本节课我们学习了有关仰角、俯角的解直角三角形的应用题,对于这些问题,一方面要把它们转化为解直角三角形的数学问题,另一方面,针对转化而来的数学问题选用适当的数学知识加以解决。
课本第114页练习的第l、2题。
例1.如图,为了测量电线杆的高度AB,在离电线杆22.7米的C处,用1.20米的测角仪CD测得电线杆顶端B的仰角a=22°,求电线杆AB的高度。
分析:因为AB=AE+BE,AE=CD=1.20米,所以只要求出BE的长度,问题就得到解决,在△BDE中,已知DE=CA=22.7米,∠BDE=22°,那么用哪个三角函数可解决这个问题呢?显然正切或余切都能解决这个问题。
例2.如图,A、B是两幢地平高度相等、隔岸相望的建筑物,B楼不能到达,由于建筑物密集,在A楼的周围没有开阔地带,为测量B楼的高度,只能充分利用A楼的空间,A楼的各层都可到达且能看见B楼,现仅有测量工具为皮尺和测角器(皮尺可用于测量长度,测角器可以测量仰角、俯角或两视线的夹角)。
(1)你设计一个测量B楼高度的方法,要求写出测量步骤和必需的测量数据 (用字母表示),并画出测量图形。
(2)用你测量的数据(用字母表示)写出计算B楼高度的表达式。
分析:如右图,由于楼的各层都能到达,所以A楼的高度可以测量,我们不妨站在A楼的顶层测B楼的顶端的仰角,再测B楼的底端的俯角,这样在Rt△ABD中就可以求出BD的长度,因为AE=BD,而后Rt△ACE中求得CE的长度,这样CD的长度就可以求出.
请同学们想一想,是否还能用其他的方法测量出B楼的高度。
在本章的开头,我们曾经用自制的测角仪测出视线(眼睛与旗杆顶端的连线)与水平线的夹角,那么把这个角称为什么角呢?
如右图,从下往上看,视线与水平线的夹角叫仰角,从上往下看,视线与水平线的夹角叫做俯角。右图中的∠1就是仰角, ∠2就是俯角。
参见励耘精品系列丛书《课时导航》华师大版八年级(下)P54-P55
2. 在学生回答的基础上,教师归纳总结出主要步骤是:
(1)分析实际问题中某些名词概念的意义,正确理解条件和结论的关系.
(2)将实际问题抽象为数学问题(画出平面图形,转化为解直角三角形).
(3)根据条件的特点,适当选用锐角三角函数的关系式去解直角三角形.
(4)写出解答过程和答案.
1. 先向学生提出问题:运用解直角三角形的知识去解答实际问题,它的主要步骤是什么?
(采用讨论、练习和讲解方式进行教学)
例1 如图,厂房屋顶人字架(等腰三角形)的跨度为10米,∠A=26°,求中柱BC(C为底边中点)和上弦AB的长?(精确到0.01米)
说明:为什么要先讲此例呢?其原因是,虽然它也是实际问题,但它已抽象为数学问题(已画出平面图形);且一些名词(上弦、中柱和跨度等)已在图中得到直观解释,勿须教师多废喉舌;再说此例归结为解Rt△ACB也是明显的,且求中柱BC和上弦AB也能比较灵活的应用到各种三角函数关系式,所以把它做为首例是非常必要的.
教法:为了从分析中选用哪一个锐角三角函数关系式较好,最好让学生讨论(暂时不写出解答过程),大家确定较好的方法以后,再要求学生用这种方法写出解答过程如下:
练习1 如图6-37?某厂车间的人字屋架为等腰三角形,跨度AB=12米,∠A=22°?求中柱CD和上弦AC的长?(精确到0.01米)
答:CD≈2.42米,AC≈6.47米.
例2 如图6-38.线段AB和CD分别表示甲、乙两幢楼的高.AB⊥BD于B,CD⊥BD于D.从甲楼顶部A处测得乙楼顶部C的仰角α=30°,测得乙楼底部D的俯角β=60°.已知AB=24米.求CD=?
此例按以下步骤进行教学:
(1)教师先把仰角和俯角这两个概念的意义讲清楚,然后引导学生审题,(从整体上理解条件和结论)把已知条件标在图上.
(2)分析条件和结论的关系.(让学生讨论)
因为DE=AB=24米,β=60°,所以AE可求.
因为AE可求,又α=30°所以CE可求.
所以CD可求.
(3)选用适当的三角函数关系式.(让学生讨论)
选cotβ求AE,选tanα求CE.这样可避免分母出现未知数.
(4)写出解答过程如下:
解:因为DE=AB=24米,
所以 CD=CE+DE=8+24=32(米).
答:乙楼CD=32米.
练习2 如图,某飞机于空中A处探测到目标C,此时飞行高度AC=1200米,从飞机上看地平面控制点B的俯角α=16°31′.求飞机A到控制点B的距离.(精确到1米)
练习3 如图,在离铁塔150米的A处,用测角仪器测得塔顶的仰角为30°12′.已知测角仪器高AD=1.52米,求铁塔高BE.(精确到0.1米)
(此题改编自励耘精品系列丛书《课时导航》华师大版八年级(下)P54第4题)
(采用学生讨论,然后找一个学生板演)
答:BE≈88.8米.
例3 如图.在山坡上种树,要求株距(相邻两树间的水平距离)是5.5米.测得斜坡的倾斜角是24°,求斜坡上相邻两树间的坡面距离是多少米(精确到0.1米).
(此题改编自励耘精品系列丛书《课时导航》华师大版八年级(下)P55第2题)
此例按照以下步骤进行教学.
(1)先引导学生在理解水平距离和坡面距离的基础上,从整体上分析条件和结论.
(2)引导学生将实际问题抽象为数学问题(画出平面图形并写出已知和所求).作出BC⊥AC于C,已知AC=5.5米.∠BAC=24°.求AB的长.
(3)让学生讨论,给出解答如下:
答:斜坡上相邻两树间的坡面距离约是6.0米
练习4如图.沿AC方向山修渠.为了加快施工进度,要在小山的另一边同时施工.从AC上的一点B取∠ABD=140°,BD=520米,∠D=50°.那么开挖点E离D多远(精确到0.1米),正好能使A,C,E成一直线?
(此题改编自励耘精品系列丛书《课时导航》华师大版八年级(下)P54第14题)
此题采取让学生讨论后板书的办法进行教学.具体步骤如下:
(1) 引导学生讨论,理解题意;
(2) 引导学生将实际问题抽象为数学问题(画出平面图形,转化为解Rt△BDE.如右图).
(3) 引导学生根据图形适当选择锐角三角函数关系式:
(4) 让学生板演过程.(答:ED≈334.3米)
例4如图.一艘海轮位于灯塔P的北偏东60°方向上的A处,它沿正南方向航行7C海理后,到达位于灯塔P的南偏东30°方向上的B处.这时,海轮所在的B处距离灯塔P有多远?(结果不取近似值)
(此题改编自励耘精品系列丛书《课时导航》华师大版八年级(下)P54第16题)
此例按照以下步骤进行教学:
(1) 先帮助学生理解方位角的意义,理解正南方向的意义.有必要可以将平面几何第一章中后面有关的习题做一遍.在此基础上理解条件和结论.
(2) 引导学生将实际问题转化为解Rt△APB.即已知AB=70海里,∠B=30°.求PB.
(3) 引导学生选用适当的锐角三角函数关系式:
(4) 写出解答过程
解1:在Rt△APB中,AB=70,
答:海轮所在的B处距离灯塔P有353(海里)
解2:因为∠APB=90°, ∠B=30°,
所以设PA=x,则AB=2x,PB=3,
由AB=2x,得2x=70,所以x=35,
说明:在解直角三角形过程中,如遇到有特殊角30°,45°和60°时,也可考虑用第二种方法.
练习5一个人从A点出发向北偏东60°方向走了一段距离到B点,再从B点也发向南偏西15°方向走了一段距离到C点,则∠ABC的度数是.
教法:让学生画图便得∠ABC=45°.(如图)
练习6两灯塔G和F与海洋观察站O的距离相等,灯塔G在观察站O的北偏东40°灯塔F在观察站O的南偏东60°,则灯塔G在灯塔F的( )
A. 北偏东10°B.北偏西10° C.南偏东10° D.南偏西10°
教法:引导学生自己画图,经过讲座得到下图.
答案是选B.具体解答如下:
作OE/OM于E,因为∠GOF=80°,GO=FO.
所以∠OGF=50°.因为∠OGE=40°,所以∠EGF=10°.
因为GE//FN,所以∠GFN=10°.
补充习题
会知道坡度、坡角的概念能利用解直角三角形的知识,解决与坡度、坡角有关的实际问题,特别是与梯形有关的实际问题,懂得通过添加辅助线把梯形问题转化为直角三角形来解决。
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