2021高考数学(理)大一轮复习习题:第五章 平面向量 课时达标检测(二十五) 解三角形应用举例 word版含答案
展开1.如图,两座灯塔A和B与海岸观察站C的距离相等,灯塔A在观察站南偏西40°,灯塔B在观察站南偏东60°,则灯塔A在灯塔B的( )
A.北偏东10° B.北偏西10°
C.南偏东80° D.南偏西80°
解析:选D 由条件及图可知,∠A=∠CBA=40°,又∠BCD=60°,所以∠CBD=30°,所以∠DBA=10°,因此灯塔A在灯塔B南偏西80°.
2.如图,从气球A上测得正前方的河流的两岸B,C的俯角分别为75°,30°,此时气球的高是60 m,则河流的宽度BC等于( )
A.240(eq \r(3)-1)m B.180(eq \r(2)-1)m
C.120(eq \r(3)-1)m D.30(eq \r(3)+1)m
解析:选C ∵tan 15°=tan(60°-45°)=eq \f(tan 60°-tan 45°,1+tan 60°tan 45°)=2-eq \r(3),∴BC=60tan 60°-60tan 15°=120(eq \r(3)-1)(m),故选C.
3.如图,某工程中要将一长为100 m,倾斜角为75°的斜坡改造成倾斜角为30°的斜坡,并保持坡高不变,则坡底需加长________m.
解析:设坡底需加长x m,由正弦定理得eq \f(100,sin 30°)=eq \f(x,sin 45°),解得x=100eq \r(2).
答案:100eq \r(2)
4.如图,为了测量A,C两点间的距离,选取同一平面上B,D两点,测出四边形ABCD各边的长度(单位:km):AB=5,BC=8,CD=3,DA=5,且∠B与∠D互补,则AC的长为________km.
解析:∵82+52-2×8×5×cs(π-D)=32+52-2×3×5×cs D,∴cs D=-eq \f(1,2).∴AC=eq \r(49)=7(km).
答案:7
5.如图,已知在海岛A上有一座海拔1千米的山,山顶设有一个观察站P,上午11时,测得一轮船在海岛北偏东30°,俯角为30°的B处,到11时10分又测得该船在海岛北偏西60°,俯角为60°的C处.轮船沿BC行驶一段时间后,到达海岛的正西方向的D处,此时轮船距海岛A有________千米.
解析:由已知可求得AB=eq \r(3),AC=eq \f(\r(3),3),BC=eq \f(\r(30),3),所以sin∠ACB=eq \f(3\r(10),10),cs∠ACB=eq \f(\r(10),10).在△ACD中,∠DAC=90°-60°=30°,∠ACD=180°-∠ACB,sin∠ADC=sin(∠ACD+∠DAC)=sin∠ACD·cs∠DAC+sin∠DACcs∠ACD=eq \f(3\r(30)-\r(10),20),由正弦定理可求得AD=eq \f(AC·sin∠ACD,sin∠ADC)=eq \f(9+\r(3),13).
答案:eq \f(9+\r(3),13)
一、选择题
1.已知A,B两地间的距离为10 km,B,C两地间的距离为20 km,现测得∠ABC=120°,则A,C两地间的距离为( )
A.10 km B.10eq \r(3) km
C.10eq \r(5) km D.10eq \r(7) km
解析:选D 如图所示,由余弦定理可得:AC2=100+400-2×10×20×cs 120°=700,
∴AC=10eq \r(7)(km).
2.如图,一条河的两岸平行,河的宽度d=0.6 km,一艘客船从码头A出发匀速驶往河对岸的码头B.已知AB=1 km,水的流速为2 km/h,若客船从码头A驶到码头B所用的最短时间为6 min,则客船在静水中的速度为( )
A.8 km/h B.6eq \r(2) km/h
C.2eq \r(34) km/h D.10 km/h
解析:选B 设AB与河岸线所成的角为θ,客船在静水中的速度为v km/h,由题意知,sin θ=eq \f(0.6,1)=eq \f(3,5),从而cs θ=eq \f(4,5),所以由余弦定理得eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,10)v))2=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,10)×2))2+12-2×eq \f(1,10)×2×1×eq \f(4,5),解得v=6eq \r(2) km/h.
3.一艘海轮从A处出发,以每小时40海里的速度沿南偏东40°的方向直线航行,30分钟后到达B处,在C处有一座灯塔,海轮在A处观察灯塔,其方向是南偏东70°,在B处观察灯塔,其方向是北偏东65°,那么B,C两点间的距离是( )
A.10eq \r(2) 海里 B.10eq \r(3) 海里
C.20eq \r(3) 海里 D.20eq \r(2) 海里
解析:选A 如图所示,易知,在△ABC中,AB=20海里,∠CAB=30°,∠ACB=45°,根据正弦定理得eq \f(BC,sin 30°)=eq \f(AB,sin 45°),解得BC=10eq \r(2)(海里).
4.一个大型喷水池的中央有一个强大喷水柱,为了测量喷水柱喷出的水柱的高度,某人在喷水柱正西方向的点A测得水柱顶端的仰角为45°,沿点A向北偏东30°前进100 m到达点B,在B点测得水柱顶端的仰角为30°,则水柱的高度是( )
A.50 m B.100 m
C.120 m D.150 m
解析:选A 设水柱高度是h m,水柱底端为C,则在△ABC中,∠BAC=60°,AC=h,AB=100,BC=eq \r(3)h,根据余弦定理得,(eq \r(3)h)2=h2+1002-2·h·100·cs 60°,即h2+50h-5 000=0,即(h-50)(h+100)=0,即h=50,故水柱的高度是50 m.
5.如图,某海上缉私小分队驾驶缉私艇以40 km/h的速度由A处出发,沿北偏东60°方向进行海面巡逻,当航行半小时到达B处时,发现北偏西45°方向有一艘船C,若船C位于A的北偏东30°方向上,则缉私艇所在的B处与船C的距离是( )
A.5(eq \r(6)+eq \r(2))km B.5(eq \r(6)-eq \r(2))km
C.10(eq \r(6)-eq \r(2))km D.10(eq \r(6)+eq \r(2))km
解析:选C 由题意,知∠BAC=60°-30°=30°,∠ABC=30°+45°=75°,则∠ACB=180°-75°-30°=75°,∴AC=AB=40×eq \f(1,2)=20(km).由余弦定理,得BC2=AC2+AB2-2AC·AB·cs∠BAC=202+202-2×20×20×cs 30°=800-400eq \r(3)=400(2-eq \r(3)),∴BC=eq \r(4002-\r(3))=eq \r(200\r(3)-12)=10eq \r(2)(eq \r(3)-1)=10(eq \r(6)-eq \r(2))km.故选C.
6.(2016·武汉武昌区调研)如图,据气象部门预报,在距离某码头南偏东45°方向600 km处的热带风暴中心正以20 km/h的速度向正北方向移动,距风暴中心450 km以内的地区都将受到影响,则该码头将受到热带风暴影响的时间为( )
A.14 h B.15 h
C.16 h D.17 h
解析:选B 记现在热带风暴中心的位置为点A,t小时后热带风暴中心到达B点位置,在△OAB中,OA=600,AB=20t,∠OAB=45°,根据余弦定理得OB2=6002+400t2-2×600×20t×eq \f(\r(2),2),令OB2≤4502,即4t2-120eq \r(2)t+1 575≤0,解得eq \f(30\r(2)-15,2)≤t≤eq \f(30\r(2)+15,2),所以该码头将受到热带风暴影响的时间为eq \f(30\r(2)+15,2)-eq \f(30\r(2)-15,2)=15(h).
二、填空题
7.(2016·河南调研)如图,在山底A点处测得山顶仰角∠CAB=45°,沿倾斜角为30°的斜坡走1 000米至S点,又测得山顶仰角∠DSB=75°,则山高BC为________米.
解析:由题图知∠BAS=45°-30°=15°,∠ABS=45°-(90°-∠DSB)=30°,∴∠ASB=135°,
在△ABS中,由正弦定理可得eq \f(1 000,sin 30°)=eq \f(AB,sin 135°),
∴AB=1 000eq \r(2),∴BC=eq \f(AB,\r(2))=1 000(米).
答案:1 000
8.如图,在水平地面上有两座直立的相距60 m的铁塔AA1和BB1.已知从塔AA1的底部看塔BB1顶部的仰角是从塔BB1的底部看塔AA1顶部的仰角的2倍,从两塔底部连线中点C分别看两塔顶部的仰角互为余角.则从塔BB1的底部看塔AA1顶部的仰角的正切值为________;塔BB1的高为________m.
解析:设从塔BB1的底部看塔AA1顶部的仰角为α,则AA1=60tan α,BB1=60tan 2α.
∵从两塔底部连线中点C分别看两塔顶部的仰角互为余角,
∴△A1AC∽△CBB1,
∴eq \f(AA1,30)=eq \f(30,BB1),∴AA1·BB1=900,
∴3 600tan αtan 2α=900,
∴tan α=eq \f(1,3),tan 2α=eq \f(3,4),
则BB1=60tan 2α=45(m).
答案:eq \f(1,3) 45
9.江岸边有一炮台高30 m,江中有两条船,船与炮台底部在同一水平面上,由炮台顶部测得俯角分别为45°和60°,而且两条船与炮台底部连线成30°角,则两条船相距________m.
解析:如图,OM=AOtan 45°=30(m),
ON=AOtan 30°=30×eq \f(\r(3),3)=10eq \r(3)(m),
在△MON中,由余弦定理得,
MN= eq \r(900+300-2×30×10\r(3)×\f(\r(3),2))
=eq \r(300)=10eq \r(3)(m).
答案:10eq \r(3)
10.如图,航空测量组的飞机航线和山顶在同一铅直平面内,已知飞机的飞行高度为10 000 m,速度为50 m/s.某一时刻飞机看山顶的俯角为15°,经过420 s后看山顶的俯角为45°,则山顶的海拔高度为________m.(取 eq \r(2)=1.4, eq \r(3)=1.7)
解析:如图,作CD垂直于AB的延长线于点D,由题意知∠A=15°,∠DBC=45°,∴∠ACB=30°.AB=50×420=21 000(m).又在△ABC中,eq \f(BC,sin A)=eq \f(AB,sin∠ACB),∴BC=eq \f(21 000,\f(1,2))×sin 15°=10 500(eq \r(6)-eq \r(2)).∵CD⊥AD,∴CD=BC·sin∠DBC=10 500(eq \r(6)-eq \r(2))×eq \f(\r(2),2)=10 500(eq \r(3)-1)=7 350(m).
故山顶的海拔高度h=10 000-7 350=2 650(m).
答案:2 650
三、解答题
11.已知在岛A南偏西38° 方向,距岛A 3海里的B处有一艘缉私艇.岛A处的一艘走私船正以10海里/时的速度向岛北偏西22° 方向行驶,问缉私艇朝何方向以多大速度行驶,恰好用0.5小时能截住该走私船?
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(参考数据:sin 38°=\f(5\r(3)\r(),14),sin 22°=\f(3\r(3),14)))
解:如图,设缉私艇在C处截住走私船,D为岛A正南方向上一点,缉私艇的速度为每小时x海里,则BC=0.5x,AC=5海里,依题意,∠BAC=180°-38°-22°=120°,
由余弦定理可得BC2=AB2+AC2-2AB·ACcs 120°,
所以BC2=49,BC=0.5x=7,解得x=14.
又由正弦定理得sin∠ABC=eq \f(AC·sin∠BAC,BC)=eq \f(5×\f(\r(3),2),7)=eq \f(5\r(3),14),
所以∠ABC=38°,
又∠BAD=38°,所以BC∥AD,
故缉私艇以每小时14海里的速度向正北方向行驶,恰好用0.5小时截住该走私船.
12.已知在东西方向上有M,N两座小山,山顶各有一个发射塔A,B,塔顶A,B的海拔高度分别为AM=100米和BN=200米,一测量车在小山M的正南方向的点P处测得发射塔顶A的仰角为30°,该测量车向北偏西60°方向行驶了100eq \r(3)米后到达点Q,在点Q处测得发射塔顶B处的仰角为θ,且∠BQA=θ,经测量tan θ=2,求两发射塔顶A,B之间的距离.
解:在Rt△AMP中,∠APM=30°,AM=100,
∴PM=100eq \r(3).连接QM(图略),
在△PQM中,∠QPM=60°,又PQ=100eq \r(3),
∴△PQM为等边三角形,
∴QM=100eq \r(3).
在Rt△AMQ中,由AQ2=AM2+QM2,得AQ=200.
在Rt△BNQ中,tan θ=2,BN=200,
∴BQ=100eq \r(5),cs θ=eq \f(\r(5),5).
在△BQA中,BA2=BQ2+AQ2-2BQ·AQcs θ=50 000,
∴BA=100eq \r(5).
即两发射塔顶A,B之间的距离是100eq \r(5)米.
高中数学高考2018高考数学(理)大一轮复习习题:第五章 平面向量 课时达标检测(二十五) 解三角形应用举例 Word版含答案: 这是一份高中数学高考2018高考数学(理)大一轮复习习题:第五章 平面向量 课时达标检测(二十五) 解三角形应用举例 Word版含答案,共6页。
高中数学高考2018高考数学(理)大一轮复习习题:第五章 平面向量 课时达标检测(二十八) 平面向量的数量积及其应用 Word版含答案: 这是一份高中数学高考2018高考数学(理)大一轮复习习题:第五章 平面向量 课时达标检测(二十八) 平面向量的数量积及其应用 Word版含答案,共5页。
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