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課時限時檢測(二十四) 正弦定理、余弦定理的應用舉例
(時間:60分鐘 滿分:80分)命題報告
考查知識點及角度
題號及難度
基礎
中檔
稍難
測量距離問題
1,4,7
10
測量高度問題
2,8
6
測量角度問題
5
9
綜合應用
3
11,12
一、選擇題(每小題5分,共30分)
1.已知A、B兩地的距離為10 km,B、C兩地的距離為20 km,現(xiàn)測得∠ABC=120,則A,C兩地的距離為( )
A.10 km B.10 km
C.10 km D.10 km
【解析】
2、 由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2ABBCcos∠ABC=100+400-21020=700,
∴AC=10.
【答案】 D
2.要測量底部不能到達的電視塔AB的高度,在C點測得塔頂A的仰角是45,在D點測得塔頂A的仰角是30,并測得水平面上的∠BCD=120,CD=40 m,則電視塔的高度為( )
圖3-8-9
A.10 m B.20 m
C.20 m D.40 m
【解析】 設電視塔的高度為x m,則BC=x,BD=x.在△BCD中,根據(jù)余弦定理得3x2=x2+402-240xcos 120,即x2-20x-800=0,解得x=-20(舍去)或x=40.故
3、電視塔的高度為40 m.
【答案】 D
3.一船向正北航行,看見正西方向有相距10海里的兩個燈塔恰好與它在一條直線上,繼續(xù)航行半小時后,看見一燈塔在船的南偏西60,另一燈塔在船的南偏西75,則這艘船的速度是每小時( )
A.5海里 B.5海里
C.10海里 D.10海里
【解析】 如圖,依題意有∠BAC=60,∠BAD=75,所以∠CAD=∠CDA=15,從而CD=CA=10,在直角三角形ABC中,得AB=5,于是這艘船的速度是=10(海里/小時).
【答案】 C
4.一艘海輪從A處出發(fā),以每小時40海里的速度沿東偏南50方向直線航行,30分鐘后到達B處.在C處有一
4、座燈塔,海輪在A處觀察燈塔,其方向是東偏南20,在B處觀察燈塔,其方向是北偏東65,那么B、C兩點間的距離是( )
圖3-8-10
A.10海里 B.10海里
C.20海里 D.20海里
【解析】 由已知可得,∠BAC=30,∠ABC=105,AB=20,從而∠ACB=45.
在△ABC中,由正弦定理,得BC=sin 30=10.
【答案】 A
5.(2014南昌模擬)如圖3-8-11所示,當甲船位于A處時獲悉,在其正東方向相距20海里的B處有一艘漁船遇險等待營救,甲船立即前往營救,同時把消息告知在甲船的南偏西30相距10海里C處的乙船,乙船立即朝北偏東θ+30角的
5、方向沿直線前往B處營救,則sin θ的值為( )
圖3-8-11
A. B.
C. D.
【解析】 連接BC.在△ABC中,AC=10,AB=20,∠BAC=120,由余弦定理,得BC2=AC2+AB2-2ABACcos 120=700,∴BC=10,再由正弦定理,得=,∴sin θ=.
【答案】 A
6.某校運動會開幕式上舉行升旗儀式,在坡度為15的看臺上,同一列上的第一排和最后一排測得旗桿頂部的仰角分別為60和30,第一排和最后一排的距離為10 m(如圖3-8-12所示),則旗桿的高度為( )
圖3-8-12
A.10 m B.30 m
C.1
6、0 m D.10 m
【解析】 如圖,在△ABC中,∠ABC=105,所以∠ACB=30.
由正弦定理得=,
所以BC=20=20(m),
在Rt△CBD中,CD=BCsin 60=20=30(m).
【答案】 B
二、填空題(每小題5分,共15分)
7.已知A船在燈塔C北偏東80處,且A船到燈塔C的距離為2 km,B船在燈塔C北偏西40處, A,B兩船間的距離為3 km,則B船到燈塔C的距離為________km.
【解析】 如圖,由已知得
∠ACB=120,AC=2,AB=3.
設BC=x,則由余弦定理得
AB2=BC2+AC2-2BCACcos 120,
7、
即32=22+x2-22xcos 120
即x2+2x-5=0,解得x=-1.
【答案】?。?
8.(2014長沙模擬)如圖3-8-13,測量河對岸的塔高AB時,可以選與塔底B在同一水平面內(nèi)的兩個測點C與D,測得∠BCD=15,∠BDC=30,CD=30,并在點C測得塔頂A的仰角為60,則塔高AB=________.
圖3-8-13
【解析】 設AB=h,在△ABC中
tan 60=,∴BC=h,
在△BCD中,∠DBC=180-15-30=135,
由正弦定理得=,
即=,解得h=15.
【答案】 15
9.(2014昌平模擬)如圖3-8-14所示,已知樹頂A離
8、地面米,樹上另一點B離地面米,某人在離地面米的C處看此樹,則該人離此樹________米時,看A,B的視角最大.
圖3-8-14
【解析】 過C作CF⊥AB于點F,設∠ACB=α,∠BCF=β.
由已知得AB=-=5(米),BF=-=4(米),AF=-=9(米).
則tan(α+β)==,tan β==,
∴tan α=[(α+β)-β]=
==
≤=.
當且僅當FC=,即FC=6時,tan α取得最大值,此時α取得最大值.
【答案】 6
三、解答題(本大題共3小題,共35分)
10.(10分)(2014濟南模擬)如圖3-8-15,漁船甲位于島嶼A的南偏西60方向的B
9、處,且與島嶼A相距12海里,漁船乙以10海里/時的速度從島嶼A出發(fā)沿正北方向航行,若漁船甲同時從B處出發(fā)沿北偏東α的方向追趕漁船乙,剛好用2小時追上,此時到達C處.
圖3-8-15
(1)求漁船甲的速度;
(2)求sin α的值.
【解】 (1)依題意知,∠BAC=120,AB=12海里,AC=102=20(海里),∠BCA=α,
在△ABC中,由余弦定理,得BC2=AB2+AC2-2ABACcos∠BAC=122+202-21220cos 120=784.
解得BC=28(海里).
所以漁船甲的速度為=14(海里/時).
(2)由(1)知BC=28海里,在△ABC中,∠B
10、CA=α,由正弦定理得=.
即sin α===.
11.(12分)(2014煙臺模擬)某單位設計了一個展覽沙盤,現(xiàn)欲在沙盤平面內(nèi)布設一個對角線在l上的四邊形電氣線路,如圖所示,為充分利用現(xiàn)有材料,邊BC,CD用一根5米長的材料彎折而成,邊BA,AD再用一根9米長的材料彎折而成,要求∠A和∠C互補,且AB=BC
圖3-8-16
(1)設AB=x米,cos A=f(x),求f(x)的解析式,并指出x的取值范圍;
(2)求四邊形ABCD面積的最大值.
【解】 (1)在△ABD中,由余弦定理得
BD2=AB2+AD2-2ABADcos A.
同理,在△CBD中,BD2=BC2+CD
11、2-2BCCDcos C
因為A和C互補,所以cos A=-cos C,
所以AB2+AD2-2ABADcos A=BC2+CD2-2BCCDcos C=BC2+CD2+2BCCDcos A.
即x2+(9-x)2-2x(9-x)cos A=x2+(5-x)2+2x(5-x)cos A,解得cos A=,
即f(x)=,x∈(2,5).
(2)四邊形ABCD的面積為
S=(ABAD+BCCD)sin A
=[x(5-x)+x(9-x)]
=x(7-x) =
=.
記g(x)=(x2-4)(x2-14x+49),x∈(2,5),
則g′(x)=2x(x2-14x+49)+
12、(x2-4)(2x-14)=2(x-7)(2x2-7x-4).
令g′(x)=0,
解得x=4(x=7或x=-舍去).
易知函數(shù)g(x)在(2,4)上單調(diào)遞增,在(4,5)上單調(diào)遞減.因此g(x)的最大值為g(4)=129=108.
所以S的最大值為6,即四邊形ABCD的面積的最大值為6 m2.
12.(13分)(2014鄭州模擬)某城市有一塊不規(guī)則的綠地如圖3-8-17所示,城建部門欲在該地上建造一個底座為三角形的環(huán)境標志,小李、小王設計的底座形狀分別為△ABC、△ABD,經(jīng)測量AD=BD=14,BC=10,AC=16,∠C=∠D.
圖3-8-17
(1)求AB的長度;
13、(2)若建造環(huán)境標志的費用與用地面積成正比,不考慮其他因素,小李、小王誰的設計使建設費用最低,請說明理由.
【解】 (1)在△ABC中,由余弦定理得
AB2=AC2+BC2-2ACBCcos C=162+102-21610cos C,①
在△ABD中,由余弦定理及∠C=∠D整理得
AB2=AD2+BD2-2ADBDcos D=142+142-2142cos C,②
由①②得:142+142-2142cos C=162+102-21610cos C,整理可得,cos C=,
又∠C為三角形的內(nèi)角,所以C=60,
又∠C=∠D,AD=BD,所以△ABD是等邊三角形,
故AB=14,即A、B兩點的距離為14.
(2)小李的設計符合要求.
理由如下:S△ABD=ADBDsin D,
S△ABC=ACBCsin C,因為ADBD>ACBC,
所以S△ABD>S△ABC,
由已知建造費用與用地面積成正比,故選擇△ABC建造環(huán)境標志費用較低.
即小李的設計符合要求.
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