内容正文:
2.5 解直角三角形的应用
学习目标
1. 了解仰角、俯角的概念,能应用解直角三角形解决与仰角、俯角相关的观测实际问题.
2. 了解坡度(坡比)的概念,能应用解直角三角形解决与坡度(坡比)相关的实际问题.
素养目标
了解数学建模思想,能将实际问题中的数量关系转化为解直角三角形中元素之间的关系.
一、解直角三角形的应用——仰角、俯角
仰角:从低处观测高处的目标时,视线与水平线所成的锐角叫做 仰角 .
俯角:从高处观测低处的目标时,视线与水平线所成的锐角叫做 俯角 .
二、解直角三角形的应用——坡度(坡比)
如图是一段斜坡的横断面.
坡比:把斜坡起止点A,B的高度差h与它们的水平距离l的比叫做坡度(或坡比),通常用字母i表示,即i= h∶l .
如图,斜坡AB与水平线AC的夹角记作α,那么i== tan α .也就是说,坡度等于锐角α的正切值.
1. 如图,某地修建高速公路,要从A地向B地修一条隧道(点A,B在同一水平面上).为了测量A,B两地之间的距离,一架直升机从A地出发,垂直上升900米到达C处,在C处观察B地的俯角为α,则A,B两地之间的距离为( D )
A. 900sin α米 B. 900tan α米 C. 米 D. 米
解析:由题意知∠BAC=90°,∠ABC=α,AC=900米.
∵tan∠ABC=,
∴AB==(米).
故选D.
2. 如图,一艘轮船由西向东航行到O处时,发现A岛在北偏东64°的方向且与轮船相距52海里,在A岛周围20海里水域有暗礁. 若该轮船不改变航向继续航行,为了保证航行安全,需要计算点A到OB的距离AC.下列算法中正确的是( A )
A. AC=52cos 64° B. AC=
C. AC=52sin 64° D. AC=52tan 64°
解析:由题意,得∠CAO=64°,
∴cos∠CAO=,
即cos 64°=,
∴AC=52cos 64°.
3. 河堤横断面如图所示,堤高AC=2米,迎水坡AB的坡比是1∶3,即,则AB的长为 2米 .
解析:∵迎水坡AB的坡比是1∶3,即=,AC=2米,
∴BC=3AC=3×2=6(米),
∴AB===2(米).
故答案为:2米.
解直角三角形的应用——仰角与俯角
如图,某种路灯灯柱BC垂直于地面,与灯杆AB相连. 已知直线AB与直线BC的夹角是76°,在地面点D处测得点A的仰角是56°,点B的仰角是45°,点A与点D之间的距离为 3.5 米.
(结果精确到0.1米,参考数据:sin 56°≈0.8,cos 56°≈0.6,sin 76°≈0.97,cos 76°≈0.24)
探究1:求点A到地面的距离;
解:如图,过点A作AF⊥CD,垂足为点F.
在Rt△AFD中,AF=ADsin 56°≈3.5×0.8=2.8(米),
答:点A到地面的距离约为2.8米.
探究2:求AB的长.
解:如探究1图,过点A作AG⊥EC,垂足为点G,
则AF=GC,AG=CF.
在Rt△AFD中,DF=ADcos 56°≈3.5×0.6=2.1(米).
设CF为x米,则CD为(2.1+x)米,
在Rt△BCD中,∠BDC=45°,
∴BC=CD=(2.1+x)米,
∴GB=GC-BC=2.8-(2.1+x)=(0.7-x)米.
tan 76°=≈=,
在Rt△AGB中,tan 76°=,
∴≈,
解得x≈0.56,
∴CF=AG=0.56米,
∴AB=≈≈0.6(米).
1. 如图,在C处测得旗杆AB的顶端A的仰角为30°,向旗杆前进10米到达D处,在D处测得A的仰角为60°,则旗杆的高为( C )
A. (5+3)米 B. 10米 C. 5米 D. (5+5)米
2. 如图,测角仪CD竖直放在距建筑物AB底部5 m的位置,在D处测得建筑物顶端A的仰角为50°.若测角仪的高度是1.1 m,则建筑物AB的高度约为 7.1 m . (结果精确到0.1 m,参考数据:sin 50°≈0.77,cos 50°≈0.64,tan 50°≈1.19)
解析:如图,过点D作DE⊥AB于点E,
则四边形DCBE为矩形,
∴DE=BC=5 m,BE=CD=1.1 m.
在Rt△ADE中,∠ADE=50°,tan∠ADE=,
则AE=DE·tan∠ADE≈5×1.19=5.95(m),
∴AB=AE+BE≈5.95+1.1≈7.1(m).
故答案为:7.1 m.
解直角三角形的应用——坡度(坡比)
如图,为测量一座山峰CF的高度,将此山的某侧山坡划分为AB和BC两段,每一段山坡近似是“直”的,测得坡长AB=800米,BC=200米,坡面AB的坡度为1∶,坡面BC的坡度为1∶1.
探究1:求AB段山坡的高度EF;
解:如图,过点B作