际测量中的有关名称、术语
1
【定义】
方向角
从正北或正南方向到目标方向所形成的小于九十度的角。
【定义】
方位角
从某点的指北方向线起,依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角。
【图示】
【图示】
目标方向线
西
北
南
南偏西
(指以正南方向为始边,转向目标方向线形成的角)
北
目标方向线
测量距离的问题
2
例9
如图,两点都在河的对岸(不可到达),设计一种测量两点间距离的方法,并求出间的距离。
【分析】
若测量者在 两点的对岸取定一点(称作测量基点),则在点 处只能测出 的大小,因而无法解决问题。为此,可以再取一点 ,测出线段 的长,以及,这样就可借助正弦定理和余弦定理算出距离了。
测量距离的问题
2
解:
如图,在两点的对岸选定两点,测得,并且在两点分别测得, .
在和中,由正弦定理,得
于是,在中,由余弦定理可得两点间的距离
测量距离的问题
2
在上述测量方案下,还有其他计算两点间距离的方法吗?
思考
【分析】
先求,的长度,进而在三角形中,求间的距离。
可见,在研究三角形时,灵活根据两个定理可以寻找到多种解决问题的方案,但有些过程较繁复,如何找到最优的方法,最主要的还是分析两个定理的特点,结合题目条件来选择最佳的计算方式.
测量距离的问题
2
如下图,早在1671年,两位法国天文学家为了测量地球与月球之间的距离,利用几乎位于同一经线上的柏林(点)与好望角(点)为基点,测量出的大小,并计算出两地之间的距离,进而算出了地球与月球之间的距离约为 km。我们在地球上所能用的最长的基线是地球椭圆轨道的长轴。
测量高度的问题
3
例10
如图, 是底部 不可到达的一座建筑物, 为建筑物的最高点。设计一种测量建筑物高度 的方法,并求出建筑物的高度。
由锐角三角函数知识可知,只要获得一点 (点 到地面的距离可求)到建筑物的顶部 的距离 ,并测出由点 观察 的仰角,就可以计算出建筑物的高度。为此,应再选取一点,构造另一个含有的,并进行相关的长度和角度的测量,然后通过解三角形的方法计算出.
【分析】
测量高度的问题
3
解:
如图,一条水平基线 ,使三点在同一条直线上。在两点用测角仪器测得 的仰角分别是 ,,测角仪器的高是 ,那么,在,由正弦定理,得
所以,这座建筑物的高度为
测量角度的问题
4
例11
位于某海域 处的甲船获悉,在其正东方向相距 n mile 的 处有一艘渔船遇险后抛锚等待营救。甲船立即前往救援,同时把消息告知位于甲船南偏西 ,且与甲船相距 n mile 的 处的乙船。那么乙船前往营救遇险渔船时的目标方向线(由观测点看目标的视线)的方向是北偏东多少度(精确到 )?需要航行的距离是多少海里(精确到 n mile)?
【分析】
首先应根据“正东方向”“南偏西”“目标方向线”等信息,画出示意图。
测量角度的问题
4
解:
根据题意,画出示意图。由余弦定理,得
n mile
n mile
北
于是 (n mile)
由正弦定理,得
于是
由于
所以
因此,乙船前往营救遇险渔船时的方向是北偏东,大约需要航行 n mile.
02
小结及随堂练习
课堂小结
1
余弦定理、正弦定理应用举例
测量距离
测量高度
测量角度
随堂练习
2
1. 如图所示,已知两座灯塔 和 与海洋观察站 的距离相等, 灯塔 在观察站 的北偏东 , 灯塔 在观