2020版数学（理）新设计大一轮人教A版新高考（鲁津京琼）讲义：第四章三角函数、解三角形第7节

 第7节　解三角形的实际应用
考试要求　能够运用正弦定理、余弦定理等知识方法解决一些与测量、几何计算有关的实际问题.

知 识 梳 理
1.仰角和俯角
在同一铅垂平面内的水平视线和目标视线的夹角，目标视线在水平视线上方叫仰角，目标视线在水平视线下方叫俯角(如图1).

2.方位角
从正北方向起按顺时针转到目标方向线之间的水平夹角叫做方位角.如B点的方位角为α(如图2).
3.方向角：正北或正南方向线与目标方向线所成的锐角，如南偏东30°，北偏西45°等.
4.坡度：坡面与水平面所成的二面角的正切值.
[微点提醒]
1.不要搞错各种角的含义，不要把这些角和三角形内角之间的关系弄混.
2.解决与平面几何有关的计算问题关键是找清各量之间的关系，从而应用正、余弦定理求解.
基 础 自 测

1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)
(1)东北方向就是北偏东45°的方向.(　　)
(2)从A处望B处的仰角为α，从B处望A处的俯角为β，则α，β的关系为α＋β＝180°.(　　)
(3)俯角是铅垂线与视线所成的角，其范围为.(　　)
(4)方位角与方向角其实质是一样的，均是确定观察点与目标点之间的位置关系.(　　)
解析　(2)α＝β；(3)俯角是视线与水平线所构成的角.
答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√

2.(必修5P11例1改编)如图所示，设A，B两点在河的两岸，一测量者在A所在的同侧河岸边选定一点C，测出AC的距离为50 m，∠ACB＝45°，∠CAB＝105°后，就可以计算出A，B两点的距离为(　　)

A.50 m B.50 m
C.25 m D. m
解析　由正弦定理得＝，
又∵∠ABC＝30°，
∴AB＝＝＝50(m).
答案　A
3.(必修5P15练习T3改编)如图所示，D，C，B三点在地面的同一条直线上，DC＝a，从C，D两点测得A点的仰角分别为60°，30°，则A点离地面的高度AB＝________.

解析　由已知得∠DAC＝30°，△ADC为等腰三角形，
AD＝a，所以在Rt△ADB中，AB＝AD＝a.
答案　a

4.(2018·济南月考)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　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的南偏西80°.
答案　D
5.(2017·浙江卷)我国古代数学家刘徽创立的“割圆术”可以估算圆周率π，理论上能把π的值计算到任意精度.祖冲之继承并发展了“割圆术”，将π的值精确到小数点后七位，其结果领先世界一千多年.“割圆术”的第一步是计算单位圆内接正六边形的面积S6，S6＝________.
解析　如图，连接正六边形的对角线，将正六边形分成六个边长为1的正三角形，从而S6＝6××12×sin 60°＝.

答案　
6.(2019·天津和平区调研)如图，在△ABC中，已知点D在BC边上，AD⊥AC，sin ∠BAC＝，AB＝3，AD＝3，则BD的长为________.

解析　因为sin∠BAC＝，且AD⊥AC，
所以sin＝，
所以cos∠BAD＝，在△BAD中，由余弦定理，
得BD＝
＝＝.
答案　

考点一　求距离、高度问题　多维探究
角度1　测量高度问题
【例1－1】 如图，一辆汽车在一条水平的公路上向正西行驶，到A处时测得公路北侧一山顶D在西偏北30°的方向上，行驶600 m后到达B处，测得此山顶在西偏北75°的方向上，仰角为30°，则此山的高度CD＝________m.

解析　由题意，在△ABC中，∠BAC＝30°，∠ABC＝180°－75°＝105°，故∠ACB＝45°.
又AB＝600 m，故由正弦定理得＝，
解得BC＝300(m).
在Rt△BCD中，CD＝BC·tan 30°＝300×＝100(m).
答案　100
规律方法　1.在处理有关高度问题时，要理解仰角、俯角(它是在铅垂面上所成的角)、方向(位)角(它是在水平面上所成的角)是关键.
2.在实际问题中，可能会遇到空间与平面(地面)同时研究的问题，这时最好画两个图形，一个空间图形，一个平面图形，这样处理起来既清楚又不容易搞错.
3.注意山或塔垂直于地面或海平面，把空间问题转化为平面问题.
【训练1】 如图，测量河对岸的塔高AB时可以选与塔底B在同一水平面内的两个测点C与D，测得∠BCD＝15°，∠BDC＝30°，CD＝30，并在点C测得塔顶A的仰角为60°，则塔高AB等于(　　)

A.5 B.15 C.5 D.15
解析　在△BCD中，∠CBD＝180°－15°－30°＝135°.
由正弦定理得＝，
所以BC＝15.
在Rt△ABC中，∠ACB＝60°，
AB＝BCtan ∠ACB＝15×＝15.
答案　D
角度2　测量距离问题
【例1－2】 如图所示，某旅游景点有一座风景秀丽的山峰，山上有一条笔直的山路BC和一条索道AC，小王和小李打算不坐索道，而是花2个小时的时间进行徒步攀登，已知∠ABC＝120°，∠ADC＝150°，BD＝1 km，AC＝3 km.假设小王和小李徒步攀登的速度为每小时1 250米，请问：两位登山爱好者能否在2个小时内徒步登上山峰？(即从B点出发到达C点)

解　在△ABD中，由题意知，∠ADB＝∠BAD＝30°，
所以AB＝BD＝1 km，因为∠ABD＝120°，由正弦定理得＝，解得AD＝ km，
在△ACD中，
由AC2＝AD2＋CD2－2AD·CD·cos 150°，
得9＝3＋CD2＋2×CD，
即CD2＋3CD－6＝0，解得CD＝ km，
BC＝BD＋CD＝ km，
两个小时小王和小李可徒步攀登1 250×2＝2 500米，
即2.5千米，而