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sin角度公式
学习目标 1.准确理解实际测量中常用的仰角、俯角、方向角等概念.2.掌握测量高度的常见方法.3.能把方向角等角度条件转化为解三角形的条件,解决航海等角度问题.

知识点一 测量仰角(或俯角)求高度问题
思考 如图,AB是底部B不可到达的一个建筑物,A为建筑物的最高点,如果能测出点C,D间的距离m和由C点,D点观察A的仰角,怎样求建筑物高度AB。(已知测角仪器的高是h)

答案 解题思路是:在△ACD中,=
所以AC=,
在Rt△AEC中,AE=ACsin α,AB=AE+h.
梳理 问题的本质如图,已知∠AEC为直角,CD=m,用α,β,m表示AE的长,所得结果再加上h.

知识点二 测量方向角求高度
思考 如图,一辆汽车在一条水平的公路上向正西行驶,到A处时测得公路北侧远处一山顶D在北偏西75°的方向上,行驶5 km后到达B处,测得此山顶在北偏西65°的方向上,仰角为8°,怎样求此山的高度CD?

答案 先在△ABC中,用正弦定理求BC=,再在Rt△DBC中求DC=BCtan 8°.
梳理 问题本质如图,已知三棱锥 D-ABC,DC⊥平面ABC,AB=m,用α,β,m,γ表示DC的长.


1.在方向角中,始边一定是南或北,旋转方向一定是顺时针.(×)
2.在仰角或俯角中,视线与水平线的关系实质是斜线与斜线在水平面内的射影.(√)

类型一 测量仰角(或俯角)求高度问题
例1 如图所示,D,C,B在地平面同一直线上,DC=10 m,从D,C两地测得A点的仰角分别为30°和45°,则A点离地面的高AB等于(  )

A.10 m      B.5 m
C.5(-1) m      D.5(+1) m
考点 解三角形求高度
题点 测量俯角(仰角)求高度
答案 D
解析 方法一 设AB=x m,则BC=x m.
∴BD=(10+x) m.
∴tan∠ADB===.
解得x=5(+1) m.
∴A点离地面的高AB等于5(+1) m.
方法二 ∵∠ACB=45°,∴∠ACD=135°,
∴∠CAD=180°-135°-30°=15°.
由正弦定理,得AC=·sin ∠ADC
=·sin 30°=.
∴AB=ACsin 45°=5(+1) m.
反思与感悟 (1)底部可到达,此类问题可直接构造直角三角形.
(2)底部不可到达,但仍在同一与地面垂直的平面内,此类问题中两次观测点和所测垂线段的垂足在同一条直线上,观测者一直向“目标物”前进.
跟踪训练1 某登山队在山脚A处测得山顶B的仰角为35°,沿倾斜角为20°的斜坡前进1 000 m后到达D处,又测得山顶的仰角为65°,则山的高度为______ m.(精确到1 m)
答案 811
解析 如图,过点D作DE∥AC交BC于E,
因为∠DAC=20°,
所以∠ADE=160°,
于是∠ADB=360°-160°-65°=135°.
又∠BAD=35°-20°=15°,所以∠ABD=30°.
在△ABD中,由正弦定理,得
AB===1 000 (m).
在Rt△ABC中,BC=ABsin 35°≈811(m).
答 山的高度约为811 m.
类型二 测量方向角求高度问题
例2 如图所示,A,B是水平面上的两个点,相距800 m,在A点测得山顶C的仰角为45°,∠BAD=120°,又在B点测得∠ABD=45°,其中D点是点C到水平面的垂足,求山高CD.
考点 解三角形求高度
题点 测量俯角(仰角)求高度
解 由于CD⊥平面ABD,∠CAD=45°,所以CD=AD.
因此只需在△ABD中求出AD即可,
在△ABD中,∠BDA=180°-45°-120°=15°,
由=,
得AD===800(+1)(m).
即山的高度为800(+1) m.
反思与感悟 此类问题特点:底部不可到达,且涉及与地面垂直的平面,观测者两次观测点所在直线不经过“目标物”,解决办法是把目标高度转化为地平面内某量,从而把空间问题转化为平面内解三角形问题.
跟踪训练2 如图,为测得河对岸塔AB的高,先在河岸上选一点C,使C在塔底B的正东方向上,测得点A的仰角为60°,再由点C沿北偏东15°方向走10 m到位置D,测得∠BDC=45°,则塔AB的高是(  )

A.10 m      B.10 m
C.10 m      D.10 m
考点 解三角形求高度
题点 测量方向角、仰角求高度
答案 D
解析 在△BCD中,CD=10 m,∠BDC=45°,
∠BCD=15°+90°=105°,∠DBC=30°,
由正弦定理,得=,
BC==10 (m).
在Rt△ABC中,tan 60°=,AB=BC×tan 60°=10 (m).
类型三 航海问题
例3 如图,在海岸A处发现北偏东45°方向,距A处(-1)海里的B处有一艘走私船.在A处北偏西75°方向,距A处2海里的C处的我方缉私船奉命以10海里/时的速度追截走私船,此时走私船正以10海里/时的速度,从B处向北偏东30°方向逃窜.问:缉私船沿什么方向行驶才能最快截获走私船。
并求出所需时间.
考点 解三角形求距离
题点 测量方向角求距离
解 设缉私船应沿CD方向行驶t小时,才能最快截获(在D点)走私船,则CD=10t,BD=10t,
在△ABC中,由余弦定理,有
BC2=AB2+AC2-2AB·ACcos A
=(-1)2+22-2(-1)·2·cos 120°=6.
∴BC=.又∵=,
∴sin∠ABC===,
又∠ABC∈(0°,60°),∴∠ABC=45°,
∴B点在C点的正东方向上,
∴∠CBD=90°+30°=120°,
在△BCD中,由正弦定理得=,
∴sin∠BCD===.
又∵∠BCD∈(0°,60°),∴∠BCD=30°,
∴缉私船沿北偏东60°的方向行驶.
又在△BCD中,∠CBD=120°,∠BCD=30°,
∴∠D=30°,∴BD=BC,即10t=.
∴t=小时≈15分钟.
∴缉私船应沿北偏东60°的方向行驶,才能最快截获走私船,大约需要15分钟.
反思与感悟 解决航海问题一要搞清方位角(方向角),二要弄清不动点(三角形顶点),然后根据条件,画出示意图,转化为解三角形问题.
跟踪训练3 甲船在A点发现乙船在北偏东60°的B处,乙船以每小时a海里的速度向北行驶,已知甲船的速度是每小时a海里,问甲船应沿着什么方向前进,才能最快与乙船相遇。
考点 解三角形求距离
题点 测量方向角求距离
解 如图所示.设经过t小时两船在C点相遇,
则在△ABC中,
BC=at(海里),
AC=at(海里),
B=90°+30°=120°,
由=,得
sin∠CAB====,
∵0°

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