内容正文:
假期作业22 余弦定理与正弦定理的应用
1.解三角形应用题的基本思想
解三角形应用题时,通常都要根据题意,从实
际问题中抽象出一个或几个三角形,然后通过
解三角形,得到实际问题的解,求解的关键是
将实际问题转化为 问题.
2.运用正弦定理、余弦定理解决实际问题的基
本步骤
(1)分析:理解题意,弄清已知与未知,画出示
意图(一个或几个三角形);
(2)建模:根据已知条件与求解目标,把已知量
与待求量尽可能地集中在有关三角形中,
建立一个解三角形的数学模型;
(3)求解:利用正弦定理、余弦定理解三角形,
求得数学模型的解;
(4)检验:检验所求的解是否符合实际问题,从
而得出实际问题的解.
3.三角形面积公式
(1)三角形的高的公式:hA=bsinC=csinB,
hB=csinA=asinC,hC=asinB=bsinA.
(2)三角形的面积公式:S=12absinC
,S=
,S= .
◆[考点一] 利用正、余弦定理测量角度问题
1.若水平面上点B 在点A 南偏东30°方向上,
则在点A 处测得点B 的方位角是 ( )
A.60° B.120° C.150° D.210°
2.如图,两座相距60m 的建
筑物AB,CD的高度分别为
20m,50m,BD 为水平面,
则从建筑物AB的顶端A 看建筑物CD 的张
角∠CAD等于 ( )
A.30° B.45° C.60° D.75°
3.根据气象部门提醒,在距
离某基地正北方向588km
处的热带风暴中心正以
21km/h的速度沿南偏
东45°方向移动,距离风暴中心441km以内
的地区都将受到影响,则该基地受热带风暴
中心影响的时长为 ( )
A.7h B.14h
C.(14 2-7)h D.(14 2+7)h
4.如图所示,位于A 处的
信息中心获悉:在其正
东方向相距40海里的
B处有一艘渔船遇险,
在原地等待营救,信息中心立即把消息告知
在其南偏西30°、相距20海里的C处的乙船,
现乙船朝北偏东θ的方向沿直线CB 前往B
处救援,则cosθ的值为 .
◆[考点二] 利用正、余弦定理测量距离与高
度问题
5.如图,巡航艇在海上
以60km/h的速度
沿南偏东40°的方向
航行.为了确定巡航
艇的位置,巡航艇在B 处观测灯塔A,其方
35
向是南偏东70°,航行12h
到达C处,观测灯
塔A 的方向是北偏东65°,则巡航艇到达C
处时,与灯塔A 的距离是 ( )
A.10km B.10 2km
C.15km D.15 2km
6.一艘海轮从A 处出发,以每小时40海里的
速度沿南偏东40°的方向直线航行,30分钟
后到达B 处,在C 处有一座灯塔,海轮在A
处观察灯塔,其方向是南偏东70°,在B 处
观察灯塔,其方向是北偏东65°,那么B,C
两点间的距离是 ( )
A.10 2海里 B.10 3海里
C.20 3海里 D.20 2海里
7.为运输方便,某工程
队将从A 到D 修建
一 条 湖 底 隧 道,如
图,工程队从A 出发向正东行10 3km 到
达B,然后从B 向南偏西45°方向行了一段
距离到达C,再从C 向北偏西75°方向行了
4 2km到达D,已知C 在A 南偏东15°方
向上,则A 到D 的距离为 ( )
A.15 6km B.2 38km
C.10 2km D.15 3km
8.如图,一位同学从P1 处观
测塔顶B 及旗杆顶A,得
仰角分别为α和90°-α.
后退lm 至点P2 处再观
测塔顶B,仰角变为原来的一半,设塔CB
和旗杆BA 都垂直于地面,且C,P1,P2 三
点在同一条水平线上,则塔BC 的高为
m;旗杆BA的高为 m.(用含有l
和α的式子表示)
◆[考点三] 正、余弦定理在平面几何中的应用
9.在面积为S的△ABC中,内角A,B,C的对
边分别为a,b,c,若b2+c2=3+ 4StanA
,则
a= ( )
A.1 B.3 C.2 D.3
10.(多选)如图,△ABC 的内
角A,B,C所对的边分别为
a,b,c,3(acosC+ccosA)
=2bsinB,且∠CAB=π3.
若 D 是△ABC
外一点,DC=1,AD=3,则下列说法中正
确的是 ( )
A.△ABC的内角B=π3
B.∠ACB=π3
C.四边形ABCD 面积的最大值为5 32 +3
D.四边形ABCD 的面积无最大值
11.如图,在△ABC 中,已知点
D 在BC 边上,AD⊥AC,
sin∠BAC=2 23
,AB=3 2,AD=3,则
BD= .
45
12.如图,已知扇形的圆心角
∠AOB=2π3
,半径为4 2,
若点C 是AB
︵
上的一动点
(不与点A,B 重合).
(1)若弦BC=4(3-1),求BC
︵
的长;
(2)求四边形OACB 面积的最大值.
1.某中学研究性学习小组为测量四门通天铜
雕高度,在和它底部位于同一水平高度的共
线三点A,B,C 处测得铜雕顶端P 处仰角
分别为π
6
,π
4
,π
3
,且AB=BC=20m,则四
门通天铜雕的高度为 m.
2.如图,现有一直径 AB
=2 百 米 的 半 圆 形 广
场,AB 所在直线上存
在两点C,D,满足OC=OD=2百米(O 为
AB 的中点),市政规划要求,从广场的半圆
弧AB 上选取一点E,各修建一条地下管道
EC和ED 通往C、D 两点.
(1)设∠EOB=θ,试将管道总长(即线段EC
+ED)表示为变量θ的函数;
(2)求管道总长的最大值.
中国女排打了8场,赢了5
场,输了3场,冠军!
塞尔维亚打了8场,赢了6
场,输了2场,亚军!
美国女排打了8场,赢了7
场,输了1场,季军!
[总结] 人生呀,关键不在于你赢过多少次,
而在于你在什么时候,什么场次赢了什么对手!
55
在△ABD 中,由余弦定理 AD2=AB2+BD2-2ABBD
cos∠ABD,
得AD2=32+ 157( )
2
-2×3×157×
3
5=
288
49
,
解得AD=12 27
或者AD=-12 27
(舍去).]
2.解析:由余弦定理可得a2=b2+c2-2bccosA,即64=b2+49
-2×b×7×17=b
2-2b+49,
故b2-2b-15=0,解得b=-3(舍)或b=5,
因为cosC=a
2+b2-c2
2ab
,所以cosC=64+25-492×8×5 =
1
2
,又C
∈(0,π),故C=π3.
答案:5 π3
假期作业22
思维整合室
1.解三角形 3.(2)12bcsinA
1
2casinB
技能提升台 素养提升
1.C 2.B
3.B [如图所示建立平面直角坐标系,假设|OE|=|OG|=441,
OF⊥EG,
由 题 意 易 知|OF|= 22 ×588=294 2
,则|GF|=
|OG|2-|OF|2= 21609=147,
所以 该 基 地 受 热 带 风 暴 中 心 影 响 的 时 长|EG|
21 =
147×2
21
=14.]
4.解析:在△ABC中,AB=40,AC=20,∠BAC=120°,
由余弦定理得BC2=AB2+AC2-2ABACcos120°
=2800⇒BC=20 7.
由正弦定理,得 AB
sin∠ACB=
BC
sin∠BAC
⇒sin∠ACB=ABBC
sin∠BAC= 217 .
由∠BAC=120°,知∠ACB为锐角,则cos∠ACB=2 77 .
由θ=∠ACB+30°,得cosθ=cos(∠ACB+30°)
=cos∠ACBcos30°-sin∠ACBsin30°= 2114 .
答案: 21
14
5.D [在△ABC 中,BC=60× 12 =30
(km),∠ABC=70°-
40°=30°,∠ACB=40°+65°=105°,则∠A=180°-(30°+
105°)=45°,由正弦定理,可得AC=15 2(km).故选 D.]
6.A [如图所示,易知,在△ABC中,
AB=20,∠CAB=30°,∠ACB=45°,
根据正弦定理得 BC
sin30°=
AB
sin45°
,解得BC
=10 2(海里).]
7.B [连 接 AC,由 题 意,
∠ABC=45°,∠ACD=75°
-15°=60°,∠BCD=75°+
45°=120°,
∠ACB=60°,AB=10 3,
CD=4 2,
在△ABC 中,由 正 弦 定 理 得, ABsin∠ACB=
AC
sin∠ABC
,即
10 3
3
2
=AC
2
2
,则AC=10 2,
在△ACD 中,由 余 弦 定 理 得,AD2=AC2+CD2-2AC
CDcos∠ACD=152,
则AD=2 38km.]
8.解析:在 Rt△BCP1 中,∠BP1C=α,在 Rt△P2BC 中,∠P2
=α2.∵∠BP1C=∠P1BP2+∠P2
,∴∠P1BP2=
α
2
,
即△P1BP2 为等腰三角形,BP1=P1P2=l,
∴BC=lsinα.
在 Rt△ACP1 中,
AC
CP1
= AClcosα=tan
(90°-α),
∴AC=lcos
2α
sinα
,则BA=AC-BC=lcos
2α
sinα-lsinα
=l
(cos2α-sin2α)
sinα =
lcos2α
sinα .
答案:lsinα lcos2αsinα
9.B [由三角形的面积公式得b2+c2=3+2bcsinAtanA
,即b2+c2
=3+2bccosA.由余弦定理得a2=b2+c2-2bccosA=3,所
以a= 3.故选B.]
10.ABC [∵ 3(acosC+ccosA)=2bsinB,∴由正弦定理可
得 3(sinAcosC+sinCcosA)=2sin2B,∴ 3sin(A+C)=
2sin2B,∴ 3sinB=2sin2B.又∵sinB≠0,∴sinB= 32.
∵∠CAB=π3
,∴B∈ 0,2π3( ) ,∴B=
π
3
,∴∠ACB=π-
∠CAB-B=π3
,因此 A,B正确.四边形ABCD 面积等于
S△ABC +S△ACD =
3
4AC
2 + 12AD
DCsin ∠ADC=
3
4
(AD2+DC2-2ADDCcos∠ADC)+12AD
DC
sin∠ADC= 34 ×
(9+1-6cos∠ADC)+ 12 ×3×1
sin∠ADC=5 32 +3sin ∠ADC-
π
3( ) ≤
5 3
2 +3
,当且仅
当∠ADC- π3 =
π
2
,即∠ADC=5π6
时,等号成立,因此 C
正确,D错误.故选 ABC.]
11.解析:∵sin∠BAC=sin π2+∠BAD( )=cos∠BAD,
∴cos∠BAD=2 23 .
在△ABD 中,由 余 弦 定 理 得 BD2=
AB2+AD2-2ABADcos∠BAD=(3 2)2+32-2×3 2
×3×2 23 =3
,∴BD= 3.
答案:3
12.解:(1)在△OBC中,BC=4(3-1),OB=OC=4 2,
所以由余弦定理得cos∠BOC=OB
2+OC2-BC2
2OBOC =
3
2
,
001
所以∠BOC=π6
,
于是BC︵ 的长为 π64 2=
2 2
3 π.
(2)设∠AOC=θ,θ∈ 0,2π3( ) ,则∠BOC=
2π
3-θ
,
S四边形OACB=S△AOC+S△BOC
=12×4 2×4 2sinθ+
1
2×4 2×4 2
sin 2π3-θ( )
=24sinθ+8 3cosθ=16 3sinθ+π6( ) ,由于θ∈ 0,
2π
3( ) ,
所以θ+π6∈
π
6
,5π
6( ).所以16 3sinθ+
π
6( ) ∈
(8 3,16 3],所以四边形OACB面积的最大值为16 3.
新题快递
1.解析:设四门通天铜雕PQ 的高度h m,
由∠PAQ= π6
,∠PBQ= π4
,∠PCQ= π3
,可
得AQ= 3h,BQ=h,CQ= 33h
,
在△ABC中,因为∠ABQ+∠QBC=π,
所以cos∠ABQ=-cos∠QBC,
可得AB
2+BQ2-AQ2
2ABBQ =-
BC2+BQ2-CQ2
2BCBQ
,
即400+h
2-(3h)2
2×20×h =-
400+h2- 3
3h
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
2×20×h
,解得h=10 6,
所以四门通天铜雕的高度为10 6m.
答案:10 6m
2.解:(1)在△DOE 中,由余弦定理得:
ED2=OD2+OE2-2ODOEcos∠EOD=4+1-2×2×
cosθ=5-4cosθ,
在△COE 中,由余弦定理得:
EC2=OC2+OE2-2OCOEcos∠EOC=4+1-2×2
×cos(π-θ)=5+4cosθ,
所以EC+ED= 5+4cosθ+ 5-4cosθ=f(θ),θ∈[0,
π],
∴将管道总长(即线段EC+ED)表示为变量θ的函数为:
f(θ)= 5+4cosθ+ 5-4cosθ,θ∈[0,π],
(2)由(1)可得:
[f(θ)]2=( 5+4cosθ+ 5-4cosθ)2
=10+2 5+4cosθ 5-4cosθ=10+2 25-16cos2θ,
因为,θ∈[0,π],所以0≤cos2θ≤1,
[f(θ)]2=10+2 25-16cos2θ≤10+2 25=20(百米)
当且仅当cos2θ=0,即θ=π2
时取等号,
因为f(θ)= 5+4cosθ+ 5-4cosθ>0,∴f(θ)= 20=
2 5(百米).
∴管道总长的最大值为2 5百米.
假期作业23
思维整合室
1.(1)a b (2)= ≠ = ≠ (3)a=c且b=d (4)a=c
且b=-d (5)|z| |a+bi|
3.(1)(a+c)+(b+d)i (a-c)+(b-d)i (ac-bd)+(ad+
bc)i ac+bd
c2+d2
+bc-ad
c2+d2
i (2)z2+z1 z1+(z2+z3)
技能提升台 素养提升
1.C [(a+i)(1-ai)=a-a2i+i+a=2a+(1-a2)i=2,
所以
2a=2,
1-a2=0,{ 解得a=1.]
2.D [z在复平面对应的点是(-1,3),根据复数的几何意
义,z=-1+ 3i,由共轭复数的定义可知,z=-1- 3i.]
3.BD [∵z= 21-i=
2(1+i)
(1-i)(1+i)=1+i
,
∴|z|= 2,z2=2i,z的共轭复数为1-i,z的虚部为1.故
A,C错,B,D正确.]
4.A [由题知(1+3i)(3-i)=3-i+9i-3i2=6+8i,所以该
复数在复平面内对应的点为(6,8),位于第一象限.]
5.D [由题意(x+yi)+2=(x+2)+yi=(3-4i)+2yi=3+
(2y-4)i,所 以
x+2=3
y=2y-4{ ,解 得 x=1,y=4,所 以 x+y
=5.]
6.BCD [若z1>z2,则z1,z2 为实数,当z1=1,z2=-2时,满
足z1>z2,但|z1|<|z2|,故 C项不正确;因为两个虚数之间
只有等与不等,不能比较大小,所以 D 项不正确;当两个复
数不相等时,它们的模有可能相等,比如1-i≠1+i,但|1-i|
=|1+i|,所以B项不正确;因为当两个复数相等时,模一定
相等,所以 A项正确.故选BCD.]
7.D [对原式两边同时乘以i得:z-1=i,即z=1+i,所以z
=1-i,即z+z=2,故选 D.]
8.B [由题意可得z= 2+i
1+i2+i5
= 2+i1-1+i=
i(2+i)
i2
=2i-1-1 =
1-2i,则z=1+2i.]
9.A [因为z=1-i2+2i=-
1
2i
,所以z=12i
,所以z-z=-i.]
10.解析:由题意可得5+14i2+3i=
(5+14i)(2-3i)
(2+3i)(2-3i)=
52+13i
13 =4
+i.
答案:4+i
11.解:设z=a+bi(a,b∈R),由|z|=1+3i-z,
得 a2+b2-1-3i+a+bi=0,
则 a
2+b2+a-1=0,
b-3=0,{ 所以
a=-4,
b=3,{ 所以z=-4+3i.
则
(1+i)2(3+4i)2
2z =
2i(3+4i)2
2(-4+3i)
=2
(-4+3i)(3+4i)
2(-4+3i) =3+4i.
12.解:(1)设z=a+bi(a,b∈R),
由已知条件得:a2+b2=2,z2=a2-b2+2abi,所以2ab=2.
所以a=b=1或a=b=-1,即z=1+i或z=-1-i.
(2)当z=1+i时,z2=(1+i)2=2i,z-z2=1-i,
所以点A(1,1),B(0,2),C(1,-1),
所以S△ABC=
1
2|AC|×1=
1
2×2×1=1
;
当z=-1-i时,z2=(-1-i)2=2i,z-z2=-1-3i.
所以点A(-1,-1),B(0,2),C(-1,-3),所以S△ABC=
1
2|AC|
×1=12×2×1=1.
即△ABC的面积为1.
新题快递
1.CD [当z1=
1
2+
3
2i
时,满足|OZ1
→|=1,故 A错误;
Z1Z2
→=OZ2→-OZ1→=(3,4)-(4,3)=(-1,1),B错误;
设z1=a+bi,z2=c+di,a,b,c,d∈R
若|z1+z2|=|z1-z2|,则(a+c)2+(b+d)2=(a-c)2+(b
-d)2,
化简得:ac+bc=0,故OZ1
→OZ2→=ac+bd=0,所以OZ1→⊥
OZ2
→,C正确;
设z1=a+bi,z2=c+di,a,b,c,d∈R,
则OZ1
→+OZ2→=(a+c,b+d),OZ1→-OZ2→=(a-c,b-d),
101