数学精华学案:三角函数模型的简单应用
数学精华学案:三角函数模型的简单应用第3页

  思考3:根据地理知识,北京地区一年中,正午太阳直射什么纬度位置时,物体的影子最短或影子最长?

太阳直射北回归线时物体的影子最短,直射南回归线时物体的影子最长.

  思考4:如图,A、B、C分别为太阳直射北回归线、赤道、南回归线时楼顶在地面上的投影点.要使新楼一层正午的太阳全年不被前面的楼房遮挡,两楼的临界距离应是图中哪两点之间的距离?

思考5:右图中∠C的度数是多少?MC的长度如何计算?

思考6:综上分析,要使新楼一层正午的太阳全年不被前面的楼房遮挡,两楼的距离不应小于多少?

【解】如图,A、B、C分别太阳直射北回归线、赤道、南回归线时,楼顶在地面上的投影点,要使新楼一层正午的太阳全年不被前面的楼房遮挡,应取太阳直射南回归线的情况考虑,此时的太阳直射纬度为-23º26',依题意两楼的间距应不小于MC.

根据太阳高度角的定义,有∠C=90º-|40º-(-23º26')|=26º34'所以,

         

  即在盖楼时,为使后楼不被前楼遮挡,要留出相当于楼高两倍的间距。

  【点拨】本题是研究楼高与楼在地面的投影长的关系问题,是将实际问题直接抽象为与三角函数有关的简单函数模型,然后根据所得的模型解决问题。应当注意在复杂的背景中抽取基本的数学关系,还要调动相关学科知识来帮助理解问题。

  【练习】 某市的纬度是北纬21°34′,小王想在某住宅小区买房,该小区的楼高7层,每层3米,楼与楼之间相距15米,要使所买楼房在一年四季正午的太阳不被前面的楼房遮挡,最低应该选择第 三 层的房?

  【例2】 海水受日月的引力,在一定的时候发生涨落的现象叫潮,一般地,早潮叫潮,晚潮叫汐.在通常情况下,船在涨潮时驶进航道,靠近码头;卸货后,在落潮时返回海洋.下面是某港口在某季节每天的时间与水深的关系表:

  时刻   水深/米   时刻   水深/米   时刻   水深/米   0:00   5.0   9:00   2.5   18:00   5.0   3:00   7.5   12:00   5.0   21:00   2.5