九年義務教育三年制初級中學“數學”課本中,對正切函數和余切函數的定義是這樣下的:在RtABC中,∠C=90°,a,b,c分別是∠A,∠B,∠C所對的邊,那么tanA==或tanB==, cotA==或cotB==,即一個角的正切值等于這個角的對邊邊長與鄰邊邊長的比值,余切值等于這個角的鄰邊邊長與對邊邊長的比值。利用這個定義,我們可以解決很多實際生活中的問題。
(1)可以計算物體的高度和水平寬度。例如,如圖站在離樹根較遠的A處用測角器測得樹梢C處的仰角是35°,向樹根部走近10米后到B處,測得樹梢C處的仰角為48°,求樹高CD。
分析:利用余切函數定義,分別在RtACD與RtBCD中求出AD=CDcotA,BD=CDcot∠CBD,再用關系式AB+BD=AD,即可求得樹高CD的長。
解:在RtACD中,cotA=,AD=CDcotA;
在RtBCD中,cot∠CBD=,BD=CDcot∠CBD,
又AB+BD=AD,
10+CDcot∠CBD=CDcotA,
CD==
這種方法不僅可以求出物體的高度,還可以求出河(或塘)的寬度。
如圖,欲求河寬AB,可在岸邊選定點C,使CB與AB垂直于B,測得CA與CB的夾角為?琢,走近B到點D,測得DA與DB夾角為?茁,由于C,D,B在同一直線上,根據上述方法同樣可以算得AB=。
(2)引申題。①一艘航船向正北方向航行,到A處測得海島P在北偏東30°的方向,再向正北航行6千米到B處,又測得該島在北偏東60°方向,已知海鳥P的周圍6千米的范圍內有暗礁,如果航船不改變方向繼續航行,有沒有觸礁的危險?
分析:根據題意得右下圖,計算PC,如果PC>6千米,那么航船安然無恙。如果PC<6千米,那么航船就有觸礁的危險。
解:在RtAPC中,AC=pccotA= cot30°=pc
在RtBPC中,BC=pccot∠PBC=pccot60°=pc,
且AC-BC=AB
pc-pc=6,算得pc=3 (千米)
由于 3<6, 故pc<6(千米),所以航船有觸礁的危險。
②一艘輪船以20/時的速度由西向東航行,途中接到臺風警報,臺風中心正以40/時的速度由南向北移動,距臺風中心20的圓形區域(包括邊界)都屬臺風區。當輪船到A處時,測得臺風中心移動到位于點A正南方向B處,且AB=100。
若這艘輪船自A處按原速度繼續航行,在途中會不會遇到臺風?
若會,試求輪船遇到臺風的最初時間;若不會,請說明理由。
解:當臺風中心由B處移到A處時,用了==2.5小時,而輪船由A向東行駛了20×2.5=50。而50<20,故輪船遇到臺風襲擊。
設輪船遇到臺風襲擊的最初時間是在第x小時后,
輪船行駛到了C處,臺風中心移到了B′處,那么AC=20x,B′
AB′=100-40x,CB′=20,根據勾股定理,得
(20x)2+(100-40x)2=(20)21=1,x2=3.故輪船最初遇到臺風的時間是輪船向東航行1小時后。
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