内容正文:
第23章 解直角三角形
23.2 解直角三角形及其应用
第4课时 倾斜程度与三角函数
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1.知道横断面、坡度、坡角等概念,能在横断面图中构建直角三角形.
2.能够用解直角三角形的知识,解决坡度与坡角的相关实际问题.
3.了解直线斜率与正切的关系,会计算直线的倾斜程度.
◎重点:解决有关坡度的实际问题.
◎难点:直线的斜率与正切.
素养目标
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我们之前已经知道可以用正切关系来衡量倾斜程度,在实际生活中,我们需要知道哪些物体的倾斜程度呢?一段楼梯,一座大坝,一段路基,一个斜坡,等等.本节课,我们就来用三角函数的知识量一量它们的倾斜程度.
预习导学
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坡度与坡角
阅读课本本课时“例6”,回答下列问题.
1.旧知回顾:
(1)坡角α:坡面与水平面的夹角.坡度i:坡面的铅垂高度h和水平长度l的比,即 i= .坡度与坡角的关系:i== tan α .
(2)坡度i越大,坡角α就越 大 ,坡面就越 陡 .
i=
tan α
大
陡
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2.在课本“例6”中,思考:
(1)在Rt△ABE中,利用 BE 的长和 坡度(正切) 三角函数关系,计算AE的长度.
(2)过点C作CF⊥AD于点F是为了构造直角三角形 CDF ,求 DF 的长度.
BE
坡度(正切)
CDF
DF
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(3)最后AD= AE + EF + DF .
归纳总结 解决此类问题首先要弄清楚坡角、坡度的概念与关系(坡度是坡角的正切值),其次是作适当的 辅助线 构造直角三角形,选择适当的三角函数关系,解决问题.
AE
EF
DF
辅助线
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直线的倾斜程度
阅读课本“例7”,回答下列问题.
1.为了证明tan α=,思考:
(1)首先构建了直角三角形 P1RP2 ,∠ P2P1R =直线与x轴正半轴的夹角.
(2)在Rt△P1RP2中,tan∠P2P1R= = .
P1RP2
P2P1R
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2.为了证明k=,首先将P1与P2的坐标代入 直线 方程中,得到一个 二元一次 方程组,再经过 等量代换 可得结果.
归纳总结 直线的倾斜程度取决于直线y=kx+b与正半轴的夹角α,tan α即为直线的倾斜程度;也可以用直线方程中的系数 k 表示直线的倾斜程度,因为 k =tan α.
直线
二元一次
等量代换
k
k
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关于直线的倾斜程度,初中阶段我们仅作为了解,在高中阶段,我们将学习其中的相关知识.
·导学建议·
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1.如图,在平面直角坐标系中,点P的坐标为(3,4),则射线OP与x轴正方向所夹锐角α的余弦值为 ( C )
A. B. C. D.
第1题图
C
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2.如图,河堤横断面的坡比BC∶AC是1∶,AC=6 m.则坡面AB的长度是 ( C )
A.12 m B.8 m C.4 m D.6 m
第2题图
C
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3.在坡度为i=1∶3的山坡上种树,要求株距(相邻两棵树间的水平距离)是6米,那么斜坡上相邻两棵树间的坡面距离是 2 米.
2
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1.小红和小亮相约周六去登山,小红从北坡山脚C处出发,已知小山北坡的坡度i=1∶,同时小亮从南坡山脚B处出发.坡面AC长240米,南坡的坡角是45°,问:两人出发前的水平距离是多少?
合作探究
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解:如图,过点A作AD⊥BC于点D.
在Rt△ACD中,tan C=i=1∶,∴∠ACD=30°.
∴AD=AC·sin∠ACD=AC=120米,
CD=AC·cos∠ACD=AC=120米.
在Rt△ABD中,∠ABD=45°,∴BD=AD=120米,
∴BC=BD+CD=(120+120)米.
故两人出发前的水平距离是(120+120)米.
合作探究
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2.如图,某地下车库的入口处有斜坡AB,它的坡度为i=1∶2,斜坡AB的长为6米,车库的高度为AH(AH⊥BC),为了让行车更安全,现将斜坡的坡角改造为14°(图中的∠ACB=14°).
(1)求车库的高度AH.
合作探究
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(2)求点B与点C之间的距离(结果精确到1米).
(参考数据:sin 14°≈0.24,cos 14°≈0.97,tan 14°≈0.25)
合作探究
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解:(1)由题意可得AH∶BH=1∶2,
设AH=x,则BH