5 三角函数的应用
知识点 1 解决与方向角有关的问题
1.如图1-5-1,小雅家(图中点O处)门前有一条东西走向的公路,经测得有一水塔(图中点A处)在距她家北偏东60°方向的500米处,那么水塔所在的位置到公路的距离AB是( )
A.250米 B.250 米
C. 米 D.500 米
图1-5-1 图1-5-2
2.如图1-5-2,一艘海轮位于灯塔P的东北方向,距离灯塔40 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30°方向上的B处,则海轮行驶的路程AB为( )
A.(40+40 )海里 B.80 海里
C.(40+20 )海里 D.80海里
3.2017·十堰如图1-5-3,海中有一小岛A,它周围8海里内有暗礁,渔船跟踪鱼群由西向东航行,在B点测得小岛A在北偏东60°方向上,航行12海里到达D点,这时测得小岛A在北偏东30°方向上.如果渔船不改变航线继续向东航行,有没有触礁的危险?
图1-5-3
知识点 2 解决与仰角、俯角有关的问题
4.如图1-5-4所示,某地修建高速公路,要从B地向C地修一条隧道(B,C在同一水平面上),为了测量B,C两地之间的距离,某工程师乘坐热气球从C地出发,垂直上升100 m到达A处,在A处观察B地的俯角为30°,则B,C两地之间的距离为( )
A.100 m B.50 m
C.50 m D. m
图1-5-4 图1-5-5
5.如图1-5-5所示,在天水至宝鸡(天宝)高速公路建设中需要确定某条隧道AB的长度.已知在离地面2700米高度(C处)的飞机上,测量人员测得正前方A,B两点处的俯角分别是60°和30°,则隧道AB的长为__________米.(结果保留根号)
6.[2016·成都] 在学习完“利用三角函数测高”这节内容之后,某兴趣小组开展了测量学校旗杆高度的实践活动,如图1-5-6,在测点A处安置测倾器,量出高度AB=1.5 m,测得旗杆顶端D的仰角∠DBE=32°,量出测点A到旗杆底部C的水平距离AC=20 m,根据测量数据,求旗杆CD的高度.(参考数据:sin32°≈0.53,cos32°≈0.85,tan32°≈0.62)
图1-5-6
知识点 3 解决与坡度、坡角有关的问题
7.一个台阶高出地面1.2米,台阶拆除后,换成供轮椅行走的斜坡,数据如图1-5-7所示,则下列关系或说法正确的是( )
A.斜坡AB的坡度是10°B.斜坡AB的坡度是tan10°
C.AC=1.2tan10°米D.AB=米
图1-5-7 图1-5-8
8.[2017·四川] 如图1-5-8所示,某拦水大坝的横断面为梯形ABCD,AE,DF为梯形的高,其中迎水坡AB的坡角α=45°,坡长AB=6 米,背水坡CD的坡度i=1∶(i为DF与FC的比值),则背水坡的坡长为__________米.
9.小明发现在教学楼走廊上有一拖把以15°的倾斜角斜靠在栏杆上,严重影响了同学们的行走安全.他自觉地将拖把挪动位置,使其倾斜角变为75°,如果拖把的总长为1.80 m,则小明拓宽了行路通道________m.(结果精确到0.01 m,参考数据:sin15°≈0.26,cos15°≈0.97)
10.如图1-5-9,小华站在贵阳花溪水库的堤坝上的G点,看见水库里有一小船沿垂直于岸边的方向划过来.此时,测得小船C的俯角∠FDC=30°,若小华的眼睛与地面的距离DG=1.6米,BG=0.7米,BG平行于AC所在的直线,迎水坡i=4∶3,坡长AB=8米,点A,B,C,D,F,G在同一平面内,则此时小船C到岸边的距离CA的长为________米.(结果保留根号)
图1-5-9
11.[2017·德州] 如图1-5-10所示,某公路检测中心在一事故多发地段安装了一个测速仪器,检测点设在距离公路10 m的A处,测得一辆汽车从B处行驶到C处所用时间为0.9秒.已知∠B=30°,∠C=45°.
(1)求B,C之间的距离;(结果保留根号)
(2)如果此地限速80 km/h,那么这辆汽车是否超速?请说明理由.
(参考数据:≈1.7,≈1.4)
图1-5-10
12.2017·遵义模拟在某飞机场东西方向的地面l上有一长为1 km的飞机跑道MN(如图1-5-11),在跑道MN的正西端14.5 km处有一观察站A.某时刻测得一架匀速直线降落的飞机位于点A的北偏西30°,且与点A相距15 km的B处;经过1 min,又测得该飞机位于点A的北偏东60°,且与点A相距5 km的C处.
(1)该飞机航行的速度是多少km/h?(结果保留根号)
(2)如果该飞机不改变航向继续航行,那么飞机能否降落在跑道MN之间?请说明理由.
图1-5-11
详解
1.A
2.A [解析] 根据题意得PA=40 海里,∠A=45°,∠B=30°.
在Rt△PAC中,AC=PC=PA·cos45°=40 ×=40(海里),
在Rt△PBC中,BC===40 (海里),
∴AB=AC+BC=(40+40 )海里.
故选A.
3.解:过点A作AC⊥BD于点C,则AC的长是点A到BD的最短距离.
依题意知∠CAD=30°,∠CAB=60°,
∴∠BAD=60°-30°=30°,∠ABD=90°-60°=30°,
∴∠ABD=∠BAD,∴AD=BD=12海里.
∵∠CAD=30°,∠ACD=90°,
∴CD=AD=6海里,
由勾股定理得AC==6 (海里)>8海里,
故渔船没有触礁的危险.
4.A [解析] 因为tanB=tan30°===,解得BC=100 ,即B,C两地之间的距离为100 m.故选A.
5.1800 [解析] 由题意得∠CAO=60°,∠CBO=30°.
∵OA==2700×=900 ,OB==2700 ,
∴AB=2700 -900 =1800 (米).
故填1800 .
6.解:由题意得AC=20 m,AB=1.5 m.
∵在Rt△DBE中,∠DBE=32°,
BE=AC=20 m,
∴DE=BEtan32°≈20×0.62=12.4(m),
∴CD=DE+CE=DE+AB≈12.4+1.5=13.9(m).
答:旗杆CD的高度约为13.9 m.
7.B
8.12 [解析] 锐角三角函数的简单实际应用.在等腰直角三角形ABE中,AB=6 米,AE=DF=6米,由坡度知∠DCF=30°,则CD=2DF=12米.
9.1.28
[解析] 如图,在Rt△DCE中,
∵cos∠EDC=,
∴DC=DE·cos∠EDC=1.8×cos15°≈1.746(m).
在Rt△ABC中,∠BAC=90°-75°=15°.
∵sin∠BAC=,
∴BC=AB·sin∠BAC=1.8×sin15°≈0.468(m).
∴BD=DC-BC≈1.28 m.
10.(8 -5.5) [解析] 如图,过点B作BE⊥AC于点E,延长DG交CA于点H,得Rt△ABE和矩形BEHG.
∵i==,AB=8,
∴BE=,AE=.
∵DG=1.6,BG=0.7,
∴DH=DG+GH=1.6+=8,
AH=AE+EH=+0.7=5.5.
在Rt△CDH中,
∵∠C=∠FDC=30°,DH=8,tan30°==,
∴CH=8 .
又∵CH=CA+5.5,
即8 =CA+5.5,
∴CA=8 -5.5.
即CA的长是(8 -5.5)米.
11.解:(1)如图,过点A作AD⊥BC于点D,则AD=10 m.
∵在Rt△ACD中,∠C=45°,
∴Rt△ACD是等腰直角三角形.
∴CD=AD=10 m.
在Rt△ABD中,tanB=,
∵∠B=30°,∴=,∴BD=10 m.
∴BC=BD+CD=(10 +10)m.
答:B,C之间的距离是(10 +10)m.
(2)这辆汽车超速.理由如下:
由(1)知BC=(10 +10)m,又≈1.7,
∴BC≈27 m.
∴汽车速度v==30(m/s).
又30 m/s=108 km/h,此地限速80 km/h,
∵108>80,∴这辆汽车超速.
答:这辆汽车超速.
12.解: (1)由题意,得∠BAC=90°,AB=15 km,AC=5 km,
∴BC==10 (km),
∴飞机航行的速度为10 ÷=600 (km/h).
(2)能.理由如下:
如图,过点C作CE⊥l于点E,设直线BC交l于点F.
在Rt△ABC中,AC=5 km,BC=10 km,
∴∠ABC=30°,即∠BCA=60°.
又∵∠CAE=30°,∴∠ACE=∠FCE=60°,
∴CE=AC·sin∠CAE= km,
AE=AC·cos∠CAE= km.
则AF=2AE=15 km.
∵AN=AM+MN=14.5+1=15.5(km),
∴AM<AF<AN,
∴飞机不改变航向继续航行,可以降落在跑道MN之间.