利用锐角三角函数解决航海问题

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  航海问题主要包括求航行的时间、求航行速度、判断是否有触礁危险等,都是考试中的热点问题. 解决航行问题的关键是从实际问题中构造一个或两个直角三角形,通过三角函数直接解决或根据图形中的数量关系建立方程解决.
  例1 (2007·山东青岛)如图1,一艘轮船自西向东航行,在A处测得东偏北21.3°方向有一座小岛C,继续向东航行60海里到达B处,测得小岛C此时在轮船的东偏北63.5°方向上. 之后,轮船继续向东航行多少海里,距离小岛C最近?
  (参考数据:sin21.3°≈,tan21.3°≈,sin63.5°≈,tan63.5°≈2)
  【分析】根据点到直线的距离中垂线段最短可知,距离小岛最近的位置即为过C点作AB的垂线垂足的位置. 故需过点C作CD⊥AB于点D,继续向东航行的距离即为BD的长.
  解:过点C作AB的垂线,交直线AB于点D,得到Rt△ACD与Rt△BCD.
  设BD=x海里,
  在Rt△BCD中,tan∠CBD=,
  ∴CD=x·tan63.5°.
  在Rt△ACD中,AD=AB BD=(60 x)海里,tanA=,
  ∴CD=(60 x)·tan21.3°.
  ∴x·tan63.5°=(60 x)·tan21.3°,
  即2x=(60 x).
  解得,x=15.
  答:轮船继续向东航行15海里,距离小岛C最近.
  【点评】解决本题的关键是理解题中所提问题,将之转化为数学问题解决.
  例2 (2007·广东深圳)如图2,某货船以24海里/时的速度将一批重要物资从A处运往正东方向的M处,在点A处测得某岛C在北偏东60°的方向上. 该货船航行30分钟后到达B处,此时再测得该岛在北偏东30°的方向上,已知在C岛周围9海里的区域内有暗礁. 若继续向正东方向航行,该货船有无触礁危险?试说明理由.
  【分析】要判断货船是否有触礁的危险,关键是比较点C到正东方向的距离与半径9海里的大小,若小于9海里,则有触礁的危险. 因此,需过点C向正东方向作垂线,转化为解直角三角形的问题.
  解:过点C作CD与正东方向线垂直,垂足为D. 设CD长为x海里,
  在Rt△CBD中,BD=tan30°×CD=x海里,
  在Rt△CAD中,AD=tan60°×CD=x海里,
  则x-x=24×,
  解得:x=6.
  而6>9,所以货船继续向正东方向行驶无触礁危险.
  【点评】有无触礁问题是航海中的热点,也是中考试题中经常出现的试题. 解决此类问题需要正确理解题意,从实际问题构建直角三角形模型,而且还要注意一些解题技巧,如能用乘法运算的,不用除法,能用正弦计算的,不用余弦.
  (作者单位:江苏省泗洪县第一实验学校)
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