6.4.3 余弦定理、正弦定理应用举例(导学案)-2025-2026学年高一下学期数学人教A版必修第二册

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第六章 平面向量及其应用

6.4 平面向量的应用

6.4.3 余弦定理、正弦定理应用举例

【学习目标】

  1. 会用正弦定理、余弦定理解决生产实践中有关距离、高度、角度的测量问题.
  2. 培养提出问题、正确分析问题、独立解决问题的能力.
  3. 体会数学建模的一般步骤:实际问题 → 抽象概括 → 建立数学模型 → 推理演算 → 还原说明.

【学习重点】

  1. 建立三角形模型,利用正、余弦定理求解距离、高度、角度等实际问题.
  2. 理解仰角、俯角、方向角、方位角等概念.

【学习难点】

  1. 根据实际问题画出正确的示意图,选择合适的三角形模型.
  2. 多三角形问题的综合求解.

学习任务一 测量距离问题

【合作探究】

  1. 问题引入:

           如何测量河对岸两点之间的距离?例如,在河的一侧选取两个可到达的点 ,,测得 的长度,以及 ,,,,求河对岸 , 两点间的距离.

           这种问题通常需要构造两个或更多个三角形,分别利用正、余弦定理求解.

  1. 典型模型:

(1)   题目:设 , 为河岸上可到达的两点,, 为对岸不可到达的两点.测得 ,,,,.

(2)   步骤:

           ① 在 中,已知 ,,,可求 (利用正弦定理).page number 0

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           ② 在 中,已知 ,,,可求 .

           ③ 在 中,已知 ,,,用余弦定理求 .

  1. 例题(教材有):

           为了测量河对岸 , 两点间的距离,在河岸一侧取 ,,测得 m,,,,.求 .

           解:

(1)   在 中,,

           ,,有理化可简化,此处略.

(2)   类似求 ,再在 中用余弦定理.

【自主梳理】

  1. 测量距离的一般方法:

           当两点不可到达时,常构造两个可到达点与目标点组成三角形,通过解三角形求出距离.

  1. 常用的几何量:边长、角度,已知两角一边用正弦定理,已知两边及夹角用余弦定理.

学习任务二 测量高度问题

【合作探究】

  1. 仰角与俯角:
  1. 仰角:视线在水平线上方时与水平线的夹角.
  2. 俯角:视线在水平线下方时与水平线的夹角.

           常用于测量建筑物的高度.

  1. 典型问题:page number 1

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           测量底部不可到达的建筑物高度.例如,在点 测得建筑物顶端 的仰角为 ,向前走一段距离到 ,测得仰角为 ,已知 ,求 ( 为建筑物底部在地面的投影).

           解法:设 ,,则 ,,联立解得 .

           也可用正弦定理:在 中,已知 (或补角),,可解.

  1. 例题:

           从地面 处测得塔顶 的仰角为 ,向塔前进 m 到 ,测得仰角为 ,求塔高 .

           解:设 ,,则 ,.

           由 代入第一式:,整理得 ,,,

           m.

【自主梳理】

测量高度常用方法:

  • 若底部可到达,直接测仰角和距离,用正切.
  • 若底部不可到达,通过两个观测点构造三角形,用正弦定理或解直角三角形.

学习任务三 测量角度问题

【合作探究】

  1. 方向角与方位角:

(1)   方向角:从正北或正南方向到目标方向所形成的小于 的角.

(2)   方位角:从某点的指北方向线顺时针到目标方向线的水平夹角,范围为 到 .

  1. 典型问题:page number 2

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