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第一章 解三角形
1.2 应用举例
第2课时高度、角度问题
A级 基础巩固
一、选择题
1.某人向正东走了x km后向右转了150°,然后沿新方向走了3 km,结果离出发点恰好 km,那么x的值是( )
A. B.2 C.3 D.2或
解析:由正弦定理,得
sin A===,
因为BC>AC,所以A>B,B=30°,所以A有两解,即A=60°或A=120°.
当A=60°时,∠ACB=90°,x=2;
当A=120°时,∠ACB=30°,x=.故选D.
答案:D
2.在200 m高的山顶上,测得山下一塔塔顶与塔底的俯角分别为30°,60°,则塔高为( )
A. m B. m
C. m D. m
解析:如下图所示,由题意知∠PBC=60°,
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所以∠ABP=90°-60°=30°,又∠BPA=60°-30°=30°,所以AB=PA.
又在Rt△PBC中,BC=200·tan 30°,
所以在Rt△PAD中,PA==.
因为PA=AB,所以AB=.
答案:A
3.在静水中划船的速度是每分钟40 m,水流的速度是每分钟20 m,如果船从岸边A处出发,沿着与水流垂直的航线到达对岸,那么船前进的方向指向河流的上游并与河岸垂直的方向所成的角为( )
A. B. C. D.π
解析:设水流速度与船速的合速度为v,方向指向对岸.
则由题意知,sin α===,
又α∈,所以α=.
答案:C
4.要测量底部不能到达的东方明珠电视塔的高度,在黄浦江西岸选择甲、乙两观测点,在甲、乙两点测得塔顶的仰角分别为45°
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,30°,在水平面上测得电视塔与甲地连线及甲、乙两地连线所成的角为120°,甲、乙两地相距500米,则电视塔在这次测量中的高度是( )
A.100米 B.400米 C.200米 D.500米
解析:由题可得右图,其中AS为塔高,设为h,甲、乙分别在B、C处.
则∠ABS=45°,
∠ACS=30°,
BC=500,∠ABC=120°,
所以在△ABS中,AB=AS=h,
在△ACS中,
AC=h,
在△ABC中,AB=h,AC=h,BC=500,∠ABC=120°.
由余弦定理(h)2=5002+h2-2·500·h·cos 120°,
所以h=500(米).
答案:C
5.在△ABC中,A=60°,且最大边长和最小边长是方程x2-7x+11=0的两个根,则第三边的长为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
解析:因为A=60°,所以第三边即为a,又b+c=7,bc=11.所以a2=b2+c2-2bcos A=(b+c)2-3bc=72-3×11=16.所以a=4.
答案:C
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二、填空题
6.如图,为测量山高MN,选择A和另一座山的山顶C为测量观测点.从A点测得M点的仰角∠MAN=60°,C点的仰角∠CAB=45°以及∠MAC=75°;从C点测得∠MCA=60°.已知山高BC=100 m,则山高MN=________m.
解析:根据图示,AC=100.
在△MAC中,∠CMA=180°-75°-60°=45°.
由正弦定理得=⇒AM=100.
在△AMN中,=sin 60°,
所以MN=100×=150 (m).
答案:150
7. 一蜘蛛沿东北方向爬行x cm捕捉到一只小虫,然后向右转105°,爬得10 cm捕捉到另一只小虫,这时它向右转135°爬行可回到它的出发点,那么x=________cm.
解析:如图所示,在△ABC中,AB=x,BC=10,∠ABC=180°-105°=75°,
∠BCA=180°-135°=45°,
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所以∠BAC=180°-75°-45°=60°.
由正弦定理得:=,
所以x=(cm).
答案:
8.如图所示,一船在海上自西向东航行,在A处测得某岛M位于北偏东α,前进m海里后在B处测得该岛位于北偏东β,已知该岛周围n海里范围内(包括边界)有暗礁,现该船继续东行,当α与β满足条件__________时,该船没有触礁危险.
解析:在△ABM中,由正弦定理得
=,
故BM=,
要使该船没有触礁危险需满足
BMsin(90°-β)=>n.
所以当α与β满足mcos αcos β>nsin(α-β)时,该船没有触礁危险.
答案:mcos αcos β>nsin(α-β)
三、解答题
9.甲船在A处,乙船在A的南偏东45°方向,距A有9海里的B处,并以20海里/时的速度沿南偏西15°方向行驶,
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若甲船以28海里/时的速度行驶,用多少小时能最快追上乙船?
解:如图所示,设用t小时甲船能追上乙船,且在C处相遇.
在△ABC中,AC=28t,
BC=20t,AB=9,
∠ABC=180°-45°-15°=120°.
由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2AB·BCcos∠ABC,
即(28t)2=92+(20t)2-2×9×20t×,128t2-60t-27=0,
所以t=或t=-(舍去),
所以甲船用小时能最快追上乙船.
10.如下图所示,一辆汽车在一条水平的公路上向正西行驶,到A处时测得公路北侧远处一山顶D在西偏北15°的方向上,行驶5 km后到达B处,测得此山顶在西偏北25°的方向上,仰角为8°,求此山的高度CD(精确到1 m).
解:在△ABC中,∠A=15°,∠C=25°-15°=10°,根据正弦定理,=,
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BC==≈7.452 4(km).
CD=BC×tan∠DBC≈BC×tan 8°≈
1 047(m).
B级 能力提升
1.在某个位置测得某山峰仰角为θ,对着山峰在地面上前进600 m后测得仰角为2θ,继续在地面上前进200 m以后测得山峰的仰角为4θ,则该山峰的高度为( )
A.200 m B.300 m C.400 m D.100 m
解析:如下图所示,△BED,△BDC为等腰三角形,BD=ED=600,BC=DC=200.
在△BCD中,由余弦定理可得
cos 2θ==,
所以2θ=30°,4θ=60°.在Rt△ABC中,AB=BC·sin 4θ=200×=300(cm).
答案:B
2.一架飞机在海拔8 000 m的高度飞行,在空中测出前下方海岛两侧海岸俯角分别是30°和45°,则这个海岛的宽度为________m.
解析:宽=-=5 856.4(m).
答案:5 856.4
3.我炮兵阵地位于地面A处,两观察所分别位于地面C和D处,已知CD=6 km,∠ACD=45°,∠ADC=75°,目标出现于地面点B
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处时,测得∠BCD=30°,∠BDC=15°(如图所示),求我炮兵阵地到目标的距离.
解:在△ACD中,∠CAD=180°-∠ACD-∠ADC=60°,∠ACD=45°,根据正弦定理,
有AD==CD,
同理:在△BCD中,∠CBD=180°-∠BCD-∠BDC=135°,∠BCD=30°,
根据正弦定理,有BD==CD,
在△ABD中,∠ABD=∠ADC+∠BDC=90°,
根据勾股定理,有AB==CD=CD=(km),
所以我炮兵阵地到目标的距离为 km.
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