内容正文:
数 学
6.5 三角计算的应用
第6章 三角计算
拓展模块一(下册)
高等教育出版社
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第6章三角计算 6.5 三角计算的应用
学习目标
知识目标 能够运用三角计算公式、正弦定理、余弦定理解决生产生活中的实际问题
能力目标 通过对实际问题的探索,培养学生将实际问题转化为数学问题,实现数学建模.
情感目标 发展学生的正向、逆向思维和发散思维能力,构建良好的数学思维品质.
核心素养 通过学习,逐步提升数学建模、数学运算、直观想象和逻辑推理等核心.
创设情境,生成问题
活动 1
三角计算广泛应用于生活、生产实践和科学研究等诸多方面,能帮助人们解决很多实际问题.本节将介绍三角计算在面积问题交流电的电压问题、测量与计算问题等方面的应用.
为了美化校园环境,建设绿色校园,某学校要在一块半径为10 m,圆心角为的扇形空地上修建一个矩形花坛.根据设计要求,矩形的一边在扇形的半径上,且矩形内接于扇形,应如何设计,才能使花坛的面积最大?并求出这个最大面积.
巩固知识,典例练习
活动 2
典例1 在一块半径为10 m,圆心角为的扇形空地上修建一个矩形花坛.根据设计要求,矩形的一边在扇形的半径上,且矩形内接于扇形,应如何设计,才能使花坛的面积最大?并求出这个最大面积.
解:设扇形圆心为 O,矩形为 ABCD,如图所示.
连接 OD,记∠COD=θ,则在RtΔCOD中,
CD=10sinθ, OC=10cosθ.
在RtΔAOB中, . 由AB=CD可知
在日常生活中,人们会遇到一些求最大面积的问题.对于这类问题,可以“角”为自变量建立函数关系式,利用三角函数的最值来解决. 下面就是对情境问题的觪决.
巩固知识,典例练习
活动 2
解:于是,
因此,矩形花坛ABCD的面积
=)
)
巩固知识,典例练习
活动 2
解:
显然,当 )=1时,
此时, 又θ∈ 所以 .
综上所述,按照∠COD= 设计,可使得花坛的面积最大,最大面积为 m².
巩固知识,典例练习
活动 2
典例2 在日常生活中,我们的家庭用电都是交流电(如图).
若交流电的电压U(单位:V)与时间t(单位:s)之间的函数关系可用
来表示, 求:
(1)开始时的电压;
(2)电压值重复出现一次的时间间隔;
(3)电压的最大值和第一次达到最大值的时刻.
生产实践中有许多周期现象可以用三角函数来模拟,如简谐振动、交流电、海水潮汐等.在研究相关问题时,可以先建立三角函数模型,然后利用三角函数的性质解决这些问题.
巩固知识,典例练习
活动 2
解 (1) 取t=0,得开始时的电压
即该交流电开始时的电压为110 V.
(2) 由于电压值重复出现一次的时间间隔即为函数的一个周期,故电压值重复出现一次的时间间隔为
即电压值经过0.02s重复出现.
(3) 当时,得电压的最大值
此时,
当k=0时,
因此,电压第一次达到最大值的时刻为 s.
即,电压的最大值是, s时第一次达到最大值.
巩固知识,典例练习
活动 2
典例3 如图所示,在河的岸边选定两点A、B,对岸选定点C, 测得∠CAB=45°,∠CBA=75°,AB=120m.试根据测量结果,求河的宽度.
解 :因为∠CAB=45°,∠CBA=75°,所以
根据正弦定理,可得
因此
在ΔABC中,作,交AB于点D,则CD的长度即为河宽.
巩固知识,典例练习
活动 2
典例3 如图所示,在河的岸边选定两点A、B,对岸选定点C, 测得∠CAB=45°,∠CBA=75°,AB=120m.试根据测量结果,求河的宽度.
解 :在Rt CDB中,
所以,
又
因此,CD=BC
答:河宽约为94.64m.
巩固知识,典例练习
活动 2
典例4 隧道是为了缩短行驶路程而在地下、水下或者山体中铺设铁路或修筑公路的建筑物.现为修建某山体隧道,需获得隧道两端D、E两点之间的距离.为此在山的一侧选取点C,如图所示,并测得CA=500m,CB=800 m, ∠ACB=60°. 又测得AB两点到隊道口的距离AD=180m,BE=240m(A、D、E、B在一条直线上),试计算隊道DE的长.
对于无法直接测量的距离、高度等,存在着