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课时16 余弦定理、正弦定理应用举例
新授课
1.了解实际问题中常用的测量相关术语,能够运用余弦定理、正弦定理等知识和方法解决一些有关测量距离、高度、角度的实际问题.
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学习目标
学习总结
2
任务1:利用余弦定理、正弦定理解决不可测量的距离问题.
目标:了解实际问题中常用的测量相关术语,能够运用余弦定理、正弦定理等知识和方法解决一些有关测量距离、高度、角度的实际问题.
情景1:如图, A,B两点都在河对岸(不可到达),设计一种测量A,B两点间距离的方法.并求出A,B间的距离.
(1)若在河这边取一点C,根据测角仪可以测出∠ACB的大小,回顾正弦定理与余弦定理,据此能求出边AB的距离吗?
不能,理由:正弦定理适用条件是:①已知两边和其中一边的对角;②已知两角和任意一边.余弦定理适用条件是:①已知两边及其夹角;②已知三边;③已知两边及其任意一角.而题中只能测量出一个角,其他均不可测量,故不可以.
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(2)小组讨论:如图,若在河这边取两点C、D,且DC=2km,连接AC、BD,根据测角仪测得∠ACB=45°,∠ACD=60°,∠BDA=∠BDC=30°,此时根据正弦定理与余弦定理能求出边AB的距离吗?说明理由.
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可以,将情境问题转化为数学问题,画出其几何图象,并通过仪器测出∠ACB=45°,∠ACD=60°,∠BDA=∠BDC=30° ,DC=2km.
解:在河岸边选定两点C、D,测得CD=2,∠BCA=45°,∠ACD=60°,
∠CDB=∠ADB=30°,在△ADC,△BDC中,由正弦定理可得
, ,
所以在△ABC中,由余弦定理得 .
思考:还有其他方法计算A,B两点间的距离吗?
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1.基线:是指在测量过程中,我们把根据测量的需要而确定的线段,如题中的线段CD.
2.性质:在测量过程中,应根据实际需要选取合适的基线长度,使测量具有较高的精确度.一般来说,基线越长,测量的精确度越高.
概念生成
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1.坡度:
2.仰角和俯角:
在视线和水平线所成的角中,视线在水平线上方的角叫仰角,
视线在水平线下方的角叫俯角.
斜面与地平面所成的角度
任务2:利用余弦定理、正弦定理解决不可测量的高度问题.
在解决关于不可测量的高度问题时,需要明确以下概念:
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情景2:如图,AB是一个建筑物,A为建筑物的最高点,设计一种测量建筑物高度AB的方法,求出建筑物的高度.
(1)若AB的底部可以到达,那么应该如何设计方案,使得可以计算出建筑物的高度?
如图,在地面上随机取一点G,然后用测量仪测出点C处的仰角,并测出GB的距离,再利用直角三角形的正切公式求出AB的高度.
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(2)结合问题(1)的方案,若AB的底部不可以到达,那么应该如何调整问题(1)的方案?根据调整的方案可以计算出建筑物的高度是多少?(结果保留三位有效数字)
如图,在地面上取G、H两点,并使得B,G,H三点共线,然后分别在G、H处,测得A处的仰角分别为45°,30°,且GH=100m,DH=1.5m.
所以,在△ACD中, .
所以,
所以, m.
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练一练
如图,要测量底部不能到达的电视塔AB的高度,在C点测得塔顶A的仰角是45°,在D点测得塔顶A的仰角是30°,并测得水平面上的∠BCD=120°,CD=40 m,求电视塔的高度.
解:设电视塔AB高为x,则在Rt△ABC中,由∠ACB=45°,得BC=x.
在Rt△ADB中,∠ADB=30°,∴BD= x.
在△BDC中,由余弦定理得
BD2=BC2+CD2-2BC×CDcos120°,
即( x)2=x2+402-2·x·40·cos120°,解得x=40.
答:电视塔的高为40 m.
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任务3:利用余弦定理、正弦定理解决实际问题中的角度问题.
在解决关于角度测量的问题时,需要明确以下概念:
1.方位角
从某点的指北方向线顺时针方向至目标方向线间的水平夹角.
从正北或正南方向到目标方向所形成的小于90°的角.
2.方向角
北
南
东
西
A
α
B
β
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情景3:位于某海域A处的甲船获悉,在其正东方向相距20 n mile的B处有一艘渔船遇险后抛锚等待营救.甲船立即前往救援,同时把消息告知位于甲船南偏