内容正文:
专题08 锐角的三角比
目录
热点题型归纳
题型01 解直角三角形 1
题型02 解直角三角形的实际应用——仰角俯角问题 35
题型03 解直角三角形的实际应用——方位角问题 48
题型04 解直角三角形的实际应用——坡度坡比问题 60
题型05 解直角三角形的实际应用——其他应用 72
中考练场 94
1.考查分值:12-28分。
2.考查题型:常以填空或解答题形式出现。
3.能力要求:
利用相似的直角三角形,探索并认识锐角三角函数(sinA,cosA,tanA).
知道 30°,45°,60°角的三角函数值.
会使用计算器由已知锐角求它的三角函数值,由已知三角函数值求它的对应锐角.
能用锐角三角函数解直角三角形,能用相关知识解决一些简单的实际问题.
题型01 解直角三角形
【提分秘籍】
1.解直角三角形的定义
在直角三角形中,由已知元素求未知元素的过程就是解直角三角形.
2.解直角三角形要用到的关系
①锐角、直角之间的关系:∠A+∠B=90°;
②三边之间的关系:a2+b2=c2;
③边角之间的关系:
sin A= = ,sin B= =
cos A= =
tan A= =
(a,b,c分别是∠A、∠B、∠C的对边)
3.解直角三角形常见类型及方法:
已知类型
已知条件
解法步骤
两边
斜边和一直角边
(如c,a)
① ② ③∠B=90°-∠A
两直角边
(如a,b)
① ② ③∠B=90°-∠A
一边和一锐角
斜边和一锐角
(如c,∠A)
①∠B=90°-∠A ②
③
一直角边和一锐角
(如a,∠A)
①∠B=90°-∠A ②
③
另一直角边和一锐角
(如b,∠A)
①∠B=90°-∠A ②
③
【典例分析】
例1.(2025·上海·模拟预测)已知在中,,若,,则下列各式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了锐角三角函数,根据锐角三角函数的定义即可求解.
【详解】解:在中,,若,,
,,
故选:C.
例2.(2025·上海静安·一模)如果锐角A的余弦值为,下列关于锐角A的取值范围的说法中,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题考查的是锐角三角函数的定义,熟知锐角三角函数的余弦函数值随角增大而减小是解答此题的关键.先求出,及的近似值,然后得出结论即可.
【详解】解:,,,
又∵,余弦函数随角增大而减小,且,
∴.
故选:C.
例3.(2025·上海徐汇·模拟预测)将图1所示的七巧板,拼成图2所示的四边形,连接,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了等腰直角三角形的性质,正方形的性质,勾股定理,三角函数,解题的关键是掌握以上知识点.设等腰直角的直角边为,利用图形的位置关系求出大正方形的边长和大等腰直角三角形的直角边长,进而根据正切的定义即可求解,掌握等腰直角三角形和正方形的性质是解题的关键.
【详解】解:如图,设等腰直角的直角边为,则,小正方形的边长为,
∴,
∴,
∴,
∴,
如图,过点作的延长线于点,则,,
由图()可得,,,
∴,,
∴,
∴.
故选:C.
例4.(2025·上海长宁·一模)如图,已知在中,高、相交于点,,,那么的长为 .
【答案】/
【分析】此题重点考查同角的余角相等、勾股定理、解直角三角形等知识,正确运用勾股定理、解直角三角形是解题的关键.
根据同角的余角相等得到,由解直角三角形的知识得出和的长,由勾股定理即可求出的长.
【详解】解:在中,高、相交于点,
,,
,
,
,,
,
,
,
,
,
例5.(2025·上海长宁·一模)如图,在一副三角尺中,,,,,分别过点、点画、交边、边于点、点,如果分割得到的两个三角形与分割得到的两个三角形分别相似,那么的值为 .
【答案】1
【分析】本题考查的是三角函数的应用,相似三角形的判定,先证明,,结合,设,可得,,,由可得分的两个三角形与分的两个三角形相似,可得,,过作于,过作于,则为等腰直角三角形;再进一步求解即可.
【详解】解:∵,
∴,,
∵,
设,
∴,,,
∵,
如图,分的两个三角形与分的两个三角形相似,
∴,,,,
∴,,
过作于,过作于,
则为等腰直角三角形;
设,,
∴,.
解得:,,
∴,,
∴,
故答案为:
例6.(2025·上海虹口·一模)过三角形的重心作一条直线与这个三角形两边相交,如果截得的三角形与原三角形相似,那么我们把这条直线叫做这个三角形的“重似线”,这条直线与两边交点之间的线段叫做这个三角形的“重似线段”.如图,在中,,,,点、分别在边、上,如果线段是的“重似线段”,那么 .
【答案】或
【分析】如图,作于, 求解,,,,,作的中线,为的重心,线段是的“重似线段”,分两种情况:当时,当时,过作交于,再进一步求解即可.
【详解】解:如图,作于,,,,
∴,,
∴,,,
∴,,
作的中线,为的重心,
∴,
∵线段是的“重似线段”,
∴当时,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,,
当时,过作交于,
∴,,,
∵,
∴,,
∴,,在上,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,则,
∴.
综上:或;
故答案为:或;
【点睛】本题考查的是等腰三角形的判定与性质,三角形的重心的性质,相似三角形的判定与性质,勾股定理的应用,锐角三角函数的应用,作出合适的辅助线是解本题的关键.
答案为:.
例7.(2025·上海宝山·一模)一副三角尺由两块直角三角尺组成,其中一块是含角的直角三角形,另一块是含角的直角三角形.用这两块三角尺可以拼成一个四边形(如图),设.
(1)用含的代数式直接表示: .
(2)求的正切值.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题主要考查了解直角三角形、等腰直角三角形的判定与性质,熟知三角函数的定义及等腰直角三角形的性质是解题的关键.
(1)先用表示出的长,再进一步表示出长即可;
(2)过点作的垂线,垂足为,用分别表示出及的长,再结合的长及正切的定义即可解决问题.
【详解】(1)解:在中,,则,
∴,
在中,,则,
∴.
故答案为:;
(2)解:过点作的垂线,垂足为,如图所示:
∵,且是等腰直角三角形,
∴.
∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴.
在中,,
∴,
∴.
在中,.
【变式演练】
1.(2025·上海虹口·一模)在中,已知,,,那么的正切值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查锐角三角函数定义,勾股定理,利用勾股定理求得的长度,然后求得的正切值即可.
【详解】解:∵在中,已知,
∴,
∴,
故选:D.
2.(2025·上海普陀·一模)在中,,如果,那么的值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查互余两角三角函数的关系,根据互余两角三角函数的关系进行解答即可.
【详解】解:∵在中,,
∴,
故选:B.
3.(2025·上海崇明·一模)在锐角中,如果各边长都缩小为原来的,那么的正弦值( )
A.扩大为原来的2倍 B.缩小为原来的
C.大小不变 D.不能确定
【答案】C
【分析】本题考查了锐角三角函数的定义,熟练掌握锐角三角函数的定义是解题的关键.
根据锐角三角函数的定义,即可得到答案.
【详解】解:在锐角中,每个边都缩小为原来的,那么每个角的大小都不变,
∴的正弦值不变,
故选:C .
4.(2025·上海长宁·一模)在直角坐标平面内有一点,那么射线与轴正半轴的夹角的正弦值等于()
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】此题考查直角三角形的边角关系、勾股定理,通过作辅助线构造直角三角形是解决问题的关键.构造直角三角形,由坐标得出线段的长,再根据勾股定理求出斜边的长,根据余弦的意义求出结果即可.
【详解】解:过点作轴,垂足为,
在中,由题意得:,
,
,,
,
,
故选:A.
5.(2025·上海闵行·一模)在中,,,,那么直角边长为 .
【答案】4
【分析】本题考查解直角三角形.先根据余弦定义求得即可.
【详解】解:如图,
∵在中,,,,
∴,
故答案为:4.
6.(2025·上海普陀·一模)已知中,,是边上的高,.如果,那么 .
【答案】
【分析】本题考查了余切的定义,根据已知可得,进而根据余切的定义,得出,即可求解.
【详解】解:如图所示,
中,,是边上的高,
∴
∵.
∴
∵,
∴,
故答案为:.
7.(2025·上海·模拟预测)平面直角坐标系内一点,联结,则线段与y轴夹角的正弦值为 .
【答案】/
【分析】本题考查了点的坐标和正弦函数.作轴于B,根据点A的坐标求出和,利用勾股定理求得的长,根据正弦函数的定义求出即可.
【详解】解:作轴于B,
∵点A的坐标为,
∴,
∴,
.
故答案为:.
8.(2025·上海普陀·一模)如图,中,,的中垂线分别与、交于点E、D.如果,,那么的余弦值为 .
【答案】/
【分析】连接,先利用等腰三角形的性质可得,再利用线段垂直平分线的性质可得,从而可得,然后利用等量代换可得:,从而可证,最后利用相似三角形的性质求出的长,从而求出的长,再在中,利用锐角三角函数的定义进行计算即可解答.
【详解】解:连接,
∵,
,
∵是的垂直平分线,
,
,
,
,
∴,
,
∴,
∴或(舍去),
,
在中,,
故答案为:.
【点睛】本题考查了相似三角形的判定与性质,解直角三角形,等腰三角形的性质,线段垂直平分线的性质,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键.
9.(2025·上海静安·一模)如图,已知的三个顶点均在小正方形的方格顶点上,那么的值是 .
【答案】
【分析】本题考查了三角形函数、勾股定理.首先根据网格求出三角形的三边,在三角形中过点作,利用三角形的面积公式求出的长度,再根据正弦的定义求出结果.
【详解】解:如下图所示,过点作,
在中,,,
,
当以为的底边时,对应的高为,
,
,
解得:,
.
故答案为: .
10.(2025·上海静安·一模)如图,在中,是的中线,,,,那么的长为 .
【答案】8
【分析】本题考查了相似三角形的判定和性质,解直角三角形的计算,勾股定理,合理构造辅助线得到,证明,是解题的关键.
如图所示,过点作于点,过点作延长线于点,可得,由勾股定理解得(负值舍去),再证明,得到,求出,,则,设,则,在中,运用勾股定理即可求解.
【详解】解:如图所示,过点作于点,过点作延长线于点,
∵是的中线,,
∴,
在中,,
∴,
∴,即,
解得,(负值舍去),
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,,则,
设,则,
在中,,
∵,
∴,
在中,,
∴,
整理得,,
解得,,(不符合题意,舍去),
∴,
∴,
故答案为:8 .
11.(2025·上海·二模)如图,在正方形中,点分别在边上.连接,若,则的正切值为 .
【答案】
【分析】根据正方形的性质得到,,运用勾股定理得到,如图所示,连接,过点作于点,可证明得到,则是的中线,得到,,在中由正切值的计算方法即可求解.
【详解】解:∵四边形是正方形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴,
在中,,
如图所示,连接,过点作于点,
∵,
∴,
∴,
∴是的中线,
∴,
∴,
在中,,
故答案为: .
【点睛】本题考查了正方形的性质,勾股定理定理,全等三角形的判定和性质,正弦、正切值的计算,掌握正切值的计算方法是关键.
12.(2025·上海崇明·一模)已知抛物线的顶点为,与轴相交与点.
(1)求点、的坐标;
(2)将该二次函数图像向上平移,使平移后所得图像经过坐标原点,与轴的另一个交点为,求的值.
【答案】(1),
(2)
【分析】本题主要考查了二次函数的性质,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
(1)先利用配方法求出顶点的坐标,再令求出的值,即可得到点的坐标;
(2)设平移后抛物线的解析式为,求出的值,即可得到点的坐标,得到,计算即可得到答案.
【详解】(1)解:
顶点坐标为
令,则,
;
(2)解:设平移后得解析式
把代入得,
,
当时,,
另一个交点,
,
,
,
在中,,
.
13.(2025·上海杨浦·一模)如图,已知在梯形中,,,,,.
(1)求的长;
(2)求的正切值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由两直线平行同旁内角互补可得,在中,根据即可求出的长,在中,由勾股定理可得,由此即可求出的长;
(2)由(1)可得,,由勾股定理可得,可求得,过点作,垂足为点,则,由两直线平行内错角相等可得,进而可得,在中,根据可求得的长,由勾股定理可得,由此可求得的长,在中,根据可求得的长,然后根据即可求出的正切值.
【详解】(1)解:梯形,,,
,
在中,
,,
,
在中,,,
由勾股定理得:
;
(2)解:由(1)可得:,,
,
,
如图,过点作,垂足为点,
,
,
,
,
在中,,,
,
,
在中,,
,
.
【点睛】本题主要考查了求角的余弦值,求角的正切值,已知余弦求边长,已知正弦值求边长,勾股定理,两直线平行内错角相等,两直线平行同旁内角互补,线段的和与差等知识点,熟练掌握勾股定理及解直角三角形的相关计算是解题的关键.
14.(2025·上海虹口·一模)如图,在中,,,,点、在的延长线上,连接、,且.
(1)求的值;
(2)如果,求的长.
【答案】(1);
(2).
【分析】()过点作于点,根据正弦定义及勾股定理求出,,则,根据等腰三角形的性质求出,再根据正切定义求解即可;
()根据“两角对应相等的两个三角形相似”求出,再根据相似三角形的性质及线段的和差求解即可;
此题考查了相似三角形的判定与性质,解直角三角形,等腰三角形的性质,掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】(1)解:如图,过点作于点,
在中,,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴;
(2)解:∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
15.(2025·上海·二模)如图,在梯形中,联结,.若,.
(1)求的长;
(2)求的正弦值.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题主要考查了解直角三角形,相似三角形的性质与判定,勾股定理:
(1)设,先解得到,再解得到,再根据的长求出的长,进而利用勾股定理求出的长即可;
(2)过点C作于点M,由平行线的性质得到,则可解直角三角形得到,证明,可得,则,利用勾股定理求出,再根据正弦的定义即可得到答案.
【详解】(1)解:设和交于点O,
∵,
∴,
设,
在中,,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
;
(2)解:如图所示,过点C作于点M,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴
∵,
∴,
,即
∴,
∴,
∴,
∴.
16.(2025·上海杨浦·二模)如图,在中,,,,是中线,作,交边于点E.
(1)求的长;
(2)求的正切值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)首先解直角三角形得到,勾股定理求出,然后证明出,得到,,然后代数求解即可;
(2)如图所示,过点E作于点F,求出,然后利用求出,然后解直角三角形求解即可.
【详解】(1)∵在中,,
∴,即
解得
∴
∵是中线
∴
∴
∵,
∵
∴
∴
∴
∴,即
∴;
(2)如图所示,过点E作于点F
∵,
∴
∴,即
∴
∵,即
∴
∴
∴.
【点睛】此题考查了解直角三角形,勾股定理,直角三角形斜边中线的性质,解题的关键是掌握以上知识点.
17.(2025·上海·模拟预测)如图,梯形中,,.连接,交于点O.
(1)设,,用与表示;
(2)点P为线段延长线上一点,且满足与相似.如果此时,连接,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由,得到,,,再根据,推得即可解答;
(2)过点A作于点E,,由,得到,则,则由于,那么与相似时,只能是,然后进行导角和解特殊角的直角三角形,计算出即可.
【详解】(1)解:如图:
∵,.
∴,,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴;
(2)解:过点A作于点E,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴
∵,
∴与相似时,只能是,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴为等边三角形,
∴,
由(1)知,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴
∴.
【点睛】此题考查了相似三角形的判定与性质,向量的线性运算,解直角三角形,等边三角形的判定与性质等知识.此题综合性较强,难度较大,解题的关键是注意数形结合思想的应用.
18.(2025·上海闵行·一模)如图,已知直线与轴交于点,与轴交于点,与双曲线在第一象限分支交于点,过点作轴的平行线,交轴于点,.
(1)求点、的坐标;
(2)求的值;
(3)求的值.
【答案】(1),;
(2);
(3).
【分析】本题是反比例函数与一次函数的交点问题,考查了一次函数图象上点的坐标特征,待定系数法求函数的解析式,勾股定理的应用以及解直角三角形等,求得交点坐标是解题的关键.
(1)令和时,代入解析式得出坐标即可;
(2)先确定D点的纵坐标,进一步求得C点的坐标,然后利用待定系数法求得k;
(3)作于E,利用勾股定理求得、,利用三角形面积公式求得,然后解直角三角函数即可.
【详解】(1)解:直线与x轴交于点A,与y轴交于点B,
将代入,得到:,
∴,
将代入,得到,
解得:,
∴;
(2)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴D的纵坐标为2,
把代入得,,
∴,
∵双曲线过点C,
∴;
(3)解:作于E,如图,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
19.(2025·上海虹口·一模)如图,在梯形中,,,,是的中点,、交于点,且.
(1)求证:;
(2)如果,求的值;
(3)如果,求的值.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【分析】(1)设,根据题意进行角度计算,得出,即可得证;
(2)延长交延长线于H,求出的长度,即可得出的值;
(3)过A作于M,设,根据相似三角形和勾股定理,得出结果.
【详解】(1)解:证明:设,则,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)解:延长交延长线于H,过A作于M,
∵E是的中点,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴;
(3)解:过A作于M,
∵,
∴,
∴,
由(2)可设,则
∴,
∵,
∴
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
解得:(负值舍去),
∴.
【点睛】本题考查了相似三角形的性质与判定,直角三角形的性质,等腰三角形的判定,勾股定理等,掌握相似三角形的性质与判定是解题的关键.
20.(2025·上海杨浦·二模)为了让游客更好的观赏花圃景观,某植物园打算在不同形状的花圃内都建设一条半圆形的步道,要求一:步道的外围不超过各自花圃的范围;要求二:半圆形步道的圆心在花圃的某一条边上;要求三:半圆形步道的半径尽可能的大(忽略步道的宽度).
根据以下不同形状的花圃分别按要求画出这个半圆形步道的圆心(不用写作法,保留痕迹),并直接写出不同形状的花圃下半圆形步道的半径.
花圃一:如图1,是一个等腰三角形的花圃,经测量,,半圆形步道的圆心在边上;
花圃二:如图2,四边形是一个梯形的花圃,,经测量,,,,半圆形步道的圆心在边上.(结果保留根号)
【答案】花圃一:画图见解析,半圆形步道的半径为;花圃二:画图见解析,半圆形步道的半径为
【分析】花圃一:分别以点B和点C为圆心,以大于为半径画弧,两弧交于F,连接交于点D即为所求的圆心;过点D作于点E,利用三线合一得到,勾股定理求出,然后利用等面积法求解即可;
花圃二:延长,交于点H,尺规作的角平分线交于点A即为所求作的圆心;过点A作于点N,过点A作于点M,设,则,,,根据列方程求解即可.
【详解】花圃一:根据题意得,当半圆与,相切时,半圆的半径最大,
如图所示,点D即为所求作的圆心;
过点D作于点E,故为半圆的半径
∵,
由作图得,垂直平分
∴
∴
∴
∴
∴
∴半圆形步道的半径为;
花圃二:根据题意得,当半圆与,相切时,半圆的半径最大,
如图所示,点A即为所求作的圆心;
过点A作于点N,过点A作于点M
∴,且,为半圆的半径
∵
∴是等腰直角三角形
∵
∴设,则
∴,
∵
∴
解得
∴
∴半圆的半径为.
【点睛】此题考查了切线的性质,勾股定理,角平分线的性质定理,解直角三角形等知识,解题的关键是掌握以上知识点.
题型02 解直角三角形的实际应用——仰角俯角问题
【提分秘籍】
仰角:在视线与水平线所成的角中,视线在水平线上方的角叫做仰角.
俯角:在视线与水平线所成的角中,视线在水平线下方的角叫做俯角.
【典例分析】
例1.(2025·上海奉贤·一模)在测量过程中,常常会遇到仰角和俯角,图中是俯角的角是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据俯角的定义解答即可.本题考查了仰角,俯角,熟练掌握定义是解题的关键.
【详解】解:根据题意,是俯角的是.
故选:C.
例2.(2024·上海青浦·二模)如图,热气球的探测器显示,从热气球A处看一栋楼顶部B的仰角为,看这栋楼底部C的俯角为,热气球A处与楼的水平距离为m米,那么这栋楼的高度为 米.(用含的式子表示)
【答案】
【分析】本题考查了解直角三角形的仰角俯角问题,首先过点A作于点D,根据题意得,,米,然后利用三角函数求解即可求得答案.
【详解】解:首先过点A作于点D,如下图所示,
则,,米,
在中,米,
在中,米,
∴米.
故答案为:
例3.(2024·上海·模拟预测)如图,一款可调节的笔记本电脑支架放置在水平桌面上,调节杆,,的最大仰角为a.当时,则点A到桌面的最大高度是
【答案】
【分析】本题考查了解直角三角形的应用,解题关键是添加辅助线,构造直角三角形,利用解直角三角形解决问题.
过点作于,过点作于,利用解直角三角形可得,,根据点到桌面的最大高度,即可求得答案.
【详解】如图,过点作于,过点作于,
在中,,
在中,,
点到桌面的最大高度,
故答案为:.
例4.(2025·上海静安·一模)舞狮文化源远流长,其中高桩舞狮是一项集体育与艺术于一体的竞技活动,也被广泛应用于各种庆典活动,成为传承中国传统文化的重要载体(如图①所示).在舞狮表演中,梅花桩垂直于地面,且在一直线上(如图②所示).如果在桩顶处测得桩顶和桩顶的仰角分别为和,且桩与桩的高度差为米,两桩的距离为米.
(1)舞狮人从跳跃到,随后再跳跃至,所成的角 ;
(2)求桩与桩的距离的长.(结果精确到米)
【答案】(1)
(2)米
【分析】本题主要考查仰俯角解直角三角形的运用,理解并掌握解直角三角形的计算是解题的关键.
(1)根据仰俯角,平角为即可求解;
(2)过点作,分别交于点,则四边形、、都是矩形,设米,则米,在中,由函数函数的计算,得到,在中,,得到,由,即可求解.
【详解】(1)解:在桩顶处测得桩顶和桩顶的仰角分别为和,
∴,
故答案为:;
(2)解:过点作,分别交于点,
∵,,,
∴,
∴四边形、、都是矩形,
∴,
设米,则米,
在中,,
∴,
在中,,
∴,
∵,
∴ ,
解得, (米),
答:桩与桩的距离的长约为米.
【变式演练】
1.(2025·上海杨浦·一模)小海在距离地面高60米的热气球中测得地面上的着落点的俯角为,那么此时热气球离着落点的距离约是( )(参考数据:,,)
A.75米 B.80米 C.100米 D.米
【答案】C
【分析】本题主要考查了解直角三角形的应用,根据题意画出图形,根据平行线的性质得出,根据正弦函数定义得出(米)即可.
【详解】解:由题意得:,,
∴,
在中,米,
∴(米),
此时热气球离着落点的距离约是100米,
故选:C.
2.(2025·上海普陀·一模)如图,斜坡的长为7米,在斜坡的顶部D处有一棵高为3米的小树(点A、D、C在一直线上),,在坡底B处测得树的顶端A的仰角为,那么这个斜坡的坡度为 .
【答案】
【分析】本题考查了解直角三角形的应用-仰角俯角问题,坡度坡角问题,设米,则米,根据垂直定义可得,然后在中,利用锐角三角函数的定义可得米,再在中,利用勾股定理进行计算即可解答.
【详解】解:设米,
∵米,
∴米,
∵,
∴,
在中,,
∴米,
在中,,
∴,
整理得:,
解得:,(舍去),
∴米,(米),
∴这个斜坡的坡度,
故答案为:.
3.(2024·上海·模拟预测)“科技改变生活”,小顾是一名摄影爱好者,新入手一台无人机用于航拍.在一次航拍时,数据显示,从无人机A看建筑物顶部B的仰角为,看底部C的俯角为,无人机A到该建筑物的水平距离为10米,求该建筑物的高度.(结果精确到3位有效数字;参考数据:,)
【答案】米
【分析】本题考查解直角三角形的实际应用,利用三角函数分别解和即可.
【详解】解:中,,
,
(米),
中,,
,
(米),
(米),
即该建筑物的高度为米.
4.(2024·上海·模拟预测)小张同学用无人机测量教学楼的高度,测量方案如图:先将无人机垂直上升至距水平地面100米的P点,测得楼顶端A的俯角为,再将无人机沿水平方向飞行米到达点Q,测得楼底端B的俯角为,求教学楼的高度(保留4位有效数字,参考数据:,,)
【答案】米
【分析】本题考查解直角三角形的实际应用,交的延长线于,用三角函数解和即可.
【详解】解:延长交的延长线于,则,
由题意得,米,
在中,
,
,
在中,
,
,
,
答:教学楼的高度约为米.
5.(2025·上海崇明·一模)九年级数学活动小组用航拍无人机进行测高实践.如图,无人机从地面的中点处竖直上升米到达处,测得实验楼顶部的俯角为,综合楼顶部的俯角为,已知实验楼高度为米,且图中点在同一平面内,求综合楼的高度.
(参考数据:;,精确到米.)
【答案】约为米
【分析】本题考查了解直角三角形的应用仰角俯角问题,作,垂足为,由题意可得,,米,,
米,即得,分别解和,求出、即可求解,正确作出辅助线是解题的关键.
【详解】解:作,垂足为,则,
由题意可知:,,米,,
米,
∴米,
在中,,
米 ,
,
在中,,
米,
米,
答:综合楼的高度约为米.
6.(2025·上海徐汇·一模)小华(考虑为线段垂直于地面)家门口的一条笔直街道上有两棵竖直生长的树.他站在街道上的A处抬头看点E,发现刚好能看到点C,此时仰角为,他向前走之后,站在点D处仰望点E,仰角为.已知小华身高,求的高度.(近似值:,精确到两位小数)
【答案】树的高分别为和
【分析】本题考查解直角三角形的应用及相似三角形的应用,勾股定理,解题的关键是理解题意,学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题,属于中考常考题型.作于M交于N,连结.先求得,再由,可得,求得,再用勾股定理得,得出.再由,可得,再列比例式求解即可,
【详解】解:作于M交于N,连结.
由题可知,.
.
,
∴,
∵,
,
,即,
∴,
∴,
∴.
∵,
,
∴,
即,
.
∴.
∴.
答:树的高分别为和.
7.(2025·上海长宁·一模)如图是某地下车库的剖面图,某综合实践小组将无人机放在坡道起点A处,让无人机飞到点处,与底板平行,测得米,此时在点处又测得坡道上的点的俯角为.接着让无人机飞到点处,,与底板平行,测得米.
(1)求坡道的坡度;
(2)已知地面、地下车库的顶板都与底板平行且它们到底板的距离相等,无人机从点飞到点处,,测得米,此时在点处测得点的俯角为,在不考虑其他因素的前提下,有一辆高度为3米的货车能否进入该地下车库?请说明理由.
(参考数据:,,)
【答案】(1)
(2)该货车能进入该地下车库,理由见解析
【分析】本题主要考查了解直角三角形的应用、矩形的判定与性质、勾股定理等知识点,正确作出辅助线、构造直角三角形是解题的关键.
(1)由题意得:,,如图:过点作于点,易证四边形是矩形,则、;然后在和中解直角三角形即可解答;
(2)由题意得:,再在中解直角三角形可得,如图:过点作于点,根据勾股定理和解直角三角形可得,设,则,则,解得,进而求得,最后与3米比较即可解答.
【详解】(1)解:由题意得:,
如图:过点作于点,
∴
∴四边形是矩形.
∴,
在中,,
∴ 解得:.
∴
在中,,
∴,
∴.
(2)解:由题意得:
在中,,,,
∴,
如图:过点作于点,
在中,,,,
设,则,
∴,解得
∴,
∵ 即该货车能进入该地下车库.
题型03 解直角三角形的实际应用——方位角问题
【提分秘籍】
方位角:指北或指南方向线与目标方向线所成的小于90°的水平角叫做方向角.
【典例分析】
例1.(2025·上海徐汇·一模)如图,货船在灯塔的北偏西方向,客船在灯塔的东北方向,客船在货船的正东方向,如果货船与客船相距50千米,那么客船与灯塔的距离约是 千米(结果保留根号).
【答案】
【分析】本题考查了解直角三角形的应用-方向角问题,过点P作于点C,则,由题意得,,在和中解直角三角形即可解答.
【详解】解:过点P作于点C,
则,
由题意得,
∴,
∴,
设千米,则千米,
在中,,
即,
解得,
∴千米.
故答案为:.
例2.(2024·上海杨浦·一模)周末,小李计划从家步行到图书馆看书.如图,小李家在点处,现有两条路线:第一条是从家向正东方向前进米到路口,再沿的南偏东方向到图书馆;第二条是从家向正南方向前进米到路口,再沿的南偏东方向到图书馆.假设小李步行的速度大小保持不变,那么选择哪条路线更快到达图书馆?请通过计算说明.(参考数据:,,)
【答案】选择第一条是路线更快.
【分析】本题考查了解直角三角形——方向角的应用,过作交延长线于点,过作于点,构造直角三角形,再利用三角函数即可,熟练掌握相关知识是解题的关键.
【详解】如图,过作交延长线于点,过作于点,
∴四边形是矩形,
∴,
设,则,
由题意得:米,米,,,
在中,,,
∴,
在中,,,
∴,解得:,
∴第一条是(米),
第二条是:(米),
∵,
∴应选择第一条是路线更快.
例3.(2024·上海嘉定·二模)某东西方向的海岸线上有、两个码头,这两个码头相距千米(),有一艘船在这两个码头附近航行.
(1)当船航行了某一刻时,由码头测得船在北偏东,由码头测得船在北偏西,如图,求码头与船的距离(的长),其结果保留位有效数字;
(参考数据∶,,,)
(2)当船继续航行了一段时间时,由码头测得船在北偏东,由码头测得船在北偏西,船到海岸线的距离是(即),如图,求的长,其结果保留根号.
【答案】(1)码头与船的距离为千米
(2)船到海岸线的距离为千米
【分析】本题考查了三角函数的应用,解题的关键是掌握三角形函数的定义.
(1)根据题意可得,,进而得到,根据三角函数即可求解;
(2)过点作,垂足为,根据题意可得,,进而得到,根据,求出,推出,从而求出,最后根据,即可求解.
【详解】(1)解:,
,
,
,
又,
,
在中,
又,千米,
(千米),
千米
答:码头与船的距离为千米;
(2),
,
,
,
又,
∴,
过点作,垂足为,
在中,,,
(千米),(千米),
在中,
(千米),
(千米),
在中,,
(千米),
答:船到海岸线的距离为千米.
【变式演练】
1.(2025·上海杨浦·一模)如图,小岛在港口的西南方向,一艘船从港口沿正南方向航行12海里后到达处,在处测得小岛在它的南偏西方向,那么小岛离港口有 海里.(结果保留根号)
【答案】/
【分析】本题考查的是解直角三角形的应用-方向角问题,正确标注方向角、熟记锐角三角函数的定义是解题的关键.作于D,设海里,,则,根据可得,列出方程,求出x的值,根据勾股定理计算即可.
【详解】解:过点A作于点D,
根据题意得:(海里),
,
设海里,则海里,
∴,
解得:,
∴,
∵,
∴,
解得,.
2.(2025·上海长宁·一模)如图,点A位于点的北偏西方向,点位于点的东北方向,线段为一条东西向的公路的一部分,如果点到公路的距离是米,那么公路的长为 .
【答案】米
【分析】本题主要考查了解直角三角形的应用-方向角问题,从实际问题中抽象出直角三角形并利用解直角三角形的知识求解是解题的关键.
如图:过点C作于点D,由题意得,,在和中解直角三角形即可解答.
【详解】解:如图:过点C作于点D,
由题意得:米,,
在中,米,
在中,米,
∴,即公路的长为米.
故答案为:米.
3.(2025·上海·模拟预测)如图,湖心岛上有一座凉亭,在凉亭的正东湖边有一棵大树,在湖边的M处测得凉亭在北偏西上,大树在北偏东上.设凉亭与大树相距y米,点M到凉亭与大树的距离之和为x米,则y关于x的函数解析式为 .
【答案】
【分析】本题考查了直角三角形的应用方向角问题及函数关系式,解答本题的关键是根据方向角构造直角三角形,利用三角函数解直角三角形.过点作于点,设米,则米,在中,求出米,,在中,求出米,,求出,即,再由点M到凉亭与大树的距离之和为x米,列式求解即可.
【详解】解:如图,过点作于点,
设米,则米,
在中,,
米,,
在中,,
米,,
,
,
米,则米,
,,
点M到凉亭与大树的距离之和为x米,
,
,
,
故答案为:.
4.(2024·上海·三模)在城市A地气象台测得台风中心在该地正西方向300千米的B处正以每小时26千米的速度沿射线(北偏东方向)移动,如果距台风中心200千米范围内是受台风影响的区域.假如这次台风从点B位置沿北偏东方向移动3小时后,方向转为北偏东方向继续行进.请问:城市A是否受到台风的影响?如果受到影响,请计算影响的时间:如果不影响,请说明理由?(结果保留一位小数,参考数据:)
【答案】地不受台风影响;
【分析】如图,过作于,过作于,交于,过作于, 由题意可得:,,求解,此时地不受台风影响;再求解,,,,此时地不受台风影响;从而可得答案.
【详解】解:如图,过作于,过作于,交于,过作于,
由题意可得:,,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴此时地不受台风影响;
在中,,,
∴,,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴此时地不受台风影响;
综上:地不受台风影响.
【点睛】本题考查的是与方位角相关的解直角三角形的应用,等腰三角形的判定与性质,含30度角的直角三角形的性质,勾股定理的应用,熟练的画出图形是解本题的关键.
5.(2024·上海浦东新·一模)如图1是古代数学家杨辉在《详解九章算法》中对“邑的计算”的相关研究.数学兴趣小组也类比进行了如下探究:如图2,正八边形游乐城的边长为,南门设立在边的正中央,游乐城南侧有一条东西走向的道路,在上(门宽及门与道路间距离忽略不计),东侧有一条南北走向的道路,C处有一座雕塑.在处测得雕塑在北偏东方向上,在处测得雕塑在北偏东方向上.
(1)__________,__________;
(2)求点到道路的距离;
(3)若该小组成员小李出南门O后沿道路向东行走,求她离处不超过多少千米,才能确保观察雕塑不会受到游乐城的影响?(结果精确到,参考数据:,,,,)
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】(1)求出正八边形的一个外角的度数,再根据角的和差关系进行求解即可;
(2)过点作,垂足为,解,求出,解,求出,即可;
(3)连接并延长交于点,延长交于点,过点作,垂足为,解,求出,证明,列出比例式进行求解即可.
【详解】(1)解:∵正八边形的一个外角的度数为:,
∴,;
(2)解:过点作,垂足为.
∵
∴在中,,,
∴,
.
在中,,
.
答:点到道路的距离为千米.
(3)解:连接并延长交于点,延长交于点,过点作,垂足为.
正八边形的外角均为,
在中,.
.
又,,
.
∵,
∴,
,即,
,
.
答:小李离点不超过,才能确保观察雕塑不会受到游乐城的影响.
【点睛】本题考查正多边形的性质,解直角三角形,相似三角形的判定和性质,作出合适的辅助线是解本题的关键.
题型04 解直角三角形的实际应用——坡度坡比问题
【提分秘籍】
坡度:坡面的铅直高度h和水平宽度l的比叫做坡面的坡度(或坡比),记作.
坡角:坡面与水平面的夹角叫做坡角,记作α,i=tanα.坡度越大,α角越大,坡面越陡.
【典例分析】
例1.(2025·上海·二模)沿一斜坡向上走12米,高度上升4米,这个斜坡的坡度: .
【答案】
【分析】本题考查了坡比的计算,掌握坡比的计算方法是关键.
根据坡比等于垂直高度于水平宽度的比计算即可.
【详解】解:沿一斜坡向上走12米,高度上升4米,
∴水平宽度(米),
∴,
故答案为: .
例2.(2024·上海徐汇·三模)一斜坡的坡角为,坡长比坡高多100米,那么斜坡的高为 (用的锐角三角比表示).
【答案】
【分析】本题考查了正弦函数的应用.利用所给角的正弦函数求解.
【详解】解:如图所示.由题意得,
∵,,
∴,
整理得,
∴斜坡的高为米.
故答案为:.
例3.(2025·上海·模拟预测)某人背重物在坡度的坡上走了78米,那么他经过的水平距离为 米.
【答案】72
【分析】本题考查了坡度的概念以及勾股定理的应用,解题的关键是理解坡度的含义并能结合勾股定理建立方程求解.先根据坡度的定义设出垂直高度和水平距离,再结合勾股定理以及已知的行走距离列出方程,进而求解出水平距离.
【详解】解:设小红上升的铅直高度为米,
∵斜坡的坡度,
∴小红行走的水平距离为米,
由勾股定理得:,即
解得:(负值已舍去),
则(米),
故答案为:72.
例4.(2025·上海宝山·一模)为了方便居民出入小区,小区业委会决定对大门口的一段斜坡进行改造.原坡面是矩形(如图1),米,米,斜坡的坡角为.计划将斜坡改造成坡比为的斜坡(如图2所示),坡面的宽度不变.
(1)求改造后斜面底部延伸出来的部分()的长度;
(2)改建这条斜坡需要多少立方米的混凝土材料?
【答案】(1)改造后斜面底部延伸出来的部分()的长度为米
(2)改建这条斜坡需要立方米的混凝土材料
【分析】本题考查了解直角三角形的应用﹣坡度坡角问题,数形结合,正确地作出辅助线利用三角函数定义求解是解题的关键.
(1)过作交的延长线于,根据直角三角形的性质得到(米),(米),由,得到(米),于是得到米;
(2)根据三角形的面积公式得到平方米,于是得到结论.
【详解】(1)解:过作交的延长线于,如图所示:
∵米,
∴(米),(米),
在中,,
∴(米),
∴米,
答:改造后斜面底部延伸出来的部分()的长度为米;
(2)解:∵平方米,
∴立方米,
答:改建这条斜坡需要立方米的混凝土材料.
【变式演练】
1.(2024·上海·模拟预测)如果在高为2米,坡度为的楼梯上铺地毯,那么地毯长度至少需要( )
A.2米 B.6米 C.米 D.米
【答案】B
【分析】本题考查了用平移的性质解决实际问题及坡比的应用,根据题意画出对应的几何图,注意地毯长度为,而不是,即可求解.
【详解】解:如图所示:
由题意得:在中,,
∴,
∴,
故选:B.
2.(2024·上海杨浦·一模)小华沿着坡度的斜坡向上行走了米,那么他距离地面的垂直高度上升了 米.
【答案】
【分析】本题考查了坡度,根据题意画图,过点作于点,由坡度得到,再利用勾股定理即可求解,熟练掌握坡度及勾股定理.
【详解】如图,过点作于点,则由题意得米,
∵坡度 ,
∴,即,
∴设,则,
在中,由勾股定理得:,
即,解得:,
∴米,即他距离地面的垂直高度上升了米,
故答案为:.
3.(23-24九年级上·上海长宁·期中)如图,土坡是一个梯形,,斜坡长130米,坡度是,沿走上平台,可以坐电梯直达矩形观景台顶部,在点观察坡底点,俯角是,则观景台的垂直高度为 米.
【答案】70
【分析】此题考查解直角三角形的应用,勾股定理,以及平行线的性质:根据正切定理设,勾股定理求出,由平行线的性质得出,求出米,即可得到答案.
【详解】解:如图,
∵斜坡长130米,坡度是,
∴,
设,
∵,
∴,
解得或(舍去),
∴,
∵,
∴,
∴,
∴(米).
故答案为:70.
4.(2024·上海虹口·二模)根据以下素材,完成探索任务.
探究斜坡上两车之间距离
素材1
图①是某高架入口的横断面示意图.高架路面用表示,地面用表示,斜坡用表示.已知,高架路面离地面的距离为25米,斜坡长为65米.
素材2
如图②,矩形为一辆大巴车的侧面示意图,长为10米,长为米.如图③,该大巴车遇堵车后停在素材1中的斜坡上,矩形的顶点与点重合,点与指示路牌底端点之间的距离为米,且.小张驾驶一辆小轿车跟随大巴车行驶,小张的眼睛到斜坡的距离为1米.
问题解决
任务一
如图①,求斜坡的坡比.
任务二
如图③,当小张正好可以看到整个指示路牌(即、、在同一条直线上)时,试求小张距大巴车尾的距离.
【答案】任务一:斜坡的坡比;任务二:米
【分析】本题考查的是解直角三角形坡度坡角问题及相似三角形判定与性质,矩形判定与性质,任务一:根据勾股定理求出第三边进而求出坡度;任务二:作交延长线于点O,作于点Q,交于点R,通过解直角三角形结合矩形判定与性质求出相关线段长度,再证明,根据性质求出结论即可.
【详解】解:任务一:如图①,
由题意得:在中,为25米,斜坡长为65米,
(米),
斜坡的坡比;
任务二:如图③,作交延长线于点O,作于点Q,交于点R,
则四边形为矩形,四边形为矩形,
米,
米,
,为米,
,
解得:米,
米,
米,米,
,
,
,
,
,
解得:,
经检验,是原方程的解,
米.
5.(2024·上海普陀·一模)如图,小河的对岸有一座小山,小明和同学们想知道山坡AB的坡度,但由于山坡AB前有小河阻碍,无法直接从山脚B处测得山顶A的仰角,于是小明和同学们展开了如下的测量:
第一步:从小河边的C处测得山顶A的仰角为;
第二步:从C处后退30米,在D处测得山顶A的仰角为;
第三步:测得小河宽BC为33米.
已知点B、C、D在同一水平线上,请根据小明测量的数据求山坡AB的坡度.
(参考数据:,,,,,)
【答案】山坡AB的坡度
【分析】本题考查的是解直角三角形的应用-仰角俯角问题、坡度坡角问题,熟记锐角三角函数的定义是解题的关键.过点A作,交的延长线于点H,根据正切的定义用表示出,进而出去,再求出,根据坡度的概念计算,得到答案.
【详解】解:如图,过点A作,交的延长线于点H,
在中,,
∵,
∴,
在中,,
∵,
∴,
∵,
∴,
解得:,
∴(米),
∴,
∴山坡的坡度为:.
6.(2025·上海长宁·一模)如图是某地下车库的剖面图,某综合实践小组将无人机放在坡道起点A处,让无人机飞到点处,与底板平行,测得米,此时在点处又测得坡道上的点的俯角为.接着让无人机飞到点处,,与底板平行,测得米.
(1)求坡道的坡度;
(2)已知地面、地下车库的顶板都与底板平行且它们到底板的距离相等,无人机从点飞到点处,,测得米,此时在点处测得点的俯角为,在不考虑其他因素的前提下,有一辆高度为3米的货车能否进入该地下车库?请说明理由.
(参考数据:,,)
【答案】(1)
(2)该货车能进入该地下车库,理由见解析
【分析】本题主要考查了解直角三角形的应用、矩形的判定与性质、勾股定理等知识点,正确作出辅助线、构造直角三角形是解题的关键.
(1)由题意得:,,如图:过点作于点,易证四边形是矩形,则、;然后在和中解直角三角形即可解答;
(2)由题意得:,再在中解直角三角形可得,如图:过点作于点,根据勾股定理和解直角三角形可得,设,则,则,解得,进而求得,最后与3米比较即可解答.
【详解】(1)解:由题意得:,
如图:过点作于点,
∴
∴四边形是矩形.
∴,
在中,,
∴ 解得:.
∴
在中,,
∴,
∴.
(2)解:由题意得:
在中,,,,
∴,
如图:过点作于点,
在中,,,,
设,则,
∴,解得
∴,
∵ 即该货车能进入该地下车库.
题型05 解直角三角形的实际应用——其他应用
【典例分析】
例1.(2025·上海松江·一模)图1是一款高清视频设备.图2是该设备放置在水平桌面上的示意图,垂直于水平桌面,垂足为点,点处有一个摄像头.经测量,厘米,厘米,.
(1)求摄像头到桌面的距离;
(2)如果摄像头可拍摄的视角,且,求桌面上可拍摄区域的宽度(的长).
(参考数据:,.)
【答案】(1)摄像头到桌面的距离是
(2)桌面上可拍摄区域的宽度为
【分析】本题主要考查解直角三角形,相似三角形的判定和性质,掌握以上知识,构造直角三角形,正确运用锐角三角函数的计算及相似三角形的判定的方法及性质是解题的关键.
(1)过点作,过点作,垂足分别为点、,可得,由可算出,由即可求解;
(2)过点作,垂足为,则有,设,,则,,,再证,由相似三角形的性质可得,由即可求解.
【详解】(1)解:过点作,过点作,垂足分别为点、,
,,
,
,,
,
,
.
答:摄像头到桌面的距离是.
(2)解:过点作,垂足为,
,,
设,,则,,,
,,
,
,
解得:,
,
答:桌面上可拍摄区域的宽度为.
例2.(23-24九年级上·上海金山·期末)随着人民生活水平的日益提高,许多农村的房屋普遍进行了改造,小明家改造时在门前安装了一个遮阳棚,如图,在侧面示意图中,遮阳篷长为4米,与墙面的夹角,靠墙端A离地高为3米,当太阳光线与地面的夹角为时,求阴影的长.(结果精确到米;参考数据:)
【答案】
【分析】本题主要考查了解直角三角形的实际应用,矩形的性质与判定,过点作于点,于点,则四边形是矩形,据此可得,解得到,,进而求出,再解得到,则.
【详解】解:如图所示,过点作于点,于点,则四边形是矩形,
∴,
在中,,
∴,,
∴,
在中,,
∴,
∴阴影的长为.
【变式演练】
1.(2024·上海金山·二模)上海中心大厦位于中国上海浦东陆家嘴金融贸易区核心区,是一幢集商务、办公、酒店、商业、娱乐、观光等功能的超高层建筑.它的附近有一所学校的数学兴趣小组在讨论建筑物的高度测量问题,讨论发现要测量学校教学楼的高度可以用“立杆测影”的方法,他们在平地上立一根2米长并且与地面垂直的测量杆,量得影子长为1.6米,同时量得教学楼的影子长为24米,这样就可以计算出教学楼的高度.进而在讨论测量上海中心大厦高度时,由于距离远和周围建筑密集等因素,发现用“立杆测影”的方法不可行,要采用其他方法,经讨论提出两个方案(测角仪高度忽略不计):
方案1:如图1所示,利用计算所得的教学楼()高度,分别在教学楼的楼顶(点A)和楼底地面(点B),分别测得上海中心大厦()的楼顶(点S)的仰角和,通过计算就可以得到大厦的高度;
方案2:如图2所示,在学校操场上相对于上海中心大厦的同一方向上选取两点C、D,先量得的长度,再分别在点C、D测得上海中心大厦()的楼顶(点S)的仰角和,通过计算就可以得到大厦的高度.测量并通过计算得:米,.
(1)教学楼()的高度为 米;
(2)请你在两种方案中选取一种方案,计算出上海中心大厦()的高度(精确到1米).
【答案】(1)30
(2)上海中心大厦(SH)的高度为632米
【分析】本题考查了解直角三角形的应用-仰角俯角问题,正确地作出辅助线是解题的关键.
(1)设教学楼()的高度为x米,根据题意列方程即可得到结论;
(2)方案1,设米,过点A作,垂足为点E,根据矩形的性质得到(米),解直角三角形得到上海中心大厦()的高度为632米;方案2,设米,解直角三角形即可得到结论.
【详解】(1)解:设教学楼()的高度为x米,
根据题意得,
解得,
答:教学楼()的高度为30米,
故答案为:30;
(2)解:方案1,设米,过点A作,垂足为点E,
∴,
∴四边形是矩形,
∴(米)
在中,,
,
在中,,
,
∴,
解得:,
∴上海中心大厦()的高度为632米;
方案2,设米,
在中,,
,
在中,,
,
∴,
解得,
∴上海中心大厦()的高度为632米.
2.(2024·上海青浦·模拟预测)图是某折叠式靠背椅实物图,图是椅子打开时的侧面示意图,椅面与地面平行,支撑杆,可绕连接点转动,且,椅面底部有一根可以绕点转动的连杆,点是的中点,,均与地面垂直,测得,,.
(1)求椅面的长度为 ;
(2)如图,椅子折叠时,连杆绕着支点带动支撑杆,转动合拢,椅面和连杆夹角的度数达到最小值时,求,两点间的距离(结果精确到).(参考数据:)
【答案】(1);
(2).
【分析】()延长交于点,则,根据相似三角形的性质求出长度,则;
()根据图可得,对应图中求出长度,列比例求即可;
本题主要考查相似三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,锐角三角函数等知识点,找到对应相似三角形并正确列出比例是解题的关键.
【详解】(1)如图,延长交于点,
∵椅面与地面平行,
∴,
∴,即,
∴,
∴,
故答案为:;
(2)在图中,
∵,椅面与地面平行,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵是的中点,
∴,
∵椅面与地面平行,
∴,
∴,
图中,过点作的垂线,垂足为,
∵,,
∴,
∴,
∴,即,
解得:,
答:,两点间的距离为.
3.(2025·上海奉贤·一模)桔槔是古代汉族的一种农用工具,也是一种原始的汲水工具,它的工作原理基于杠杆原理,通过一根竖立的支架加上一根杠杆,当中是支点,末端悬挂一个重物,前段悬挂水桶.当人把水桶放入水中打满水以后,由于杠杆末端的重力作用,便能轻易把水提拉至所需处.这种工具可以省力地进行汲水,减轻劳动者的劳动强度.
如图所示,线段代表固定支架,点D、点C分别代表重物和水桶,线段是无弹力、固定长度的麻绳,绳长米,木质杠杆米.
(1)当水桶C的位置低于地面米(如图1所示),支架与绳子之间的距离是米,且,求这个桔槔支架的高度;
(2)向上提水桶C上升到地面上方米(如图2所示),求此时重物D相对于(1)中的位置下降的高度.
【答案】(1)米
(2)米
【分析】(1)过点A作于点N,利用余切函数的定义,平行线的性质,矩形的判定和性质,勾股定理,余弦函数,解直角三角形的即可.
(2)如图2,过点A作于点Q,过点C作于点P,过点O作于点K,则米,四边形是矩形,解直角三角形解答即可.
【详解】(1)解:如图1,过点A作于点N,
∵,,
∴(米),
∴(米),
∴,
∵,米,
∴,米,
∴米,
设与地面的交点为G,
则米,四边形是矩形,
∴,
∵米,
∴米,
∴米.
(2)解:如图2,过点A作于点Q,过点C作于点P,
过点O作于点K,
则米,四边形是矩形,
∴米,
∵米,
∴米,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴米,
根据(1)得(米),
∴此时重物D相对于(1)中的位置下降的高度为米.
【点睛】本题考查了余切函数,余弦函数,勾股定理,矩形的判定和性质,平行线的性质,熟练掌握三角函数的应用是解题的关键.
4.(2025·上海青浦·一模)图1是某商场地下车库的出入口,车辆出入时,通常情况下只需升起“出口”或“入口”的道闸.特殊情况,两个道闸也可以同时升起.图2是其示意图,道闸升起过程中对边始终保持平行(如图中升起的道闸),升起的最高点不超过顶部.矩形门的高米,宽米.矩形闸机的宽米,矩形道闸的宽米,道闸底部距地面的高度米.顶点G、M、Q、P在同一条直线上,边,边与之间的缝隙可以忽略不计.
(1)求道闸升起的最大角的正切值;
(2)一辆高为1.8米、宽为1.9米的小货车想进入这个地下车库,是否需要同时升起两个道闸?请说明理由.
【答案】(1)
(2)需要同时升起两个道闸,理由见解析
【分析】本题考查解直角三角形的实际应用:
(1)设道闸升起的最高点为点,当点在线段上时,道闸升起的角最大.延长交于点,在中,勾股定理求出,正切的定义求出,平行线的性质,得到,即可得出结果;
(2)设只升起一个道闸,当最高点在线段上时,在线段上取车宽(米),过点作,交于,垂足为,交于点,在中,求出的值,进而求出的值,与车高进行比较即可得出结论.
【详解】(1)解:设道闸升起的最高点为点,当点在线段上时,道闸升起的角最大.延长交于点.根据题意,可知:
(米).
(米).
在中,
(米),
.
.
.
即道闸升起的最大角的正切值为.
(2)设只升起一个道闸,当最高点在线段上时,
在线段上取车宽(米),过点作,交于,垂足为,交于点.则(米),(米).
∵,
∴,
在中,
(米),
(米).
车高1.8米米米,
只起一个道闸,小轿车不能通过.
需要同时升起两个道闸.
5.(2025·上海闵行·一模)如图,一种遮阳伞的截面由主伞骨和、支伞骨和以及伞柄组成,伞柄垂直于地面且平分,厘米,,厘米.使用遮阳伞时,可以通过调节点在伞柄上的位置来确定的大小.当点、、三点在同一直线上时,遮阳伞完全打开,此时达到最大为.(参考数据:,,,计算结果保留根号)
(1)当厘米,
ⅰ)在遮阳伞完全打开时,求、之间的距离.
ⅱ)在伞打开的过程中(从变到),点上升了_____厘米.
(2)设的度数为,在平行的太阳光照射下,遮阳伞能遮住的地面长为_____(用式子表示);如果想通过只改变一个条件来增大遮阳伞遮住地面的长,你的建议是_____.
【答案】(1)i);
(2);增大主伞骨的长度
【分析】本题考查了相似三角形的判定及性质,解直角三角形等,理解题意,正确作出辅助线是解题关键.
(1)i)连接,由题意得:,根据三角函数求出的长度,再利用,求出的长;
ii)分别求出时和时的长度,作差即可得到点M上升的高度;
(2)用l和α表示的长度,即可得到的长;如可以通过增大主伞骨的长度,来增大遮阳伞遮住地面的长.
【详解】(1)解:i)连接,由题意得:,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
即、之间的距离为;
ii)当时,,
当时,,
∴上升的高度为:,
故答案为:;
(2)解:连接,遮阳伞完全打开,,
∵,,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
如果想通过只改变一个条件来增大遮阳伞遮住地面的长,我的建议是增大主伞骨的长度,
故答案为:;增大主伞骨的长度.
6.(2025·上海虹口·一模)根据以下素材,完成任务.
探究淋浴喷头的位置
素材1
图1是一种淋浴喷头,淋浴喷头固定器装在升降杆上的某处,手柄与固定器的连接处记为点(点与墙之间的距离忽略不计).图2视作淋浴喷头喷水后的截面示意图,线段为手柄,射线为水流,与的夹角为,手柄与墙的夹角为淋浴喷头的“调整角”,记为.已知长为.
素材2
图3中的矩形是淋浴房的截面图,,.为了方便在淋浴房里淋浴,规定淋浴时,人一直站在处,.
素材3
我们把人竖直站立时,头顶以下处记为这个人的“舒适喷淋点”,即“舒适喷淋点”到地面的距离等于人的身高减.已知小明的身高是,他爸爸和妈妈的身高分别是和.某次爸爸洗澡时,将淋浴喷头固定器调整至如图12的点处,“调整角”为,此时水流正好喷在爸爸的“舒适喷淋点”处(即爸爸身高-30).
素材4
参考数据:,,,.
问题解决
任务一
(1)求图3中,淋浴喷头手柄与固定器的连接处点到地面的距离.
任务二
(2)爸爸洗完澡后,不改变固定器的位置(即不变),把淋浴喷头的“调整角”调整至,然后小明进淋浴房洗澡.①小明发现水流无法喷在他的“舒适喷淋点”处,请通过计算说明理由;②下降固定器(将固定器下降后的位置记为点)后,小明发现水流可以喷在他的“舒适喷淋点”处,求此时固定器下降的距离(精确到).
【答案】(1);(2)①理由见解析;②
【分析】本题考查解直角三角形的应用.把所给的角度整理到直角三角形中并进行解答是解决本题的关键.
(1)作于点N,延长交于点M,利用的正弦值和余弦值可得和的长度,进而可得的长度,那么根据的正切值可得的长度,那么的长度即为的长度减去的长度;
(2)①利用的正弦值和余弦值可得和的长度,进而可得的长度,那么根据的正切值可得的长度,那么的长度即为NE的长度减去的长度;
②设点A移动到了点,易得进而求得的长度,取的长度,减去的长度,即为固定器下降的距离.
【详解】解:(1)作于点N,延长交于点M,则,
∵爸爸身高是,此时水流正好喷在爸爸的“舒适喷淋点”C处,
∴,
∵
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
答:点A到地面的距离约为;
(2)①当时,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵小明的身高是,
∴小明的舒适距离,
∵,
∴水流无法喷在小明的“舒适喷淋点”处;
②设点A移动到了点,此时在小明的“舒适喷淋点”,
∴,
由题意得:,
∴,
∴.
答:固定器下降的距离约为.
7.(2025·上海嘉定·一模)火车作为我国重要的交通运输形式之一,其轨道的平顺性和稳定性直接影响列车的运行安全.我国目前轨道检测的主要方法是机械检测,通过使用机械传感器和无损检测设备(包括激光三角位移传感器、超声波传感器等)来测量轨道的各种参数(几何尺寸、轨距、高差和曲率),从而判断轨道是否有损伤或缺陷.某校科创活动小组率先就“激光三角位移计”这一设备开展了学习与探究:
阅读概述
激光三角位移计是由半导体激光向目标物照射激光,聚集目标物反射的光,并在光接收元件上成像.一旦离目标物的距离发生改变,聚集反射光的角度也会改变,成像的位置也随之改变.可以通过成像的位移来计算物体实际的移动距离.
发现原理
被测量物体从初始位置移动到最终位置,需要测量的是参考平面与目标测量平面的距离,也就是图中点与点之间的距离.假设激光通过接收透镜后仍按照原直线方向传播,最后在光学成像设备上成像.
建立模型
如图,直线直线直线,直线垂直于和,垂足分别为和,线段与线段交于点,.
探究(1)
设,请用含和的式子表示点到直线的距离.
探究(2)
已知,,,求的长度.(结果精确到个位,,,)
【答案】(1)(2)60
【分析】本题考查解直角三角形的实际应用,相似三角形的判定和性质,添加辅助线构造直角三角形,是解题的关键:
(1)过点作于点,对顶角结合同角的余角相等,得到,解直角三角形,求出的长即可;
(2)作,交于点,解直角三角形,证明,列出比例式进行求解即可.
【详解】解:过点作于点,则:,,
∵,
∴,
∴,
在中,;
(2)作,交于点
∵,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
一、填空题
1.(2020·上海·中考真题)如图,在△ABC中,AB=4,BC=7,∠B=60°,点D在边BC上,CD=3,联结AD.如果将△ACD沿直线AD翻折后,点C的对应点为点E,那么点E到直线BD的距离为 .
【答案】.
【分析】过E点作EH⊥BC于H,证明△ABD是等边三角形,进而求得∠ADC=120°,再由折叠得到∠ADE=∠ADC=120°,进而求出∠HDE=60°,最后在Rt△HED中使用三角函数即可求出HE的长.
【详解】解:如图,过点E作EH⊥BC于H,
∵BC=7,CD=3,
∴BD=BC-CD=4,
∵AB=4=BD,∠B=60°,
∴△ABD是等边三角形,
∴∠ADB=60°,
∴∠ADC=∠ADE=120°,
∴∠EDH=60°,
∵EH⊥BC,∴∠EHD=90°.
∵DE=DC=3,
∴EH=DE×sin∠HDE=3×=,
∴E到直线BD的距离为.
故答案为:.
【点睛】本题考查了折叠问题,解直角三角形,点到直线的距离,本题的关键点是能求出∠ADE=∠ADC=120°,另外需要重点掌握折叠问题的特点:折叠前后对应的边相等,对应的角相等.
2.(2024·上海·中考真题)在平行四边形中,是锐角,将沿直线翻折至所在直线,对应点分别为,,若,则 .
【答案】或/或
【分析】本题考查了平行四边形的翻折,求余弦值,等腰三角形的判定及性质,解题的关键是利用分类讨论的思想进行求解.
【详解】解:当在之间时,作下图,
根据,不妨设,
由翻折的性质知:,
沿直线翻折至所在直线,
,
。
,
过作的垂线交于,
,
,
当在的延长线上时,作下图,
根据,不妨设,
同理知:,
过作的垂线交于,
,
,
故答案为:或.
二、解答题
3.(2021·上海·中考真题)已知在中,,,为边上的中线.
(1)求的长;
(2)求的值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)在Rt△ABC中,利用三角函数即可求出AB,故可得到AC的长;
(2)过点F作FG⊥BD,利用中位线的性质得到FG,CG,再根据正切的定义即可求解.
【详解】(1)∵,
∴
∴AB=10
∴=;
(2)过点F作FG⊥BD,
∵为边上的中线.
∴F是AD中点
∵FG⊥BD,
∴
∴FG是△ACD的中位线
∴FG=3
CG=
∴在Rt△BFG中,=.
【点睛】此题主要考查解直角三角形,解题的关键是熟知三角函数的定义.
4.(2022·上海·中考真题)一个一次函数的截距为1,且经过点A(2,3).
(1)求这个一次函数的解析式;
(2)点A,B在某个反比例函数上,点B横坐标为6,将点B向上平移2个单位得到点C,求cos∠ABC的值.
【答案】(1)y=x+1
(2)
【详解】(1)解:设这个一次函数的解析式y=kx+1,
把A(2,3)代入,得3=2k+1,
解得:k=1,
∴这个一次函数的解析式为y=x+1;
(2)解:如图,
设反比例函数解析式为y=,
把A(2,3)代入,得3=,
解得:m=6,
∴反比例函数解析式为y=,
当x=6时,则y==1,
∴B(6,1),
∴AB=,
∵将点B向上平移2个单位得到点C,
∴C(6,3),BC=2,
∵A(2,3),C(6,3),
∴ACx轴,
∵B(6,1),C(6,3),
∴BC⊥x轴,
∴AC⊥BC,
∴∠ACB=90°,
∴△ABC是直角三角形,
∴cos∠ABC=.
【点睛】本题考查待定系数法求函数解析式,点的平移,解三角形,坐标与图形,求得AC⊥BC是解题的关键.
5.(2022·上海·中考真题)我们经常会采用不同方法对某物体进行测量,请测量下列灯杆AB的长.
(1)如图1所示,将一个测角仪放置在距离灯杆AB底部a米的点D处,测角仪高为b米,从C点测得A点的仰角为α,求灯杆AB的高度.(用含a,b,a的代数式表示)
(2)我国古代数学家赵爽利用影子对物体进行测量的方法,在至今仍有借鉴意义图2所示,现将一高度为2米的木杆CG放在灯杆AB前,测得其影长CH为1米,再将木杆沿着BC方向移动1.8米至DE的位置,此时测得其影长DF为3米,求灯杆AB的高度
【答案】(1)atanα+b米
(2)3.8米
【分析】(1)由题意得BD=a,CD=b,∠ACE=α,根据四边形CDBE为矩形,得到BE=CD=b,BD=CE=a,在Rt∆ACE中,由正切函数tanα= ,即可得到AB的高度;
(2)根据AB∥ED,得到∆ABF~∆EDF,根据相似三角形的对应边成比例得到 ,又根据AB∥GC,得出∆ABH~∆GCH,根据相似三角形的对应边成比例得到 联立得到二元一次方程组解之即可得;
【详解】(1)解:如图
由题意得BD=a,CD=b,∠ACE=α
∠B=∠D=∠CEB=90°
∴四边形CDBE为矩形,
则BE=CD=b,BD=CE=a,
在Rt∆ACE中,tanα= ,
得AE=CE=CE×tanα=a tanα
而AB=AE+BE,
故AB= a tanα+b
答:灯杆AB的高度为atanα+b米
(2)由题意可得,AB∥GC∥ED,GC=ED=2,CH=1,DF=3,CD=1.8
由于AB∥ED,
∴∆ABF~∆EDF,
此时
即①,
∵AB∥GC
∴∆ABH~∆GCH,
此时,
②
联立①②得
,
解得:
答:灯杆AB的高度为3.8米
【点睛】本题考查了相似三角形的应用,锐角三角函数的应用,以及二元一次方程组,解题的关键是读懂题意,熟悉相似三角形的判定与性质.
6.(2023·上海·中考真题)如图,在中,弦的长为8,点C在延长线上,且.
(1)求的半径;
(2)求的正切值.
【答案】(1)5
(2)
【分析】(1)延长,交于点,连接,先根据圆周角定理可得,再解直角三角形可得,由此即可得;
(2)过点作于点,先解直角三角形可得,从而可得,再利用勾股定理可得,然后根据正切的定义即可得.
【详解】(1)解:如图,延长,交于点,连接,
由圆周角定理得:,
弦的长为8,且,
,
解得,
的半径为.
(2)解:如图,过点作于点,
的半径为5,
,
,
,
,
,即,
解得,
,,
则的正切值为.
【点睛】本题考查了圆周角定理、解直角三角形、勾股定理等知识点,熟练掌握解直角三角形的方法是解题关键.
7.(2024·上海·中考真题)在平面直角坐标系中,反比例函数(k为常数且)上有一点,且与直线交于另一点.
(1)求k与m的值;
(2)过点A作直线轴与直线交于点C,求的值.
【答案】(1),;
(2).
【分析】本题考查了反比例函数与一次函数,锐角三角函数,勾股定理等知识,解题的关键是:
(1)把B的坐标代入,求出n,然后把B的坐标代入,求出k,最后把A的坐标代入求出m即可;
(2)根据轴求出C的纵坐标,然后代入,求出C的横坐标,利用勾股定理求出,最后根据正弦的定义求解即可.
【详解】(1)解:把代入,
得,
解得,
∴,
把代入,
得,
∴,
把代入,
得;
(2)解:由(1)知:
设l与y轴相交于D,
∵轴,轴轴,
∴A、C、D的纵坐标相同,均为2,,
把代入,得,
解得,
∴,
∴,,
∴,
∴.
8.(2024·上海·中考真题)同学用两幅三角板拼出了如下的平行四边形,且内部留白部分也是平行四边形(直角三角板互不重叠),直角三角形斜边上的高都为.
(1)直接写出:
两个直角三角形的直角边(结果用表示);
小平行四边形的底、高和面积(结果用表示);
(2)请画出同学拼出的另一种符合题意的图,要求:
不与给定的图形状相同;
画出三角形的边.
【答案】(1)等腰直角三角板直角边为,含的直角三角形板直角边为和;底为,高为,面积为;
(2)画图见解析.
【分析】()①解直角三角形即可求解;
由题意可知四边形是矩形,利用线段的和差可求出矩形的边长,进而可求出面积;
()根据题意画出图形即可;
本题考查了解直角三角形,矩形的判定,矩形的面积,图形设计,正确识图是解题的关键.
【详解】(1)解:①如图,为等腰直角三角板,,
则;
如图,为含的直角三角形板,,,,
则,;
综上,等腰直角三角板直角边为,含的直角三角形板直角边为和;
由题意可知,
∴四边形是矩形,
由图可得,,,
∴,
故小平行四边形的底为,高为,面积为;
(2)解:如图,即为所作图形.
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专题08 锐角的三角比
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热点题型归纳
题型01 解直角三角形 1
题型02 解直角三角形的实际应用——仰角俯角问题 10
题型03 解直角三角形的实际应用——方位角问题 14
题型04 解直角三角形的实际应用——坡度坡比问题 19
题型05 解直角三角形的实际应用——其他应用 23
中考练场 32
1.考查分值:12-28分。
2.考查题型:常以填空或解答题形式出现。
3.能力要求:
利用相似的直角三角形,探索并认识锐角三角函数(sinA,cosA,tanA).
知道 30°,45°,60°角的三角函数值.
会使用计算器由已知锐角求它的三角函数值,由已知三角函数值求它的对应锐角.
能用锐角三角函数解直角三角形,能用相关知识解决一些简单的实际问题.
题型01 解直角三角形
【提分秘籍】
1.解直角三角形的定义
在直角三角形中,由已知元素求未知元素的过程就是解直角三角形.
2.解直角三角形要用到的关系
①锐角、直角之间的关系:∠A+∠B=90°;
②三边之间的关系:a2+b2=c2;
③边角之间的关系:
sin A= = ,sin B= =
cos A= =
tan A= =
(a,b,c分别是∠A、∠B、∠C的对边)
3.解直角三角形常见类型及方法:
已知类型
已知条件
解法步骤
两边
斜边和一直角边
(如c,a)
① ② ③∠B=90°-∠A
两直角边
(如a,b)
① ② ③∠B=90°-∠A
一边和一锐角
斜边和一锐角
(如c,∠A)
①∠B=90°-∠A ②
③
一直角边和一锐角
(如a,∠A)
①∠B=90°-∠A ②
③
另一直角边和一锐角
(如b,∠A)
①∠B=90°-∠A ②
③
【典例分析】
例1.(2025·上海·模拟预测)已知在中,,若,,则下列各式正确的是( )
A. B. C. D.
例2.(2025·上海静安·一模)如果锐角A的余弦值为,下列关于锐角A的取值范围的说法中,正确的是( )
A. B.
C. D.
例3.(2025·上海徐汇·模拟预测)将图1所示的七巧板,拼成图2所示的四边形,连接,则( )
A. B. C. D.
例4.(2025·上海长宁·一模)如图,已知在中,高、相交于点,,,那么的长为 .
例5.(2025·上海长宁·一模)如图,在一副三角尺中,,,,,分别过点、点画、交边、边于点、点,如果分割得到的两个三角形与分割得到的两个三角形分别相似,那么的值为 .
例6.(2025·上海虹口·一模)过三角形的重心作一条直线与这个三角形两边相交,如果截得的三角形与原三角形相似,那么我们把这条直线叫做这个三角形的“重似线”,这条直线与两边交点之间的线段叫做这个三角形的“重似线段”.如图,在中,,,,点、分别在边、上,如果线段是的“重似线段”,那么 .
例7.(2025·上海宝山·一模)一副三角尺由两块直角三角尺组成,其中一块是含角的直角三角形,另一块是含角的直角三角形.用这两块三角尺可以拼成一个四边形(如图),设.
(1)用含的代数式直接表示: .
(2)求的正切值.
【变式演练】
1.(2025·上海虹口·一模)在中,已知,,,那么的正切值为( )
A. B. C. D.
2.(2025·上海普陀·一模)在中,,如果,那么的值是( )
A. B. C. D.
3.(2025·上海崇明·一模)在锐角中,如果各边长都缩小为原来的,那么的正弦值( )
A.扩大为原来的2倍 B.缩小为原来的
C.大小不变 D.不能确定
4.(2025·上海长宁·一模)在直角坐标平面内有一点,那么射线与轴正半轴的夹角的正弦值等于()
A. B. C. D.
5.(2025·上海闵行·一模)在中,,,,那么直角边长为 .
6.(2025·上海普陀·一模)已知中,,是边上的高,.如果,那么 .
7.(2025·上海·模拟预测)平面直角坐标系内一点,联结,则线段与y轴夹角的正弦值为 .
8.(2025·上海普陀·一模)如图,中,,的中垂线分别与、交于点E、D.如果,,那么的余弦值为 .
9.(2025·上海静安·一模)如图,已知的三个顶点均在小正方形的方格顶点上,那么的值是 .
10.(2025·上海静安·一模)如图,在中,是的中线,,,,那么的长为 .
11.(2025·上海·二模)如图,在正方形中,点分别在边上.连接,若,则的正切值为 .
12.(2025·上海崇明·一模)已知抛物线的顶点为,与轴相交与点.
(1)求点、的坐标;
(2)将该二次函数图像向上平移,使平移后所得图像经过坐标原点,与轴的另一个交点为,求的值.
13.(2025·上海杨浦·一模)如图,已知在梯形中,,,,,.
(1)求的长;
(2)求的正切值.
14.(2025·上海虹口·一模)如图,在中,,,,点、在的延长线上,连接、,且.
(1)求的值;
(2)如果,求的长.
15.(2025·上海·二模)如图,在梯形中,联结,.若,.
(1)求的长;
(2)求的正弦值.
16.(2025·上海杨浦·二模)如图,在中,,,,是中线,作,交边于点E.
(1)求的长;
(2)求的正切值.
17.(2025·上海·模拟预测)如图,梯形中,,.连接,交于点O.
(1)设,,用与表示;
(2)点P为线段延长线上一点,且满足与相似.如果此时,连接,求.
18.(2025·上海闵行·一模)如图,已知直线与轴交于点,与轴交于点,与双曲线在第一象限分支交于点,过点作轴的平行线,交轴于点,.
(1)求点、的坐标;
(2)求的值;
(3)求的值.
19.(2025·上海虹口·一模)如图,在梯形中,,,,是的中点,、交于点,且.
(1)求证:;
(2)如果,求的值;
(3)如果,求的值.
20.(2025·上海杨浦·二模)为了让游客更好的观赏花圃景观,某植物园打算在不同形状的花圃内都建设一条半圆形的步道,要求一:步道的外围不超过各自花圃的范围;要求二:半圆形步道的圆心在花圃的某一条边上;要求三:半圆形步道的半径尽可能的大(忽略步道的宽度).
根据以下不同形状的花圃分别按要求画出这个半圆形步道的圆心(不用写作法,保留痕迹),并直接写出不同形状的花圃下半圆形步道的半径.
花圃一:如图1,是一个等腰三角形的花圃,经测量,,半圆形步道的圆心在边上;
花圃二:如图2,四边形是一个梯形的花圃,,经测量,,,,半圆形步道的圆心在边上.(结果保留根号)
题型02 解直角三角形的实际应用——仰角俯角问题
【提分秘籍】
仰角:在视线与水平线所成的角中,视线在水平线上方的角叫做仰角.
俯角:在视线与水平线所成的角中,视线在水平线下方的角叫做俯角.
【典例分析】
例1.(2025·上海奉贤·一模)在测量过程中,常常会遇到仰角和俯角,图中是俯角的角是( )
A. B. C. D.
例2.(2024·上海青浦·二模)如图,热气球的探测器显示,从热气球A处看一栋楼顶部B的仰角为,看这栋楼底部C的俯角为,热气球A处与楼的水平距离为m米,那么这栋楼的高度为 米.(用含的式子表示)
例3.(2024·上海·模拟预测)如图,一款可调节的笔记本电脑支架放置在水平桌面上,调节杆,,的最大仰角为a.当时,则点A到桌面的最大高度是
例4.(2025·上海静安·一模)舞狮文化源远流长,其中高桩舞狮是一项集体育与艺术于一体的竞技活动,也被广泛应用于各种庆典活动,成为传承中国传统文化的重要载体(如图①所示).在舞狮表演中,梅花桩垂直于地面,且在一直线上(如图②所示).如果在桩顶处测得桩顶和桩顶的仰角分别为和,且桩与桩的高度差为米,两桩的距离为米.
(1)舞狮人从跳跃到,随后再跳跃至,所成的角 ;
(2)求桩与桩的距离的长.(结果精确到米)
【变式演练】
1.(2025·上海杨浦·一模)小海在距离地面高60米的热气球中测得地面上的着落点的俯角为,那么此时热气球离着落点的距离约是( )(参考数据:,,)
A.75米 B.80米 C.100米 D.米
2.(2025·上海普陀·一模)如图,斜坡的长为7米,在斜坡的顶部D处有一棵高为3米的小树(点A、D、C在一直线上),,在坡底B处测得树的顶端A的仰角为,那么这个斜坡的坡度为 .
3.(2024·上海·模拟预测)“科技改变生活”,小顾是一名摄影爱好者,新入手一台无人机用于航拍.在一次航拍时,数据显示,从无人机A看建筑物顶部B的仰角为,看底部C的俯角为,无人机A到该建筑物的水平距离为10米,求该建筑物的高度.(结果精确到3位有效数字;参考数据:,)
4.(2024·上海·模拟预测)小张同学用无人机测量教学楼的高度,测量方案如图:先将无人机垂直上升至距水平地面100米的P点,测得楼顶端A的俯角为,再将无人机沿水平方向飞行米到达点Q,测得楼底端B的俯角为,求教学楼的高度(保留4位有效数字,参考数据:,,)
5.(2025·上海崇明·一模)九年级数学活动小组用航拍无人机进行测高实践.如图,无人机从地面的中点处竖直上升米到达处,测得实验楼顶部的俯角为,综合楼顶部的俯角为,已知实验楼高度为米,且图中点在同一平面内,求综合楼的高度.
(参考数据:;,精确到米.)
6.(2025·上海徐汇·一模)小华(考虑为线段垂直于地面)家门口的一条笔直街道上有两棵竖直生长的树.他站在街道上的A处抬头看点E,发现刚好能看到点C,此时仰角为,他向前走之后,站在点D处仰望点E,仰角为.已知小华身高,求的高度.(近似值:,精确到两位小数)
7.(2025·上海长宁·一模)如图是某地下车库的剖面图,某综合实践小组将无人机放在坡道起点A处,让无人机飞到点处,与底板平行,测得米,此时在点处又测得坡道上的点的俯角为.接着让无人机飞到点处,,与底板平行,测得米.
(1)求坡道的坡度;
(2)已知地面、地下车库的顶板都与底板平行且它们到底板的距离相等,无人机从点飞到点处,,测得米,此时在点处测得点的俯角为,在不考虑其他因素的前提下,有一辆高度为3米的货车能否进入该地下车库?请说明理由.
(参考数据:,,)
题型03 解直角三角形的实际应用——方位角问题
【提分秘籍】
方位角:指北或指南方向线与目标方向线所成的小于90°的水平角叫做方向角.
【典例分析】
例1.(2025·上海徐汇·一模)如图,货船在灯塔的北偏西方向,客船在灯塔的东北方向,客船在货船的正东方向,如果货船与客船相距50千米,那么客船与灯塔的距离约是 千米(结果保留根号).
例2.(2024·上海杨浦·一模)周末,小李计划从家步行到图书馆看书.如图,小李家在点处,现有两条路线:第一条是从家向正东方向前进米到路口,再沿的南偏东方向到图书馆;第二条是从家向正南方向前进米到路口,再沿的南偏东方向到图书馆.假设小李步行的速度大小保持不变,那么选择哪条路线更快到达图书馆?请通过计算说明.(参考数据:,,)
例3.(2024·上海嘉定·二模)某东西方向的海岸线上有、两个码头,这两个码头相距千米(),有一艘船在这两个码头附近航行.
(1)当船航行了某一刻时,由码头测得船在北偏东,由码头测得船在北偏西,如图,求码头与船的距离(的长),其结果保留位有效数字;
(参考数据∶,,,)
(2)当船继续航行了一段时间时,由码头测得船在北偏东,由码头测得船在北偏西,船到海岸线的距离是(即),如图,求的长,其结果保留根号.
【变式演练】
1.(2025·上海杨浦·一模)如图,小岛在港口的西南方向,一艘船从港口沿正南方向航行12海里后到达处,在处测得小岛在它的南偏西方向,那么小岛离港口有 海里.(结果保留根号)
2.(2025·上海长宁·一模)如图,点A位于点的北偏西方向,点位于点的东北方向,线段为一条东西向的公路的一部分,如果点到公路的距离是米,那么公路的长为 .
3.(2025·上海·模拟预测)如图,湖心岛上有一座凉亭,在凉亭的正东湖边有一棵大树,在湖边的M处测得凉亭在北偏西上,大树在北偏东上.设凉亭与大树相距y米,点M到凉亭与大树的距离之和为x米,则y关于x的函数解析式为 .
4.(2024·上海·三模)在城市A地气象台测得台风中心在该地正西方向300千米的B处正以每小时26千米的速度沿射线(北偏东方向)移动,如果距台风中心200千米范围内是受台风影响的区域.假如这次台风从点B位置沿北偏东方向移动3小时后,方向转为北偏东方向继续行进.请问:城市A是否受到台风的影响?如果受到影响,请计算影响的时间:如果不影响,请说明理由?(结果保留一位小数,参考数据:)
5.(2024·上海浦东新·一模)如图1是古代数学家杨辉在《详解九章算法》中对“邑的计算”的相关研究.数学兴趣小组也类比进行了如下探究:如图2,正八边形游乐城的边长为,南门设立在边的正中央,游乐城南侧有一条东西走向的道路,在上(门宽及门与道路间距离忽略不计),东侧有一条南北走向的道路,C处有一座雕塑.在处测得雕塑在北偏东方向上,在处测得雕塑在北偏东方向上.
(1)__________,__________;
(2)求点到道路的距离;
(3)若该小组成员小李出南门O后沿道路向东行走,求她离处不超过多少千米,才能确保观察雕塑不会受到游乐城的影响?(结果精确到,参考数据:,,,,)
题型04 解直角三角形的实际应用——坡度坡比问题
【提分秘籍】
坡度:坡面的铅直高度h和水平宽度l的比叫做坡面的坡度(或坡比),记作.
坡角:坡面与水平面的夹角叫做坡角,记作α,i=tanα.坡度越大,α角越大,坡面越陡.
【典例分析】
例1.(2025·上海·二模)沿一斜坡向上走12米,高度上升4米,这个斜坡的坡度: .
例2.(2024·上海徐汇·三模)一斜坡的坡角为,坡长比坡高多100米,那么斜坡的高为 (用的锐角三角比表示).
例3.(2025·上海·模拟预测)某人背重物在坡度的坡上走了78米,那么他经过的水平距离为 米.
例4.(2025·上海宝山·一模)为了方便居民出入小区,小区业委会决定对大门口的一段斜坡进行改造.原坡面是矩形(如图1),米,米,斜坡的坡角为.计划将斜坡改造成坡比为的斜坡(如图2所示),坡面的宽度不变.
(1)求改造后斜面底部延伸出来的部分()的长度;
(2)改建这条斜坡需要多少立方米的混凝土材料?
【变式演练】
1.(2024·上海·模拟预测)如果在高为2米,坡度为的楼梯上铺地毯,那么地毯长度至少需要( )
A.2米 B.6米 C.米 D.米
2.(2024·上海杨浦·一模)小华沿着坡度的斜坡向上行走了米,那么他距离地面的垂直高度上升了 米.
3.(23-24九年级上·上海长宁·期中)如图,土坡是一个梯形,,斜坡长130米,坡度是,沿走上平台,可以坐电梯直达矩形观景台顶部,在点观察坡底点,俯角是,则观景台的垂直高度为 米.
4.(2024·上海虹口·二模)根据以下素材,完成探索任务.
探究斜坡上两车之间距离
素材1
图①是某高架入口的横断面示意图.高架路面用表示,地面用表示,斜坡用表示.已知,高架路面离地面的距离为25米,斜坡长为65米.
素材2
如图②,矩形为一辆大巴车的侧面示意图,长为10米,长为米.如图③,该大巴车遇堵车后停在素材1中的斜坡上,矩形的顶点与点重合,点与指示路牌底端点之间的距离为米,且.小张驾驶一辆小轿车跟随大巴车行驶,小张的眼睛到斜坡的距离为1米.
问题解决
任务一
如图①,求斜坡的坡比.
任务二
如图③,当小张正好可以看到整个指示路牌(即、、在同一条直线上)时,试求小张距大巴车尾的距离.
5.(2024·上海普陀·一模)如图,小河的对岸有一座小山,小明和同学们想知道山坡AB的坡度,但由于山坡AB前有小河阻碍,无法直接从山脚B处测得山顶A的仰角,于是小明和同学们展开了如下的测量:
第一步:从小河边的C处测得山顶A的仰角为;
第二步:从C处后退30米,在D处测得山顶A的仰角为;
第三步:测得小河宽BC为33米.
已知点B、C、D在同一水平线上,请根据小明测量的数据求山坡AB的坡度.
(参考数据:,,,,,)
6.(2025·上海长宁·一模)如图是某地下车库的剖面图,某综合实践小组将无人机放在坡道起点A处,让无人机飞到点处,与底板平行,测得米,此时在点处又测得坡道上的点的俯角为.接着让无人机飞到点处,,与底板平行,测得米.
(1)求坡道的坡度;
(2)已知地面、地下车库的顶板都与底板平行且它们到底板的距离相等,无人机从点飞到点处,,测得米,此时在点处测得点的俯角为,在不考虑其他因素的前提下,有一辆高度为3米的货车能否进入该地下车库?请说明理由.
(参考数据:,,)
题型05 解直角三角形的实际应用——其他应用
【典例分析】
例1.(2025·上海松江·一模)图1是一款高清视频设备.图2是该设备放置在水平桌面上的示意图,垂直于水平桌面,垂足为点,点处有一个摄像头.经测量,厘米,厘米,.
(1)求摄像头到桌面的距离;
(2)如果摄像头可拍摄的视角,且,求桌面上可拍摄区域的宽度(的长).
(参考数据:,.)
例2.(23-24九年级上·上海金山·期末)随着人民生活水平的日益提高,许多农村的房屋普遍进行了改造,小明家改造时在门前安装了一个遮阳棚,如图,在侧面示意图中,遮阳篷长为4米,与墙面的夹角,靠墙端A离地高为3米,当太阳光线与地面的夹角为时,求阴影的长.(结果精确到米;参考数据:)
【变式演练】
1.(2024·上海金山·二模)上海中心大厦位于中国上海浦东陆家嘴金融贸易区核心区,是一幢集商务、办公、酒店、商业、娱乐、观光等功能的超高层建筑.它的附近有一所学校的数学兴趣小组在讨论建筑物的高度测量问题,讨论发现要测量学校教学楼的高度可以用“立杆测影”的方法,他们在平地上立一根2米长并且与地面垂直的测量杆,量得影子长为1.6米,同时量得教学楼的影子长为24米,这样就可以计算出教学楼的高度.进而在讨论测量上海中心大厦高度时,由于距离远和周围建筑密集等因素,发现用“立杆测影”的方法不可行,要采用其他方法,经讨论提出两个方案(测角仪高度忽略不计):
方案1:如图1所示,利用计算所得的教学楼()高度,分别在教学楼的楼顶(点A)和楼底地面(点B),分别测得上海中心大厦()的楼顶(点S)的仰角和,通过计算就可以得到大厦的高度;
方案2:如图2所示,在学校操场上相对于上海中心大厦的同一方向上选取两点C、D,先量得的长度,再分别在点C、D测得上海中心大厦()的楼顶(点S)的仰角和,通过计算就可以得到大厦的高度.测量并通过计算得:米,.
(1)教学楼()的高度为 米;
(2)请你在两种方案中选取一种方案,计算出上海中心大厦()的高度(精确到1米).
2.(2024·上海青浦·模拟预测)图是某折叠式靠背椅实物图,图是椅子打开时的侧面示意图,椅面与地面平行,支撑杆,可绕连接点转动,且,椅面底部有一根可以绕点转动的连杆,点是的中点,,均与地面垂直,测得,,.
(1)求椅面的长度为 ;
(2)如图,椅子折叠时,连杆绕着支点带动支撑杆,转动合拢,椅面和连杆夹角的度数达到最小值时,求,两点间的距离(结果精确到).(参考数据:)
3.(2025·上海奉贤·一模)桔槔是古代汉族的一种农用工具,也是一种原始的汲水工具,它的工作原理基于杠杆原理,通过一根竖立的支架加上一根杠杆,当中是支点,末端悬挂一个重物,前段悬挂水桶.当人把水桶放入水中打满水以后,由于杠杆末端的重力作用,便能轻易把水提拉至所需处.这种工具可以省力地进行汲水,减轻劳动者的劳动强度.
如图所示,线段代表固定支架,点D、点C分别代表重物和水桶,线段是无弹力、固定长度的麻绳,绳长米,木质杠杆米.
(1)当水桶C的位置低于地面米(如图1所示),支架与绳子之间的距离是米,且,求这个桔槔支架的高度;
(2)向上提水桶C上升到地面上方米(如图2所示),求此时重物D相对于(1)中的位置下降的高度.
4.(2025·上海青浦·一模)图1是某商场地下车库的出入口,车辆出入时,通常情况下只需升起“出口”或“入口”的道闸.特殊情况,两个道闸也可以同时升起.图2是其示意图,道闸升起过程中对边始终保持平行(如图中升起的道闸),升起的最高点不超过顶部.矩形门的高米,宽米.矩形闸机的宽米,矩形道闸的宽米,道闸底部距地面的高度米.顶点G、M、Q、P在同一条直线上,边,边与之间的缝隙可以忽略不计.
(1)求道闸升起的最大角的正切值;
(2)一辆高为1.8米、宽为1.9米的小货车想进入这个地下车库,是否需要同时升起两个道闸?请说明理由.
5.(2025·上海闵行·一模)如图,一种遮阳伞的截面由主伞骨和、支伞骨和以及伞柄组成,伞柄垂直于地面且平分,厘米,,厘米.使用遮阳伞时,可以通过调节点在伞柄上的位置来确定的大小.当点、、三点在同一直线上时,遮阳伞完全打开,此时达到最大为.(参考数据:,,,计算结果保留根号)
(1)当厘米,
ⅰ)在遮阳伞完全打开时,求、之间的距离.
ⅱ)在伞打开的过程中(从变到),点上升了_____厘米.
(2)设的度数为,在平行的太阳光照射下,遮阳伞能遮住的地面长为_____(用式子表示);如果想通过只改变一个条件来增大遮阳伞遮住地面的长,你的建议是_____.
6.(2025·上海虹口·一模)根据以下素材,完成任务.
探究淋浴喷头的位置
素材1
图1是一种淋浴喷头,淋浴喷头固定器装在升降杆上的某处,手柄与固定器的连接处记为点(点与墙之间的距离忽略不计).图2视作淋浴喷头喷水后的截面示意图,线段为手柄,射线为水流,与的夹角为,手柄与墙的夹角为淋浴喷头的“调整角”,记为.已知长为.
素材2
图3中的矩形是淋浴房的截面图,,.为了方便在淋浴房里淋浴,规定淋浴时,人一直站在处,.
素材3
我们把人竖直站立时,头顶以下处记为这个人的“舒适喷淋点”,即“舒适喷淋点”到地面的距离等于人的身高减.已知小明的身高是,他爸爸和妈妈的身高分别是和.某次爸爸洗澡时,将淋浴喷头固定器调整至如图12的点处,“调整角”为,此时水流正好喷在爸爸的“舒适喷淋点”处(即爸爸身高-30).
素材4
参考数据:,,,.
问题解决
任务一
(1)求图3中,淋浴喷头手柄与固定器的连接处点到地面的距离.
任务二
(2)爸爸洗完澡后,不改变固定器的位置(即不变),把淋浴喷头的“调整角”调整至,然后小明进淋浴房洗澡.①小明发现水流无法喷在他的“舒适喷淋点”处,请通过计算说明理由;②下降固定器(将固定器下降后的位置记为点)后,小明发现水流可以喷在他的“舒适喷淋点”处,求此时固定器下降的距离(精确到).
7.(2025·上海嘉定·一模)火车作为我国重要的交通运输形式之一,其轨道的平顺性和稳定性直接影响列车的运行安全.我国目前轨道检测的主要方法是机械检测,通过使用机械传感器和无损检测设备(包括激光三角位移传感器、超声波传感器等)来测量轨道的各种参数(几何尺寸、轨距、高差和曲率),从而判断轨道是否有损伤或缺陷.某校科创活动小组率先就“激光三角位移计”这一设备开展了学习与探究:
阅读概述
激光三角位移计是由半导体激光向目标物照射激光,聚集目标物反射的光,并在光接收元件上成像.一旦离目标物的距离发生改变,聚集反射光的角度也会改变,成像的位置也随之改变.可以通过成像的位移来计算物体实际的移动距离.
发现原理
被测量物体从初始位置移动到最终位置,需要测量的是参考平面与目标测量平面的距离,也就是图中点与点之间的距离.假设激光通过接收透镜后仍按照原直线方向传播,最后在光学成像设备上成像.
建立模型
如图,直线直线直线,直线垂直于和,垂足分别为和,线段与线段交于点,.
探究(1)
设,请用含和的式子表示点到直线的距离.
探究(2)
已知,,,求的长度.(结果精确到个位,,,)
一、填空题
1.(2020·上海·中考真题)如图,在△ABC中,AB=4,BC=7,∠B=60°,点D在边BC上,CD=3,联结AD.如果将△ACD沿直线AD翻折后,点C的对应点为点E,那么点E到直线BD的距离为 .
2.(2024·上海·中考真题)在平行四边形中,是锐角,将沿直线翻折至所在直线,对应点分别为,,若,则 .
二、解答题
3.(2021·上海·中考真题)已知在中,,,为边上的中线.
(1)求的长;
(2)求的值.
4.(2022·上海·中考真题)一个一次函数的截距为1,且经过点A(2,3).
(1)求这个一次函数的解析式;
(2)点A,B在某个反比例函数上,点B横坐标为6,将点B向上平移2个单位得到点C,求cos∠ABC的值.
5.(2022·上海·中考真题)我们经常会采用不同方法对某物体进行测量,请测量下列灯杆AB的长.
(1)如图1所示,将一个测角仪放置在距离灯杆AB底部a米的点D处,测角仪高为b米,从C点测得A点的仰角为α,求灯杆AB的高度.(用含a,b,a的代数式表示)
(2)我国古代数学家赵爽利用影子对物体进行测量的方法,在至今仍有借鉴意义图2所示,现将一高度为2米的木杆CG放在灯杆AB前,测得其影长CH为1米,再将木杆沿着BC方向移动1.8米至DE的位置,此时测得其影长DF为3米,求灯杆AB的高度
6.(2023·上海·中考真题)如图,在中,弦的长为8,点C在延长线上,且.
(1)求的半径;
(2)求的正切值.
7.(2024·上海·中考真题)在平面直角坐标系中,反比例函数(k为常数且)上有一点,且与直线交于另一点.
(1)求k与m的值;
(2)过点A作直线轴与直线交于点C,求的值.
8.(2024·上海·中考真题)同学用两幅三角板拼出了如下的平行四边形,且内部留白部分也是平行四边形(直角三角板互不重叠),直角三角形斜边上的高都为.
(1)直接写出:
两个直角三角形的直角边(结果用表示);
小平行四边形的底、高和面积(结果用表示);
(2)请画出同学拼出的另一种符合题意的图,要求:
不与给定的图形状相同;
画出三角形的边.
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