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专题3 三角函数在实际中的应用
自我诊断1.某数学兴趣小组在活动课上测量学校旗杆的高度.已知小亮站着测量,眼睛与地面的距离(AB)是1.7米,看旗杆顶部E的仰角为30°;小敏蹲着测量,眼睛与地面的距离(CD)是0.7米,看旗杆顶部E的仰角为45°.两人相距5米且位于旗杆同侧(点B、D、F在同一直线上).
(1)求小敏到旗杆的距离DF.(结果保留根号)
(2)求旗杆EF的高度.(结果保留整数,参考数据:≈1.4,≈1.7)
自我诊断2.如图所示,某古代文物被探明埋于地下的A处,由于点A上方有一些管道,考古人员不能垂直向下挖掘,他们被允许从B处或C处挖掘,从B处挖掘时,最短路线BA与地面所成的锐角是56°,从C处挖掘时,最短路线CA与地面所成的锐角是30°,且BC=20m,若考古人员最终从B处挖掘,求挖掘的最短距离.(参考数据:sin56°=0.83,tan56°≈1.48,≈1.73,结果保留整数)
跟踪训练1
1.年 4 月 20 日,四川雅安发生里氏 7.0 级地震,救援队救援时,利用生命探测仪在某建筑物 废墟下方探测到点 C 处有生命迹象,已知废墟一侧地面上两探测点 A、B 相距 4 米,探测线与地面的夹角分别为 30°和 60°,如图所示,试确定生命所在点 C 的深度(结果精确到 0.1 米,参考数据
≈1.41, ≈1.73)
2.一电线杆PQ立在山坡上,从地面的点A看,测得杆顶端点A的仰角为45°,向前走6m到达点B,又测得杆顶端点P和杆底端点Q的仰角分别为60°和
30°,
(1)求∠BPQ的度数;
(2)求该电线杆PQ的高度.(结果精确到1m)
3.如图,为了开发利用海洋资源,某勘测飞机测量一岛屿两端A、B的距离,飞机以距海平面垂直同一高度飞行,在点C处测得端点A的俯角为60°,然后沿着平行于AB的方向水平飞行了500米,在点D测得端点B的俯角为45°,已知岛屿两端A、B的距离541.91米,求飞机飞行的高度.(结果精确到1米,参考数据:≈1.73,≈1.41)
4.如图,某建筑物BC顶部有釕一旗杆AB,且点A,B,C在同一条直线上,小红在D处观测旗杆顶部A的仰角为47°,观测旗杆底部B的仰角为42°已知点D到地面的距离DE为1.56m,EC=21m,求旗杆AB的高度和建筑物BC的高度(结果保留小数后一位).参考数据:tan47°≈1.07,tan42°≈0.90.
5.如图,为了测出某塔CD的高度,在塔前的平地上选择一点A,用测角仪测得塔顶D的仰角为30°,在A、C之间选择一点B(A、B、C三点在同一直线上).用测角仪测得塔顶D的仰角为75°,且AB间的距离为40m.
(1)求点B到AD的距离;
(2)求塔高CD(结果用根号表示).
6.如图,一楼房AB后有一假山,其斜坡CD坡比为1:,山坡坡面上点E处有一休息亭,测得假山坡脚C与楼房水平距离BC=6米,与亭子距离CE=20米,小丽从楼房顶测得点E的俯角为45°.
(1)求点E距水平面BC的高度;
(2)求楼房AB的高.(结果精确到0.1米,参考数据≈1.414,≈1.732)
7.如图是某货站传送货物的平面示意图.为了提高传送过程的安全性,工人师傅欲减小传送带与地面的夹角,使其由45°改为30°. 已知原传送带AB长为4米.
(1)求新传送带AC的长度.
(2)如果需要在货物着地点C的左侧留出2米的通道,试判断距离B点5米的货物MNQP是否需要挪走,并说明理由.
参考数据:.
8.如图,小岛在港口P的北偏西60°方向,距港口56海里的A处,货船从港口P出发,沿北偏东45°方向匀速驶离港口P,4小时后货船在小岛的正东方向.求货船的航行速度.(精确到0.1海里/时,参考数据:≈1.41,≈1.73)
自我诊断答案
考点:解直角三角形的应用-仰角俯角问题.
分析:(1)过点A作AM⊥EF于点M,过点C作CN⊥EF于点N.设CN=x,分别表示出EM、AM的长度,然后在Rt△AEM中,根据tan∠EAM=,代入求解即可;
(2)根据(1)求得的结果,可得EF=DF+CD,代入求解.
解:(1)过点A作AM⊥EF于点M,过点C作CN⊥EF于点N,
设CN=x,
在Rt△ECN中,
∵∠ECN=45°,
∴EN=CN=x,
∴EM=x+0.7﹣1.7=x﹣1,
∵BD=5,
∴AM=BF=5+x,
在Rt△AEM中,
∵∠EAM=30°
∴=,
∴x﹣1=(x+5),
解得:x=4+3,
即DF=(4+3)(米);
(2)由(1)得:
EF=x+0.7=4++0.7
≈4+3×1.7+0.7
≈9.8≈10(米).
答:旗杆的高度约为10米.
点评:本题考查了解直角三角形的应用,解答本题的关键是根据仰角构造直角三角形,利用三角函数的知识求解.
考点:解直角三角形的应用.
分析:作AD⊥BC交CB延长线于点D,线段AD即为文物在地面下的深度.设AD=x.通过解直角△ABD求得BD=;通过解直角△ACD求得CD=x,由此列出关于x的方程,通过方程求得AD的长度.最后通过解直角三角形ABD来求AB的长度即可.
解:作AD⊥BC交CB延长线于点D,线段AD即为文物在地面下的深度.
根据题意得∠CAD=30°,∠ABD=56°.
设AD=x.
在直角△ABD中,∵∠ABD=56°,
∴BD==.
在直角△ACD中,∵∠ACB=30°,
∴CD=AD=x,
∴x=+20.
解得x≈18.97,
∴AB=≈≈23.
答:从B处挖掘的最短距离为23米.
点评:此题考查了解直角三角形的应用,主要是正切、余弦概念及运算,关键把实际问题转化为数学问题加以计算.
跟踪训练答案
1.考点:解直角三角形的应用.
分析:过点 C 作 CD⊥AB 交 AB 于点 D,则∠CAD=30°,∠CBD=60°,在 Rt△BDC 中,CD=BD, 在 Rt△ADC 中,AD=CD,然后根据 AB=AD﹣BD=4,即可得到 CD 的方程,解方程即可.
解:如图,过点 C 作 CD⊥AB 交 AB 于点 D.
∵探测线与地面的夹角为 30°和 60°,
∴∠CAD=30°,∠CBD=60°,
在 Rt△BDC 中,tan60°=,
∴BD= = ,
在 Rt△ADC 中,tan30°=,
∴AD= = ,
∵AB=AD﹣BD=4,
∴CD=2 ≈3.5(米)∴.
答:生命所在点 C 的深度大约为 3.5 米.
点评:本题考查了解直角三角形的应用,难度适中,解答本题的关键是构造直角三角形,解直角 三角形,也考查了把实际问题转化为数学问题的能力.
2.考点:解直角三角形的应用-仰角俯角问题.
分析:(1)作PQ⊥AB交AB的延长线于H,根据三角形的外角的性质计算;
(2)设PQ=xm,根据正、余弦的定义表示出QH、BH,根据等腰直角三角形的性质列式计算即可.
解:(1)作PQ⊥AB交AB的延长线于H,
由题意得,∠QBH=30°,∠PBH=60°,
∴∠BQH=60°,∠PBQ=30°,
∴∠BPQ=∠BQH﹣∠PBQ=30°;
(2)设PQ=xm,
∵∠BPQ=∠PBQ,∴BQ=PQ=xm,
∵∠QBH=30°,∴QH=BQ=x,BH=x,
∵∠A=45°,∴6+x=xx,
解得x=2+6≈9.
答:该电线杆PQ的高度约为9m.
点评:本题考查的是解直角三角形的应用﹣仰角俯角问题,掌握仰角俯角的概念、熟记锐角三角函数的定义是解题的关键.
3.考点:解直角三角形的应用-仰角俯角问题.
分析:过点A作AE⊥CD于点E,过点B作BF⊥CD于点F,设高度为x米,在Rt△AEC中可得CE==,在Rt△BFD中有DF==x,根据AB=EF=CD+DF﹣CE列出方程,解方程可求得x的值.
解:过点A作AE⊥CD于点E,过点B作BF⊥CD于点F,
设高度为x米
∵AB∥CD,
∴∠AEF=∠EFB=∠ABF=90°,
∴四边形ABFE为矩形.
∴AB=EF,AE=BF.
由题意可知:AE=BF=x米,CD=500米.
在Rt△AEC中,∠C=60°,
∴CE==(米).
在Rt△BFD中,∠BDF=45°,
∴DF==x(米).
∴AB=EF=CD+DF﹣CE,即500+x﹣x=541.91
解得:x=99
答:飞机行飞行的高度是99米.
点评:此题考查了俯角的定义、解直角三角形与矩形的性质.注意能借助俯角构造直角三角形并解直角三角形是解此题的关键,注意数形结合思想的应用.
4.考点:解直角三角形的应用-仰角俯角问题.
分析:根据题意分别在两个直角三角形中求得AF和BF的长后求差即可得到旗杆的高度,进而求得BC的高度.
解:根据题意得DE=1.56,EC=21,∠ACE=90°,∠DEC=90°.
过点D作DF⊥AC于点F.
则∠DFC=90°∠ADF=47°,∠BDF=42°.
∵四边形DECF是矩形.
∴DF=EC=21,FC=DE=1.56,
在直角△DFA中,tan∠ADF=,
∴AF=DF•tan47°≈21×1.07=22.47(m).
在直角△DFB中,tan∠BDF=,
∴BF=DF•tan42°≈21×0.90=18.90(m),
则AB=AF﹣BF=22.47﹣18.90=3.57≈3.6(m).
BC=BF+FC=18.90+1.56=20.46≈20.5(m).
答:旗杆AB的高度约是3.6m,建筑物BC的高度约是20.5米.
点评:此题考查的知识点是解直角三角形的应用,解题的关键是把实际问题转化为解直角三角形问题,先得到等腰直角三角形,再根据三角函数求解.
5.考点:解直角三角形的应用-仰角俯角问题.
分析:(1)过点B作BE⊥AD于点E,然后根据AB=40m,∠A=30°,可求得点B到AD的距离;
(2)先求出∠EBD的度数,然后求出AD的长度,然后根据∠A=30°即可求出CD的高度.
解:(1)过点B作BE⊥AD于点E,
∵AB=40m,∠A=30°,
∴BE=AB=20m,AE==20m,
即点B到AD的距离为20m;
(2)在Rt△ABE中,
∵∠A=30°,∴∠ABE=60°,
∵∠DBC=75°,∴∠EBD=180°﹣60°﹣75°=45°,
∴DE=EB=20m,
则AD=AE+EB=20+20=20(+1)(m),
在Rt△ADC中,∠A=30°,
∴DC==(10+10)m.
答:塔高CD为(10+10)m.
点评:本题考查了解直角三角形的应用,难度适中,解答本题的关键是根据仰角构造直角三角形并解直角三角形.
6.考点:解直角三角形的应用-仰角俯角问题.
分析:(1)过点E作EF⊥BC于点F.在Rt△CEF中,求出CF=EF,然后根据勾股定理解答;
(2)过点E作EH⊥AB于点H.在Rt△AHE中,∠HAE=45°,结合(1)中结论得到CF的值,再根据AB=AH+BH,求出AB的值.
解:(1)过点E作EF⊥BC于点F.
在Rt△CEF中,CE=20,,
∴EF2+(EF)2=202,
∵EF>0,
∴EF=10.
答:点E距水平面BC的高度为10米.
(2)过点E作EH⊥AB于点H.
则HE=BF,BH=EF.
在Rt△AHE中,∠HAE=45°,
∴AH=HE,
由(1)得CF=EF=10(米)
又∵BC=6米,
∴HE=6+10米,
∴AB=AH+BH=6+10+10=16+10≈33.3(米).
答:楼房AB的高约是33.3米.
7.考点:解直角三角形的应用-坡度坡角问题.
分析:(1)在构建的直角三角形中,首先求出两个直角三角形的公共直角边,进而在Rt△ACD中,求出AC的长.
(2)通过解直角三角形,可求出BD、CD的长,进而可求出BC、PC的长.然后判断PC的值是否大于2米即可.
解:(1)如图,在Rt△ABD中,AD=ABsin45°=4×=4.
在Rt△ACD中,
∵∠ACD=30° ∴AC=2AD=8.
即新传送带AC的长度约为8米;
(2)结论:货物MNQP不用挪走.
解:在Rt△ABD中,BD=ABcos45°=4×=4.
在Rt△ACD中,CD=ACcos30°=2.
∴CB=CD﹣BD=2﹣4≈0.9.
∵PC=PB﹣CB≈4﹣0.9=3.1>2,
∴货物MNQP不应挪走.
点评:考查了坡度坡脚问题,应用问题尽管题型千变万化,但关键是设法化归为解直角三角形问题,必要时应添加辅助线,构造出直角三角形.在两个直角三角形有公共直角边时,先求出公共边的长是解答此类题的基本思路.
8.考点:解直角三角形的应用-方向角问题.
分析:由已知可得AB⊥PQ,∠QAP=60°,∠A=30°,AP=56海里,要求货船的航行速度,即是求PB的长,可先在直角三角形APQ中利用三角函数求出PQ,然后利用三角函数求出PB即可.
解:设货船速度为x海里/时, 4小时后货船在点B处,作PQ⊥AB于点Q.
由题意AP=56海里,PB=4x海里,
在直角三角形APQ中,∠APQ=60°,
所以PQ=28.
在直角三角形PQB中,∠BPQ=45°,
所以,PQ=PB×cos45°=2x.
所以,2x=28,
解得:x=7≈9.9.
答:货船的航行速度约为9.9海里/时.
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