一、本週教學進度:6.3 ,6.4.
二、教學內容:
本週我們主要學習
1. 解直角三角形的基本方法
2. 解直角三角形的應用
三、重點、難點剖析
學習銳角三角函式後,在 rtδabc中,∠c=90o.有如下的關係:
邊與邊間的關係
a2+b2=c2 (勾股定理).
角與角間的關係
∠a+∠b=90o(兩銳角互為餘角).
邊、角間的關係
sina=, cosa=,
tga=, ctga=.(銳角三角函式定義)
上面這些關係是解直角三角形的工具,必須牢牢掌握.
在解直角三角形的問題中,除了要掌握好上述工具外,還應當注意哪些呢?
1.我們知道,三角形的三條邊、三個角是三角形的六個元素.解直角三角形是給出其中某些元素,把其餘元素都求出來的過程,除了要掌握上述的工具外,還應當知道給出哪些條件,才能求出其餘元素.
顯然,只有當所給條件能確定唯一的乙個直角三角形時,這個直角三角形才是可解的.對照兩個直角三角形全等的判定定理.我們將具有下面的條件之一的直角三角形,稱為可解直角三角形:
(1) 已知直角三角形的兩邊;
(2) 已知直角三角形的一邊及一銳角.
2.當乙個直角三角形唯一確定時,它的周長、面積也應當是唯一確定的,因此解直角三角形時,除了邊、角以外,還可求與周長、面積有關的問題.今後在學了「圓」以後,其內容將更加豐富.
四、典型例題
例1 根據下列條件解直角三角形
(1)在 rtδabc中,∠c=90o,c=10,∠a=30o.
(2)在rtδabc中,∠c=90o,a=50,c=.
解 (1)∵∠a=30o, ∴∠b=90o-30o=60o.
又 ∵ sina=sin30o=,∴ a==5.
cosa=cos30o==, ∴ b==.
或由勾股定理得b==.
說明通過本例可看出在學習了三角函式後,通過邊角間的三角函式關係解三角形更為簡便.
(2)∵ sina=,又 ∵ a為銳角, ∴ ∠a=45o.
∴ ∠b=90o-∠a=45o.
∵ sinb=, ∴ b=c sinb==50.
說明熟記三角函式定義和特殊角的三角函式值,在解題中可提高解題速度.
例2 已知δabc中,ab=ac,bc=30,sδ=,求此三角形頂角的度數及周長.
分析作等腰三角形底邊上的高ad,這樣就把斜
三角形問題轉化為解直角三角形的問題.由δabc的
面積和底邊長可求得高ad的長,則直角三角形abd
是乙個可解三角形.
解作adbc,d為垂足.
∴ sδabc=bcad=,
∴ ad=.
∵ bd=dc=bc=15,
在rtδabd中,ctg∠bad=.
則∠bad=60o, ∴ ∠bac=120o.
又 ∵ sin60o=, ∴ ab=.
∴ ab+ac+bc=.
答 δabc的頂角度數為120o,周長為.
例3 如圖,鐵路的路基橫斷面是等腰梯形,斜坡ab的坡度為1∶,坡面ab的水平寬度為3公尺,基面ad寬2公尺,求路基高ae、坡角b和基底bc的寬.
分析由已知,垂足e和點b間的線段be的長.
是坡面ab的水平寬度,斜坡ab的坡度1∶就是
指tgb=,由此可見δabe是可解的直角三
角形.由於等腰三角形是軸對稱圖形.從rtδabe中
求得be後,就不難得到基底bc的值.
解在rtδabe中,be=3公尺.
∵ 斜坡ab的坡度為1∶, ∴ tgb=,則∠b=30o.
ae=be tgb==3(公尺).
又∵ 等腰梯形是軸對稱圖形, ∴ bc=ad+2be=2+6(公尺).
答路基高ae的長為3公尺,坡角b為30o,基底bc寬為(2+6)公尺.
說明由於題中沒有精確度的要求,所以結果中可保留根號.
例4 在海岸旁高200公尺的山頂上測得正西和正東兩船的俯角為15o和75o,求兩船間的距離.(已知tg15o=2-).
分析為了使實際問題表現得更直觀、形
象,通常都是畫個示意圖(見右圖),這樣就
十分清楚的看到欲求bc之長,可通過解直角
三角形abd和adc去解決.
解如圖, 在rtδabd中,∠b=15o,ab=200公尺,
∴ bd=ad ctg15o=200(2+).
在rtδacd中,∠c=75o, ad=200公尺,
∴ dc=ad ctg75o=ad tg15o =200(2-).
則bc=bd+dc=200(2+)+200(2-)=800(公尺).
答兩船間的距離為800公尺.
說明 (1)由點a觀察點b的俯角就是點b觀察點a的仰角,即∠abd;
(2)ctg75o=ctg(90o-15o)=tg15o;ctg15o=.
例5 在矩形abcd中,對角線ac=10,面積為25,求兩對角線所夾角的度數.
分析如圖,求矩形abcd的兩條對角線夾角
指∠aob與∠boc,由於δaob、δboc都
不是直角三角形,而∠aob=2∠acb,因此,
從rtδabc考慮問題解決的途徑.
解設∠acb=α,ab=x,bc=y.
根據題意,得x2+y2=102, xy=25.
解方程組 x2+y2=102,
x2 y2=252 3
設x2 、y2是一元二次方程t2-102t+3 252=0的兩個根,解此方程得t1=75, t2=25,
則x2=25,x=5(捨去負值), y2=75, y=5 (捨去負值).
在rtδabc中,∵ tg30o.
則∠aob=60o, ∠boc=120o.
答兩條對角線所夾角的度數是60o或120o.
說明雖然rtδabc是可解的三角形,但是在等式xy=25中不易求出x、y的值,因此必須要組成乙個關於x、y的方程組,在解答中之所以把xy=25變為x2 y2=25 3,
是因為既可避免開方的困難,又能達到利用根與係數關係的目的.
例6 已知銳角δabc中,ac=4,sina、sinb是方程4x2-2=0的兩個根,且sina<sinb.求ab、bc、∠c.
分析由於δabc不是直角三角形,∠a、∠b不是互餘的兩角,所以sina與sinb沒有直接關係,因此只能從解方程入手.
解解方程4x2-2=0
得=0, ∴ x1=, x2=.
∵ sina<sinb, ∴ sina=, sinb=.
又∵ ∠a、∠b均為銳角, ∴∠a=45o, ∠b=60o,則∠c=75o.
見圖,作cdab,d為垂足.
在rtδacd中,∠a=45o, ac=4,
則ad=cd=ac cos45o==2.
在rtδbcd中,∠b=60o, cd=2,
則bd=cd ctg60o=, bc=2bd=.
∴ ab=ad+bd=.
答 ab=, bc=, ∠c=75o.
例7 如圖,四邊形abcd中,∠bad=60o,∠b=∠d=90o,bc=11,cd=2, 求對面線ac的長.
分析雖然δabc與δacd都是直角三
角形,但都不可能利用邊角關係直接求得ac的
長,考慮到∠bad=60o, ∠b=90o的特殊條件,
因此可設法得到乙個特殊的直角三角形.從而再
去尋求途徑.
解延長ad、bc相交於點e.
在rtδabe中,∠bae=60o, ∴ ∠e=30o.
在rtδcde中,∠e=30o,cd=2, ∴ ce=4.
∵ bc=11, ∴ be=bc+ce=15.
則rtδabe中,ab=be tge=.
在rtδabc中,由勾股定理,得
ac= =.
練習一、選擇題
1.在δabc中,∠c=90o,若ac∶ab=1:2,則∠a與∠b的度數比為( )
2.已知等腰三角形三邊長分別為1、1和,則它的乙個底角為( )
a.150o60o45o30o
3.等邊三角形的高為5,則它的面積為( )
a.150150 c.5025
4.直角三角形中,一銳角的正切值為3/4,周長為24,則斜邊長為( )
a.10121415
5.菱形的邊長為,一條對角線的長是另一條對角線長的2倍,則菱形的面積是( )
a.214
二、填空題
6.在rtδabc中,∠c=90o,若a=2,sina=,則c= ,b= .
sδabc= .
7.在δabc中,∠c=90o,ab=,tgb=,則ac= .
bc= .
8.δabc中,ab=ac,adbc,d為垂足,若ad∶bc=∶2,
則sinb= ,∠bac= o.
9.δabc中,∠c=90o,sδabc=,a=10,則∠a= o.
10. δabc中,∠a+∠b=90o,cosa=,則sinb= ,若c=10,
則a= .
三、解答題
11. 如圖,甲、乙兩幢樓相距30公尺,從乙樓底b望
甲樓頂d仰角為45o,從甲樓頂d望乙樓頂a的
俯角為30o.
求乙樓高ab(保留兩個有效數字)
12. 如圖,在rtδabc中,∠c=90o,ac=6,ac邊上的中線bd=,解
這個直角三角形.
第2題第3題)
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