内容正文:
专题01 锐角三角函数
考点类型
知识串讲
(一)锐角三角函数
在Rt△ABC中,∠C=90°。则∠A的三角函数为
定义
表达式
取值范围
关系
正弦
=
=
余弦
正切
>0
(二)特殊角三角函数值
三角函数
30°
45°
60°
1
考点训练
考点1:锐角三角函数概念
典例1:如图,在中,,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】正弦的概念辨析
【分析】本题主要考查了三角函数的正弦值,根据正弦值的定义即可得出答案,熟练掌握正弦值的定义是解决本题的关键.
【详解】解:在中,,,
故选:C.
【变式1】如图,在中,,若,则是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】余弦的概念辨析
【分析】本题考查了余弦的定义,根据锐角三角函数的定义解答即可,掌握三角函数的定义是解题的关键.
【详解】解:由,
∴是,
故选:.
【变式2】已知为锐角,,则的值为 .
【答案】/
【知识点】求角的正弦值、正切的概念辨析
【分析】先确定锐角的对边与邻边的比,再根据勾股定理求出斜边,即可求出的值.
【详解】由,则设锐角的对边为,邻边为,
由勾股定理得:斜边为,
∴,
故答案为:.
【点睛】此题考查了锐角三角函数,解题的关键是正确理解三角函数的概念.
【变式3】如图,在△ABC中,∠C=90°,BC:AC=1:2,则sinA= ,cosA= ,tanB= .
【答案】 ; ;2.
【分析】根据三角函数的边角关系,列出关系式即可解题.
【详解】解:在Rt△ABC中,∠C=90°,BC:AC=1:2,
∴设BC=x,AC=2x,
∴AB=
∴sinA==, cosA==, tanB==2.
【点睛】本题考查了三角函数的表示,属于简单题,熟悉三角函数的定义并列出关系式是解题关键.
考点2:定义法求三角函数值
典例2:如图,网格中小正方形的边长均为1,的顶点都在格点上,则等于( )
A.2 B. C. D.
【答案】A
【知识点】在网格中判断直角三角形、求角的正切值
【分析】本题考查了直角三角形的判定,三角函数的定义,熟练掌握勾股定理逆定理和三角函数的定义是解题的关键.先分别求出的三边,利用勾股定理逆定理判定直角三角形,再求解即可.
【详解】解:根据题意得:,,
,,
,,
∴,
∴是直角三角形,且,
∴,
故选:A.
【变式1】在中,若,,,则下列结论中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】求角的正切值、求角的余弦值、求角的正弦值
【分析】本题考查锐角三角函数的定义即:在直角三角形中,锐角的正弦为对边比斜边,余弦为邻边比斜边,正切为对边比邻边.先根据勾股定理求出,再根据锐角三角函数的定义解答.
【详解】解:在中,,,,
,,,,.
故选:A.
【变式2】如图,在边长为1的小正方形网格中,点A、B、C、D都在格点上,、相交于点O,则为 .
【答案】/
【知识点】求角的正弦值
【分析】本题考查了勾股定理,正弦的定义,取格点,连接、,证明,,进而可得,根据正弦的定义计算即可得解.
【详解】解:取格点,连接、,如图,
由图可知:在正方形网格中,,
,,
,
小正方形的边长为1,
在中,,,
,
.
故答案为:.
【变式3】在正方形网格中,的位置如图所示,则的值为 .
【答案】/0.8
【知识点】求角的余弦值
【分析】本题考查了锐角三角函数的定义,过作于,利用勾股定理可以求出的长,再根据余弦的定义即可求出的值,正确理解锐角三角函数的定义是解题的关键.
【详解】如图,过作于,
∴,
由网格可知:,,
∴,
故答案为:.
考点3:由三角函数值求边长
典例3:在中,,则的长是( )
A.12 B.16 C.20 D.24
【答案】A
【知识点】用勾股定理解三角形、已知正弦值求边长
【分析】本题考查的是锐角的正弦的定义,勾股定理的应用.由三角函数的定义,可得的值,进而由勾股定理可得的大小.
【详解】解:如图,
在中, ,
∴,
∴,
∴.
故选:A
【变式1】已知在中,,,,那么的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】已知余弦求边长
【分析】本题主要考查锐角的三角函数,结合图形根据余弦函数的定义求解可得,熟练掌握余弦函数的定义是解题的关键.
【详解】如图,
∵,即,
∴,
故选:C.
【变式2】如图,在矩形中,,,点E在上,,点F在上,,则
【答案】
【知识点】根据矩形的性质与判定求线段长、相似三角形的判定与性质综合、已知正切值求边长
【分析】根据正切函数的定义得出,利用勾股定理求出的长,过点D作的平行线构造相似三角形,利用相似三角形的性质即可得答案.
本题考查了三角形相似的判定和性质,正切函数,熟练掌握判定,正切函数的应用是解题的关键.
【详解】解:如图,作交于点M,
则,
四边形是矩形,
,,
,
由勾股定理得.
,,
,
,
,
,
.
故答案为:.
【变式3】在中,,,,则的长为 .
【答案】5
【知识点】用勾股定理解三角形、已知正切值求边长
【分析】设,根据正切的定义,用含有的代数式表示出,应用勾股定理,即可求解,本题考查了锐角三角函数的定义,勾股定理,解题的关键是:理解正切的定义.
【详解】解:设,
,
,即:,解得:,
由勾股定理可得:,即:,
解得:,
,
故答案为:5.
考点4:求特殊角三角函数值
典例4:实数,,,,,,中无理数的个数有( )个.
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】A
【知识点】求一个数的算术平方根、无理数、特殊三角形的三角函数
【分析】本题主要考查了无理数的定义,特殊角的三角函数值,求一个数的算术平方根, 先求出特殊角的三角函数值,算术平方根,然后再根据无理数的定义即可得出答案.
【详解】解:,,,,
其中无理数有:,,一共有2个,
故选:A.
【变式1】计算的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】特殊三角形的三角函数
【分析】本题考查了特殊角的三角函数值.熟练掌握特殊角的三角函数值是解题的关键.
先计算特殊角的三角函数值,然后进行乘法运算即可.
【详解】解:由题意得,,
故选:C.
【变式2】用表示这三个数中最小的数,则 .
【答案】
【知识点】特殊三角形的三角函数、实数的大小比较
【分析】本题考查的是特殊角的三角函数值,熟记各特殊角度的三角函数值是解答此题的关键.
分别得出各个三角函数的值,再比较大小,即可解答.
【详解】解:,
∵,
∴,
∴,即,
∴.
故答案为:.
【变式3】在中,,,则的值为 .
【答案】
【知识点】特殊三角形的三角函数
【分析】利用特殊角的三角函数值得出,的值,进而得出答案.
【详解】解:在中,,,
,
则
.
故答案为:.
【点睛】此题主要考查了特殊角的三角函数值,正确记忆相关数据是解题关键.
考点5:特殊角三角函数应用——求度数
典例5:按如图所示的运算程序,能使输出y值为的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】特殊三角形的三角函数、程序流程图与代数式求值
【分析】本题主要考查特殊角的三角函数值,根据流程图以及特殊角的三角函数在,逐一判定选项,即可得到答案.
【详解】A. ,时,,不符合题意;
B. ,时,,不符合题意;
C. ,时,,符合题意;
D. ,时,,不符合题意;
故选:C.
【变式1】在中,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】根据特殊角三角函数值求角的度数
【分析】本题考查求角度,涉及非负数和为零的条件、特殊角的三角函数值及三角形内角和定理等知识,先由非负数和为零的条件得到,再由特殊角的三角函数值求出,最后由三角形内角和定理即可得到答案,熟记非负数和为零的条件、特殊角的三角函数值及三角形内角和定理等知识是解决问题的关键.
【详解】解:在中,若,
,,
,
解得,
,
在中,由三角形内角和定理可得,
故选:C.
【变式2】如果直线和直线所夹的锐角为,那么的值为 .
【答案】
【知识点】根据特殊角三角函数值求角的度数、特殊角三角函数值的混合运算、几何问题(一次函数的实际应用)
【分析】本题考查的是一次函数的应用,锐角三角函数的应用,熟练的构建图形是解本题的关键,先画图求解,再利用特殊角的三角函数值计算即可.
【详解】解:如图,直线与两函数的交点分别为,,与轴的交点为,
∴,,
∴,,
∴,即,
.
故答案为:
【变式3】在中,,则一定是 .
【答案】等边三角形
【知识点】根据特殊角三角函数值求角的度数、等边三角形的判定、绝对值非负性
【分析】先根据非负数的性质求出,,再根据三角函数作答.
【详解】∵,
∴,,
即,,
∴,,
∴,
则一定是等边三角形,
故答案为等边三角形.
【点睛】本题考查了非负数的性质,三角函数,等边三角形的判定,数量掌握特殊角的三角函数值是解题的关键.
考点6:特殊角三角函数应用——三角形形状
典例6:在ABC中, ,则ABC一定是( )
A.直角三角形 B.等腰三角形 C.等边三角形 D.等腰直角三角形
【答案】D
【知识点】绝对值非负性、由特殊角的三角函数值判断三角形形状
【分析】结合题意,根据乘方和绝对值的性质,得,,从而得,,根据特殊角度三角函数的性质,得,;根据等腰三角形和三角形内角和性质计算,即可得到答案.
【详解】解:∵
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴ABC一定是等腰直角三角形
故选:D.
【点睛】本题考查了绝对值、三角函数、三角形内角和、等腰三角形的知识;解题的关键是熟练掌握绝对值、三角函数的性质,从而完成求解.
【变式1】在中,若,则么一定是( )
A.锐角三角形 B.钝角三角形 C.等边三角形 D.等腰直角三角形
【答案】D
【知识点】由特殊角的三角函数值判断三角形形状
【分析】根据非负数的和为零,可得每个非负数同时为零,根据特殊角三角函数值,可得A、B的值,根据直角三角形的判定,可得答案.
本题考查了特殊角三角函数值,直角三角形的判定,熟记特殊角三角函数值是解题关键.
【详解】解:∵
∴,
∴,
∴,
∴.
∴一定是等腰直角三角形,
故选:D.
【变式2】在中,若,,,都是锐角,则是 三角形.
【答案】等边
【知识点】由特殊角的三角函数值判断三角形形状
【分析】直接利用特殊角的三角函数值得出,,进而得出答案.
【详解】解:在中,
,,
且,都是锐角,
,,
是等边三角形.
故答案为:等边.
【点睛】此题主要考查了特殊角的三角函数值,正确记住特殊角的三角函数是解题关键.
【变式3】在中,若,则是 .
【答案】等腰直角三角形
【知识点】由特殊角的三角函数值判断三角形形状
【分析】根据题意可得,.据此即可求得答案.
【详解】根据题意,得
,.
可得
,.
则
.
所以,.
所以,为等腰直角三角形.
故答案为:等腰直角三角形.
【点睛】本题主要考查锐角三角函数、等腰三角形的判定,牢记,,的锐角三角函数值是解题的关键.
考点7:同角三角函数值的证明及求解
典例7:在Rt△ABC中,∠C=90°,若sinA=,则cosA=( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】利用同角三角函数关系求值
【分析】根据sin2A+cos2A=1,进行计算即可解答.
【详解】解:由题意得:sin2A+cos2A=1,
∴,
∴,
故选C.
【点睛】本题考查了同角三角函数值的关系.解题的关键在于熟练掌握sin2A+cos2A=1.
【变式1】下列式子错误的是(,均为锐角)( ).
A. B.
C. D.若,则
【答案】C
【知识点】利用同角三角函数关系求值、互余两角三角函数的关系
【分析】根据锐角三角函数的定义即可判断.
【详解】解:A、,正确;
B、,正确;
C、,故C错误;
D、若,则,正确,
故答案为:C.
【点睛】本题考查了锐角三角函数的定义以及关系,解题的关键是熟练掌握锐角三角函数的关系.
【变式2】已知,则的值为 .
【答案】
【知识点】利用同角三角函数关系求值
【分析】分子分母同时除以,化成正切代入即可得到结论.
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴
故答案为:.
【变式3】如图,在平面直角坐标系中,是第一象限内的点,且,则 .
【答案】
【知识点】利用同角三角函数关系求值
【分析】根据在直角三角形中,锐角的正弦为对边比斜边,余弦为邻边比斜边,正切为对边比邻边,可得答案.
【详解】解:如图:
作于C点,
∵,
∴,,
∵,
∴,
由勾股定理,得,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题考查锐角三角函数的定义及运用:在直角三角形中,锐角的正弦为对边比斜边,余弦为邻边比斜边,正切为对边比邻边.
考点8:互余两角三角函数关系
典例8:已知,中,,,求、、、.
【答案】
【知识点】利用同角三角函数关系求值、互余两角三角函数的关系
【分析】根据题意,作出图形,在中,,,得到,根据,联立方程组,由,,求解即可得到;;再根据即可得到答案.
【详解】解:如图所示:
中,,,
,
①
又,,②
联立①②,解得;;
又,
;.
【点睛】本题考查解直角三角形,涉及三角函数定义与性质,熟练掌握,是解决问题的关键.
【变式1】在中,
(1)若的值;
(2)若,,试比较与大小,说明理由.
【答案】(1);(2).
【知识点】互余两角三角函数的关系
【分析】(1)根据直角三角形中cosA=sinB,直接写出结果;
(2)由分析(1)可知,cos35°=sin55°,便可与sin65°进行比较.
【详解】∵在直角中,,
∴;
∵,
∴.
故答案为(1);(2).
【点睛】本题考查了同一直角三角形中正弦与余弦的转化.
【变式2】若α为锐角,试证明:.
【答案】证明见解析.
【知识点】互余两角三角函数的关系
【分析】根据在直角三角形中,正弦、余弦和正切的定义,将sina与cosa的值直接代入等式中验证结果是否等于tana.
【详解】证明:如图,
中,∠C=90°,设∠A=α,
则 ∴
又 ∵ ∴.
【点睛】本题主要考查了三角函数的定义,本题属于基础证明题,应该熟练掌握三角函数的应用是解决此题的关键.
【变式3】如图,根据图中数据完成填空,再按要求答题.
(1) ; ; .
(2)观察上述等式,猜想:在中,,都有 ;
(3)如图④,在中,,,,的对边分别是,,,利用三角函数的定义和勾股定理,证明你的猜想;
(4)若,且,求的值.
【答案】(1)1,1,1
(2)1
(3)证明见解析
(4)
【知识点】利用同角三角函数关系求值、三角函数综合、互余两角三角函数的关系、用勾股定理解三角形
【分析】(1)根据三角函数定义,数形结合,分别得到正弦函数值与余弦函数值,代入式子求解即可得到答案;
(2)由(1)中运算结果即可得到答案;
(3)根据题意,由勾股定理及三角函数定义,得到正弦函数值与余弦函数值,代入式子求解即可得证;
(4)由上述归纳及证明的结论知,结合,根据完全平方和公式恒等变形,由确定,代值求解即可得到答案.
【详解】(1)解:,
,
,
故答案为:1,1,1;
(2)解:由(1)中运算结果即可猜想在中,,都有,
故答案为:1;
(3)证明:在中,,,,的对边分别是,,,
由勾股定理即可得到,
,
;
(4)解:,
,
,
,
.
【点睛】本题考查三角函数计算综合,涉及三角函数定义、同角三角函数关系、勾股定理及三角函数恒等变形求值,数形结合,灵活运用三角函数定义是解决问题的关键.
考点9:三角函数综合——构造Rt△
典例9:科技社团选择学校游泳池进行一次光的折射实验,如图,光线自点处发出,经水面点折射到池底点处.已知与水平线的夹角,点到水面的距离m,点处水深为,到池壁的水平距离,点在同一条竖直线上,所有点都在同一竖直平面内.记入射角为,折射角为,求的值(精确到,参考数据:,,).
【答案】
【知识点】三角函数综合、求角的正弦值、其他问题(解直角三角形的应用)
【分析】本题考查了解直角三角形,勾股定理,三角函数,过点于,则,,由题意可得,,,,
解求出、,可求出,再由勾股定理可得,进而得到,即可求解,正确作出辅助线是解题的关键.
【详解】解:过点于,则,,由题意可得,,,,
在中,,,
∴,,
∴,
∴在,,
∴,
∴.
【变式1】如图,四边形中,,,,,,求的长.
【答案】
【知识点】解直角三角形的相关计算、三角函数综合、含30度角的直角三角形
【分析】本题考查了解直角三角形,锐角三角函数,过作,垂足为,得出,利用锐角三角函数即可求解,解题的关键掌握锐角三角函数的应用.
【详解】解:过作,垂足为,
∵,
∴,
∵,
∴,
在中,,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴.
【变式2】阅读理解:通过学习三角函数,我们知道在直角三角形中,一个锐角的大小,与两条边长的比值相互唯一确定,因此边长与角的大小之间可以相互转化.类似地,可以在等腰三角形中,建立边角之间的联系.我们定义:等腰三角形中底边与腰的比叫做顶角正对.如图1,在中,,顶角的正对记作,这时底边腰.容易知道一个角的大小,与这个角的正对值也是相互唯一确定的.根据上述角的正对定义,解下列问题:
(1)计算:______;
(2)对于,的正对值的取值范围是______;
(3)如(3)图,已知,,其中为锐角,试求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】等腰三角形的性质和判定、用勾股定理解三角形、三角函数综合
【分析】本题是三角形综合题,主要考查了新定义、三角函数、等腰三角形的性质、勾股定理等知识点,理解新定义是解此题的关键.
(1)先求出底角度数,判断出三角形为等边三角形,再根据正对定义解答即可;
(2)求出0度和90度时等腰三角形底和腰的比即可;
(3)由,令,则,,在上取点,使,连接,作,为垂足,表示出的长,再计算出,最后由正对的定义即可求解.
【详解】(1)解:根据正对定义可得:
当顶角为时,等腰三角形底角为,则三角形为等边三角形,
底边腰长,
故答案为:1;
(2)解:当接近时,底边长接近0,由定义知接近0,
当接近时,等腰三角形的底接近腰的倍,由定义知接近,
的正对值的取值范围是,
故答案为:;
(3)解:如图:
在中,,
令,则,,
在上取点,使,连接,作,为垂足,
∴,
,,
.
【变式3】如图,,,点D是延长线上一点,连接,点E和点B关于直线对称,连接交于点F,连接.
(1)依题意补全图形,并求的度数;
(2)用等式表示线段和之间的数量关系,并证明.
【答案】(1)图见解析,
(2),证明见解析
【知识点】线段问题(轴对称综合题)、三角函数综合、等腰三角形的性质和判定、全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)
【分析】(1)根据题意补全图形,连接,根据等腰直角三角形的性质及轴对称的性质,全等三角形的判定和性质求解即可;
(2)根据轴对称的性质得出,再由全等三角形的判定和性质得出,即可求解.
【详解】(1)解:补全图形,如图所示:
连接,
∵,
∴
∵点E和点B关于直线对称
∴
∵
∴,
∴ ;
(2),证明如下:
∵点E、B关于直线对称
∴,设垂足为H
则
∵
∴
∵
∴
∴
∴
∵
∴
即.
【点睛】题目主要考查轴对称的性质,全等三角形的判定和性质,解三角形,理解题意,作出相应辅助线,综合运用这些知识点是解题关键.
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$$
专题01 锐角三角函数
考点类型
知识串讲
(一)锐角三角函数
在Rt△ABC中,∠C=90°。则∠A的三角函数为
定义
表达式
取值范围
关系
正弦
=
=
余弦
正切
>0
(二)特殊角三角函数值
三角函数
30°
45°
60°
1
考点训练
考点1:锐角三角函数概念
典例1:如图,在中,,则等于( )
A. B. C. D.
【变式1】如图,在中,,若,则是( )
A. B. C. D.
【变式2】已知为锐角,,则的值为 .
【变式3】如图,在△ABC中,∠C=90°,BC:AC=1:2,则sinA= ,cosA= ,tanB= .
考点2:定义法求三角函数值
典例2:如图,网格中小正方形的边长均为1,的顶点都在格点上,则等于( )
A.2 B. C. D.
【变式1】在中,若,,,则下列结论中正确的是( )
A. B. C. D.
【变式2】如图,在边长为1的小正方形网格中,点A、B、C、D都在格点上,、相交于点O,则为 .
【变式3】在正方形网格中,的位置如图所示,则的值为 .
考点3:由三角函数值求边长
典例3:在中,,则的长是( )
A.12 B.16 C.20 D.24
【变式1】已知在中,,,,那么的长为( )
A. B. C. D.
【变式2】如图,在矩形中,,,点E在上,,点F在上,,则
【变式3】在中,,,,则的长为 .
考点4:求特殊角三角函数值
典例4:实数,,,,,,中无理数的个数有( )个.
A.2 B.3 C.4 D.5
【变式1】计算的值为( )
A. B. C. D.
【变式2】用表示这三个数中最小的数,则 .
【变式3】在中,,,则的值为 .
考点5:特殊角三角函数应用——求度数
典例5:按如图所示的运算程序,能使输出y值为的是( )
A. B.
C. D.
【变式1】在中,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【变式2】如果直线和直线所夹的锐角为,那么的值为 .
【变式3】在中,,则一定是 .
考点6:特殊角三角函数应用——三角形形状
典例6:在ABC中, ,则ABC一定是( )
A.直角三角形 B.等腰三角形 C.等边三角形 D.等腰直角三角形
【变式1】在中,若,则么一定是( )
A.锐角三角形 B.钝角三角形 C.等边三角形 D.等腰直角三角形
【变式2】在中,若,,,都是锐角,则是 三角形.
【变式3】在中,若,则是 .
考点7:同角三角函数值的证明及求解
典例7:在Rt△ABC中,∠C=90°,若sinA=,则cosA=( )
A. B. C. D.
【变式1】下列式子错误的是(,均为锐角)( ).
A. B.
C. D.若,则
【变式2】已知,则的值为 .
【变式3】如图,在平面直角坐标系中,是第一象限内的点,且,则 .
考点8:互余两角三角函数关系
典例8:已知,中,,,求、、、.
【变式1】在中,
(1)若的值;
(2)若,,试比较与大小,说明理由.
【变式2】若α为锐角,试证明:.
【变式3】如图,根据图中数据完成填空,再按要求答题.
(1) ; ; .
(2)观察上述等式,猜想:在中,,都有 ;
(3)如图④,在中,,,,的对边分别是,,,利用三角函数的定义和勾股定理,证明你的猜想;
(4)若,且,求的值.
考点9:三角函数综合——构造Rt△
典例9:科技社团选择学校游泳池进行一次光的折射实验,如图,光线自点处发出,经水面点折射到池底点处.已知与水平线的夹角,点到水面的距离m,点处水深为,到池壁的水平距离,点在同一条竖直线上,所有点都在同一竖直平面内.记入射角为,折射角为,求的值(精确到,参考数据:,,).
【变式1】如图,四边形中,,,,,,求的长.
【变式2】阅读理解:通过学习三角函数,我们知道在直角三角形中,一个锐角的大小,与两条边长的比值相互唯一确定,因此边长与角的大小之间可以相互转化.类似地,可以在等腰三角形中,建立边角之间的联系.我们定义:等腰三角形中底边与腰的比叫做顶角正对.如图1,在中,,顶角的正对记作,这时底边腰.容易知道一个角的大小,与这个角的正对值也是相互唯一确定的.根据上述角的正对定义,解下列问题:
(1)计算:______;
(2)对于,的正对值的取值范围是______;
(3)如(3)图,已知,,其中为锐角,试求的值.
【变式3】如图,,,点D是延长线上一点,连接,点E和点B关于直线对称,连接交于点F,连接.
(1)依题意补全图形,并求的度数;
(2)用等式表示线段和之间的数量关系,并证明.
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