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高三数学一轮复习题型与战法精准训练(新高考专用)4.4.1解三角形的实际应用(题型战法)(原卷版+解析)
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这是一份高三数学一轮复习题型与战法精准训练(新高考专用)4.4.1解三角形的实际应用(题型战法)(原卷版+解析),共47页。试卷主要包含了三角函数法,基本不等式法,垂线等内容,欢迎下载使用。
知识梳理
一 解三角形的最值问题
1.三角函数法:
在三角函数中,正弦函数与余弦函数具有一个最基本也是最重要的特征——有界性,这是求解三角最值问题的最常用的方法。另外,在解三角形问题中,两大利器就是正弦定理和余弦定理,它们两个的基本操作方法无非就是“角化边”或者“边化角”,将多元问题降元,转变成一元问题,再结合三角函数的有界性即可求解出最值。
2.基本不等式法:
利用正弦定理或余弦定理,转化为二元问题,再利用基本不等式及其推论求解最值。
二 组合图形问题
双-余弦定理
在由两个三角形拼接而成的组合图形中,如果条件中边长比较多可以尝试在两个三角形内分别使用余弦定理,再根据其中一组角的关系将两个等式联立解方程。
双-正弦定理
在由两个三角形拼接而成的组合图形中,如果条件中角度比较多可以尝试在两个三角形内分别使用正弦定理,再将两式相除,带入条件进行求解。
三 中线、角平分线、垂线
1.中线:向量恒等式结论
2.角平分线:等面积法(大三角形面积等于两小三角形面积之和)、角分线定理
3.垂线:等面积法(同一三角形求两次面积相等)
四 解三角形的实际应用
高度测量问题:仰角、俯角
距离测量问题:方位角、方向角
题型战法
题型战法一 角、边的最值
典例1.在中,内角对应的边分别为,若且为钝角.
(1)求角与角的关系;
(2)求的取值范围.
变式1-1.△ABC的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且.
(1)若,且,求△ABC的面积;
(2)求的最大值.
变式1-2.在中,角,,的对边分别为,,,且.
(1)求角;
(2)若,求的取值范围.
变式1-3.已知分别为三个内角的对边,.
(1)求;
(2)若 ,求的最大值.
变式1-4.在中,内角A、B、C的对边分别为a、b、c,,
(1)求角A;
(2)若,求a的最小值.
题型战法二 周长的最值
典例2.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,其面积为S,且.
(1)求角B的大小;
(2)若,求△ABC周长的取值范围.
变式2-1.已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若_____________.(请从①;②;③这三个条件中任选一个填入上空)
(1)求角C;
(2)若时,求周长的最大值.
变式2-2.在中,角的对边分别为,其中,且.
(1)求角的大小;
(2)求周长的取值范围.
变式2-3.在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,.
(1)求角A的大小;
(2)若,求周长的最大值.
变式2-4.在中,角,,所对的边分别为,,,且满足.
(1)求;
(2)若的面积为,求周长的最小值.
题型战法三 面积的最值
典例3.在锐角中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,并且.
(1)求b的值;
(2)若,求面积的取值范围.
变式3-1.在中,已知向量,,且.
(1)求A;
(2)若,求面积的最大值.
变式3-2.在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,.
(1)求A;
(2)若是锐角三角形,且,求面积的取值范围.
变式3-3.的内角,,的对边分别是,,,设.
(1)若,求;
(2)若,求的面积的最大值.
变式3-4.在① ;②;③ 这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答问题,问题:在 中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且___________.
(1)求角B的大小;
(2)点D在BA的延长线上,且A为BD的中点,线段CD的长度为2,求△ABC的面积的最大值.
题型战法四 组合图形问题
典例4.如图,在中,,AB=8,点D在边BC上,,CD=2.
(1)求的值;
(2)求的值.
变式4-1.如图,在中,的垂直平分线交边于点.
(1)求的长;
(2)若,求的值.
变式4-2.如图,在四边形中,,,.
(1)求的长;
(2)若的面积为6,求的值.
变式4-3.如图,在锐角中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知.
(1)求的值;
(2)在的延长线上有一点D,使得,求.
变式4-4.如图,直角中,点M,N在斜边BC上(M,N异于B,C,且N在M,C之间),,,,设.
(1)若,求MN的长;
(2)求面积的最小值.
题型战法五 中线、角分线、垂线
典例5.已知在中,.
(1)求边的长;
(2)求边上的中线的长.
变式5-1.锐角中,角、、所对的边分别为、、,且.
(1)求角的大小;
(2)若边,边的中点为,求中线长的取值范围.
变式5-2.在①;②;③,这三个条作中任选一个,补充在下面的横线上,并解答.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且 .
(1)求角C的大小;
(2)若,求的中线长度的最小值.
变式5-3.记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求A的大小;
(2)若A的角平分线交BC于D,且AD=3,求△ABC面积的最小值.
变式5-4.在中,设内角,,的对边分别为,,,且.
(1)若,,成等比数列,求证:;
(2)若(为锐角),.求中边上的高.
题型战法六 解三角形的实际应用问题
典例6.某校运动会开幕式上举行升旗仪式,旗杆正好处在坡角为的观礼台的某一列的正前方,从这一列的第一排和最后一排测得旗杆顶部B的仰角分别为和,第一排和最后一排的距离为米(即图中线段),旗杆底部与第一排在同一水平面上.
(1)求旗杆长度;
(2)若国歌播放的时间约为50秒,升旗手应以约多大的速度匀速升旗?
变式6-1.某校学生利用解三角形有关知识进行数学实践活动.A处有一栋大楼,某学生选,两处作为测量点,测得的距离为m,,,在处测得大楼楼顶的仰角为.
(1)求两点间的距离;
(2)求大楼的高度.(第(2)问不计经纬仪的高度,计算结果精确到m.参考数据:,,)
变式6-2.已知村庄在村庄的东偏北方向,且村庄之间的距离是千米,村庄在村庄的北偏西方向,且村庄在村庄的正西方向,现要在村庄的北偏东方向建立一个农贸市场,使得农贸市场到村庄的距离是到村庄的距离的倍.
(1)求村庄之间的距离;
(2)求农贸市场到村庄的距离之和.
变式6-3.如图,某轮船从海岛A出发沿正北方向航行,灯塔B在海岛A北偏西75°的方向上,且与海岛A相距,灯塔C在海岛A北偏东30°的方向上,且与海岛A相距,该轮船航行到D处时看到灯塔B在北偏西135°的方向上.
(1)求D与海岛A的距离;
(2)求D与灯塔C的距离.
变式6-4.海岸上建有相距海里的雷达站C,D,某一时刻接到海上B船因动力故障发出的求救信号后,调配附近的A船紧急前往救援,雷达站测得角度数据为,.
(1)救援出发时,A船距离雷达站C距离为多少?
(2)若A船以30海里每小时的速度前往B处,能否在3小时内赶到救援?
第四章 三角函数与解三角形
4.4.1解三角形的实际应用(题型战法)
知识梳理
一 解三角形的最值问题
1.三角函数法:
在三角函数中,正弦函数与余弦函数具有一个最基本也是最重要的特征——有界性,这是求解三角最值问题的最常用的方法。另外,在解三角形问题中,两大利器就是正弦定理和余弦定理,它们两个的基本操作方法无非就是“角化边”或者“边化角”,将多元问题降元,转变成一元问题,再结合三角函数的有界性即可求解出最值。
2.基本不等式法:
利用正弦定理或余弦定理,转化为二元问题,再利用基本不等式及其推论求解最值。
二 组合图形问题
双-余弦定理
在由两个三角形拼接而成的组合图形中,如果条件中边长比较多可以尝试在两个三角形内分别使用余弦定理,再根据其中一组角的关系将两个等式联立解方程。
双-正弦定理
在由两个三角形拼接而成的组合图形中,如果条件中角度比较多可以尝试在两个三角形内分别使用正弦定理,再将两式相除,带入条件进行求解。
三 中线、角平分线、垂线
1.中线:向量恒等式结论
2.角平分线:等面积法(大三角形面积等于两小三角形面积之和)、角分线定理
3.垂线:等面积法(同一三角形求两次面积相等)
四 解三角形的实际应用
高度测量问题:仰角、俯角
距离测量问题:方位角、方向角
题型战法
题型战法一 角、边的最值
典例1.在中,内角对应的边分别为,若且为钝角.
(1)求角与角的关系;
(2)求的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】
【分析】
(1)利用正弦定理的边角互化即可求解.
(2)由(1)可得,由,解得,再利用三角函数的性质即可求解.
【详解】
∵,由正弦定理得,
∴.
∵B为钝角,∴A为锐角,
∴,
∴.
(2)
.
∵,∴,
∴,∴,
∴.
变式1-1.△ABC的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且.
(1)若,且,求△ABC的面积;
(2)求的最大值.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】
(1)由余弦定理及已知可得,再应用三角形面积公式求面积即可.
(2)由题设有,根据已知及余弦定理有,再由正弦边角关系及和差角正弦公式可得,即可得,进而求最值.
(1)
由,故,而,
所以,故.
(2)
由,故,即,
由余弦定理知:,即,
所以,即,又,
故,
由,则或(舍),
所以,则,即,
,而,
所以,当时有最大值为.
【点睛】
关键点点睛:第二问,注意综合应用正余弦定理得到,再根据三角形内角的性质、三角恒等变换得到的关系及角的范围,进而求最值.
变式1-2.在中,角,,的对边分别为,,,且.
(1)求角;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)利用正弦定理将边化角,再利用两角和的正弦公式及诱导公式计算可得;
(2)利用正弦定理将边化角,再利用三角恒等变换公式及余弦函数的性质计算可得;
(1)
解:因为,
由正弦定理得,
即,
即,
因为,所以,
所以.
因为,所以,
所以,因为,所以.
(2)
解:由正弦定理得,
所以
,
所以.
因为,所以,
所以,所以.
变式1-3.已知分别为三个内角的对边,.
(1)求;
(2)若 ,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)根据正弦定理,结合两角和差的正弦公式进行求解即可.
(2)利用正弦定理得到、,则,再利用辅助角公式及正弦函数的性质计算可得;
(1)
解: ,
,
即,
即,
得,
即,
,
,又,所以.
(2)
解:因为,,
由正弦定理
其中,由于,所以当时,
变式1-4.在中,内角A、B、C的对边分别为a、b、c,,
(1)求角A;
(2)若,求a的最小值.
【答案】(1)
(2)2
【解析】
【分析】
(1)利用诱导公式及正弦定理将边化角,再结合二倍角公式计算可得;
(2)由数量积的定义求出,再由余弦定理及基本不等式计算可得;
(1)
解:在,由,
所以,即,
再由正弦定理得,
,因为,
∴,
因为,所以,
∴.
(2)
解:由,即,所以.
由
当且仅当时,所以的最小值为2.
题型战法二 周长的最值
典例2.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,其面积为S,且.
(1)求角B的大小;
(2)若,求△ABC周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)由三角形的面积公式结合正弦余弦定理化简即可得到答案;
(2)先利用余弦定理及基本不等式得到,然后根据三角形两边之和大于第三边,即可求出周长的取值范围..
(1)
由,又,
由,则.
由正弦定理得,
所以.
由余弦定理得,
因为,所以.
(2)
由余弦定理得,
∴,得,当且仅当时取等号.
又,(三角形任意两边之和大于第三边)
∴,
∴周长的取值范围为.
变式2-1.已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若_____________.(请从①;②;③这三个条件中任选一个填入上空)
(1)求角C;
(2)若时,求周长的最大值.
【答案】(1)
(2)18
【解析】
【分析】
(1)若选①,首先根据正弦定理得到,再利用余弦定理即可得到,若选②,首先根据正弦定理得到,再利用辅助角公式即可得到,若选③,首先根据正弦定理得到,再利用余弦定理即可得到.
(2)利用余弦定理再结合基本不等式求解即可.
(1)
若选①,
因为,
所以,,
因为,所以.
若选②,
因为,所以,
因为,所以,即.
因为,所以,即.
若选③,
因为,
所以,即,
所以,,所以.
(2)
由①②③可得,
由余弦定理:,即 ,
所以,解得,
当且仅当时取等号.
所以周长的最大值是.
变式2-2.在中,角的对边分别为,其中,且.
(1)求角的大小;
(2)求周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)利用两角和的正弦公式及诱导公式得到,再由正弦定理得到,即可得到,即可得解;
(2)利用余弦定理及基本不等式得到,再根据求出的取值范围,即可得解;
(1)
解:因为,即,所以,即,所以,又,,所以,所以,因为,所以;
(2)
解:因为、,由余弦定理,即,即当且仅当时取等号,所以,所以,所以,所以,所以,即三角形的周长的取值范围为
变式2-3.在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,.
(1)求角A的大小;
(2)若,求周长的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)利用正弦定理可得,结合余弦定理可得结果;
(2)由余弦定理及均值不等式即可得到结果.
(1)
∵,
∴,
∴,
∴,又,
∴;
(2)
由余弦定理,
得,
即.
因为,
所以.即(当且仅当时等号成立).
所以.
故周长的最大值.
变式2-4.在中,角,,所对的边分别为,,,且满足.
(1)求;
(2)若的面积为,求周长的最小值.
【答案】(1);(2)9.
【解析】
【分析】
(1)由正弦定理进行边化角的运算,化简可得,求正切值,由角的范围可求出具体值;(2)由面积公式可知,由余弦定理可求出的最小值,由基本不等式可求出的最小值,从而求出周长最小值.
【详解】
解:(1)由正弦定理:
化简,
可得,
所以,即.
又,
所以.
(2)结合三角形的面积公式得到,即.
所以,当且仅当时取等号.
又由余弦定理得,
所以,当且仅当时取等号.
所以周长的最小值为.
题型战法三 面积的最值
典例3.在锐角中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,并且.
(1)求b的值;
(2)若,求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)利用正弦定理化简已知条件,从而求得的值.
(2)利用余弦定理求得的取值范围,结合三角形的面积公式求得三角形面积的取值范围.
(1)
由正弦定理,a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC,其中R为的外接圆半径.
因为,从而,
整理得;
又在中,,从而,则.
(2)
由及余弦定理,
又为锐角三角形,因此,即,解得.
又,
因此面积的取值范围是.
变式3-1.在中,已知向量,,且.
(1)求A;
(2)若,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)由,可得,根据数量积的坐标表示及正弦定理将角化边,再利用余弦定理计算可得;
(2)由(1)可得且,利用基本不等式及三角形面积公式计算可得;
(1)
解:设中,角的对边分别为,
∵,∴
又,,
∴,
即,
∴由正弦定理得,
∴由余弦定理得,
又∵ ∴.
(2)
解:由(1)得,
又∵
∴即且
∴面积
又由基本不等式得即
当且仅当取等号
∴面积
故面积的最大值为
变式3-2.在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,.
(1)求A;
(2)若是锐角三角形,且,求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)根据正弦定理将边化角或根据余弦定理将角化边.
(2)根据正弦定理和面积公式求解即可.
(1)
(解法一)因为,
所以
则,
即
因为,所以,
因为所以.
(解法二)由全弦定理,
得
整理得.
所以,
因为所以.
(2)
因为,所以,.
所以
因为△ABC为锐角三角形,所以解得.
所以,
所以.
变式3-3.的内角,,的对边分别是,,,设.
(1)若,求;
(2)若,求的面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)结合正、余弦定理对进行化简,再由余弦定理,即可得解;
(2)由余弦定理得出,再结合三角形面积公式和同角三角函数的平方关系,推出关于的函数,从而得解.
(1)
解: ,
结合正、余弦定理,可得,
化简得,,
代入,得,
由余弦定理知,,
,
.
(2)
解:由(1)知,,
由余弦定理知,,
的面积
,
当时,取得最大值,即.
变式3-4.在① ;②;③ 这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答问题,问题:在 中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且___________.
(1)求角B的大小;
(2)点D在BA的延长线上,且A为BD的中点,线段CD的长度为2,求△ABC的面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)根据正余弦定理,在三角形中实现边角互化,借助和差公式即可求解.
(2)在 中,根据余弦定理可得,然后根据不等式即可求解 最大值,即可求解面积的最大值.
(1)
若选①;在中,因为
故由可得
由正弦定理得,即,
则,又,故.
选②∴∴.
若选③由及正弦定理..又,所以.
即,因为,所以,
又,得.
综上所述:选择①②③,都有
(2)
在 中,由余弦定理知∴,
当且仅当,即时取等号,
此时 的最大值为2,面积取得最大值
题型战法四 组合图形问题
典例4.如图,在中,,AB=8,点D在边BC上,,CD=2.
(1)求的值;
(2)求的值.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】
(1)同角三角函数关系可得,再应用差角正弦公式求、,进而求.
(2)应用正余弦定理分别求出BC、AC即可得结果.
(1)
∵,
∴,
则
.
所以,
所以.
(2)
在中,由正弦定理得,则BC=BD+CD=5,
在中,由余弦定理得,即AC=7,
所以.
变式4-1.如图,在中,的垂直平分线交边于点.
(1)求的长;
(2)若,求的值.
【答案】(1)或;(2).
【解析】
【分析】
(1)在中,利用余弦定理可求出的长;
(2)由(1)可得,在中,由余弦定理求出,再利用正弦定理可求出的值
【详解】
解:(1)在中,,
整理得,
即,所以或.
(2)因为,由(1)得,
所以.
在中,由余弦定理得.
所以.
由,得.
在中,由正弦定理得,
即,
所以.
变式4-2.如图,在四边形中,,,.
(1)求的长;
(2)若的面积为6,求的值.
【答案】(1) (2)
【解析】
【分析】
(1)利用余弦定理可得的长;(2)利用面积得出,结合正弦定理可得.
【详解】
解:(1)由题可知.
在中,,
所以.
(2),则.
又,
所以.
【点睛】
本题主要考查利用正弦定理和余弦定理解三角形,已知角较多时一般选用正弦定理,已知边较多时一般选用余弦定理.
变式4-3.如图,在锐角中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知.
(1)求的值;
(2)在的延长线上有一点D,使得,求.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)结合正弦定理边化角可求得,进而结合同角基本关系的平方关系即可求出结果.
(2)求出,进而在中结合正弦定理即可求出结果.
(1)
在中,由正弦定理得,
又在中,,
所以上式可化为.
因为,所以,
又因为是锐角三角形,.解得.
(2)
由(1)得:,又是锐角三角形,所以,
所以.
在中,
由正弦定理得:,即,
解得.
变式4-4.如图,直角中,点M,N在斜边BC上(M,N异于B,C,且N在M,C之间),,,,设.
(1)若,求MN的长;
(2)求面积的最小值.
【答案】(1);
(2)
【解析】
【分析】
(1)且为锐角,,然后在和中,利用正弦定理可分别求得,,;
(2)在和中,由正弦定理分别求得和(均用含的式子表示),所以,然后令,求得其在上的最大值,即可得到面积的最小值.
(1)
解:,,,,
且为锐角,,
在中,,
由正弦定理得:,代入数据求得,,,
在中,,,
由正弦定理得:,解得.
(2)
由正弦定理可知,
在中,,
在中,,
,
令,,
,
当即时,,
此时面积取得最小值,为.
题型战法五 中线、角分线、垂线
典例5.已知在中,.
(1)求边的长;
(2)求边上的中线的长.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)先由正弦定理求出AB,再用余弦定理求出或,通过验证得到正确答案;(2)在第一问的基础上,用余弦定理进行求解.
(1)
由得:,正弦定理得:,即,解得:,由余弦定理得:,解得:或,
当时,,不合题意,舍去;
当时,,满足题意,综上:
(2)
因为D为BC中点,所以BD=2,在△BCD中,由余弦定理得:,所以.
变式5-1.锐角中,角、、所对的边分别为、、,且.
(1)求角的大小;
(2)若边,边的中点为,求中线长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)由已知利用正弦定理化边为角,结合商数关系及和角公式化简求得,即可得出答案;
(2)由已知结合余弦定理及向量数量积的性质表示,然后结合正弦定理和差角公式进行化简,在结合正弦函数的性质即可得解.
(1)
解:因为,
所以,
即,
又因,所以,
所以,因为,所以;
(2)
解:由余弦定理可得,
又,
则
,
由正弦定理可得,所以,
,
所以
,
由题意得,解得,则,
所以,所以,
所以,所以中线CD长的取值范围为.
变式5-2.在①;②;③,这三个条作中任选一个,补充在下面的横线上,并解答.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且 .
(1)求角C的大小;
(2)若,求的中线长度的最小值.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【解析】
【分析】
(1)若选①,则根据正弦定理,边化角,再利用余弦定理即可求得答案;若选②,则根据正弦定理,边化角,再利用两角和的正弦公式化简,求得答案;若选③,则根据正弦定理,边化角,再利用诱导公式结合倍角公式化简,求得答案;
(2)根据可得,利用余弦定理得到,在三角形中,由余弦定理求得,即可求得答案.
(1)
选择条件①:由及正弦定理,得:,
即,由余弦定理,得,
因为,所以;
选择条件②:由及正弦定理,
得:,
即.
即.
在中,,所以,
即,因为,所以,所以,
因为,所以;
选择条件③:由及正弦定理,
得:,
因为,,所以.
在中,,则,
故.
因为,所以,则,
故;
(2)
因为,所以,
整理得,
在三角形中,由余弦定理得.
因为,当且仅当时取等号,
所以,即,
所以,即,
即长度的最小值为.
变式5-3.记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求A的大小;
(2)若A的角平分线交BC于D,且AD=3,求△ABC面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)利用正弦定理将边向角转化,然后利用三角函数的公式变形可得答案;
(2)由可得,然后利用基本不等式可得答案.
(1)
由正弦定理,得,
得,
得,
因为,所以,即.
(2)
因为,
所以.
因为,即(当且仅当b=c=6时,等号成立),
所以.故△ABC面积的最小值为.
变式5-4.在中,设内角,,的对边分别为,,,且.
(1)若,,成等比数列,求证:;
(2)若(为锐角),.求中边上的高.
【答案】(1)见解析(2)
【解析】
(1)由,,成等比数列得,再利用余弦定理及基本不等式求出的范围,从而证明;
(2)先利用二倍角公式解得;再由正弦定理求得;下面可采用种方法求解.方法一:由余弦定理求得,再利用边上的高代入即得;方法二:先由同角的三角函数的基本关系算出,进而算出,再利用边上的高代入即得
【详解】
解:(1)证明:因为,,成等比数列,所以
而(当且仅当时取等号)
又因为为三角形的内角,所以
(2)在中,因为,所以.
又因为,,
所以由正弦定理,解得
法1:由,得.
由余弦定理,得.
解得或(舍)
所以边上的高.
法2:由,得.
又因为,所以
所以
或(舍)
(或:因为,且,所以为锐角,)
又因为所以
∴
所以边上的高.
【点睛】
本题主要考查了正余弦定理的应用,同角的三角函数基本关系式,二倍角公式等知识,考查了学生综合应用公式的计算能力.
题型战法六 解三角形的实际应用问题
典例6.某校运动会开幕式上举行升旗仪式,旗杆正好处在坡角为的观礼台的某一列的正前方,从这一列的第一排和最后一排测得旗杆顶部B的仰角分别为和,第一排和最后一排的距离为米(即图中线段),旗杆底部与第一排在同一水平面上.
(1)求旗杆长度;
(2)若国歌播放的时间约为50秒,升旗手应以约多大的速度匀速升旗?
【答案】(1)30(米)
(2)0.6(米/秒)
【解析】
【分析】
(1)根据题意在△BCD中利用正弦定理,可求,再在Rt△ABC中根据求解;(2)直接利用速度公式计算.
(1)
在△BCD中,,
,,
由正弦定理,得;
在Rt△ABC中,(米).
(2)
升旗速度(米/秒).
变式6-1.某校学生利用解三角形有关知识进行数学实践活动.A处有一栋大楼,某学生选,两处作为测量点,测得的距离为m,,,在处测得大楼楼顶的仰角为.
(1)求两点间的距离;
(2)求大楼的高度.(第(2)问不计经纬仪的高度,计算结果精确到m.参考数据:,,)
【答案】(1)
(2)m
【解析】
【分析】
(1)先用三角形内角和定理解出,再利用正弦定理即可求出(2)在中,,利用两角和的正切公式求出的值,代入即得所求
(1)
因为,
在中,因为,,
所以
(2)
在中,因为,,
所以,
又因为,
所以,
答:楼高为m.
变式6-2.已知村庄在村庄的东偏北方向,且村庄之间的距离是千米,村庄在村庄的北偏西方向,且村庄在村庄的正西方向,现要在村庄的北偏东方向建立一个农贸市场,使得农贸市场到村庄的距离是到村庄的距离的倍.
(1)求村庄之间的距离;
(2)求农贸市场到村庄的距离之和.
【答案】(1)千米
(2)千米
【解析】
【分析】
(1)在中,由正弦定理计算即可;
(2)在中,由余弦定理结合可得进而求解
(1)
由题意可得,,
在中,由正弦定理可得,则,故
即村中,之间的距离为千米;
(2)
村庄在村庄的正西方向,因为农贸市场在村庄的北偏东的方向,所以.在中,由余弦定理可得,
因为,所以,解得,则,故,
即农贸市场到村庄、的距离之和为千米.
变式6-3.如图,某轮船从海岛A出发沿正北方向航行,灯塔B在海岛A北偏西75°的方向上,且与海岛A相距,灯塔C在海岛A北偏东30°的方向上,且与海岛A相距,该轮船航行到D处时看到灯塔B在北偏西135°的方向上.
(1)求D与海岛A的距离;
(2)求D与灯塔C的距离.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)确定中各角的度数,根据正弦定理即可求得答案;
(2)在中,利用余弦定理即可求得答案.
(1)
根据题意得,,,
所以在中,,,
即.
(2)
在中,,,
所以根据余弦定理得:,
所以.
变式6-4.海岸上建有相距海里的雷达站C,D,某一时刻接到海上B船因动力故障发出的求救信号后,调配附近的A船紧急前往救援,雷达站测得角度数据为,.
(1)救援出发时,A船距离雷达站C距离为多少?
(2)若A船以30海里每小时的速度前往B处,能否在3小时内赶到救援?
【答案】(1)120海里
(2)能在3小时内赶到救援
【解析】
【分析】
(1)由题意,在中,根据正弦定理即可求解;
(2)在中,根据正弦定理求得,进而在中,利用余弦定理求出,而,从而即可作出判断.
(1)
解:在中,因为,,
所以,,又,
所以由正弦定理可得,即,解得,
所以A船距离雷达站C距离为120海里;
(2)
解:在中,根据正弦定理可得,即,解得,
在中,由余弦定理可得,解得,
因为A船以30海里每小时的速度前往B处,而,
所以能在3小时内赶到救援.
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