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三角函数应用的基本策略
【例1】 图1是放置在水平地面上的落地式话筒架实物图,图2是其示意图.支撑杆AB垂直于地面l,活动杆CD固定在支撑杆上的点E处.若∠AED=48°,BE=110 cm,DE=80 cm,求活动杆端点D离地面的高度DF.(结果精确到1 cm,参考数据:sin 48°≈0.74,cos 48°≈0.67,tan 48°≈1.11)
例1题图
例1题答图
解:如图,过点D作DG⊥AE于点G,得矩形GBFD,
∴DF=GB.
在Rt△GDE中,DE=80 cm,∠GED=48°,
∴GE=DE×cos 48°≈80×0.67=53.6(cm),
∴GB=GE+BE=53.6+110=163.6≈164(cm).
∴DF=GB=164 cm.
答:活动杆端点D离地面的高度DF为164 cm.
【变式】 如图,某无人机爱好者在一小区外放飞无人机,当无人机飞行到一定高度D点处时,无人机测得操控者A的俯角为75°,测得小区楼房BC顶端点C处的俯角为45°.已知操控者A和小区楼房BC之间的距离为70米,此时无人机D距地面AB的高度为74.6米,求小区楼房BC的高度.(参考数据:sin 75°≈0.97,cos 75°≈0.26,tan 75°≈3.73)
变式题图
变式题答图
解:过点D作DE⊥AB于点E,过点C作CF⊥DE于点F,如图所示,则∠DAE=75°,∠DCF=45°,∴△CDF是等腰直角三角形,∴DF=CF.在Rt△ADE中,tan ∠DAE=,∴AE=≈=20(米),∴BE=AB-AE≈70-20=50(米).∵四边形BCFE是矩形,
∴CF=BE≈50米,∴DF=CF≈50米,
∴BC=EF=DE-DF≈74.6-50=24.6(米).
答:小区楼房BC的高度约为24.6米.
【例2】 如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AD⊥BC于点D,则下列结论中不正确的是( C )
A.sin B= B.sin B=
C.sin B= D.sin B=
例2题图
变式题图
【变式】 如图,AB是⊙O的直径,=,AB=5,BD=4,则sin ∠ECB=____.
【例3】 如图,为了测量某条河的对岸C,D两点间的距离.在河的岸边与CD平行的直线EF上取两点A,B,测得∠BAC=45°,∠ABC=37°,∠DBF=60°,量得AB的长为70米.求C,D两点间的距离.(参考数据:sin 37°≈,cos 37°≈,tan 37°≈)
解:如图,过点C,D分别作CM⊥EF,DN⊥EF,垂足分别为M,N,
在Rt△AMC中,∵∠BAC=45°,∴AM=MC.
在Rt△BMC中,∵∠ABC=37°,
tan ∠ABC=,
∴BM=≈CM.
∵AB=AM+BM≈CM+CM=70(米),
∴CM=DN≈30(米).
在Rt△BDN中,∵∠DBN=60°,
∴BN===10(米),
∴CD=MN=MB+BN≈×30+10=(40+10)米.
答:C,D两点间的距离约为(40+10)米.
【变式】 如图,AB是⊙O的直径,延长AB至点P,使BP=OB,BD垂直于弦BC,垂足为B,点D在PC上.设∠PCB=α,∠POC=β.求证:tan α·tan=.
变式题图
变式题答图
证明:如图,连结AC,则∠A=∠POC=,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,∴AC⊥BC.
∵BD⊥BC,∴BD∥AC,
∴∠PBD=∠A.
∵∠P=∠P,∴△PBD∽△PAC,
∴=.
∵PB=OB=OA,
∴=,∴=,
∴tan α·tan =·==.
【例4】 如图,在一笔直的海岸线上有A,B两个观测站,A在B的正西方向,AB=2 km,从观测站A测得船C在北偏东45°的方向,从观测站B测得船C在北偏西30°的方向.求船C离观测站A的距离.
例4题图
例4题答图
解:如图,过点C作CD⊥AB于点D,
则∠CAD=∠ACD=45°,
∴AD=CD.
设AD=x km,则AC=x km,
∴BD=AB-AD=(2-x)km.
在Rt△BCD中,∵∠CBD=60°,tan ∠CBD=,
∴=,解得x=3-.
经检验,x=3-是原方程的根.
∴AC=x=(3-)=(3-)km.
答:船C离观测站A的距离为(3-)km.
【变式】 某运载火箭的发射示意图如右所示.运载火箭从地面O处发射,当火箭到达点A时,地面D处的雷达站测得AD=4 000米,仰角为30°.3秒后,火箭直线上升到达点B处,此时地面C处的雷达站测得B处的仰角为45°.已知C,D两处相距460米,求火箭从A到B处的平均速度.(结果精确到1米/秒,参考数据:≈1.732,≈1.414)
解:设火箭从A到B处的平均速度为x米/秒,根据题意可知AB=3x,
在Rt