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[组图]解直角三角形应用

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一、目标认知
学习目标:
  1.了解直角三角形在测量问题中的应用,能用锐角三角函数解决斜坡问题;
  2.培养用数学知识解决实际问题的能力,即把实际问题转化为数学问题,并用锐角三角函数的知识去
    解决;
  3.体会解直角三角形在解决实际问题中的作用,养成积极探索实际问题的态度,培养学数学、用数学
    的观念.

学习重点:
  把实际问题通过建模转化为解直角三角形的问题,利用锐角三角函数解决实际问题.

学习难点:
  实际问题中的一些术语,如何添加辅助线构造出直角三角形,把实际问题转化数学问题.

二、学习内容解析
1.解决实际问题的步骤:
  (1)先根据题目抽象出平面几何图形.
  (2)转化为解直角三角形的问题,分析已知条件和所求.
  (3)解直角三角形,得到数学答案.
  (4)检验得到实际问题的答案.

2.实际问题的几种题型:
  仰角、俯角、方向角、坡度、坡角、跨度、燕尾槽、大坝.

3.应用举例
(1)仰角与俯角问题:
  名词解释:
                 
  测量时,在视线与水平线所成的角中,视线在水平线上方的叫做仰角,视线在水平线下方的叫做俯角.

  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,看这栋高楼底部的俯角为,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)?
  分析:水平线AD与楼是垂直的,且热气球与高楼的水平距离为AD的长.
  已知:如图,在中,AD⊥BC于D,AD=120,.求:BC.
  解:∵AD⊥BC于D ∴
    在中,∵,且
    ∴
    在中,∵,且
    ∴
    ∴
    答:这栋楼高约为277.1米.
  注:计算结果最后再精确到0.1m.

  2.某人站在B处看A,测量仰角为,站在D处看A,测量仰角为,且BD的距离为5.求:AC、DC.
  分析:设AC为h,DC为x,列关于x的方程.
  解:设AC=h,DC=x.
    在中,∵,且BD=5.
    ∴
    在中,
    ∵, ∴
    ∴, 解得
    ∴.

(2)方向角问题:
  3.如图:一艘轮船位于灯塔P的北偏东方向,距离灯塔80里的A处,它沿正南方向航行一段时间后,到达位于灯塔P的南偏东方向上的B处.这时,轮船所在B处距离灯塔P有多远?(精确到0.01里)
            
  已知:如图,,A点在P点的北偏东,B点在P点的南偏东.求:PB的长.
  解:∵A点在P点的北偏东,B点在P点的南偏东
    ∴
    在中,∵
    ∴
    答:略.

(3)坡度、坡角与大坝问题:
  名词解释:
  坡度——通常把坡面(AB)的铅直高度h(BC)和水平宽度(AC)的比叫做坡度(或坡比),用字母i表示,即
  坡角——坡面与水平面的夹角叫做坡角,
  注:坡度越大,坡面就越陡。

三、例题分析
  1.如图:要修筑一段长1000米的防洪堤,堤的横断面为梯形,堤顶宽3米,迎水坡的坡度,背水坡的坡度,堤高4.2米,共需多少土方?
  分析:解决本题实质是求堤的横断面(梯形)的面积,关键是求出堤底AB的长
  已知:在梯形ABCD中,,坡面AD的坡度,坡面BC的坡度,梯形高为4.2.
  求:及V.
  解:过D作DE⊥AB于E,CF⊥AB于F
    DE⊥AB于E, CF⊥AB于F
    ∴∠DEF=∠CFB=90°
    ∴DE∥CF
    DC∥EF且DC=3
    四边形DEFC为平行四边形, EF=DC=3
    在Rt△AED中,,且DE=4.2
    ∴AE==2.8
    在Rt△CFB中,,且CF=4.2
    ∴FB=
    ∴
    ∴
    ∴
    答:共需要土方立方米.

  2.(福建宁德)图1是小明在健身器材上进行仰卧起坐锻炼时情景.图2是小明锻炼时上半身由位置运动到与地面垂直的位置时的示意图.已知米,米,米.
  (1)求的倾斜角的度数(精确到);
  (2)若测得米,试计算小明头顶由点运动到点的路径的长度(精确到0.01米)
            
  解:(1)过,分别交延长线于.
      .
      四边形为矩形..
      在中,
      .
      即的倾斜角度数约为.
    (2).
      .
      的长(米).
      答:小明头顶运动的路径的长约为1.60米.

  3.(湖北咸宁)在一次数学活动课上,老师带领学生去测一条东西流向的河宽(如图所示),小明同学在河南岸点处观测到河对岸岸边有一点,测得在点东偏北的方向上,沿河岸向正东前行30米到达处,测得在点东偏北的方向上,请你根据以上数据,帮助小明同学计算出这条河的宽度.
  (参考数据:)
  解:如图,过点,垂足为,设.
    在中,
    .
    在中,
    ,即
    而.
    解得,.经检验是方程的解.
    答:这条河的宽度为45米.

  4.(湖南长沙)如图所示,某超市在一楼至二楼之间安装有电梯,天花板与地面平行,请你根据图中数据计算回答:小敏身高1.78米,她乘电梯会有碰头危险吗?姚明身高2.29米,他乘电梯会有碰头危险吗?
  (可能用到的参考数值:)
  解:作,则, 1分
    在中,
    (米)
    所以小敏不会有碰头危险,姚明则会有碰头危险.

  5.(江苏泰州)2007年5月17日我市荣获“国家卫生城市称号”.在“创卫”过程中,要在东西方向两地之间修建一条道路.已知:如图点周围180m范围内为文物保护区,在上点处测得的北偏东方向上,从向东走500m到达处,测得的北偏西方向上.
  (1)是否穿过文物保护区?为什么?(参考数据:)
  (2)若修路工程顺利进行,要使修路工程比原计划提前5天完成,需将原定的工作效率提高25%,则原计划完成这项工程需要多少天?
  解:(1)过于点,设
      则.
      .
      不会穿过保护区. 5分
    (2)设原计划完成这项工程需要天,则
      解之得:.
      经检验知:是原方程的根. 答:(略)

  6.(四川资阳)一座建于若干年前的水库大坝的横断面如图所示,其中背水面的整个坡面是长为90米、宽为5米的矩形.现需将其整修并进行美化,方案如下:① 将背水坡AB的坡度由1∶0.75改为1∶;② 用一组与背水坡面长边垂直的平行线将背水坡面分成9块相同的矩形区域,依次相间地种与栽花 .
  ⑴ 求整修后背水坡面的面积;
  ⑵ 如果栽花的成本是每平方米25元,种草的成本是每平方米20元,那么种植花至少需要多少元?
  解:⑴ 作AE⊥BC于E.
      ∵ 原来的坡度是1∶0.75,∴.
      设AE=4k,BE=3k,∴ AB=5k,又 ∵ AB=5米,
      ∴k=1,则AE=4米 .
      设整修后的斜坡为AB′,由整修后坡度为,有
      ∴∠AB′E=30°, ∴ AB′=2AE=8米.
      ∴ 整修后背水坡面面积为90×8=720米2 .
    ⑵ 将整修后的背水坡面分为9块相同的矩形,则每一区域的面积为80米2 .
      解法一:∵ 要依次相间地种植花,有两种方案:
          第一种是种5块,种花4块,需要20×5×80+25×4×80=16000元;
          第二种是种花5块,种4块,需要20×4×80+25×5×80=16400元.
          ∴ 应选择种5块、种花4块的方案,需要花费16000元 .
      解法二:∵ 要依次相间地种植花,则必然有一种是5块,有一种是4块,
          而栽花的成本是每平方米25元,种的成本是每平方米20元,
          ∴ 两种方案中,选择种5块、种花4块的方案花费较少 .
          即:需要花费20×5×80+25×4×80=16000元 .

  7.(吉林)如图,要测量小山上电视塔的高度,在山脚下点测得:塔顶的仰角为,塔底的仰角为米.求电视塔的高(精确到1米)(参考数据:.)
  解:在中,.
    .
    .
    在中,,. 
    .
    (米).

  8.(湖北咸宁)如图,是半圆的直径,为半圆上一点,的中点,于点为垂足,连接.
  (1)判断的形状,并证明你的结论;
  (2)若,求线段的长.
  解:(1)是等腰三角形.
  证明:的中点,则..
     是半圆的直径,.
     而为公共边,..即是等腰三角形.
    (2)在中,.
     .
     由勾股定理,有.
     又..
     又.解得.

  9.(湖南永州)在梯形中,.
  (1)求的长;
  (2)为梯形内一点,为梯形外一点,若,试判断的形状,
    并说明理由.
  (3)在(2)的条件下,若,求的长.
  解:(1)过点作,垂足为
     
      四边形为矩形
     
    (2)
     
     
      是等腰直角三角形
    (3)过点作
      四边形是正方形,
     
     
      .

来源:中国哲士网

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