内容正文:
4.6 解直角三角形
数 学
第四章 三角形
聚焦新中考·必备考点透析
2025
目录
1
紧贴课标·考点过关
聚焦题型·重难突破
2
四川中考真题精练
3
紧贴课标·考点过关
1. 锐角三角函数的意义
如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,则锐角∠A的三角函数可定义如
下:
(1)∠A的正弦: sin A=① .
(2)∠A的余弦: cos A=② .
(3)∠A的正切:tanA=③ .
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易错提示:(1)三角函数 sin A、 cos A、tanA的记法里习惯省去角的符
号“∠”.
(2)三角函数没有单位,它表示两条线段长度的比值.
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2. 特殊角的三角函数值
锐角α 三角函数 30° 45° 60°
sin α ④ ⑤
cos α ⑥ ⑦
tanα ⑧ ⑨
1
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1. 解直角三角形的含义
在直角三角形中,除直角外,一共有五个元素,即三条边和两个锐角.由
直角三角形中除直角外的已知元素,求出所有未知元素的过程,叫作解
直角三角形.
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2. 解直角三角形时常用的基本关系
如上图,在△ABC中,∠C为直角,∠A、∠B、∠C所对的边分别为
a、b、c,则有:
(1)三边之间的关系(勾股定理):⑩ .
(2)两锐角之间的关系:⑪ .
a2+b2=c2
∠A+∠B=90°
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(3)边与角之间的关系: sin A= cos B= , cos A= sin B= ,tanA=
,tanB= .
(4)面积公式:S= ab= ch(h为边c上的高).
(5)直角三角形的内切圆半径:r= .
(6)直角三角形的外接圆半径:R= c.
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3. 解直角三角形的基本类型及解法
已知条件 解法
两边 直角边a、b c= ,tanA= ,
∠B=90°-∠A
一直角边a,斜边c b= , sin A= ,
∠B=90°-∠A
一边,
一锐角 一直角边a,锐角
∠A ∠B=90°-∠A,c= ,
b=c sin B
斜边c,锐角∠A ∠B=90°-∠A,a=c sin A,
b=c sin B
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1. 解直角三角形的应用名词及相关概念
(1)仰角与俯角:如图1,当从低处观测高处的目标时,视线与水平线
所成的锐角称为⑫ ;当从高处观测低处的目标时,视线与水平
线所成的锐角称为⑬ .
仰角
俯角
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(2)坡角与坡度:如图2,坡面与水平面的夹角叫作⑭ ,记作
∠A. 通常把坡面的铅垂高度h和水平宽度l的比叫作⑮ (或叫
作⑯ ),用字母i表示,即i= =tanA.
坡角
坡度
坡比
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(3)方向角:从某点指北或指南方向线与目标方向线所成的小于
⑰ 的水平夹角,叫作方向角.如图3,OA、OB、OC、OD的方
向角分别是:北偏东30°、南偏东45°(东南方向)、南偏西60°、北
偏西60°.
90°
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2. 应用解直角三角形解决实际问题的思路
(1)如果有直角三角形,利用直角三角形中边角之间的关系求解即可.
(2)如果没有直角三角形,先构造直角三角形,再用直角三角形边角之
间的关系求解.
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3. 解直角三角形应用题的一般步骤
解直角三角形的实际应用主要涉及测量、航空、航海、工程等领域,解
此类问题一般按以下步骤进行:
(1)根据题中图形标出已知长度和角度,以及待求长度或高度.
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(2)构造直角三角形,一般根据题中图形,作出合适的高.如果题中图
形是三角形,一般采用切割法或拼补法构造两个直角三角形,如图1.如
果题中图形是梯形,一般构造直角三角形和矩形,如图2.
(3)解直角三角形,将数据转化,求出题中要求的长度或高度,并
作答.
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聚焦题型·重难突破
如下图,在正方形方格纸中,每个小正方形的边长都相等,点A、B、C、D都在格点处,AB与CD相交于点P,则cos ∠APC的值为()
A. B.
C. D.
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分析:如下图,把AB向上平移1个单位长度到DE,连接CE,则
DE∥AB,∴∠APC=∠EDC.
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在△DCE中,有EC= = ,DC= =2 ,DE
= =5.
∵EC2+DC2=DE2,
∴△DCE为直角三角形,∠DCE=90°,
∴ cos ∠APC= cos ∠EDC= = .
答案:B
解题技巧:解答此题的关键是通过作辅助线,构造出直角三角形,
再利用锐角三角函数的定义及勾股定理求三角函数值.
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(2023·广元中考)如下图,在平面直角坐标系中,已知点A
(1,0)、B(0,-3),点C在x轴上,且点C在点A右方,连接
AB、BC,若tan∠ABC= ,则点C的坐标为 .
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分析:设C(a,0),则OC=a.
∵A(1,0)、B(0,-3),
∴OA=1,AC=a-1,OB=3,BC= = .
在Rt△OAB中,tan∠OBA= = ,tan∠ABC= ,
∴∠OBA=∠ABC.
如下图,过点C作CD∥y轴交BA的延长线于点D,
则∠OBA=∠D,∠AOB=∠ACD,
∴△OBA∽△CDA,∠ABC=∠D,
∴CD=BC.
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∴ = ,∴ = ,
∴ = ,解得a=0(舍去)或a= ,
∴C .
答案:
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解题技巧:本题主要考查解直角三角形、涉及坐标与图形的性质、
相似三角形的判定与性质、等腰三角形的性质、平行线的性质、两点间
的距离等知识,解决本题的关键是作适当的辅助线.
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(2023·广元中考)“一缕清风银叶转.”某市20台风机
(如图1)依次矗立在云遮雾绕的山脊之上,风叶转动,风能就能转换成电能,造福千家万户.某中学九年级数学兴趣小组,为测量风叶的长度进行了实地测量.如图2,三片风叶两两所成的角为120°,当其中一片风叶OB与塔干OD叠合时,在与塔底D水平距离为60米的E处,测得塔顶部O的仰角∠OED=45°,风叶OA的视角∠OEA=30°.
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(1)已知α、β两角和的余弦公式为: cos (α+β)= cos α cos β- sin
α sin β,请利用公式计算 cos 75°.
(2)求风叶OA的长度.
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分析:(1)根据两角和的余弦公式把75°角分成两个特殊角30°和
45°,再由特殊角的锐角三角函数值代入求值即可.
(2)过点A作AF⊥OE于点F,先判断△AOE是等腰三角形,求
出AE的长,再通过解直角三角形求出OF的长,再求出OA的长即可.
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解答:(1)由题意,得 cos 75°= cos (30°+45°)= cos 30° cos
45°- sin 30° sin 45°= × - × = .
(2)由题意,得∠ODE=90°,∠OED=45°,DE=60米,∴OE=60 米,∠DOE=45°,∴∠AOE=120°-45°=75°.又∵∠OEA=30°,∴∠OAE=75°,∴△AOE是等腰三角形,
∴EA=OE=60 米.如右图,过点A作AF⊥OE于点F.
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在Rt△AEF中,
∵ cos ∠AEF= ,∠AEF=30°,AE=60 米,
∴EF=AE· cos ∠AEF=60 × =30 米,
∴OF=(60 -30 )米.在Rt△AOF中,∴ cos ∠AOF= ,∠AOF=75°,OF=(60 -30 )米,∴OA= =(60 -60)米.故风叶OA的长度为(60 -60)米.
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解题技巧:本题是解直角三角形的应用综合题,主要考查仰角俯角
问题、特殊角的锐角三角函数值,深入理解题意,把实际问题转化为数
学问题是解决问题的关键.
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四川中考真题精练
1. (2023·攀枝花中考)在△ABC中,∠A、∠B、∠C的对边分别为
a、b、c.已知a=6,b=8,c=10,则 cos ∠A的值为( C )
A. B. C. D.
C
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2. (2023·南充中考)如下图,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
( B )
A. 米 B. 米
C. x· sin α米 D. x· cos α米
B
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3. (2022·宜宾中考)如上图,在矩形纸片ABCD中,AB=5,BC=3,
将△BCD沿BD折叠到△BED位置,DE交AB于点F,则 cos ∠ADF的值
为( C )
A.
B.
C.
D.
C
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4. 在锐角△ABC中,∠A、∠B、∠C所对的边分别为a、b、c,有以下结论: = = =2R(其中R为△ABC的外接圆半径)成立.在△ABC中,若∠A=75°,∠B=45°,c=4,则
△ABC的外接圆面积为( A )
A. B. C. 16π D. 64π
A
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5. (2022·乐山中考)如下图,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC= ,
D是AC上一点,连接BD. 若tanA= ,tan∠ABD= ,则CD的长为
( C )
A. 2 B. 3 C. D. 2
C
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6. 如下图,在△ABC中,点O是角平分线AD、BE的
交点.若AB=AC=10,BC=12,则tan∠OBD的值是( A )
A. B. 2 C. D.
A
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7. (2024·资阳中考)第14届国际数学教育大会(ICME-14)会标如图1
所示,会标中心的图案来源于我国古代数学家赵爽的“弦图”.如图2所
示的“弦图”是由四个全等的直角三角形(△ABE、△BCF、△CDG、
△DAH)和一个小正方形EFGH拼成的大正方形ABCD. 若EF∶AH=
1∶3,则 sin ∠ABE=( C )
A. B. C. D.
C
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8. (2022·凉山中考)如下图,CD是平面镜,光线从A点出发经CD上
点O反射后照射到B点,若入射角为α,反射角为β(反射角等于入射
角),AC⊥CD于点C,BD⊥CD于点D,且AC=3,BD=6,CD=
12,则tanα的值为 .
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9. (2022·凉山中考)如下图,☉O的直径AB经过弦CD的中点H. 若 cos
∠CDB= ,BD=5,则☉O的半径为 .
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10. (2024·雅安中考)在数学课外实践活动中,某小组测量一栋楼房CD
的高度(如下图),他们在A处仰望楼顶,测得仰角为30°,再往楼的
方向前进50米至B处,测得仰角为60°,那么这栋楼的高度为(人的身
高忽略不计)( A )
A. 25 米 B. 25米
C. 25 米 D. 50米
A
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11. (2023·眉山中考)一渔船在海上A处测得灯塔C在它的北偏东60°方
向,渔船向正东方向航行12海里到达点B处,测得灯塔C在它的北偏东
45°方向.若渔船继续向正东方向航行,则渔船与灯塔C的最短距离
是 海里.
第11题
(6 +6)
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12. (2024·甘孜中考)如下图,一艘海轮位于灯塔P的北偏东37°方
向,距离灯塔100海里的A处,它沿正南方向航行一段时间后,到达位于
灯塔P的南偏东45°方向上的B处.这时B处距离A处有多远?(参考数
据: sin 37°≈0.60, cos 37°≈0.80,tan37°≈0.75)
第12题
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解:如后图,过点P作PC⊥AB于点C.
在Rt△APC中,易知∠A=37°,AP=100海里,∴PC=AP· sin A=
100× sin 37°≈100×0.6=60(海里),AC=AP· cos 37°≈100×0.8
=80(海里).在Rt△PBC中,∵∠B=45°,∴BC=PC=60海里,
∴AB=AC+BC=80+60=140(海里).即B处距离A处约有140海里.
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13. (2024·凉山中考)为建设全城旅游西昌,加快旅游产业发展.2022年
9月29日位于西昌主城区东部的历史风貌核心区唐园正式开园,坐落于唐
园内的怀远塔乃唐园至高点,为七层密檐式八角砖混结构阁楼式塔楼,
建筑面积为1 845.4平方米,塔顶金碧辉煌,为“火珠垂莲”窣(sū)堵
坡造型.某校为了让学生进一步了解怀远塔,组织九(2)班学生利用综
合实践课测量怀远塔的高度.小江同学站在如图所示的怀远塔前的平地上
点A处,测得塔顶C的仰角为30°,眼睛B距离地面1.8米,向塔前行67
米,到达点D处,测得塔顶C的仰角为60°,求塔高CF. (结果精确到
0.01米,参考数据: ≈1.414, ≈1.732)
第13题
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解:由题意知∠CBG=30°,∠CEG=60°,∠CGB=∠CGE=
90°,GF=ED=BA=1.8米,BE=67米.在Rt△CBG中,BG=
= CG. 在Rt△CEG中,EG= = CG. ∵BG-EG
=BE,∴ CG- CG=67,解得CG≈58.03米,∴CF=CG+GF
=58.03+1.8=59.83(米).即塔高CF约为59.83米.
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14. (2024·广安中考)风电项目对于调整能源结构和转变经济发展方式
具有重要意义.某电力部门在某地安装了一批风力发电机,如图1,某校
实践活动小组对其中一架风力发电机的塔杆高度进行了测量,图2为测量
示意图(点A、B、C、D均在同一平面内,AB⊥BC).已知斜坡CD
长20米,斜坡CD的坡角为60°,在斜坡顶部D处测得风力发电机塔杆顶
端点A的仰角为20°,坡底与塔杆底的距离BC=30米,求该风力发电机
塔杆AB的高度.(结果精确到个位,参考数据: sin 20°≈0.34, cos
20°≈0.94,tan20°≈0.36, ≈1.73)
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解:如后图,过点D作DF⊥AB于点F,作DH⊥BE于点H. 由题意,
得DC=20米,∠DCH=60°.在Rt△DCH中,∵ cos 60°= , sin
60°= ,∴CH=CD· cos 60°=10米,DH=CD· sin 60°=10 米
≈17.3米.∵∠DFB=∠B=∠DHB=90°,∴四边形DFBH为矩形,
∴BH=FD,BF=DH. ∵BH=BC+CH=30+10=40(米),
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∴FD=40米.在Rt△AFD中, =tan20°,∴AF=
FD·tan20°≈40×0.36=14.4(米),∴AB=AF+BF=14.4+17.3
=31.7(米)≈32米.即该风力发电机塔杆AB的高度约为32米.
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15. (2024·达州中考)“三汇彩亭会”是达州市渠县三汇镇独有的传统
民俗文化活动,起源于汉代,融数学、力学、锻造、绑扎、运载于一体
(如图1).在一次展演活动中,某数学“综合与实践”小组将彩亭抽象
成如图2的示意图,AB是彩亭的中轴,甲同学站在C处.借助测角仪观
察,发现中轴AB上的点D的仰角是30°,他与彩亭中轴的距离BC=6
米,乙同学在观测点E处借助无人机技术进行测量,测得AE平行于水平
线BC,中轴AB上的点F的俯角∠AEF=45°,点E、F之间的距离是4
米,已知彩亭的中轴AB=6.3米,甲同学的眼睛到地面的距离MC=1.5
米,请根据以上数据,求中轴上DF的长度.(结果精确到0.1米,参考数
据: ≈1.73, ≈1.41)
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解:如后图,过点M作MN⊥AB,垂足为N. 由题意知,四边形
CMNB是矩形,∴CM=BN=1.5米,MN=CB=6米,AN=AB-
BN=6.3-1.5=4.8(米).在Rt△DMN中,∵tan∠DMN= ,
∴DN=tan∠DMN·MN=tan30°×MN= ×6=2 (米).
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在Rt△AEF中,∵ sin ∠AEF= ,∴AF= sin ∠AEF·EF= sin
45°×EF= ×4=2 (米).∵AF+DN=AN+DF,∴DF=
2 +2 -4.8≈3.46+2.82-4.8=1.48≈1.5(米).即中轴上
DF的长度约为1.5米.
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16. (2024·巴中中考)某兴趣小组开展了测量电线塔高度的实践活动.如
下图,斜坡BE的坡度i=1∶ ,BE=6米,在B处测得电线塔CD顶部
D的仰角为45°,在E处测得电线塔CD顶部D的仰角为60°.
第16题
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(1)求点B离水平地面的高度AB.
解:(1)由题意,得BA⊥AE. ∵斜坡BE的坡度i=1∶ ,∴ =
= .在Rt△ABE中,tan∠BEA= = ,∴∠BEA=30°.∵BE
=6米,∴AB= BE=3米.即点B离水平地面的高度AB为3米.
第16题
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(2)求电线塔CD的高度(结果保留根号).
第16题
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解:(2)如后图,过点B作BF⊥CD,垂足为F. 由题意,得
AB=CF=3米,BF=AC. 设EC=x米.∵AE= AB=3 米,∴BF=AC=AE+CE=(x+3 )米.在Rt△CDE中,
∠DEC=60°,∴CD=CE·tan60°= x米.在Rt△BDF中,
∠DBF=45°,∴DF=BF·tan45°=(x+3 )米.
∵DF+CF=CD,∴x+3 +3= x,解得x=6+3 ,
∴CD= x=(6 +9)米.
即电线塔CD的高度为(6 +9)米.
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核心素养·模型观念
17.(2024·遂宁中考)小明的书桌上有一个L型台灯,灯柱AB高40厘
米,他发现当灯带BC与水平线BM的夹角为9°时(如图1),灯带的直
射宽DE(BD⊥BC,CE⊥BC)为35厘米,但此时灯的直射宽度不够,
当他把灯带调整到与水平线夹角为30°时(如图2),直射宽度刚好合
适,求此时台灯最高点C到桌面的距离.(结果保留1位小数, sin
9°≈0.16, cos 9°≈0.99,tan9°≈0.16)
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解:如图1,∵DB⊥BC,EC⊥BC,∴BD∥EC. ∵BM∥DE,∴四
边形BDEM是平行四边形,∴BM=DE=35厘米,∴BC=BM· cos
9°≈35×0.99=34.65(厘米).如图2,过点C作CK⊥AE'于点K,交
BM于点J. ∵BM∥AE',CK⊥AE',∴CJ⊥BM,∴CJ=BC· sin
30°≈17.33(厘米).∵AB⊥AE',∴BA=JK=40厘米,∴CK=
CJ+JK=17.33+40≈57.3(厘米.即台灯最高点C到桌面的距离约为
57.3厘米.
解:如图1,∵DB⊥BC,EC⊥BC,∴BD∥EC. ∵BM∥DE,∴四
边形BDEM是平行四边形,∴BM=DE=35厘米,∴BC=BM· cos
9°≈35×0.99=34.65(厘米).如图2,过点C作CK⊥AE'于点K,交
BM于点J. ∵BM∥AE',CK⊥AE',∴CJ⊥BM,∴CJ=BC· sin
30°≈17.33(厘米).∵AB⊥AE',∴BA=JK=40厘米,∴CK=
CJ+JK=17.33+40≈57.3(厘米.即台灯最高点C到桌面的距离约为
57.3厘米.
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