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两个三角形,一个高度

本课属于 Coddy Trigonometry 学习旅程的“直角三角形的三角函数”单元。第 34 课,共 46 课。

有些问题需要用到两个共用一条边的直角三角形。一座塔矗立在两名观察者之间的平地上。从距离塔脚 40 m 的 P 点看,塔顶的仰角是 50°。从另一侧的 Q 点看,塔顶的仰角是 30°。Q 点距离塔有多远?

一座高度为 h 的塔,P 点距塔 40 m,仰角为 50°;Q 点距塔 x,仰角为 30°

单独看任意一个三角形都无法得出答案。左边的三角形给出了高度:tan⁡(50∘)=h40\tan\left(50^{\circ}\right) = \frac{h}{40},所以 h=40tan⁡(50∘)h = 40\tan\left(50^{\circ}\right)。右边的三角形则将高度与 x 联系起来:tan⁡(30∘)=hx\tan\left(30^{\circ}\right) = \frac{h}{x}。把第一个式子代入第二个式子后,x 就是唯一的未知数:x=40tan⁡(50∘)tan⁡(30∘)x = \frac{40\tan\left(50^{\circ}\right)}{\tan\left(30^{\circ}\right)},约为 82.57 m,而 h 约为 47.67 m。

在代入的过程中,保持 h 的精确值。h 的任何误差都会除以 tan 30°,而 tan 30° 小于 1,所以误差会变大;保留精确值,只在最后取整一次。

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挑战

一棵树立在水平地面上,两个人分别站在树的两侧。P 距离树根 30 m,看到树顶的仰角为 40°。Q 在另一侧,看到树顶的仰角为 25°。求树高 h 和 Q 到树的距离 x,结果均保留两位小数。然后按下“检查”。

亲手试试

利用图形求 x,h

利用图形求 x,h

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