内容正文:
26.4 解直角三角形的应用
第二十六章 解直角三角形
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学习目标
1.能正确理解方位角、仰角和坡角的概念.(重点)
2.能够解决与仰角、俯角有关的实际问题. (重点、难点)
3.能够解决与方位角有关的实际问题.(重点、难点)
4.能够解决与坡度、坡角有关的实际问题.(重点、难点)
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新课导入
我们已经知道轮船在海中航行时,可以用方位角准确描述它的航行方向.
那你知道如何结合方位角等数据进行计算,帮助轮船在航行中远离危险吗?
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3
1
如图,在进行测量时,从下向上看,视线与水平线上方的夹角叫作仰角;从上往下看,视线与水平线下方的夹角叫作俯角.
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与仰角、俯角有关的实际问题
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4
例1
热气球的探测器显示,从热气球看一栋高楼顶部的仰角为30°,看这栋高楼底部的俯角为60°,热气球与高楼的水平距离为120m,这栋高楼有多高(结果精确到0.1m).
A
B
C
D
α
β
仰角
水平线
俯角
典例精析
【分析】我们知道,在视线与水平线所成的角中视线在水平线上方的是仰角,视线在水平线下方的是俯角,因此,在Rt△ABD中,α=30°β=60°.
AD=120,所以利用解直角三角形的知识求出BD;类似地可以求出CD,进而求出BC.
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解:如图,a = 30°,β= 60°, AD=120.
答:这栋楼高约为277.1m.
A
B
C
D
α
β
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1.观光塔是潍坊市区的标志性建筑,为测量其高度,如图,一人先在附近一楼房的底端A处观测观光塔顶端C处的仰角是60°,然后爬到该楼房顶端B处观测观光塔底部D处的俯角是30°.已知楼房高AB约是45 m,根据以上观测数据可求观光塔的高CD是________m.
135
练一练
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2.如图,直升飞机在长400米的跨江大桥AB的上方P点处,在大桥的两端测得飞机的仰角分别为37°和45 °,求飞机的高度 .(结果取整数. 参考数据:sin37°≈0.8,cos37 °≈0.6,tan 37°≈0.75)
解:作PO⊥AB交AB的延长线于O.
设PO=x米,在Rt△POB中,∵∠PBO=45°,
在Rt△POA中,∵∠PAB=37°,
∴OB=PO= x米.
解得x=1200.
故飞机的高度为1200米.
A
B
37°
45°
400米
P
O
┌
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方向角:指北或指南方向线(或者指东或指西方向线)与目标方向所成的小于90°的角叫作方向角.如图中的目标方向线OA,OB,OC分别表示北偏东60°,南偏东30°,北偏西70°.特别地,像目标方向线OD表示南偏西45°通常称目标方向线OD为西南方向.同理还有东北方向、西北方向、东南方向.
2
与方向角有关的实际问题
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如图,一艘渔船以20 海里/时 的速度向东航行,在A处测得灯塔C在北偏东60°方向上,继续航行 1 h 到达B处,再测得灯塔C在北偏东30°方向上.已知灯塔C四周 10 海里内有暗礁,问这船继续向东航行,是否安全?
例2
典例精析
【分析】这船继续向东航行是否安全,取决于灯塔C到AB航线的距离是否大于 10 海里.
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10
解:
过点C作CD⊥AB于点D,设CD=x 海里.
在Rt△ACD中,AD= .
在Rt△BCD中,BD= .
由AB=AD-BD,得
即
解方程,得
答:这船继续向东航行是安全的.
D
┌
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1.如图,一渔船由西往东航行,在A点测得海岛C位于北偏东60°的方向,前
进40 n mile到达B点,此时,测得海岛C位于北偏东30°的方向,则海岛C到
航线AB的距离CD是( )
A.20 n mile
B.40 n mile
C.20 n mile
D.40 n mile
C
练一练
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2.如图,一艘海轮位于灯塔P的北偏东65°方向,距离灯塔80 n mile的A处,它沿正南方向航行一段时间后,到达位于灯塔P的南偏东34°方向上的B处,这时,海轮所在的B处距离灯塔P有多远(精确到0.01 n mile)?
65°
34°
P
B
C
A
解:如图 ,在Rt△APC中,
PC=PA·cos(90°-65°)=80×cos25°≈72.505.
在Rt△BPC中,∠B=34°,
因此,当海轮到达位于灯塔P的南偏东34°方向时,它距离灯塔P大约130n mile.
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如图所示,坡面的铅垂高度 (h) 和水平长度 (l) 的比 叫作坡面的坡度 (或坡比),坡面与水平面的夹角α叫作坡角.显然, .
α
l
h
h : l
坡面
水平面
3
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与坡角、坡度有关的实际问题
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如图,铁路路基的横断面为四边形ABCD.其中,BC∥AD,∠A=∠D.根据图中标出的数据计算路基下底的宽和坡角.(结果精确到1′)
例3
典例精析
A
D
B
C
4m
10m
1:1.25
解:如图,作BE⊥AD,CF⊥AD,垂足分别为E,F.
在四边形BEFC中,∵BC∥AD,∠AEB=∠DFC=90°,
∴四边形BEFC为矩形.
∴BC=EF,BE=CF.
E
┌
F
┌
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在Rt△ABE和Rt△DCF中,
∵∠A=∠D,∠AEB=∠DFC,BE=CF,
∴AE=DF.
在Rt△ABE中, BE=4,
∴ α ≈38°39′,AE=5.
∴AD=AE+EF+FD=BC+2AE=10+2×5=20(cm).
即路基下底的宽为20m,坡角为38°39′.
A
D
B
C
4m
10m
1:1.25
E
┌
F
┌
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如图,一山坡的坡度为1:2.小刚从山脚A出发, 沿山坡向上走了240m到达点C.这座山坡的坡角是多少度?小刚上升了多少米(角度精确到0.01°,长度精确到0.1m)?
1:2
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在Rt△ABC中,
解:
由题意可得
∴ ∠A≈26.57°.
答:这座山坡的坡角约为26.57°,小刚上升了约107.3 m.
∴BC=240×sin26.57°≈107.3(m).
∵∠A=26.57°,AC=240m,
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2、如图,一艘海轮位于灯塔P的北偏东55°方向,距离灯塔2海里的
A处.如果海轮沿正南方向航行到灯塔的正东位置,则海轮航行
的距离AB是( )
C
当堂练习
A.2海里 B.2sin 55°海里
C.2cos 55°海里 D.2tan 55°海里
1、已知一坡面的坡度i=1∶ ,则坡角α为( )
A.15° B.20° C.30° D.45°
C
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3、拦水坝横断面如图所示,迎水坡AB的坡比是1∶ ,坝高BC=10 m,
则坡面AB的长度是( )
A.15 m B.20m
C.10m D.20 m
4、如图,在高出海平面100 m的悬崖顶A处,观测海平面上一艘小船B,
并测得它的俯角为45°,则船与观测者之间的水平距离BC为( )
A. m B.50m
C. m D.100 m
D
D
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5、如图,某建筑物BC上有一旗杆AB,从与BC相距38 m的D处观测旗杆
顶部A的仰角为50°,观测旗杆底部B的仰角为45°,则旗杆的高度
约为________m.(结果精确到0.1 m,参考数据:sin 50°≈0.77,cos
50°≈0.64,tan 50°≈1.19)
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6、如图,一艘渔船位于灯塔P的北偏东30°方向,距离灯塔18海里的A处,
它沿正南方向航行一段时间后,到达位于灯塔P的南偏东55°方向上的B
处,此时渔船与灯塔P的距离约为________海里.(结果取整数,参考数
据:sin 55°≈0.8,cos 55°≈0.6,tan 55°≈1.4)
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7.如图,港口A在观测站O的正东方向,OA=4km,某船从港口A出发,沿北偏
东15°方向航行一段距离后到达B处,此时从观测站O处测得该船位于北偏东
60°的方向,求该船航行的距离(即AB的长).
解:如图,过点A作AD⊥OB于D.
在Rt△AOD中,∵∠ADO=90°,∠AOD=30°,OA=4km,
∴AD= OA=2km.
在Rt△ABD中,∵∠ADB=90°,
∴∠B=∠CAB-∠AOB=75°-30°=45°.
∴BD=AD=2km.
∴AB= AD= km.
即该船航行的距离为 km.
D
┌
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8、如图,某拦河坝截面的原设计方案为:AH∥BC,坡角∠ABC=74°,
坝顶到坝脚的距离AB=6 m.为了提高拦河坝的安全性,现将坡角改为
55°,由此,点A需向右平移至点D,请你计算AD的长(精确到0.1 m).
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课堂小结
利用解直角三角形的知识解决实际问题的一般过程是:
(1)将实际问题抽象为数学问题(画出平面图形,转化为解直角三
角形的问题);
(2)根据条件的特点,适当选用锐角三角函数等去解直角三角形;
(3)得到数学问题的答案;
(4)得到实际问题的答案.
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解:如图,过点A作AE⊥BC于点E,过点D作DF⊥BC于点F.
在Rt△ABE中,sin∠ABE=eq \f(AE,AB),
∴AE=ABsin∠ABE=6sin74°≈5.77.
cos∠ABE=eq \f(BE,AB),
∴BE=ABcos∠ABE=6cos74°≈1.65.
∵AH∥BC,∴DF=AE≈5.77.
在Rt△BDF中,tan∠DBF=eq \f(DF,BF),
∴BF=eq \f(DF,tan∠DBF)≈eq \f(5.77,tan55°)≈4.04.
∴AD=EF=BF-BE≈4.04-1.65≈2.4(m).
$