内容正文:
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第 5 节 锐角三角函数及其应用
锐角三角函数
题目 1 如图,在Rt△ABC 中,∠C =90°,AB =
5,AC = 3,则 sin B = ,cos B = ,
tan B = .
1.定义
如图, 在 Rt △ABC 中, ∠C =
90°,∠A,∠B,∠C 的对边分别
为 a,b,c,则有:
(1)∠A 的正弦:sin A =① ;
(2)∠A 的余弦:cos A =② ;
(3)∠A 的正切:tan A =③ .
2.特殊角的三角函数值
α 30° 45° 60°
示意图
sin α 12 ④
3
2
cos α ⑤ 2
2
1
2
tan α 3
3
1 ⑥ 3
解直角三角形及其应用
题目 2 如图,在 Rt△ABC 中,∠C = 90°,若
AB = 5,则 BC 的长是 ( A )
A. 5sin A B. 5cos A
C. 5tan A D. 5tan A
1.解直角三角形
(1)直角三角形的边角关系
在 Rt△ABC 中,∠C = 90°,∠A,∠B,∠C 的
对边分别为 a,b,c.
①三边之间的关系:⑦ a2 + b2 = c2 (勾股
定理);
②两锐角之间的关系:⑧ ∠A +∠B =90° ;
③边角间关系: sin A = cos B = ac ,cos A =
sin B = bc ,tan A =
a
b ,tan B =
b
a .
(2)解直角三角形的几种常见类型及解法
已知条件 图形 解法
已知一直角边
和 一 个 锐 角
(如 a,∠A)
已知斜 边 和
一个锐角(如
c,∠A)
已知两 直 角
边(如 a,b)
已知斜 边 和
一条直 角 边
(如 c,a)
∠B = 90° - ∠A,
c = asin A, b =
a
tan A
(或 b = c2 - a2 )
∠B = 90° - ∠A,
a = c·sin A,b = c·
cos A ( 或 b =
c2 - a2 )
c = a2 + b2 ,
由 tan A = ab 求出
∠A,∠B =90° -∠A
b = c2 - a2 ,
由 sin A = ac 求 出
∠A,∠B =90° -∠A
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2.锐角三角函数的实际应用
(1)仰角与俯角
如图,在视线与水平线所成的锐角中,视线在
水平线上方的角叫⑨ 仰角 ,视线在水平
线下方的角叫⑩ 俯角 .
(2)坡度与坡角
如图,坡面的铅直高度 h 和水平宽度 l 的比
叫坡度(坡比),用字母 i 表示;坡面与水平线
的夹角 α 叫坡角,i = tan α = hl ,坡角越大,坡
度越大,坡面越 陡 .
(3)方向角
一般指以观测者的位置为
中心,将正北或正南方向作
为起始方向旋转到目标方
向线所成的角 (一般指锐
角),通常表达成北(南)偏东(西) × × 度. 例
如:如图,A 点位于 O 点的北偏东 30°方向,
B 点位于 O 点的南偏东 60°方向,C 点位于 O
点的北偏西 45°方向(或西北方向) .
【教材拓展】
(北师九下 P21 第 3 题)如图,燕尾槽的横截面
是梯形 ABCD,其中 AD∥BC,AB = DC,燕尾角
∠B = 55°,外口宽 AD = 180 mm,燕尾槽深度是
70 mm,求它的里口宽 BC(结果精确到 1 mm) .
命题点一 解直角三角形
1. (2023 威海)如图,某商场有一自动扶梯,其
倾斜角为 28°,高为 7 米. 用计算器求 AB 的
长,下列按键顺序正确的是 ( )
A. 7 × sin 2 8 =
B. 7 ÷ sin 2 8 =
C. 7 × tan 2 8 =
D. 7 ÷ tan 2 8 =
2. (2023 南充)如图,小兵同学从 A 处出发向正
东方向走 x 米到达 B 处,再向正北方向走到 C
处.已知∠BAC =α,则 A,C 两处相距 ( )
A. xsin α米 B.
x
cos α米
C. x·sin α 米 D. x·cos α 米
3. (2023 深圳)爬坡时坡角与水平面夹角为 α,
则每爬 1 m 耗能(1. 025 - cos α) J. 若某人爬
了 1 000 m,该坡角为 30°,则他耗能(参考数
据: 3≈1. 732, 2≈1. 414) ( )
A. 58 J B. 159 J
C. 1 025 J D. 1 732 J
第 3 题图
第 4 题图
4. (2023 乐山)我国汉代数学家赵爽在注解《周
髀算经》时给出“赵爽弦图”,如图所示,它是
由四个全等的直角三角形与中间的小正方形
拼成的一个大正方形. 如果大正方形的面积
为 25,小正方形的面积为 1,则 sin θ = ( )
A. 45 B.
3
5 C.
2
5 D.
1
5
90
命题点二 锐角三角函数的实际应用(必考)
考法一 背对背型
5. (2023 重庆 B 卷)人工海产养殖合作社安排
甲、乙两组人员分别前往海面 A,B 养殖场捕
捞海产品,经测量,A 在灯塔 C 的南偏西 60°
方向,B 在灯塔 C 的南偏东 45°方向,且在 A
的正东方向,AC = 3 600 米.
(1)求 B 养殖场与灯塔 C 的距离(结果精确
到个位);
(2)甲组完成捕捞后,乙组还未完成捕捞,甲
组决定前往 B 处协助捕捞. 若甲组航行的平
均速度为 600 米 /分,请计算说明甲组能否在
9 分钟内到达 B 处? (参考数据: 2≈1. 414,
3≈1. 732)
6. (2023 包头)为了增强学生体质、锤炼学生意
志,某校组织一次定向越野拉练活动. 如图,A
点为出发点,途中设置两个检查点,分别为 B
点和 C 点,行进路线为 A→B→C→A. B 点在
A 点的南偏东 25°方向 3 2 km 处,C 点在 A
点的北偏东 80°方向,行进路线 AB 和 BC 所
在直线的夹角∠ABC 为 45°.
(1)求行进路线 BC 和 CA 所在直线的夹角
∠BCA 的度数;
(2)求检查点 B 和 C 之间的距离(结果保留
根号) .
考法二 母子型
7. (2022 河南)开封清明上河园是依照北宋著
名画家张择端的《清明上河图》建造的,拂云
阁是园内最高的建筑. 某数学小组测量拂云
阁 DC 的高度,如图,在 A 处用测角仪测得拂
云阁顶端 D的仰角为 34°,沿 AC 方向前进 15 m
到达 B 处,又测得拂云阁顶端 D 的仰角为 45°.
已知测角仪的高度为 1. 5 m,测量点 A,B 与
拂云阁 DC 的底部 C 在同一水平线上,求拂
云阁 DC 的高度. (结果精确到 1 m. 参考数
据:sin 34°≈0.56,cos 34°≈0.83,tan 34°≈0.67)
91
8. (2021 河南)开凿于北魏孝文帝年间的龙门
石窟是中国石刻艺术瑰宝,卢舍那佛像是石
窟中最大的佛像. 某数学活动小组到龙门石
窟景区测量这尊佛像的高度. 如图,他们选取
的测量点 A 与佛像 BD 的底部 D 在同一水平
线上. 已知佛像头部 BC 为 4 m,在 A 处测得
佛像头顶部 B 的仰角为 45°,头底部 C 的仰
角为 37. 5°,求佛像 BD 的高度. (结果精确到
0. 1 m.参考数据:sin 37. 5°≈0. 61,cos 37. 5°≈
0. 79,tan 37. 5°≈0. 77)
解:设 BD = x,
在 Rt△BDA 中,∠BDA = 90°,∠BAD = 45°,
∴ AD = BD = x.
在 Rt△CDA 中,∠CAD = 37. 5°,
∴ CD = AD·tan 37. 5°≈0. 77x.
答:佛像 BD 的高度约为 17. 4 m.
考法三 其他类型
9. (2023 河南)综合实践活动中,某小组用木板自
制了一个测高仪测量树高,测高仪 ABCD 为正
方形,AB = 30 cm,顶点 A 处挂了一个铅锤 M.
如图是测量树高的示意图,测高仪上的点 D,
A 与树顶 E 在一条直线上,铅垂线 AM 交 BC
于点 H.经测量,点 A距地面 1. 8 m,到树 EG 的
距离 AF = 11 m,BH = 20 cm. 求树 EG 的高度
(结果精确到 0. 1 m) .
10. (2023 苏州)四边形不具有稳定性,工程上
可利用这一性质解决问题. 如图是某篮球架
的侧面示意图,BE,CD,GF 为长度固定的支
架,支架在 A,D,G 处与立柱 AH 连接(AH 垂
直于 MN,垂足为 H),在 B,C 处与篮板连接
(BC 所在直线垂直于 MN),EF 是可以调节
长度的伸缩臂(旋转点 F 处的螺栓改变 EF
的长度,使得支架 BE 绕点 A 旋转,从而改变
四边形 ABCD的形状,以此调节篮板的高度).
已知 AD = BC,DH = 208 cm,测得∠GAE = 60°
时,点 C 离地面的高度为 288 cm. 调节伸缩
臂 EF,将∠GAE 由 60°调节为 54°,判断点 C
离地面的高度升高还是降低了? 升高(或降
低) 了多少? (参考数据: sin 54° ≈0. 8,
cos 54°≈0. 6)
对应配套练习见进阶训练卷 P34
∵∠AMB=∠CBA=90°,
∴∠CAB+∠ABM=90°,∠CBM+∠ABM=90°.∴∠CAB=∠CBM.
∵∠OAP=12∠DAB=∠CAB,∴∠OAP=∠CBM.
∵∠EFA=∠PFB,∴∠AEF=∠FPB.
∵∠APN=∠APO,∴∠AEF=∠APO.
∵∠EAF=∠PAO,∴△EAF∽△PAO.
由(2),得△PAO≌△PAN,
∴△EAF∽△PAN,OP=PN.
∵AM⊥EF,AB⊥PN,∴EFPN=
AM
AB=sin∠ABM.
∵∠ABM+∠CBM=90°,∠ACB+∠CBM=90°,∴∠ABM=∠ACB.
∴sin∠ABM=sin∠ACB=610=
3
5.
∴EFOP=
EF
PN=
3
5.
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5
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以题代讲抓考点
考点一 锐角三角函数
题目1.35
4
5
3
4
考点链接
① ac ②
b
c ③
a
b ④
槡2
2 ⑤
槡3
2 ⑥槡3
考点二 解直角三角形及其应用
题目2.A
考点链接
⑦a2+b2=c2 ⑧∠A+∠B=90° ⑨仰角 瑏瑠俯角 瑏瑡陡
教材拓展
解:如图,连接AD,过点A作AE⊥BC于点E,过点D作DF⊥BC于点F,则AE∥DF,
∠AEF=∠DFE=90°.
又∵AD∥BC,∴四边形AEFD是矩形.
∴AE=DF=70mm,EF=AD=180mm.
在Rt△ABE和Rt△DCF中,
AB=DC,
AE=DF{ ,
∴Rt△ABE≌Rt△DCF(HL).
∴∠B=∠C=55°,BE=CF.
∴BE=AEtanB=
70
tan55°≈49.0mm.
∴BC=BE+EF+CF=49.0+180+49.0=278(mm).
多向思维解真题
1.B 2.B 3.B 4.A
5.解:(1)如图,过点C作CD⊥AB于点D.
根据题意,得∠ACD=60°,∠BCD=45°,
∴∠A=30°,∠B=∠BCD=45°.
∴BD=CD=12AC=1800米.
∴BC= CDsin45°≈2545米.
答:B养殖场与灯塔C的距离为2545米.
(2)根据题意,得AD=AC·sin60° 槡=18003米,
∴AB=AD+BD=( 槡18003+1800)米.
∴甲组到达B处所需时间为( 槡18003+1800) 槡÷600=33+3≈8.196(分)<
9分.
∴甲组能在9分钟内到达B处.
6.解:(1)根据题意,得∠NAC=80°,∠SAB=25°,∠ABC=45°,AB 槡=32.
∵∠NAS=180°,
∴∠CAB=180°-∠NAC-∠SAB=180°-80°-25°=75°.
在△ABC中,∠CAB+∠ABC+∠BCA=180°,
∴∠BCA=180°-75°-45°=60°.
答:行进路线BC和CA所在直线的夹角为60°.
(2)如图,过点 A作 AD⊥BC于点 D,则∠ADB=∠ADC=90°.
∵∠ABD=45°,
∴∠BAD=∠ABD=45°.∴AD=BD.
在Rt△ABD中,∵sin∠ABD=ADAB,
∴AD 槡=32×槡
2
2=3km.∴BD=AD=3km.
在Rt△ACD中,∵tan∠BCA=ADCD,
∴CD=3
槡3
槡=3km.
∴BC=BD+CD=( 槡3+3)km.
答:检查点B和C之间的距离为( 槡3+3)km.
7.解:如图,延长EF交DC于点H.
由题意,知∠DHF=90°,EF=AB=15m,CH=BF=AE=1.5m.
设FH=x,则EH=EF+FH=15+x.
在Rt△DFH中,∠DFH=45°,
∴DH=FH·tan45°=x.
在Rt△DHE中,∠DEH=34°,
∴tan34°=DHEH=
x
15+x≈0.67.
∴x≈30.5.
经检验,x≈30.5是原方程的根,且符合题意.
∴DC=DH+CH≈30.5+1.5=32(m).
答:拂云阁DC的高度约为32m.
8.解:设BD=x,
在Rt△BDA中,∠BDA=90°,∠BAD=45°,∴AD=BD=x.
在Rt△CDA中,∠CAD=37.5°,∴CD=AD·tan37.5°≈0.77x.
∵BC=4,∴BD-CD=4,即x-0.77x=4,解得x≈17.4.
答:佛像BD的高度约为17.4m.
9.解:由题意,可知∠AFE=∠ABH=90°,∠BAE=∠FAH=90°.
∴∠EAF=90°-∠BAF=∠HAB.∴△AFE∽△ABH.
∴EFAF=
BH
AB,即
EF
11=
20
30,解得EF=
22
3≈7.33m.
∴EG=7.33+1.8≈9.1(m).
答:树EG的高度为9.1m.
10.解:如图,延长BC与底面交于点K,过D作DQ⊥CK于点Q,则四边形DHKQ
为矩形.
∴QK=DH=208cm.
∵AD=BC,AD∥BC,
∴四边形ABCD是平行四边形.
∴AB∥CD.
当∠GAE=60°时,∠QCD=∠QBA=∠GAE=60°,
∴∠CDQ=30°,CQ=288-208=80(cm).
∴CD=2CQ=160cm.
当∠GAE=54°时,∠QCD=∠QBA=∠GAE=54°,
∴CQ=CD·cos54°≈160×0.6=96cm.
∵96>80,96-80=16(cm),
∴点C离地面的高度升高了,升高了16cm.
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以题代讲抓考点
考点一 平行四边形的性质与判定
题目1.(1)AB∥CD,AD∥BC 两组对边
(2)两组对边分别相等
(3)AD∥BC,AD=BC 一组对边平行且相等
(4)AO=OC,BO=OD 互相平分
(5)∠DAB=∠DCB,∠ADC=∠ABC 分别相等
考点链接
①相等 ②相等 ③互补 ④互相平分 ⑤中心 ⑥处处相等 ⑦不稳定性
⑧平行 ⑨相等 ⑩平行且相等 瑏瑡相等 瑏瑢互相平分
考点二 多边形
题目2.(1)360° 5 (2)720° 6 (3)45° 135° 8 1080°
考点链接
瑏瑣首尾顺次 瑏瑤(n-2)×180° 瑏瑥360° 瑏瑦n-3 瑏瑧n(n-3)2 瑏瑨相等
瑏瑩相等
多向思维解真题
1.D 2.B 3.50 4.2 5.10 6.A 7.B
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以题代讲抓考点
考点一 矩形的性质与判定
题目1.(1)90° 有一个角是90° = 对角线相等
(2)35° 110° 10 5
考点链接
①直角 ②互相平分且相等 ③轴对称图形 ④中心对称图形 ⑤2 ⑥直角
⑦直角 ⑧相等
考点二 菱形的性质与判定
题目2.(1)AB=BC(答案不唯一) 有一组邻边相等 AC⊥BD
对角线互相垂直
(2)15° 槡 2 5 等边 槡
3 3 3
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