灯塔为过往船只提供导航服务。为了解渔船海上作业情况,某日,数学兴趣小组开展了实践探究活动。
如图,一艘渔船自东向西以每小时 $ 10 $ 海里的速度向码头 $ A $ 航行,小组同学收集到以下信息:

请根据以上信息,解答下列问题:
(1)求渔船在航行过程中到灯塔 $ B $ 的最短距离;
(2)若不改变航行速度,请通过计算说明渔船能否在浓雾到来前到达码头 $ A $。(参考数据:$\sin 37° \approx 0.60$,$\cos 37° \approx 0.80$,$\tan 37° \approx 0.75$,$\sin 14° \approx 0.24$,$\cos 14° \approx 0.97$,$\tan 14° \approx 0.25$)

如图,一艘渔船自东向西以每小时 $ 10 $ 海里的速度向码头 $ A $ 航行,小组同学收集到以下信息:
请根据以上信息,解答下列问题:
(1)求渔船在航行过程中到灯塔 $ B $ 的最短距离;
(2)若不改变航行速度,请通过计算说明渔船能否在浓雾到来前到达码头 $ A $。(参考数据:$\sin 37° \approx 0.60$,$\cos 37° \approx 0.80$,$\tan 37° \approx 0.75$,$\sin 14° \approx 0.24$,$\cos 14° \approx 0.97$,$\tan 14° \approx 0.25$)
答案
10.解:(1)如图,过点B作$BE⊥ AC$于点E,
设$BE=x$(海里),
依题意,$∠ EBC=53°$,$∠ EBD=45°$,
$CD=10×\frac{1}{2}=5$(海里),
$\therefore ∠ C=90°-∠ EBC=37°$,$ED=x$,
$\therefore EC=ED+DC=x+5$,
在$\mathrm{Rt}△ BCE$中,$EC=\frac{BE}{\tan C}=\frac{x}{\tan37°}\approx\frac{x}{0.75}=\frac{4}{3}x$,
$\therefore \frac{4}{3}x=x+5$,
解得$x=15$.
$\therefore$渔船在航行过程中到灯塔B的最短距离为15海里.
(2)在$\mathrm{Rt}△ ABE$中,$∠ ABE=14°$,$BE=15$(海里),
$\therefore AE=BE·\tan14°\approx15×0.25=3.75$(海里),
$\therefore AC=AE+DE+DC=3.75+15+5=23.75$(海里),
$23.75÷10=2.375$(时)$=142.5$(分),
从14:30,经过142.5分钟是16:52:30,在17:30之前能到达码头A.
$\therefore$不改变航行速度,渔船能在浓雾到来前到达码头A.
解析
【解析】
(1)如图,过点$B$作$BE⊥ AC$于点$E$,设$BE=x$海里。
由题意得,$CD=10×\frac{1}{2}=5$海里,$∠ EBC=53°$,$∠ EBD=45°$,则$∠ C=90°-∠ EBC=37°$,$ED=x$,故$EC=ED+DC=x+5$。
在$\mathrm{Rt}△ BCE$中,$EC=\frac{BE}{\tan C}\approx\frac{x}{0.75}=\frac{4}{3}x$,因此$\frac{4}{3}x=x+5$,解得$x=15$,即渔船到灯塔$B$的最短距离为15海里。
(2)在$\mathrm{Rt}△ ABE$中,$∠ ABE=14°$,$BE=15$海里,
则$AE=BE·\tan14°\approx15×0.25=3.75$海里,
所以$AC=AE+DE+DC=3.75+15+5=23.75$海里,
渔船航行时间为$23.75÷10=2.375$小时$=142.5$分钟,
从14:30经过142.5分钟是16:52:30,早于17:30,故渔船能在浓雾到来前到达码头$A$。
【答案】
(1)15海里;(2)能在浓雾到来前到达码头$A$。
【知识点】
解直角三角形的实际应用,行程问题公式
【点评】
本题结合航海场景考查解直角三角形的实际应用,需灵活运用三角函数定义构建等式,同时结合行程公式判断时间,关键是通过作垂线构造直角三角形转化问题。
【难度系数】
0.6
(1)如图,过点$B$作$BE⊥ AC$于点$E$,设$BE=x$海里。
由题意得,$CD=10×\frac{1}{2}=5$海里,$∠ EBC=53°$,$∠ EBD=45°$,则$∠ C=90°-∠ EBC=37°$,$ED=x$,故$EC=ED+DC=x+5$。
在$\mathrm{Rt}△ BCE$中,$EC=\frac{BE}{\tan C}\approx\frac{x}{0.75}=\frac{4}{3}x$,因此$\frac{4}{3}x=x+5$,解得$x=15$,即渔船到灯塔$B$的最短距离为15海里。
(2)在$\mathrm{Rt}△ ABE$中,$∠ ABE=14°$,$BE=15$海里,
则$AE=BE·\tan14°\approx15×0.25=3.75$海里,
所以$AC=AE+DE+DC=3.75+15+5=23.75$海里,
渔船航行时间为$23.75÷10=2.375$小时$=142.5$分钟,
从14:30经过142.5分钟是16:52:30,早于17:30,故渔船能在浓雾到来前到达码头$A$。
【答案】
(1)15海里;(2)能在浓雾到来前到达码头$A$。
【知识点】
解直角三角形的实际应用,行程问题公式
【点评】
本题结合航海场景考查解直角三角形的实际应用,需灵活运用三角函数定义构建等式,同时结合行程公式判断时间,关键是通过作垂线构造直角三角形转化问题。
【难度系数】
0.6
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