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2014届高考数学(理)一轮复习专题集训:正弦定理、余弦定理的应用举例

2021-03-06 来源:易榕旅网
正弦定理、余弦定理的应用举例

一、选择题(每小题6分,共36分)

3

1.如果在测量中,某渠道斜坡坡度为,设α为坡角,那么cosα等于( )

43434(A) (B) (C) (D) 5543

2.(2012·威海模拟)在200米高的山顶上测得一建筑物顶部与底部的俯角分别为30°与60°,则该建筑物高为( )

400

(A)米

32003(C)米

3

4003(B)米

3(D)100米

3.线段AB外有一点C,∠ABC=60°,AB=200 km,汽车以80 km/h的速度由A向B行驶,同时摩托车以50 km/h的速度由B向C行驶,则几小时后,两车的距离最小( ) 6970

(A) (B)1 (C) (D)2 4343

4.若△ABC的周长为20,面积为103,A=60°,则BC的长为( ) (A)5 (B)6 (C)7 (D)8

5.某人在C点测得某塔在南偏西80°,塔顶仰角为45°,此人沿南偏东40°方向前进10米到D,测得塔顶A的仰角为30°,则塔高为( ) (A)15米 (B)5米 (C)10米 (D)12米

6.(易错题)一船向正北方向匀速航行,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60°方向,另一灯塔在船的南偏西75°方向,则这只船的速度是每小时( )

(A)5海里 (C)10海里

(B)53海里 (D)103海里

二、填空题(每小题6分,共18分)

7.某人站在60米高的楼顶A处测量不可到达的电视塔高,测得塔顶C的仰角为30°,塔底B的俯角为15°,已知楼底部D和电视塔的底部B在同一水平面上,则电视塔的高为 米. 8.地面上有两座塔AB、CD,相距120米,一人分别在两塔底测得一塔顶的仰角是另一塔顶仰角的2倍,在两塔底连线的中点O处测得塔顶的仰角互为余角,则两塔的高度分别为 .

∠ABC39.(2012·东营模拟)在△ABC中,sin=,AB=2,点D在线段AC

2343

上,且AD=2DC,BD=,则BC= .

3三、解答题(每小题15分,共30分)

10.(2012·沈阳模拟)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AB=50 m,BC=120 m,于A处测得水深AD=80 m,于B处测得水深BE=200 m,于C处测得水深CF=110 m,求∠DEF的余弦值.

11.(2012·德州模拟)在△ABC中,内角A,B,C所对的边长分别是a,b,c,已知c=2,C=

π

. 3

(1)若△ABC的面积等于3,求a,b;

(2)若sinC+sin(B-A)=2sin2A,求△ABC的面积. 【探究创新】

(16分)如图,A,B,C是三个汽车站,AC,BE是直线型公路.已知AB=120 km,∠BAC=75°,∠ABC=45°.有一辆车(称甲车)以每小时96 km的速度往返于车站A,C之间,到达车站后停留10分钟;另有一辆车(称乙车)以每小时120 km的速度从车站B开往另一个城市E,途经车站C,并在车站C也停留10分钟.已知早上8点时甲车从车站A,乙车从车站B同时开出.

(1)计算A,C两站距离及B,C两站距离; (2)求10点时甲、乙两车的距离.

(参考数据:2≈1.4,3≈1.7,6≈2.4,331≈18.2)

答案解析

3

1.【解题指南】坡度是坡角α的正切值,可根据同角三角函数关系式求出

4cosα.

33422

【解析】选B.因为tanα=,则sinα=cosα,代入sinα+cosα=1得:cosα=.

445 2.【解析】选A.如图,AB=200, ∠EAD=30°,∠EAC=60°, ∴∠BAC=30°,

∴BC=AB·tan∠BAC=200×2003

即AE=,

3

20033200

在Rt△ADE中,DE=AE·tan∠DAE=×=

333200400

∴CD=CE-DE=200-=(米)

33

3.【解析】选C.如图所示,设过x h后两车距离为y,则BD=200-80x, BE=50x,

∴y=(200-80x)+(50x) -2×(200-80x)·50x·cos60°,

整理得y=12 900x-42 000x+40 000(0≤x≤2.5), 702

∴当x=时y最小,即y最小.

43

4.【解析】选C.设△ABC的三边长为a、b、c, a+b+c=201

则bcsin60°=103

2a=b+c-2bccos60°

2

2

2

2

2

2

2

2

32003

=. 33

a+b+c=20

即bc=40a2=b2+c2-bc解得a=7.

5.【解题指南】作出图形确定三角形,找到要用的角度和边长,利用余弦定理求得. 【解析】选C.如图,设塔高为h,在Rt△AOC中,∠ACO=45°,

则OC=OA=h.

在Rt△AOD中,∠ADO=30°,则OD=3h, 在△OCD中,∠OCD=120°,CD=10, 由余弦定理得:

OD=OC+CD-2OC·CD·cos∠OCD, 即(3h)=h+10-2h×10×cos120°, ∴h-5h-50=0,解得h=10或h=-5(舍去).

6.【解析】选C.如图,依题意有∠BAC=60°,∠BAD=75°,所以∠CAD=∠CDA=15°,从而CD=CA=10海里,在直角三角5

形ABC中,可得AB=5海里,于是这只船的速度是=10(海

0.5里/小时).

7.【解析】如图,用AD表示楼高,AE与水平面平行,E在线段BC上, 设塔高为h,

因为∠CAE=30°,∠BAE=15°,AD=BE=60, BE60

则AE===120+603,

tan15°2-3在Rt△AEC中,

CE=AE·tan30°=(120+603)×

3

=60+403, 3

2

2

2

2

2

2

2

所以塔高为60+403+60=(120+403)米. 答案:120+403

8.【解析】设高塔高H,矮塔高h,在矮塔下望高塔仰角为α,在O点望高塔仰角为β, α

因为分别在两塔底测得一塔顶仰角是另一塔顶仰角的两倍,所以在高塔下望矮塔仰角为,

2Hαh

即tanα=,tan=,

1202120h

120H

根据倍角公式有=

120h2

1-()

120

π

在塔底连线的中点O测得两塔顶的仰角互为余角,所以在O点望矮塔仰角为-β,即tan

2Hπhβ=,tan(-β)=,

60260H60根据诱导公式有=

60h

②,

联立①②得H=90,h=40,

即两座塔的高度分别为40米,90米. 答案:40米,90米

∠ABC3

9.【解析】由sin=,

231

得cos∠ABC=,

3

在△ABC中,设BC=a,AC=3b 422

由余弦定理得:9b=a+4-a 3又由∠ADB与∠CDB互补 ∴cos∠ADB=-cos∠CDB 1616222

4b+-4b+-a

33

即=-

16383

bb33化简得3b-a=-6

2

2

解①②得a=3,b=1,即BC=3 答案:3

【方法技巧】三角形中的几何计算问题

以平面几何图形为背景,求解有关长度、角度、面积、最值等问题,通常是转化到三角形中,

利用正、余弦定理加以解决.在解决某些具体问题时,常先引入变量(如边长、角度等),然后把要解的三角形的边或角用所设变量表示出来,再利用正、余弦定理列出方程,解之即可. 10.【解析】作DM∥AC交BE于N,交CF于M.

DF=MF+DM=30+170=10298, DE=DN+EN=50+120=130, EF=(BE-FC)+BC=90+120=150, 在△DEF中,由余弦定理, DE+EF-DF

cos∠DEF= 2DE·EF130+150-10×29816==.

2×130×15065

11. 【解析】(1)由余弦定理及已知条件得,a+b-ab=4, 1

又因为△ABC的面积等于3,所以absinC=3,得ab=4.

2

a+b-ab=4

联立方程组

ab=4

2

2

2

2

2

2

22

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

解得a=2,b=2.

(2)由题意得sin(B+A)+sin(B-A)=4sinAcosA, 即sinBcosA=2sinAcosA,

ππ4323

当cosA=0时,A=,B=,a=,b=,

2633当cosA≠0时,得sinB=2sinA,由正弦定理得b=2a,

a+b-ab=4

联立方程组

b=2a

2

2

2343

解得a=,b=

33

123

所以△ABC的面积S=absinC=.

23【探究创新】

【解析】(1)在△ABC中,∠ACB=60°. ∵

ABBCAC

==,

sin60°sin75°sin45°

2

120×2120sin45°

∴AC===406≈96(km),

sin60°3

2120sin75°BC==sin60°

120×6+2432

=602+206≈132(km).

5044

(2)10点时甲车离开C站的距离为×96=80(km),乙车离开C站的距离为×120=88(km),

6060两车的距离等于80+88-2×80×88×cos120°=8100+121+110=8331≈8×18.2=145.6(km)

2

2

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