测量塔高ABAB时,选取与塔底BB在同一水平面内的两个测量点CC与DD,现测得∠BCD=5π12{\rm∠}BCD=\dfrac{5π}{12},∠BDC=π3{\rm∠}BDC=\dfrac{π}{3},CD=100CD=100,在点CC测得塔顶AA的仰角为π4\dfrac{π}{4},则塔高AB=AB=___.

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完整解法

1. 计算三角形内角 $\angle CBD$ 的大小

在 △BCD\triangle BCD 中,已知 ∠BCD=5π12\angle BCD = \dfrac{5\pi}{12},∠BDC=π3\angle BDC = \dfrac{\pi}{3}。
根据三角形内角和定理,可得:
∠CBD=π−∠BCD−∠BDC=π−5π12−π3=π4\angle CBD = \pi - \angle BCD - \angle BDC = \pi - \dfrac{5\pi}{12} - \dfrac{\pi}{3} = \dfrac{\pi}{4}

2. 利用正弦定理求出底面三角形的边长 $BC$

在 △BCD\triangle BCD 中,已知 CD=100CD = 100。
根据正弦定理,有:
BCsin⁡∠BDC=CDsin⁡∠CBD\dfrac{BC}{\sin\angle BDC} = \dfrac{CD}{\sin\angle CBD}
代入已知条件可得:
BCsin⁡π3=100sin⁡π4\dfrac{BC}{\sin\dfrac{\pi}{3}} = \dfrac{100}{\sin\dfrac{\pi}{4}}
解得:
BC=100×sin⁡π3sin⁡π4=100×3222=100×32=506BC = \dfrac{100 \times \sin\dfrac{\pi}{3}}{\sin\dfrac{\pi}{4}} = \dfrac{100 \times \dfrac{\sqrt{3}}{2}}{\dfrac{\sqrt{2}}{2}} = 100 \times \dfrac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}} = 50\sqrt{6}

3. 在直角三角形 $ABC$ 中,利用仰角求解塔高 $AB$

因为塔 ABAB 垂直于底面,所以 AB⊥BCAB \perp BC,即 △ABC\triangle ABC 为直角三角形。
在 △ABC\triangle ABC 中,在点 CC 测得塔顶 AA 的仰角为 π4\dfrac{\pi}{4},即 ∠ACB=π4\angle ACB = \dfrac{\pi}{4}。
因此,△ABC\triangle ABC 是等腰直角三角形,有:
AB=BC=506AB = BC = 50\sqrt{6}

答案

50650\sqrt{6}

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