内容正文:
第3课时 余弦定理、正弦定理应用举例
学习任务目标
1.进一步熟悉余弦定理、正弦定理.
2.了解常用的测量相关术语.
3.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.
(1)正弦定理:
===2R.
(2)三角形中的结论:
A+B+C=π;sin(A+B)=sin C;
cos(A+B)=-cos C;
sin =cos ;
cos =sin .
知识点 测量中的几个有关术语
1.基线的概念与选择原则
(1)定义
在测量过程中,我们把根据测量的需要而确定的线段叫做基线.
(2)性质
为使测量具有较高的精确度,应根据实际需要选取合适的基线长度.一般来说,基线越长,测量的精确度越高.
2.测量中的有关角的概念
(1)仰角和俯角
与目标视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时叫做仰角,目标视线在水平视线下方时叫做俯角,如图所示.
(2)方位角
指从正北方向顺时针转到目标方向线的水平角,如点B的方位角为α(如图1所示).
(3)方位角的其他表示——方向角
①正南方向:指从原点O出发的经过目标的射线与正南的方向线重合,即目标在正南的方向线上.依此可类推正北方向、正东方向和正西方向.
②东南方向:指经过目标的射线是正东和正南的夹角平分线(如图2所示).
[微训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”).
(1)从A处望B处的仰角为α,从B处望A处的俯角为β,则α,β的关系为α=β. (√)
(2)俯角是铅垂线与视线所成的角,其范围为. (×)
(3)若点P在点Q的北偏东44°,则点Q在点P的东偏北46°. (×)
(4)方位角大小的范围是(0,π),方向角大小的范围是. (×)
2.如图,要测量一水塘两侧A,B两点间的距离,其方法是先选定适当的位置C,用经纬仪测出角α,再分别测出AC,BC的长b,a,则可求出A,B两点间的距离.若测得AC=400 m,BC=600 m,∠ACB=60°,则A,B两点间的距离为200m.
解析:在△ABC中,由余弦定理得
AB2=AC2+BC2-2AC·BCcos ∠ACB,
∴AB2=4002+6002-2×400×600cos 60°=280 000.
∴AB=200 m.
即A,B两点间的距离为200 m.
不能到达的两点间的距离问题
1.如图,在河岸AC测量河的宽度BC,测量下列四组数据,较适宜的是( )
A.γ,c,α B.b,c,α
C.c,α,β D.b,α,γ
D 解析:a,c均隔河,故不易测量,测量b,α,γ更合适.
2.为了在一条河上建一座桥,施工前在河两岸打上两个桥位桩A,B(如图),要测量A,B两点的距离.测量人员在岸边定出基线BC,测得BC=50 m,∠ABC=105°,∠BCA=45°,可以计算出A,B两点的距离为( )
A.50 m B.50 m
C.25 m D. m
A 解析:由题意知∠CAB=180°-∠ABC-∠BCA=30°.
由正弦定理=,
得AB===50 (m).
3.在相距2千米的A,B两点处测量目标点C.若∠CAB=75°,∠CBA=60°,则A,C两点之间的距离为千米.
解析:∠ACB=180°-75°―60°=45°,
由正弦定理得=,
所以AC==.
【类题通法】
三角形中与距离有关问题的求解策略
(1)解决与距离有关的问题,若所求的线段在一个三角形中,则直接利用正、余弦定理求解即可;若所求的线段在多个三角形中,要根据条件选择适当的三角形,再利用正、余弦定理求解.
(2)解决与距离有关的问题的关键是转化为求三角形中的边,分析所解三角形中已知哪些元素,还需要求出哪些元素,灵活应用正、余弦定理来解决.
测量高度问题
【例1】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.现测得∠BCD=α,∠BDC=β,CD=s,并在点C测得塔顶A的仰角为θ,求塔高AB.
解:在△BCD中,∠CBD=π-α-β.
由正弦定理得=,
所以BC==.
在Rt△ABC中,AB=BCtan∠ACB=.
【例2】济南泉城广场上的泉标模仿的是隶书“泉”字,其造型流畅别致,是济南的标志和象征.李明同学想测量泉标的高度,他在广场的A点测得泉标顶端的仰角为60°,然后沿着泉标底部方向前进15.2 m,到达B点,又测得泉标顶部仰角为80°.你能帮助李明同学求出泉标的高度吗?(取≈1.732,sin 20°≈0.342,sin 80°≈0.985.中间结果精确到0.1 m,最终结果精确到1 m)
解:如图,点C,D分别为泉标的底部和顶端.
依题意,∠BAD=60°,∠CBD=80°,AB=15.2 m,
则∠ABD=100°,∠ADB=80°-60°=20°.