小學(xué)教案比的應(yīng)用
發(fā)表時(shí)間:2020-11-12正、余弦定理的綜合應(yīng)用。
2.1.5正、余弦定理的綜合應(yīng)用知識梳理
1.正弦定理:,其中為外接圓的半徑。
利用正弦定理,可以解決以下兩類有關(guān)三角形的問題.
(1)已知兩角和任一邊,求其他兩邊和一角;
(2)已知兩邊和其中一邊的對角,求另一邊的對角.(從而進(jìn)一步求出其他的邊和角)
2.余弦定理:
(1)余弦定理:
;;.
在余弦定理中,令C=90°,這時(shí)cosC=0,所以c2=a2+b2.
(2)余弦定理的推論:
;;.
利用余弦定理,可以解決以下兩類有關(guān)三角形的問題:
(1)已知三邊,求三個(gè)角;
(2)已知兩邊和它們的夾角,求第三邊和其他兩個(gè)角.
3.三角形面積公式:==
4.三角形的性質(zhì):
①.A+B+C=,,
,
②.在中,>c,<c;A>B>,
A>BcosA<cosB,a>bA>B
③.若為銳角,則>,B+C>,A+C>;
>,>,+>
5.(1)若給出那么解的個(gè)數(shù)為:(A為銳角),幾何作圖時(shí),存在多種情況.如已知a、b及A,求作三角形時(shí),要分類討論,確定解的個(gè)數(shù).
已知兩邊和其中一邊的對角解三角形,有如下的情況:
(1)A為銳角
一解兩解一解
若,則無解;
(2)當(dāng)A≥90
若ab,則一解
若a≤b,則無解
典例剖析
題型一三角形多解情況的判斷
例1.根據(jù)下列條件,判斷有沒有解?若有解,判斷解的個(gè)數(shù).
(1),,,求;
(2),,,求;
(3),,,求;
(4),,,求;
(5),,,求.
解:(1)∵,∴只能是銳角,因此僅有一解.
(2)∵,∴只能是銳角,因此僅有一解.
(3)由于為銳角,而,即,因此僅有一解.
(4)由于為銳角,而,即,因此有兩解,易解得.
(5)由于為銳角,又,即,
∴無解.
評析:對于已知兩邊和其中一邊的對角,解三角形問題,容易出錯(cuò),一定要注意一解、兩解還是無解。這時(shí)應(yīng)結(jié)合“三角形中大邊對大角定理及幾何作圖來幫助理解”。
題型二正、余弦定理在函數(shù)中的應(yīng)用
例2在△ABC中,AB=5,AC=3,D為BC中點(diǎn),且AD=4,求BC邊長.
分析:此題所給題設(shè)條件只有邊長,應(yīng)考慮在假設(shè)BC為x后,建立關(guān)于x的方程.而正弦定理涉及到兩個(gè)角,故不可用.此時(shí)應(yīng)注意余弦定理在建立方程時(shí)所發(fā)揮的作用.因?yàn)镈為BC中點(diǎn),所以BD、DC可表示為x2,然后利用互補(bǔ)角的余弦互為相反數(shù)這一性質(zhì)建立方程.
解:設(shè)BC邊為x,則由D為BC中點(diǎn),可得BD=DC=x2,
在△ADB中,cosADB=AD2+BD2-AB22ADBD=42+(x2)2-522×4×x2
在△ADC中,cosADC=AD2+DC2-AC22ADDC=42+(x2)2-322×4×x2
又∠ADB+∠ADC=180°
∴cosADB=cos(180°-∠ADC)=-cosADC.
∴42+(x2)2-522×4×x2=-42+(x2)2-322×4×x2
解得,x=2
所以,BC邊長為2.
評述:此題要啟發(fā)學(xué)生注意余弦定理建立方程的功能,體會(huì)互補(bǔ)角的余弦值互為相反數(shù)這一性質(zhì)的應(yīng)用,并注意總結(jié)這一性質(zhì)的適用題型.
備選題正、余弦定理的綜合應(yīng)用
例3在△ABC中,已知,求△ABC的面積.
解法1:設(shè)AB、BC、CA的長分別為c、a、b,
.
故所求面積
解法3:同解法1可得c=8.又由余弦定理可得
故所求面積
評析:本小題主要考查正弦定理、余弦定理和三角形面積公式等基礎(chǔ)知識,同時(shí)考查利用三角公式進(jìn)行恒等變形的技能和運(yùn)算能力.
點(diǎn)擊雙基
一.選擇題:
1.在中,,則A為()
解:
答案:A
2.在()
解:由題意及正弦定理可得
答案:B
3.以4、5、6為邊長的三角形一定是()
A.銳角三角形B.直角三角形
C.鈍角三角形D.銳角或鈍角三角形
解::長為6的邊所對角最大,設(shè)它為
則
答案A
4.在中,化簡___________
解:利用余弦定理,得原式
答案:a
5.在中,,則_______,________
解:
又
答案:
課外作業(yè)
一、選擇
1.在中,,則A等于()
解:由余弦定理及已知可得
答案:C
2.在△ABC中,已知b=40,c=20,C=60,則此三角形的解的情況是()
A.有一解B.有兩解C.無解D.有解但解的個(gè)數(shù)不確定
解:bsinC=20c,無解
答案:C
3.在中,,則三角形為()
A.直角三角形B.銳角三角形
C.等腰三角形D.等邊三角形
解:由余弦定理可將原等式化為
答案C
4.在中,,則是()
A.銳角三角形B.直角三角形
C.鈍角三角形D.正三角形
解:原不等式可變形為
答案:C
5在△ABC中,若,則其面積等于()
ABCD
解:
答案:D
6在△ABC中,角均為銳角,且
則△ABC的形狀是()
A直角三角形B銳角三角形C鈍角三角形D等腰三角形
解:都是銳角,則
答案:C
7.在△ABC中,cos=,則△ABC的形狀是()
A.正三角形B.直角三角形C.等腰三角形或直角三角形D.等腰直角三角形
解:原式可化為=,cosA+1=cosA=
由余弦定理,得,a△ABC為直角三角形
答案:B
8.在△ABC中,A=,BC=3,則△ABC的周長為()
A.4B.4
C.6D.6
解:,==2=2,b+c==2(sinB+sin())==2()=6
a+b+c=6
答案:D
二.填空題:
9.在中,已知,則___________
解:由正弦定理得
設(shè)1份為k,則
再由余弦定理得
答案:
10.在中,A、B均為銳角,且,則是_________
解:由得
A、B均為銳角,
而在上是增函數(shù)
即
答案:鈍角三角形
11.三角形的兩邊分別為5和3,它們夾角的余弦是方程的根,則三角形的另一邊長為
解:由題意得或2(舍去)
答案:2
三.解答題:
12..根據(jù)下列條件,判斷是否有解?有解的做出解答.
①a=7,b=8,A=105②a=10,b=20,A=80
③b=10,c=5,C=60④a=2,b=6,A=30
解:①a=7,b=8,ab,A=10590本題無解
②a=10,b=20,ab,A=8090
bsinA=20sin8020sin60=10absinA
本題無解
③b=10,c=5,bc,C=6090,本題有一解
sinB==
B=45,A=180-(B+C)=75
a====5()
④a=2,b=6,ab,A=3090
又bsinA=6sin30=3,absinA本題有兩解
由正弦定理得sinB===
B=60或120
當(dāng)B=60時(shí),C=90,c===4
當(dāng)B=120時(shí),C=30,c===2
B=60,C=90,c=4或B=120,C=30,c=2
13:在中,,,,求的值和的面積.
解,又
14.已知的外接圓半徑是,且滿足條件。
(1)求角C。
(2)求面積的最大值。
解:(1)
即
由正弦定理知
即
由余弦定理得
(2)
當(dāng)A=B時(shí),S有最大值
相關(guān)知識
正余弦定理的應(yīng)用
俗話說,磨刀不誤砍柴工。作為高中教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動(dòng)起來,幫助授課經(jīng)驗(yàn)少的高中教師教學(xué)。那么如何寫好我們的高中教案呢?下面的內(nèi)容是小編為大家整理的正余弦定理的應(yīng)用,歡迎您閱讀和收藏,并分享給身邊的朋友!
課時(shí)5正弦定理,余弦定理的綜合應(yīng)用
一、課前演練:
1、ΔABC中,sin2A=sin2B則ΔABC的形狀為
2、在中,各邊分別為,且,
則外接圓的直徑為
3、在中,,則=
4、在一幢20米高的樓頂測得對面一塔頂?shù)难鼋菫?00,塔底的仰角為450,那么這座塔的高度是_________米.
5、在中,若則的面積為
6、三角形的兩邊分別是5和3,他們夾角的余弦是方程的
根,則三角形的面積
7、在中,滿足條件,,,則,
的面積等于
8、在中,且,求和.
二、例題剖析:
例1:在中,分別是內(nèi)角的對邊,,求邊。
例2:已知三角形的一個(gè)角為,面積為,周長為,求三角形的各邊長。
例3:在中,角對邊分別為,且,
(1).求的值.(2)若,且,求的面積.
例4:如圖所示,在地面上有一旗桿,為測得它的高度,在地面上取一線段,,在處測得點(diǎn)的仰角,在處測得點(diǎn)的仰角,又測得。求旗桿的高度(精確到)。
例5:某漁船在航行中不幸遇險(xiǎn),發(fā)出求救信號,我海軍艦艇在A處獲悉后,立即測出該漁船在方位角為45°、距離A為10海里的C處,并測得漁船正沿方位角為105°的方向,以9海里/h的速度向某小島B靠攏,我海軍艦艇立即以21海里/h的速度前去營救,試問艦艇應(yīng)按照怎樣的航向前進(jìn)?并求出靠近漁船所用的時(shí)間()
例6:如圖所示,已知半圓的直徑AB=2,點(diǎn)C在AB的延長線上,BC=1,點(diǎn)P為半圓上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),以PC為邊作等邊△PCD,且點(diǎn)D與圓心O分別在PC的兩側(cè),求四邊形OPDC面積的最大值
三、課后反饋:
1.在中,若,則
2.在中,已知,則.
3.在中,①;②;③;
④.其中恒為常數(shù)的是
4.若,則是
5.在靜水中劃船的速度是每分鐘40m,水流的速度是每分鐘20m,如果船從岸邊A處出發(fā),沿著與水流垂直的航線到達(dá)對岸,那么船的前進(jìn)方向應(yīng)指向河流的上游并與河岸垂直方向所成的角為
6.在中,的對應(yīng)邊分別為,且,則為
7、某人向正東方向走了km后向右轉(zhuǎn)了,然后沿新方向走了km,結(jié)果離出發(fā)點(diǎn)恰好為km,那么的值為;
8、有一長為m的斜坡,它的傾斜角是,在不改變坡高和坡頂?shù)那疤嵯?,通過加長坡面的方法將它的傾斜角改成,則坡底要延伸m;
9、甲船在B島的正南A處,km,甲船以km/h的速度向正北航行,同時(shí),乙船自B島出發(fā)以km/h的速度向北偏東的方向駛?cè)ィ?dāng)甲、乙兩船相距最近時(shí),它們航行的時(shí)間是h;
10、一艘船以km/h的速度沿著與水流方向成的方向航行,已知河水流速為km/h,則經(jīng)過h,該船實(shí)際航程為;
11、海上有A、B兩個(gè)小島相距10海里,從A島望C島和B島成的視角,從B島望C島和A島成的視角,那么B島和C島間的距離是海里;
12.已知中,,且,求.
13、如圖,在海岸A處發(fā)現(xiàn)北偏東45°方向,距A處(-1)海里的B處有一艘走私船在A處北偏西75°方向,距A處2海里的C處的我方緝私船,奉命以10海里/時(shí)的速度追截走私船,此時(shí)走私船正以10海里/時(shí)的速度,從B處向北偏東30°方向逃竄問:輯私船沿什么方向行駛才能最快截獲走私船?并求出所需時(shí)間?
14.某人坐在火車上看風(fēng)景,他看見遠(yuǎn)處有一座寶塔在與火車前進(jìn)方向成角的直線上,1分鐘后,他看見寶塔在與火車前進(jìn)方向成角的直線上,設(shè)火車的速度是100km/h,求寶塔離鐵路線的垂直距離。
15、如圖,測量河對岸的塔高AB時(shí),可以選與塔底B在同一水平內(nèi)的兩個(gè)測點(diǎn)C和D.現(xiàn)測得,CD=s,并在點(diǎn)C測得塔尖A的仰角為,求塔高AB.
正、余弦定理的應(yīng)用舉例
作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者,在教學(xué)時(shí)能夠胸有成竹,高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是每個(gè)高中教師都不可缺少的。教案可以讓講的知識能夠輕松被學(xué)生吸收,幫助授課經(jīng)驗(yàn)少的高中教師教學(xué)。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的高中教案呢?以下是小編為大家收集的“正、余弦定理的應(yīng)用舉例”歡迎您閱讀和收藏,并分享給身邊的朋友!
2.2.2正、余弦定理的應(yīng)用舉例(2)
知識梳理
2.解斜三角形的應(yīng)用問題,通常需根據(jù)題意,從實(shí)際問題中抽象出一個(gè)或幾個(gè)三角形,然后通過解這些三角形,得出所要求的量,從而得到實(shí)際問題的解,其中建立數(shù)學(xué)模型的方法是我們的歸宿,用數(shù)學(xué)手段來解決實(shí)際問題,是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的根本目的。
3.解題應(yīng)根據(jù)已知合理選擇正余弦定理,要求算法簡潔、算式工整、計(jì)算準(zhǔn)確。
典例剖析
題型一正、余弦定理在幾何中的應(yīng)用
例1如圖所示,已知半圓的直徑AB=2,點(diǎn)C在AB的延長線上,BC=1,點(diǎn)P為半圓上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),以DC為邊作等邊△PCD,且點(diǎn)D與圓心O分別在PC的兩側(cè),求四邊形OPDC面積的最大值
解:設(shè)∠POB=θ,四邊形面積為y,則在△POC中,由余弦定理得:?
PC2=OP2+OC2-2OPOCcosθ=5-4cosθ?
∴y=S△OPC+S△PCD=+(5-4cosθ)
=2sin(θ-)+
∴當(dāng)θ-=即θ=時(shí),ymax=2+
評述:本題中余弦定理為表示△PCD的面積,從而為表示四邊形OPDC面積提供了可能,可見正、余弦定理不僅是解三角形的依據(jù),一般地也是分析幾何量之間關(guān)系的重要公式,要認(rèn)識到這兩個(gè)定理的重要性另外,在求三角函數(shù)最值時(shí),涉及到兩角和正弦公式
sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ的構(gòu)造及逆用,應(yīng)予以重視?
題型二正、余弦定理在函數(shù)中的應(yīng)用
例2如圖,有兩條相交成角的直線、,交點(diǎn)是,甲、乙分別在、上,
起初甲離點(diǎn)千米,乙離點(diǎn)千米,后來兩人同時(shí)用每小時(shí)千米的速度,甲沿方向,乙沿方向步行,
(1)起初,兩人的距離是多少?
(2)用包含的式子表示小時(shí)后兩人的距離;
(3)什么時(shí)候兩人的距離最短?
解:(1)設(shè)甲、乙兩人起初的位置是、,
則
,
∴起初,兩人的距離是.
(2)設(shè)甲、乙兩人小時(shí)后的位置分別是,
則,,
當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),,
所以,.
(3),
∴當(dāng)時(shí),即在第分鐘末,最短。
答:在第分鐘末,兩人的距離最短。
評析:(2)中,分0t和t兩種情況進(jìn)行討論,但對兩種情形的結(jié)果進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn),目標(biāo)函數(shù)有統(tǒng)一的表達(dá)式,從而(3)中求最值是對這個(gè)統(tǒng)一的表達(dá)式進(jìn)行運(yùn)算的。
備選題正、余弦定理的綜合應(yīng)用
例3如圖,已知△ABC是邊長為1的正三角形,M、N分別是邊AB、AC上的點(diǎn),線段MN經(jīng)過△ABC的中心G,設(shè)MGA=()
(1)試將△AGM、△AGN的面積(分別記為S1與S2);表示為的函數(shù),
(2)求y=的最大值與最小值。
解析:(1)因?yàn)镚是邊長為1的正三角形ABC的中心,
所以AG=,MAG=,由正弦定理
得,
則S1=GMGAsin=。同理可求得S2=。
(2)y===72(3+cot2)
因?yàn)椋?br>
所以當(dāng)=或=時(shí),y取得最大值ymax=240,當(dāng)=時(shí),y取得最小值ymin=216。
點(diǎn)評:三角函數(shù)有著廣泛的應(yīng)用,本題就是一個(gè)典型的范例。通過引入角度,將圖形的語言轉(zhuǎn)化為三角的符號語言,再通過局部的換元,又將問題轉(zhuǎn)化為我們熟知的函數(shù),這些解題思維的拐點(diǎn)。
點(diǎn)擊雙基
1.在△ABC中,,則△ABC的面積為()
A.B.C.D.1
解:S==4sin10sin50sin70=4cos20cos40cos80
====
答案:C
2.如圖所示:在一幢20m高的樓頂A測得對面一塔頂C的仰角為60,塔基D的俯角為45,則這座塔的高是()
A.20mB.10mC.(10+10)mD.(20+20)m
解:可知BAD=45,AE=20,AB=20,BAC=60,
CB=ABtan60=20所以這座塔的高CD=(20+20)m
答案:D
3.在△ABC中,根據(jù)下列條件解三角形,則其中有兩個(gè)解的是()
A.b=10,A=45°,B=70°B.a(chǎn)=60,c=48,B=100°
C.a(chǎn)=7,b=5,A=80°D.a(chǎn)=14,b=16,A=45°
解:A,B可根據(jù)余弦定理求解,只有一解,選項(xiàng)C中,A為銳角,且ab,只有一解.
選項(xiàng)D中所以有兩個(gè)解。
答案:D
4.一船向正北航行,看見正西方向有相距10海里的兩個(gè)燈塔恰好與它在一條直線上,繼續(xù)航行半小時(shí)后,看見一燈塔在船的南偏西600,另一燈塔在船的南偏西750,則這艘船是每小時(shí)航行____。
解:10海里
5.某人站在山頂向下看一列車隊(duì)向山腳駛來,他看見第一輛車與第二輛車的俯角差等于他看見第二輛車與第三輛車的俯角差,則第一輛車與第二輛車的距離與第二輛車與第三輛車的距離之間的關(guān)系為()
A.B.
C.D.不能確定大小
解:依題意知BC=,CD=,BAC=CAD.
△ABC中,
△ACD中,
BCCD,即
答案:C
課后作業(yè)
1.有一長為1公里的斜坡,它的傾斜角為20°,現(xiàn)要將傾斜角改為10°,則坡底要伸長()
A.1公里B.sin10°公里C.cos10°公里D.cos20°公里
答案:A
2.邊長分別為5,7,8的三角形的最大角與最小角的和是()
A.90B.120C.135D.150
解:用余弦定理算出中間的角為60.
答案:B
3.下列條件中,△ABC是銳角三角形的是()
A.sinA+cosA=B.>0C.tanA+tanB+tanC>0D.b=3,c=3,B=30°
解:由sinA+cosA=得2sinAcosA=-<0,∴A為鈍角.
由>0,得<0,∴cos〈,〉<0.∴B為鈍角.
由tanA+tanB+tanC>0,得tan(A+B)(1-tanAtanB)+tanC>0.
∴tanAtanBtanC>0,A、B、C都為銳角.
由=,得sinC=,∴C=或.
答案:C
4、已知銳角三角形的邊長分別為1,3,a,則a的范圍是()
A.B.C.D.
解:a
答案:B
5.某市在“舊城改造”中計(jì)劃內(nèi)一塊如圖所示的三角形空地上種植草皮以美化環(huán)境,已知這種草皮每平方米a元,則購買這種草皮至少要()
A.450a元B.225a元C.150a元D.300a元
解:S==150購買這種草皮至少要150a元
答案:C
6.甲船在島B的正南方A處,AB=10千米,甲船以每小時(shí)4千米的速度向正北航行,同時(shí)乙船自B出發(fā)以每小時(shí)6千米的速度向北偏東60°的方向駛?cè)ィ?dāng)甲,乙兩船相距最近時(shí),它們所航行的時(shí)間是()
A.分鐘B.分鐘C.21.5分鐘D.2.15分鐘
解:設(shè)航行時(shí)間為t小時(shí),則兩船相距
=
t=-小時(shí)=分鐘
答案:A
7.飛機(jī)沿水平方向飛行,在A處測得正前下方地面目標(biāo)C得俯角為30°,向前飛行10000米,到達(dá)B處,此時(shí)測得目標(biāo)C的俯角為60°,這時(shí)飛機(jī)與地面目標(biāo)的水平距離為()
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如圖,△ABC是簡易遮陽棚,A、B是南北方向上兩個(gè)定點(diǎn),正東方向射出的太陽光線與地面成40°角,為了使遮陰影面ABD面積最大,遮陽棚ABC與地面所成的角為
A75°B60°C50°D45°
解:作CE⊥平面ABD于E,則∠CDE是太陽光線與地面所成的角,即∠CDE=40°,延長DE交直線AB于F,連結(jié)CF,則∠CFD是遮陽棚與地面所成的角,設(shè)為α要使S△ABD最大,只需DF最大
在△CFD中,=
∴DF=
∵CF為定值,∴當(dāng)α=50°時(shí),DF最大
答案:C
二.填空題
9.某船在海面A處測得燈塔C與A相距海里,且在北偏東方向;測得燈塔B與A相距海里,且在北偏西方向。船由向正北方向航行到D處,測得燈塔B在南偏西方向。這時(shí)燈塔C與D相距海里
答案:
10.在△ABC中,已知60°,如果△ABC兩組解,則x的取值范圍是
解:asinBba,即xsin602x
答案:
11.一船以每小時(shí)15km的速度向東航行,船在A處看到一個(gè)燈塔B在北偏東,行駛4h后,船到達(dá)C處,看到這個(gè)燈塔在北偏東,這時(shí)船與燈塔的距離為
km
答案:
三.解答題
12.某人在M汽車站的北偏西20的方向上的A處,觀察到點(diǎn)C處有一輛汽車沿公路向M站行駛。公路的走向是M站的北偏東40。開始時(shí),汽車到A的距離為31千米,汽車前進(jìn)20千米后,到A的距離縮短了10千米。問汽車還需行駛多遠(yuǎn),才能到達(dá)M汽車站?
解:由題設(shè),畫出示意圖,設(shè)汽車前進(jìn)20千米后到達(dá)B處。在ABC中,AC=31,BC=20,AB=21,由余弦定理得
cosC==,
則sinC=1-cosC=,
sinC=,
所以sinMAC=sin(120-C)=sin120cosC-cos120sinC=
在MAC中,由正弦定理得MC===35
從而有MB=MC-BC=15
答:汽車還需要行駛15千米才能到達(dá)M汽車站。
13.如圖,為了解某海域海底構(gòu)造,在海平面內(nèi)一條直線上的A,B,C三點(diǎn)進(jìn)行測量,已知,,于A處測得水深,于B處測得水深,于C處測得水深,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的對邊分別為、、,
,又的面積為.(1)求角C的大??;(2)求的值.
解:(1)由已知得,所以,;
(2)因?yàn)椋裕?br>
又因?yàn)?,所?br>
所以,===5
●思悟小結(jié)
1.三角形中的邊角問題的求解,或三角形的形狀的判定,及其與三角形有關(guān)的問題的求解,通常是利用正弦定理、余弦定理、面積公式以及三角恒等變形去解決。
2.判斷三角形的形狀,一般是從題設(shè)條件出發(fā),根據(jù)正弦定理、余弦定理及三角變換將已知的邊角關(guān)系全轉(zhuǎn)化為邊的關(guān)系或全轉(zhuǎn)化為角的關(guān)系,導(dǎo)出邊或角的某種特殊關(guān)系,然后判定三角形的形狀。注意變換過程中等式兩邊的公因式不要約掉,要移項(xiàng)提取公因式,否則會(huì)有漏掉一種形狀的可能。
3.正確理解實(shí)際問題中的仰角、俯角、方位角、坡腳、坡比等名詞術(shù)語。
正余弦定理的應(yīng)用舉例
俗話說,磨刀不誤砍柴工。教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師的任務(wù)之一。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ),幫助教師有計(jì)劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。你知道怎么寫具體的教案內(nèi)容嗎?下面是由小編為大家整理的“正余弦定理的應(yīng)用舉例”,僅供參考,大家一起來看看吧。
正、余弦定理的應(yīng)用舉例(1)
知識梳理
一、解斜三角形應(yīng)用題的一般步驟:
(1)分析:理解題意,分清已知與未知,畫出示意圖
(2)建模:根據(jù)已知條件與求解目標(biāo),把已知量與求解量盡量集中在有關(guān)的三角形中,建立一個(gè)解斜三角形的數(shù)學(xué)模型
(3)求解:利用正弦定理或余弦定理有序地解出三角形,求得數(shù)學(xué)模型的解
(4)檢驗(yàn):檢驗(yàn)上述所求的解是否符合實(shí)際意義,從而得出實(shí)際問題的解
二.測量的主要內(nèi)容是求角和距離,教學(xué)中要注意讓學(xué)生分清仰角、俯角、張角、視角和方位角及坡度、經(jīng)緯度等概念,將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為解三角形問題.
三.解決有關(guān)測量、航海等問題時(shí),首先要搞清題中有關(guān)術(shù)語的準(zhǔn)確含義,再用數(shù)學(xué)語言(符號語言、圖形語言)表示已知條件、未知條件及其關(guān)系,最后用正弦定理、余弦定理予以解決.
典例剖析
題型一距離問題
例1.如圖,甲船以每小時(shí)海里的速度向正北方航行,乙船按固定方向勻速直線航行,當(dāng)甲船位于處時(shí),乙船位于甲船的北偏西方向的處,此時(shí)兩船相距海里,當(dāng)甲船航行分鐘到達(dá)處時(shí),乙船航行到甲船的北偏西方向的處,此時(shí)兩船相距海里,問乙船每小時(shí)航行多少海里?
解:如圖,連結(jié),由已知,
,
,又,是等邊三角形,
,由已知,,,
在中,由余弦定理,..
因此,乙船的速度的大小為(海里/小時(shí)).答:乙船每小時(shí)航行海里.
題型二高度問題
例2、在某點(diǎn)B處測得建筑物AE的頂端A的仰角為,沿BE方向前進(jìn)30m,至點(diǎn)C處測得頂端A的仰角為2,再繼續(xù)前進(jìn)10m至D點(diǎn),測得頂端A的仰角為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:所求角為15,建筑物高度為15m
解法二:(設(shè)方程來求解)設(shè)DE=x,AE=h
在RtACE中,(10+x)+h=30在RtADE中,x+h=(10)
兩式相減,得x=5,h=15在RtACE中,tan2==
2=30,=15
答:所求角為15,建筑物高度為15m
解法三:(用倍角公式求解)設(shè)建筑物高為AE=x,由題意,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:所求角為15,建筑物高度為15m
評析:根據(jù)題意正確畫出圖形是解題的關(guān)鍵,同時(shí)要把題意中的數(shù)據(jù)在圖形中體現(xiàn)出來。
備選題角度問題
例3.如圖1-3-2,某漁輪在航行中不幸遇險(xiǎn),發(fā)出呼救信號,我海軍艦艇在處獲悉后,測出該漁輪在方位角為,距離為的處,并測得漁輪正沿方位角為的方向,以的速度向小島靠攏,我海軍艦艇立即以的速度前去營救.求艦艇的航向和靠近漁輪所需的時(shí)間(角度精確到,時(shí)間精確到).
解:設(shè)艦艇收到信號后在處靠攏漁輪,則,,又,.
由余弦定理,得
,
即
.
化簡,得
,
解得(負(fù)值舍去).
由正弦定理,得
,
所以,方位角為.
答艦艇應(yīng)沿著方向角的方向航行,經(jīng)過就可靠近漁輪.
評析:本例是正弦定理、余弦定理在航海問題中的綜合應(yīng)用.解本題的關(guān)鍵是根據(jù)實(shí)際,找出等量關(guān)系,在畫示意圖時(shí),要注意方向角的畫法。
點(diǎn)擊雙基
一.選擇題:
1.在△ABC中,下列各式正確的是()
A.ab=sinBsinAB.asinC=csinB
C.asin(A+B)=csinAD.c2=a2+b2-2abcos(A+B)
解:根據(jù)正弦定理得,又sinC=sin(A+B),asin(A+B)=csinA
答案:C
2.海上有A、B兩個(gè)小島相距10nmile,從A島望B島和C島成60°的視角,從B島望A島和C島成75°角的視角,則B、C間的距離是()
A.52nmileB.103nmileC.1036nmileD.56nmile
解:根據(jù)題意知:AB=10,A=60°,B=75°則C=45°,
a===56
答案:D
3.在200米高的山頂上,測得山下一塔頂與塔底的俯角分別為30°、60°,則塔高為()
?A.米?B.米C.200米D.200米
解:如圖,設(shè)塔高AB為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.某人以時(shí)速akm向東行走,此時(shí)正刮著時(shí)速akm的南風(fēng),那么此人感到的風(fēng)向?yàn)椋L(fēng)速為.
答案:東南2a
5.某船開始看見燈塔在南偏東30°方向,后來船沿南偏東60°的方向航行30nmile后看見燈塔在正西方向,則這時(shí)船與燈塔的距離是.
解:103
課后作業(yè)
1.已知三角形的三邊長分別為a、b、a2+ab+b2,則這個(gè)三角形的最大角是()
A.135°B.120°C.60°D.90°
解:根據(jù)三角形中大邊對大角,可知a2+ab+b2所對的角為最大角,設(shè)為,則
cos==-,120°
答案:B
2.如下圖,為了測量隧道AB的長度,給定下列四組數(shù)據(jù),測量應(yīng)當(dāng)用數(shù)據(jù)
A.、a、bB.、β、a
C.a、b、γD.α、β、γ
解:根據(jù)正弦定理和余弦定理知,測量a、b、γ,利用余弦定理
可求AB的長度。
答案:C
3.海上有A、B、C三個(gè)小島,已知A、B之間相距8nmile,A、C之間相距5nmile,在A島測得B島和C島的視角為60°,則B島與C島相距的nmile數(shù)為()
A.7B.6C.5D.4
解:根據(jù)題意知:AB=8,AC=5,∠A=60°,根據(jù)余弦定理有BC=8=49,BC=7
答案:A
4.在某點(diǎn)B處測得建筑物AE的頂端A的仰角為,沿BE方向前進(jìn)30m至點(diǎn)C處測得頂端A的仰角為2,再繼續(xù)前進(jìn)10m至D點(diǎn),測得頂端A的仰角為4,則等于()
A.15°B.10°
C.5°D.20°
解:如圖,BC=CA,CD=DA,
設(shè)AE=h,則
∴2cos2=,∴cos2=
∴2=30°,∴=15°.
答案:A
5.某人朝正東方向走xkm后,向左轉(zhuǎn)150°,然后朝新方向走3km,結(jié)果他離出發(fā)點(diǎn)正好是km,那么x的值為()
A.B.2C.2或D.3
解:如圖,設(shè)出發(fā)點(diǎn)為A,則由已知可得
AB=x千米,BC=3千米
∠ABC=180°-150°=30°
AC=,∴,
∴,
∴∠CAB=60°或∠CAB=120°
當(dāng)∠CAB=60°時(shí),∠ACB=180°-30°-60°=90°
x=2千米
當(dāng)∠CAB=120°,∠ACB=180°-120°-30°=30°
∴x=AC=千米
答案:C
6.已知一塔高80m,分別在塔底和塔頂測得一山的山頂?shù)难鼋欠謩e是60°和30°,則山高為()
A.240mB.180mC.140mD.120m
解:D
7.如圖,建造一幢寬為,房頂橫截面為等腰三角形的住房,則∠ABC=,則等于()時(shí),可使雨水從房頂最快流下.
A.300B.450C.600D.任意角
解:根據(jù)題意知s=AB=,加速度a=gsin.
由s=得t=,=45時(shí)t最小
答案:B
8.一艘船以4km/h的速度沿著與水流方向成120的方向航行,已知河水流速為2km/h,則經(jīng)過,該船的實(shí)際航程為()
A.B.C.D.
解:船的實(shí)際速度是v==2,則經(jīng)過,該船的實(shí)際航程為2=6
答案:B
二.填空題
9.一蜘蛛沿東北方向爬行xcm捕捉到一只小蟲,然后向右轉(zhuǎn)105°,爬行10cm捕捉到另一只小蟲,這時(shí)它向右轉(zhuǎn)135°爬行回它的出發(fā)點(diǎn),那么x=________.
解:如圖,
∠ABC=180°-105°=75°
∠BCA=180°-135°=45°,
BC=10cm
∴∠A=180°-75°-45°=60°
∴
10.坡度為45°的斜坡長為100m,現(xiàn)在要把坡度改為30°,則坡底要伸長________.
解:如圖,DB=100m
∠BDA=45°,∠BCA=30°
設(shè)CD=x
∴(x+DA)tan30°=DAtan45°
又DA=BDcos45°=100×
∴x=-DA
=50(-1)
=50()(m)
答案:50()m
11.如圖,測量河對岸的塔高時(shí),可以選與塔底在
同一水平面內(nèi)的兩個(gè)測點(diǎn)與.測得∠BCD=15°,
∠BDC=30°,CD=30米,并在點(diǎn)測得塔頂?shù)?br>
仰角為60°,則BC=米,塔高AB=米。
解:在,,
∵
∴
在中,
∴
答案:,
三.解答題
12.如圖,當(dāng)甲船位于A處時(shí)獲悉,在其正東方向相距20海里的B處有一艘漁船遇險(xiǎn)等待營救.甲船立即前往救援,同時(shí)把消息告知在甲船的南偏西30,相距10海里C處的乙船,試問乙船應(yīng)朝北偏東多少度的方向沿直線前往B處救援(角度精確到1)?
解:連接BC,由余弦定理得BC2=202+102-2×20×10cos120°=700.
于是,BC=10?!撸鄐in∠ACB=,
∵∠ACB90°,∴∠ACB=41°。
∴乙船應(yīng)朝北偏東41°方向沿直線前往B處救援。
13.如圖,某海島上一觀察哨在上午時(shí)測得一輪船在海島北偏東的處,時(shí)分測得輪船在海島北偏西的處,時(shí)分輪船到達(dá)海島正西方的港口.如果輪船始終勻速前進(jìn),求船速.
解:設(shè),船的速度為,則,.
在中,,.
在中,,
.
在中,,
,,
船的速度.
14.如圖,A,B,C,D都在同一個(gè)與水平面垂直的平面內(nèi),B,D為兩島上的兩座燈塔的塔頂。測量船于水面A處測得B點(diǎn)和D點(diǎn)的仰角分別為,,于水面C處測得B點(diǎn)和D點(diǎn)的仰角均為,AC=0.1km。試探究圖中B,D間距離與另外哪兩點(diǎn)距離相等,然后求B,D的距離(計(jì)算結(jié)果精確到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是底邊AD的中垂線,所以BD=BA5分
在中,,
即AB=
因此,
故B、D的距離約為0.33km。
正弦定理、余弦定理的應(yīng)用
1.1.3正弦定理、余弦定理的應(yīng)用
教學(xué)目的:1進(jìn)一步熟悉正、余弦定理內(nèi)容;?
2能夠應(yīng)用正、余弦定理進(jìn)行邊角關(guān)系的相互轉(zhuǎn)化;?
3能夠利用正、余弦定理判斷三角形的形狀;?
4能夠利用正、余弦定理證明三角形中的三角恒等式?
教學(xué)重點(diǎn):利用正、余弦定理進(jìn)行邊角互換時(shí)的轉(zhuǎn)化方向
教學(xué)難點(diǎn):三角函數(shù)公式變形與正、余弦定理的聯(lián)系?
教學(xué)方法:啟發(fā)引導(dǎo)式?
1啟發(fā)學(xué)生在證明三角形問題或者三角恒等式時(shí),要注意正弦定理、余弦定理的適用題型與所證結(jié)論的聯(lián)系,并注意特殊正、余弦關(guān)系的應(yīng)用,比如互補(bǔ)角的正弦值相等,互補(bǔ)角的余弦值互為相反數(shù)等;?
2引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)三角恒等式的證明或者三角形形狀的判斷,重在發(fā)揮正、余弦定理的邊角互換作用
教學(xué)過程:一、復(fù)習(xí)引入:
正弦定理:
余弦定理:
,
二、講解范例:例1在任一△ABC中求證:
證:左邊=
==0=右邊
例2在△ABC中,已知,,B=45求A、C及c
解一:由正弦定理得:
∵B=4590即ba∴A=60或120
當(dāng)A=60時(shí)C=75
當(dāng)A=120時(shí)C=15
解二:設(shè)c=x由余弦定理
將已知條件代入,整理:
解之:當(dāng)時(shí)
從而A=60,C=75當(dāng)時(shí)同理可求得:A=120,C=15
例3在△ABC中,BC=a,AC=b,a,b是方程的兩個(gè)根,且
2cos(A+B)=1求(1)角C的度數(shù)(2)AB的長度(3)△ABC的面積
解:(1)cosC=cos[(A+B)]=cos(A+B)=∴C=120
(2)由題設(shè):
∴AB2=AC2+BC22ACBCosC
即AB=
(3)S△ABC=
例4如圖,在四邊形ABCD中,已知ADCD,AD=10,AB=14,BDA=60,BCD=135求BC的長
解:在△ABD中,設(shè)BD=x
則
即
整理得:解之:(舍去)
由余弦定理:∴
例5△ABC中,若已知三邊為連續(xù)正整數(shù),最大角為鈍角,1求最大角;
2求以此最大角為內(nèi)角,夾此角兩邊之和為4的平行四邊形的最大面積
解:1設(shè)三邊且
∵C為鈍角∴解得
∵∴或3但時(shí)不能構(gòu)成三角形應(yīng)舍去
當(dāng)時(shí)
2設(shè)夾C角的兩邊為
S當(dāng)時(shí)S最大=
例6在△ABC中,AB=5,AC=3,D為BC中點(diǎn),且AD=4,求BC邊長
分析:此題所給題設(shè)條件只有邊長,應(yīng)考慮在假設(shè)BC為x后,建立關(guān)于x的方程而正弦定理涉及到兩個(gè)角,故不可用此時(shí)應(yīng)注意余弦定理在建立方程時(shí)所發(fā)揮的作用因?yàn)镈為BC中點(diǎn),所以BD、DC可表示為,然用利用互補(bǔ)角的余弦互為相反數(shù)這一性質(zhì)建立方程?
解:設(shè)BC邊為x,則由D為BC中點(diǎn),可得BD=DC=,
在△ADB中,cosADB=
在△ADC中,cosADC=
又∠ADB+∠ADC=180°
∴cosADB=cos(180°-∠ADC)=-cosADC?
∴
解得,x=2?,所以,BC邊長為2
評述:此題要啟發(fā)學(xué)生注意余弦定理建立方程的功能,體會(huì)互補(bǔ)角的余弦值互為相反數(shù)這一性質(zhì)的應(yīng)用,并注意總結(jié)這一性質(zhì)的適用題型?
另外,對于本節(jié)的例2,也可考慮上述性質(zhì)的應(yīng)用來求解sinA,思路如下:
由三角形內(nèi)角平分線性質(zhì)可得,設(shè)BD=5k,DC=3k,則由互補(bǔ)角∠ADC、∠ADB的余弦值互為相反數(shù)建立方程,求出BC后,再結(jié)合余弦定理求出cosA,再由同角平方關(guān)系求出sinA
三、課堂練習(xí):
1半徑為1的圓內(nèi)接三角形的面積為0.25,求此三角形三邊長的乘積?
解:設(shè)△ABC三邊為a,b,c則S△ABC=
∴
又,其中R為三角形外接圓半徑
∴,∴abc=4RS△ABC=4×1×0.25=1
所以三角形三邊長的乘積為1?
評述:由于題設(shè)條件有三角形外接圓半徑,故聯(lián)想正弦定理:
,其中R為三角形外接圓半徑,與含有正弦的三角形面積公式S△ABC=發(fā)生聯(lián)系,對abc進(jìn)行整體求解
2在△ABC中,已知角B=45°,D是BC邊上一點(diǎn),AD=5,AC=7,DC=3,求
AB?
解:在△ADC中,
cosC=
又0<C<180°,∴sinC=
在△ABC中,∴AB=
評述:此題在求解過程中,先用余弦定理求角,再用正弦定理求邊,要求學(xué)生注意正、余弦定理的綜合運(yùn)用
3在△ABC中,已知cosA=,sinB=,求cosC的值?
解:∵cosA=<=cos45°,0<A<π∴45°<A<90°,∴sinA=
∵sinB=<=sin30°,0<B<π∴0°<B<30°或150°<B<180°
若B>150°,則B+A>180°與題意不符∴0°<B<30°cosB=
∴cos(A+B)=cosAcosB-sinAsinB=
又C=180°-(A+B)?
∴cosC=cos[180°-(A+B)]=-cos(A+B)=-
評述:此題要求學(xué)生在利用同角的正、余弦平方關(guān)系時(shí),應(yīng)根據(jù)已知的三角函數(shù)值具體確定角的范圍,以便對正負(fù)進(jìn)行取舍,在確定角的范圍時(shí),通常是與已知角接近的特殊角的三角函數(shù)值進(jìn)行比較?
四、小結(jié)通過本節(jié)學(xué)習(xí),我們進(jìn)一步熟悉了三角函數(shù)公式及三角形的有關(guān)性質(zhì),綜合運(yùn)用了正、余弦定理求解三角形的有關(guān)問題,要求大家注意常見解題方法與解題技巧的總結(jié),不斷提高三角形問題的求解能力
五、課后作業(yè):
課后記:1正、余弦定理的綜合運(yùn)用余弦定理是解斜三角形中用到的主要定理,若將正弦定理代入得:sin2A=sin2B+sin2C-2sinBsinCcosA
這是只含有三角形三個(gè)角的一種關(guān)系式,利用這一定理解題,簡捷明快,舉例:
[例1]在△ABC中,已知sin2B-sin2C-sin2A=sinAsinC,求B的度數(shù)
解:由定理得sin2B=sin2A+sin2C-2sinAsinCcosB,?
∴-2sinAsinCcosB=sinAsinC
∵sinAsinC≠0?∴cosΒ=-∴B=150°
[例2]求sin210°+cos240°+sin10°cos40°的值
解:原式=sin210°+sin250°+sin10°sin50°
在sin2A=sin2B+sin2C-2sinBsinCcosA,令B=10°,C=50°,則A=120°
sin2120°=sin210°+sin250°-2sin10°sin50°cos120°
=sin210°+sin250°+sin10°sin50°=()2=
[例3]在△ABC中,已知2cosBsinC=sinA,試判定△ABC的形狀?
解:在原等式兩邊同乘以sinA得:2cosBsinAsinC=sin2A,由定理得sin2A+sin2C-sin2Β=sin2A,∴sin2C=sin2B?∴B=C故△ABC是等腰三角形?
2一題多證:[例4]在△ABC中已知a=2bcosC,求證:△ABC為等腰三角形?
證法一:欲證△ABC為等腰三角形可證明其中有兩角相等,因而在已知條件中化去邊元素,使只剩含角的三角函數(shù)由正弦定理得a=
∴2bcosC=,即2cosCsinB=sinA=sin(B+C)=sinBcosC+cosBsinC
∴sinBcosC-cosBsinC=0即sin(B-C)=0,?∴B-C=nπ(n∈Z)
∵B、C是三角形的內(nèi)角,?∴B=C,即三角形為等腰三角形?
證法二:根據(jù)射影定理,有a=bcosC+ccosB,
又∵a=2bcosC?∴2bcosC=bcosC+ccosB?∴bcosC=ccosB,即
又∵∴即tanB=tanC
∵B、C在△ABC中,?∴B=C?∴△ABC為等腰三角形?
證法三:∵cosC=∴
化簡后得b2=c2?∴b=c∴△ABC是等腰三角形?