Question

（2013•徐州一模）如圖，兩座建筑物AB，CD的底部都在同一個(gè)水平面上，且均與水平面垂直，它們的高度分別是9m和15m，從建筑物AB的頂部A看建筑物CD的張角∠CAD=45°．
（1）求BC的長(zhǎng)度；
（2）在線段BC上取一點(diǎn)P（點(diǎn)P與點(diǎn)B，C不重合），從點(diǎn)P看這兩座建筑物的張角分別為∠APB=α，∠DPC=β，問點(diǎn)P在何處時(shí)，α+β最��？

Answer 1

分析：（1）作AN⊥CD于N，問題轉(zhuǎn)化為求△ACD邊CD上的高．設(shè)AN=x，只要建立起關(guān)于x的方程，則問題可解．
（2）利用（1）設(shè)出BP為t，直接求出α、β的正切值，然后求出∠ADB的正切值，利用基本不等式求解表達(dá)式的最小值，推出BP是值即可．

解答：解：（1）如圖作AN⊥CD于N．
∵AB∥CD，AB=9，CD=15，∴DN=6，EC=9．
設(shè)AN=x，∠DAN=θ，
∵∠CAD=45°，∴∠CAN=45°-θ．
在Rt△ANC和Rt△AND中，
∵tanθ=

6

x

，tan（45°-θ）=

9

x

∴

9

x

=tan（45°-θ）=

1-tanα

1+tanα

∴

9

x

=

1- 6 x

1+ 9 x

，化簡(jiǎn)整理得x²-15x-54=0，
解得x₁=18，x₂=-3（舍去）．
BC的長(zhǎng)度是18 m．
（2）設(shè)BP=t，所以PC=18-t，
tanα=

9

t

，tanβ=

15

18-t

，
所以tan（α+β）=

tanα+tanβ

1-tanαtanβ

=

9 t + 15 18-t

1- 9 t × 15 18-t

=-

6

t-45+ 1350 t+27

=-

6

t+27+ 1350 t+27 -72

≥-

6

2 1350 -72

當(dāng)且僅當(dāng)t+27=

1350

t+27

，即t=15

6

-27時(shí)，α+β最小．
P在距離B15

6

-27時(shí)，α+β最小．

點(diǎn)評(píng)：考查了解三角形的實(shí)際應(yīng)用．解這類題的關(guān)鍵是建立數(shù)學(xué)模型，設(shè)出恰當(dāng)?shù)慕牵�考查兩角和與差的三角函數(shù)，考查計(jì)算能力．