11、面積公式的應用原則
(1)對于面積公式S=absin C=acsin B=bcsin A,一般是已知哪一個角就使用含該角的公式.
(2)與面積有關的問題,一般要利用正弦定理或余弦定理進行邊和角的互化.
題型三 正、余弦定理的實際應用
[例3] 如圖,為了估測某塔的高度,在同一水平面的A,B兩點處進行測量,在點A處測得塔頂C在西偏北20°的方向上,仰角為60°;在點B處測得塔頂C在東偏北40°的方向上,仰角為30°.若A,B兩點相距130 m,則塔的高度CD=________m.
[解析] 設CD=h,則AD=,BD=h.
在△ADB中,∠ADB=180°-20°-40°=120°
12、,
則由余弦定理AB2=BD2+AD2-2BD·AD·cos 120°,
可得1302=3h2+-2·h··,
解得h=10,故塔的高度為10 m.
[答案] 10
[解題方略] 解三角形實際應用問題的步驟
[多練強化]
1.(2018·全國卷Ⅱ)在△ABC中,cos=,BC=1,AC=5,則AB=( )
A.4 B.
C. D.2
解析:選A ∵cos=,
∴cos C=2cos2-1=2×2-1=-.
在△ABC中,由余弦定理,
得AB2=AC2+BC2-2AC·BC·cos C=52+12-2×5×1×=32,
∴AB=4.
13、
2.甲船從位于海島B正南10海里的A處,以4海里/時的速度向海島B行駛,同時乙船從海島B以6海里/時的速度向北偏東60°方向行駛,當兩船相距最近時,兩船行駛的時間為________小時.
解析:如圖,設經過x小時后,甲船行駛到D處,乙船行駛到C處,則AD=4x,BC=6x,則BD=10-4x,由余弦定理得,CD2=(10-4x)2+(6x)2-2×(10-4x)×6xcos 120°=28x2-20x+100=282+.若甲船行駛2.5小時,則甲船到達海島B,因而若x<2.5,則當x=時距離最小,且最小距離為 =,若x≥2.5,則BC≥6×2.5=15>,因而當兩船相距最近時,兩船行駛的
14、時間為小時.
答案:
3.(2018·南寧摸底)在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,已知c(1+cos B)=b(2-cos C).
(1)求證:2b=a+c;
(2)若B=,△ABC的面積為4,求b.
解:(1)證明:∵c(1+cos B)=b(2-cos C),
∴由正弦定理可得sin C+sin Ccos B=2sin B-sin Bcos C,
可得sin Ccos B+sin B cos C+sin C=2sin B,
sin(B+C)+sin C=2sin B,
∴sin A+sin C=2sin B,
∴a+c=2b.
(2)∵B=,
∴△A
15、BC的面積S=acsin B=ac=4,
∴ac=16.
由余弦定理可得b2=a2+c2-2accos B=a2+c2-ac=(a+c)2-3ac.
∵a+c=2b,∴b2=4b2-3×16,解得b=4.
解三角形與三角函數的交匯問題
[典例] 如圖,在△ABC中,三個內角B,A,C成等差數列,且AC=10,BC=15.
(1)求△ABC的面積;
(2)已知平面直角坐標系xOy中點D(10,0),若函數f(x)=Msin(ωx+φ)M>0,ω>0,|φ|<的圖象經過A,C,D三點,且A,D為f(x)的圖象與x軸相鄰的兩個交點,求f(x)的解析式.
[解] (1)在△AB
16、C中,由角B,A,C成等差數列,得B+C=2A,
又A+B+C=π,所以A=.
設角A,B,C的對邊分別為a,b,c,
由余弦定理可知a2=b2+c2-2bccos ,
所以c2-10c-125=0,解得c=AB=5+5.
因為CO=10×sin =5,
所以S△ABC=×(5+5)×5=(3+).
(2)因為AO=10×cos =5,
所以函數f(x)的最小正周期T=2×(10+5)=30,
故ω=.
因為f(-5)=Msin=0,
所以sin=0,所以-+φ=kπ,k∈Z.
因為|φ|<,所以φ=.
因為f(0)=Msin =5,所以M=10,
所以f(x)=1
17、0sin.
[解題方略] 解三角形與三角函數交匯問題一般步驟
[多練強化]
(2019屆高三·遼寧五校協作體聯考)已知函數f(x)=cos2x+sin(π-x)cos(π+x)-.
(1)求函數f(x)在[0,π]上的單調遞減區(qū)間;
(2)在銳角△ABC中,內角A,B,C的對邊分別為a,b,c,已知f(A)=-1,a=2,bsin C=asin A,求△ABC的面積.
解:(1)f(x)=cos2x-sin xcos x-
=-sin 2x-
=-sin,
由2kπ-≤2x-≤2kπ+,k∈Z,
解得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,又x∈[0,π],
∴函數f(x)在[0
18、,π]上的單調遞減區(qū)間為0,和.
(2)由(1)知f(x)=-sin,
∴f(A)=-sin=-1,
∵△ABC為銳角三角形,∴0
19、地晚 s,在A地測得該儀器至最高點H處的仰角為30°.
(1)求A,C兩地間的距離;
(2)求這種儀器的垂直彈射高度HC.(已知聲音的傳播速度為340 m/s)
[解] (1)設BC=x m,由條件可知AC=x+×340=(x+40)m.
在△ABC中,由余弦定理,可得
BC2=AB2+AC2-2AB·AC·cos∠BAC,
即x2=1002+(x+40)2-2×100×(x+40)×,
解得x=380.
所以AC=380+40=420(m),
故A,C兩地間的距離為420 m.
(2)在Rt△ACH中,AC=420,∠HAC=30°,
所以HC=ACtan 30°=420×=140,
故這種儀器的垂直彈射高度為140 m.
[素養(yǎng)通路]
數學建模是對現實問題進行數學抽象,用數學語言表達問題、用數學方法構建模型解決問題的素養(yǎng).數學建模過程主要包括:在實際情境中從數學的視角發(fā)現問題、提出問題,分析問題、建立模型,確定參數、計算求解,檢驗結果、改進模型,最終解決實際問題.
本題中把求A,C兩地間的距離問題建立數學模型,在△ABC中,通過解三角形求AC的長,把求高度HC建立數學模型,在Rt△ACH中,通過解三角形求HC的長.考查了數學建模這一核心素養(yǎng).