作为优秀的教学工作者,在教学时能够胸有成竹,高中教师要准备好教案,这是每个高中教师都不可缺少的。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收,帮助授课经验少的高中教师教学。你知道如何去写好一份优秀的高中教案呢?以下是小编为大家收集的“正、余弦定理的应用举例”欢迎您阅读和收藏,并分享给身边的朋友!
2.2.2正、余弦定理的应用举例(2)
知识梳理
2.解斜三角形的应用问题,通常需根据题意,从实际问题中抽象出一个或几个三角形,然后通过解这些三角形,得出所要求的量,从而得到实际问题的解,其中建立数学模型的方法是我们的归宿,用数学手段来解决实际问题,是学习数学的根本目的。
3.解题应根据已知合理选择正余弦定理,要求算法简洁、算式工整、计算准确。
典例剖析
题型一正、余弦定理在几何中的应用
例1如图所示,已知半圆的直径AB=2,点C在AB的延长线上,BC=1,点P为半圆上的一个动点,以DC为边作等边△PCD,且点D与圆心O分别在PC的两侧,求四边形OPDC面积的最大值
解:设∠POB=θ,四边形面积为y,则在△POC中,由余弦定理得:?
PC2=OP2+OC2-2OPOCcosθ=5-4cosθ?
∴y=S△OPC+S△PCD=+(5-4cosθ)
=2sin(θ-)+
∴当θ-=即θ=时,ymax=2+
评述:本题中余弦定理为表示△PCD的面积,从而为表示四边形OPDC面积提供了可能,可见正、余弦定理不仅是解三角形的依据,一般地也是分析几何量之间关系的重要公式,要认识到这两个定理的重要性另外,在求三角函数最值时,涉及到两角和正弦公式
sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ的构造及逆用,应予以重视?
题型二正、余弦定理在函数中的应用
例2如图,有两条相交成角的直线、,交点是,甲、乙分别在、上,
起初甲离点千米,乙离点千米,后来两人同时用每小时千米的速度,甲沿方向,乙沿方向步行,
(1)起初,两人的距离是多少?
(2)用包含的式子表示小时后两人的距离;
(3)什么时候两人的距离最短?
解:(1)设甲、乙两人起初的位置是、,
则
,
∴起初,两人的距离是.
(2)设甲、乙两人小时后的位置分别是,
则,,
当时,;
当时,,
所以,.
(3),
∴当时,即在第分钟末,最短。
答:在第分钟末,两人的距离最短。
评析:(2)中,分0t和t两种情况进行讨论,但对两种情形的结果进行比较后发现,目标函数有统一的表达式,从而(3)中求最值是对这个统一的表达式进行运算的。
备选题正、余弦定理的综合应用
例3如图,已知△ABC是边长为1的正三角形,M、N分别是边AB、AC上的点,线段MN经过△ABC的中心G,设MGA=()
(1)试将△AGM、△AGN的面积(分别记为S1与S2);表示为的函数,
(2)求y=的最大值与最小值。
解析:(1)因为G是边长为1的正三角形ABC的中心,
所以AG=,MAG=,由正弦定理
得,
则S1=GMGAsin=。同理可求得S2=。
(2)y===72(3+cot2)
因为,
所以当=或=时,y取得最大值ymax=240,当=时,y取得最小值ymin=216。
点评:三角函数有着广泛的应用,本题就是一个典型的范例。通过引入角度,将图形的语言转化为三角的符号语言,再通过局部的换元,又将问题转化为我们熟知的函数,这些解题思维的拐点。
点击双基
1.在△ABC中,,则△ABC的面积为()
A.B.C.D.1
解:S==4sin10sin50sin70=4cos20cos40cos80
====
答案:C
2.如图所示:在一幢20m高的楼顶A测得对面一塔顶C的仰角为60,塔基D的俯角为45,则这座塔的高是()
A.20mB.10mC.(10+10)mD.(20+20)m
解:可知BAD=45,AE=20,AB=20,BAC=60,
CB=ABtan60=20所以这座塔的高CD=(20+20)m
答案:D
3.在△ABC中,根据下列条件解三角形,则其中有两个解的是()
A.b=10,A=45°,B=70°B.a=60,c=48,B=100°
C.a=7,b=5,A=80°D.a=14,b=16,A=45°
解:A,B可根据余弦定理求解,只有一解,选项C中,A为锐角,且ab,只有一解.
选项D中所以有两个解。
答案:D
4.一船向正北航行,看见正西方向有相距10海里的两个灯塔恰好与它在一条直线上,继续航行半小时后,看见一灯塔在船的南偏西600,另一灯塔在船的南偏西750,则这艘船是每小时航行____。
解:10海里
5.某人站在山顶向下看一列车队向山脚驶来,他看见第一辆车与第二辆车的俯角差等于他看见第二辆车与第三辆车的俯角差,则第一辆车与第二辆车的距离与第二辆车与第三辆车的距离之间的关系为()
A.B.
C.D.不能确定大小
解:依题意知BC=,CD=,BAC=CAD.
△ABC中,
△ACD中,
BCCD,即
答案:C
课后作业
1.有一长为1公里的斜坡,它的倾斜角为20°,现要将倾斜角改为10°,则坡底要伸长()
A.1公里B.sin10°公里C.cos10°公里D.cos20°公里
答案:A
2.边长分别为5,7,8的三角形的最大角与最小角的和是()
A.90B.120C.135D.150
解:用余弦定理算出中间的角为60.
答案:B
3.下列条件中,△ABC是锐角三角形的是()
A.sinA+cosA=B.>0C.tanA+tanB+tanC>0D.b=3,c=3,B=30°
解:由sinA+cosA=得2sinAcosA=-<0,∴A为钝角.
由>0,得<0,∴cos〈,〉<0.∴B为钝角.
由tanA+tanB+tanC>0,得tan(A+B)(1-tanAtanB)+tanC>0.
∴tanAtanBtanC>0,A、B、C都为锐角.
由=,得sinC=,∴C=或.
答案:C
4、已知锐角三角形的边长分别为1,3,a,则a的范围是()
A.B.C.D.
解:a
答案:B
5.某市在“旧城改造”中计划内一块如图所示的三角形空地上种植草皮以美化环境,已知这种草皮每平方米a元,则购买这种草皮至少要()
A.450a元B.225a元C.150a元D.300a元
解:S==150购买这种草皮至少要150a元
答案:C
6.甲船在岛B的正南方A处,AB=10千米,甲船以每小时4千米的速度向正北航行,同时乙船自B出发以每小时6千米的速度向北偏东60°的方向驶去,当甲,乙两船相距最近时,它们所航行的时间是()
A.分钟B.分钟C.21.5分钟D.2.15分钟
解:设航行时间为t小时,则两船相距
=
t=-小时=分钟
答案:A
7.飞机沿水平方向飞行,在A处测得正前下方地面目标C得俯角为30°,向前飞行10000米,到达B处,此时测得目标C的俯角为60°,这时飞机与地面目标的水平距离为()
A.5000米B.5000米C.4000米D.米
解:=30°,DBC=60°,AB=1000.CB=10000.BD=5000
答案:A
8如图,△ABC是简易遮阳棚,A、B是南北方向上两个定点,正东方向射出的太阳光线与地面成40°角,为了使遮阴影面ABD面积最大,遮阳棚ABC与地面所成的角为
A75°B60°C50°D45°
解:作CE⊥平面ABD于E,则∠CDE是太阳光线与地面所成的角,即∠CDE=40°,延长DE交直线AB于F,连结CF,则∠CFD是遮阳棚与地面所成的角,设为α要使S△ABD最大,只需DF最大
在△CFD中,=
∴DF=
∵CF为定值,∴当α=50°时,DF最大
答案:C
二.填空题
9.某船在海面A处测得灯塔C与A相距海里,且在北偏东方向;测得灯塔B与A相距海里,且在北偏西方向。船由向正北方向航行到D处,测得灯塔B在南偏西方向。这时灯塔C与D相距海里
答案:
10.在△ABC中,已知60°,如果△ABC两组解,则x的取值范围是
解:asinBba,即xsin602x
答案:
11.一船以每小时15km的速度向东航行,船在A处看到一个灯塔B在北偏东,行驶4h后,船到达C处,看到这个灯塔在北偏东,这时船与灯塔的距离为
km
答案:
三.解答题
12.某人在M汽车站的北偏西20的方向上的A处,观察到点C处有一辆汽车沿公路向M站行驶。公路的走向是M站的北偏东40。开始时,汽车到A的距离为31千米,汽车前进20千米后,到A的距离缩短了10千米。问汽车还需行驶多远,才能到达M汽车站?
解:由题设,画出示意图,设汽车前进20千米后到达B处。在ABC中,AC=31,BC=20,AB=21,由余弦定理得
cosC==,
则sinC=1-cosC=,
sinC=,
所以sinMAC=sin(120-C)=sin120cosC-cos120sinC=
在MAC中,由正弦定理得MC===35
从而有MB=MC-BC=15
答:汽车还需要行驶15千米才能到达M汽车站。
13.如图,为了解某海域海底构造,在海平面内一条直线上的A,B,C三点进行测量,已知,,于A处测得水深,于B处测得水深,于C处测得水深,求∠DEF的余弦值。
解:作交BE于N,交CF于M.
,
,
.
在中,由余弦定理,
14.在中,角A、B、C的对边分别为、、,
,又的面积为.(1)求角C的大小;(2)求的值.
解:(1)由已知得,所以,;
(2)因为,所以,
又因为,所以
所以,===5
●思悟小结
1.三角形中的边角问题的求解,或三角形的形状的判定,及其与三角形有关的问题的求解,通常是利用正弦定理、余弦定理、面积公式以及三角恒等变形去解决。
2.判断三角形的形状,一般是从题设条件出发,根据正弦定理、余弦定理及三角变换将已知的边角关系全转化为边的关系或全转化为角的关系,导出边或角的某种特殊关系,然后判定三角形的形状。注意变换过程中等式两边的公因式不要约掉,要移项提取公因式,否则会有漏掉一种形状的可能。
3.正确理解实际问题中的仰角、俯角、方位角、坡脚、坡比等名词术语。
作为优秀的教学工作者,在教学时能够胸有成竹,准备好一份优秀的教案往往是必不可少的。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容,帮助教师营造一个良好的教学氛围。写好一份优质的教案要怎么做呢?下面是小编为大家整理的“正玄定理和余弦定理导学案及练习题”,欢迎阅读,希望您能够喜欢并分享!
【学习目标】
理解正弦定理的推理过程;掌握正弦定理的内容;能运用正弦定理解决一些简单的三角形问题。
【学习重难点】
能运用正弦定理解决一些简单的三角形问题。
【教材助读】(课前完成)
1.三角形的内角和定理____
2.在所对的边,若ab则
3.在中,设,则sinA=_______,sinB=________,又因为sinC=1,
,所以:==.
4.若为锐角(图(1)),过点作于,此时有,,所以即.同理可得,所以==。.
5.正弦定理:在一个三角形中,各边的长和它所对角的正弦的相等,正弦定理的数学表达式
6.一般地,把三角形的三个角和它们的分别叫做三角形的元素.已知三角形的几个元素求其他元素的过程叫做.
【预习自测】
1.已知在△ABC中,∠A=45○,∠C=30○,c=10,求a的值。
【拓展提升】
探究题型1已知两角和任意一边,求其他两边和一角
例1已知在
探究题型2已知两边和其中一边对角,求另一边的对角,进而可求其他的边和角
例2在
【归纳总结】
利用正弦定理可以解决两类三角形的问题
(1)已知两角和任意一边,求其他两边和一角
(2)已知两边和其中一边对角,求另一边的对角,进而可求其他的边和角
【课堂达标】
1.已知△ABC,A=600,B=300,a=3,解角形。
2.已知△ABC中,若a=1,b=,∠A=300,求其他的边角。
俗话说,磨刀不误砍柴工。教师要准备好教案,这是教师的任务之一。教案可以更好的帮助学生们打好基础,帮助教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。你知道怎么写具体的教案内容吗?下面是由小编为大家整理的“正余弦定理的应用举例”,仅供参考,大家一起来看看吧。
正、余弦定理的应用举例(1)
知识梳理
一、解斜三角形应用题的一般步骤:
(1)分析:理解题意,分清已知与未知,画出示意图
(2)建模:根据已知条件与求解目标,把已知量与求解量尽量集中在有关的三角形中,建立一个解斜三角形的数学模型
(3)求解:利用正弦定理或余弦定理有序地解出三角形,求得数学模型的解
(4)检验:检验上述所求的解是否符合实际意义,从而得出实际问题的解
二.测量的主要内容是求角和距离,教学中要注意让学生分清仰角、俯角、张角、视角和方位角及坡度、经纬度等概念,将实际问题转化为解三角形问题.
三.解决有关测量、航海等问题时,首先要搞清题中有关术语的准确含义,再用数学语言(符号语言、图形语言)表示已知条件、未知条件及其关系,最后用正弦定理、余弦定理予以解决.
典例剖析
题型一距离问题
例1.如图,甲船以每小时海里的速度向正北方航行,乙船按固定方向匀速直线航行,当甲船位于处时,乙船位于甲船的北偏西方向的处,此时两船相距海里,当甲船航行分钟到达处时,乙船航行到甲船的北偏西方向的处,此时两船相距海里,问乙船每小时航行多少海里?
解:如图,连结,由已知,
,
,又,是等边三角形,
,由已知,,,
在中,由余弦定理,..
因此,乙船的速度的大小为(海里/小时).答:乙船每小时航行海里.
题型二高度问题
例2、在某点B处测得建筑物AE的顶端A的仰角为,沿BE方向前进30m,至点C处测得顶端A的仰角为2,再继续前进10m至D点,测得顶端A的仰角为4,求的大小和建筑物AE的高。
解法一:(用正弦定理求解)由已知可得在ACD中,
AC=BC=30,AD=DC=10,ADC=180-4,
=。sin4=2sin2cos2
cos2=,得2=30=15,在RtADE中,AE=ADsin60=15
答:所求角为15,建筑物高度为15m
解法二:(设方程来求解)设DE=x,AE=h
在RtACE中,(10+x)+h=30在RtADE中,x+h=(10)
两式相减,得x=5,h=15在RtACE中,tan2==
2=30,=15
答:所求角为15,建筑物高度为15m
解法三:(用倍角公式求解)设建筑物高为AE=x,由题意,得
BAC=,CAD=2,AC=BC=30m,AD=CD=10m
在RtACE中,sin2=------①在RtADE中,sin4=,----②
②①得cos2=,2=30,=15,AE=ADsin60=15
答:所求角为15,建筑物高度为15m
评析:根据题意正确画出图形是解题的关键,同时要把题意中的数据在图形中体现出来。
备选题角度问题
例3.如图1-3-2,某渔轮在航行中不幸遇险,发出呼救信号,我海军舰艇在处获悉后,测出该渔轮在方位角为,距离为的处,并测得渔轮正沿方位角为的方向,以的速度向小岛靠拢,我海军舰艇立即以的速度前去营救.求舰艇的航向和靠近渔轮所需的时间(角度精确到,时间精确到).
解:设舰艇收到信号后在处靠拢渔轮,则,,又,.
由余弦定理,得
,
即
.
化简,得
,
解得(负值舍去).
由正弦定理,得
,
所以,方位角为.
答舰艇应沿着方向角的方向航行,经过就可靠近渔轮.
评析:本例是正弦定理、余弦定理在航海问题中的综合应用.解本题的关键是根据实际,找出等量关系,在画示意图时,要注意方向角的画法。
点击双基
一.选择题:
1.在△ABC中,下列各式正确的是()
A.ab=sinBsinAB.asinC=csinB
C.asin(A+B)=csinAD.c2=a2+b2-2abcos(A+B)
解:根据正弦定理得,又sinC=sin(A+B),asin(A+B)=csinA
答案:C
2.海上有A、B两个小岛相距10nmile,从A岛望B岛和C岛成60°的视角,从B岛望A岛和C岛成75°角的视角,则B、C间的距离是()
A.52nmileB.103nmileC.1036nmileD.56nmile
解:根据题意知:AB=10,A=60°,B=75°则C=45°,
a===56
答案:D
3.在200米高的山顶上,测得山下一塔顶与塔底的俯角分别为30°、60°,则塔高为()
?A.米?B.米C.200米D.200米
解:如图,设塔高AB为h,
Rt△CDB中,CD=200,∠BCD=90°-60°=30°
在△ABC中,∠ABC=∠BCD=30°,∠ACB=60°-30°=30°
∴∠BAC=120°
∴
∴(m)
答案:A
4.某人以时速akm向东行走,此时正刮着时速akm的南风,那么此人感到的风向为,风速为.
答案:东南2a
5.某船开始看见灯塔在南偏东30°方向,后来船沿南偏东60°的方向航行30nmile后看见灯塔在正西方向,则这时船与灯塔的距离是.
解:103
课后作业
1.已知三角形的三边长分别为a、b、a2+ab+b2,则这个三角形的最大角是()
A.135°B.120°C.60°D.90°
解:根据三角形中大边对大角,可知a2+ab+b2所对的角为最大角,设为,则
cos==-,120°
答案:B
2.如下图,为了测量隧道AB的长度,给定下列四组数据,测量应当用数据
A.、a、bB.、β、a
C.a、b、γD.α、β、γ
解:根据正弦定理和余弦定理知,测量a、b、γ,利用余弦定理
可求AB的长度。
答案:C
3.海上有A、B、C三个小岛,已知A、B之间相距8nmile,A、C之间相距5nmile,在A岛测得B岛和C岛的视角为60°,则B岛与C岛相距的nmile数为()
A.7B.6C.5D.4
解:根据题意知:AB=8,AC=5,∠A=60°,根据余弦定理有BC=8=49,BC=7
答案:A
4.在某点B处测得建筑物AE的顶端A的仰角为,沿BE方向前进30m至点C处测得顶端A的仰角为2,再继续前进10m至D点,测得顶端A的仰角为4,则等于()
A.15°B.10°
C.5°D.20°
解:如图,BC=CA,CD=DA,
设AE=h,则
∴2cos2=,∴cos2=
∴2=30°,∴=15°.
答案:A
5.某人朝正东方向走xkm后,向左转150°,然后朝新方向走3km,结果他离出发点正好是km,那么x的值为()
A.B.2C.2或D.3
解:如图,设出发点为A,则由已知可得
AB=x千米,BC=3千米
∠ABC=180°-150°=30°
AC=,∴,
∴,
∴∠CAB=60°或∠CAB=120°
当∠CAB=60°时,∠ACB=180°-30°-60°=90°
x=2千米
当∠CAB=120°,∠ACB=180°-120°-30°=30°
∴x=AC=千米
答案:C
6.已知一塔高80m,分别在塔底和塔顶测得一山的山顶的仰角分别是60°和30°,则山高为()
A.240mB.180mC.140mD.120m
解:D
7.如图,建造一幢宽为,房顶横截面为等腰三角形的住房,则∠ABC=,则等于()时,可使雨水从房顶最快流下.
A.300B.450C.600D.任意角
解:根据题意知s=AB=,加速度a=gsin.
由s=得t=,=45时t最小
答案:B
8.一艘船以4km/h的速度沿着与水流方向成120的方向航行,已知河水流速为2km/h,则经过,该船的实际航程为()
A.B.C.D.
解:船的实际速度是v==2,则经过,该船的实际航程为2=6
答案:B
二.填空题
9.一蜘蛛沿东北方向爬行xcm捕捉到一只小虫,然后向右转105°,爬行10cm捕捉到另一只小虫,这时它向右转135°爬行回它的出发点,那么x=________.
解:如图,
∠ABC=180°-105°=75°
∠BCA=180°-135°=45°,
BC=10cm
∴∠A=180°-75°-45°=60°
∴
10.坡度为45°的斜坡长为100m,现在要把坡度改为30°,则坡底要伸长________.
解:如图,DB=100m
∠BDA=45°,∠BCA=30°
设CD=x
∴(x+DA)tan30°=DAtan45°
又DA=BDcos45°=100×
∴x=-DA
=50(-1)
=50()(m)
答案:50()m
11.如图,测量河对岸的塔高时,可以选与塔底在
同一水平面内的两个测点与.测得∠BCD=15°,
∠BDC=30°,CD=30米,并在点测得塔顶的
仰角为60°,则BC=米,塔高AB=米。
解:在,,
∵
∴
在中,
∴
答案:,
三.解答题
12.如图,当甲船位于A处时获悉,在其正东方向相距20海里的B处有一艘渔船遇险等待营救.甲船立即前往救援,同时把消息告知在甲船的南偏西30,相距10海里C处的乙船,试问乙船应朝北偏东多少度的方向沿直线前往B处救援(角度精确到1)?
解:连接BC,由余弦定理得BC2=202+102-2×20×10cos120°=700.
于是,BC=10。∵,∴sin∠ACB=,
∵∠ACB90°,∴∠ACB=41°。
∴乙船应朝北偏东41°方向沿直线前往B处救援。
13.如图,某海岛上一观察哨在上午时测得一轮船在海岛北偏东的处,时分测得轮船在海岛北偏西的处,时分轮船到达海岛正西方的港口.如果轮船始终匀速前进,求船速.
解:设,船的速度为,则,.
在中,,.
在中,,
.
在中,,
,,
船的速度.
14.如图,A,B,C,D都在同一个与水平面垂直的平面内,B,D为两岛上的两座灯塔的塔顶。测量船于水面A处测得B点和D点的仰角分别为,,于水面C处测得B点和D点的仰角均为,AC=0.1km。试探究图中B,D间距离与另外哪两点距离相等,然后求B,D的距离(计算结果精确到0.01km,1.414,2.449)解:在中,=30°,
=60°-=30°,
所以CD=AC=0.1
又=180°-60°-60°=60°,
故CB是底边AD的中垂线,所以BD=BA5分
在中,,
即AB=
因此,
故B、D的距离约为0.33km。
文章来源:http://m.jab88.com/j/51929.html
更多