内容正文:
模块六 锐角三角函数
第12讲 解直角三角形实际应用
(思维导图+1考点+4种题型)
试卷第1页,共3页
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中考考点
命题预测
解直角三角形实际应用
解直角三角形的实际应用在广东省统考的中考主要设计勾股定理、相似三角形和锐角三角函数等知识点进行结合考查,难度中等。一般对数形结合思想要求较高,要会将实际问题几何模型化。要求同学们在复习时熟练掌握勾股定理、相似三角形、锐角三角函数的基本性质,构建直角三角形,运用直角三角形的边角关系进行求解。
考点一 解直角三角形的实际应用
题型01 仰角俯角问题
1.(2024•深圳)如图,为了测量某电子厂的高度,小明用高1.8m的测量仪EF测得顶端A的仰角为45°,小军在小明的前面5m处用高1.5m的测量仪CD测得顶端A的仰角为53°,则电子厂AB的高度为( )
(参考数据:,,
A.22.7m B.22.4m C.21.2m D.23.0m
2.(2019•广东)如图,某校教学楼AC与实验楼BD的水平间距CD=15米,在实验楼顶部B点测得教学楼顶部A点的仰角是30°,底部C点的俯角是45°,则教学楼AC的高度是 (15+15) 米(结果保留根号).
3.(2022•广州)某数学活动小组利用太阳光线下物体的影子和标杆测量旗杆的高度.如图,在某一时刻,旗杆AB的影子为BC,与此同时在C处立一根标杆CD,标杆CD的影子为CE,CD=1.6m,BC=5CD.
(1)求BC的长;
(2)从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为已知,求旗杆AB的高度.
条件①:CE=1.0m;条件②:从D处看旗杆顶部A的仰角α为54.46°.
注:如果选择条件①和条件②分别作答,按第一个解答计分.
参考数据:sin54.46°≈0.81,cos54.46°≈0.58,tan54.46°≈1.40.
4.(2024•广州)2024年6月2日,嫦娥六号着陆器和上升器组合体(简称为“着上组合体”)成功着陆在月球背面.某校综合实践小组制作了一个“着上组合体”的模拟装置,在一次试验中,如图,该模拟装置在缓速下降阶段从A点垂直下降到B点,再垂直下降到着陆点C,从B点测得地面D点的俯角为36.87°,AD=17米,BD=10米.
(1)求CD的长;
(2)若模拟装置从A点以每秒2米的速度匀速下降到B点,求模拟装置从A点下降到B点的时间.
参考数据:sin36.87°≈0.60,cos36.87°≈0.80,tan36.87°≈0.75.
1.中国“蛟龙”号深潜器目前最大深潜极限为7062.68米.某天该深潜器在海面下1800米处作业(如图),测得正前方海底沉船C的俯角为45°,该深潜器在同一深度向正前方直线航行2000米到B点,此时测得海底沉船C的俯角为60°.请判断沉船C是否在“蛟龙”号深潜极限范围内?并说明理由;(精确到0.01)
(参考数据:1.414,1.732)
2.某校九年级数学兴趣小组为了测得该校地下停车场的限高CD,在课外活动时间测得下列数据:如图,从地面E点测得地下停车场的俯角为30°,斜坡AE的长为16米,地面B点(与E点在同一个水平线)距停车场顶部C点(A、C、B在同一条直线上且与水平线垂直)1.2米.试求该校地下停车场的高度AC及限高CD(结果精确到0.1米).
3.小明为了测量楼房AB的高度,他从楼底的B处沿着斜坡向上行走20m,到达坡顶D处.已知斜坡的坡角为15°.(以下计算结果精确到0.1m)
(1)求小明此时与地面的垂直距离CD的值;
(2)小明的身高ED是1.6m,他站在坡顶看楼顶A处的仰角为45°,求楼房AB的高度.(sin15°≈0.2588cos15°≈0.9659tan15°≈0.2677)
4.某兴趣小组开展了测量电线塔高度的实践活动.如图所示,斜坡的坡度,,在处测得电线塔顶部的仰角为,在处测得电线塔顶部的仰角为.
(1)求点离水平地面的高度.
(2)求电线塔的高度(结果保留根号).
题型02 方位角问题
1.(2023•广州)如图,海中有一小岛A,在B点测得小岛A在北偏东30°方向上,渔船从B点出发由西向东航行10nmile到达C点,在C点测得小岛A恰好在正北方向上,此时渔船与小岛A的距离为( )n mile.
A. B. C.20 D.
2.(2020•深圳)如图,为了测量一条河流的宽度,一测量员在河岸边相距200米的P、Q两点分别测定对岸一棵树T的位置,T在P的正北方向,且T在Q的北偏西70°方向,则河宽(PT的长)可以表示为( )
A.200tan70°米 B.米
C.200sin 70°米 D.米
1.如图,是一座南北走向的大桥,一辆汽车在笔直的公路上由北向南行驶,在处测得桥头在南偏东方向上,继续行驶米后到达处,测得桥头在南偏东方向上,桥头在南偏东方向上,求大桥的长度.(结果精确到米,参考数据:)
2.如图,某海域有两灯塔A,B,其中灯塔B在灯塔A的南偏东方向,且A,B相距海里.一渔船在C处捕鱼,测得C处在灯塔A的北偏东方向、灯塔B的正北方向.
(1)求B,C两处的距离;
(2)该渔船从C处沿北偏东方向航行一段时间后,突发故障滞留于D处,并发出求救信号.此时,在灯塔B处的渔政船测得D处在北偏东方向,便立即以18海里/小时的速度沿方向航行至D处救援,求渔政船的航行时间.
(注:点A,B,C,D在同一水平面内;参考数据:,)
3.如图,一艘海轮位于灯塔的北偏东方向,距离灯塔100海里的处,它沿正南方向航行一段时间后,到达位于灯塔的南偏东方向上的处.这时,处距离处有多远?(参考数据:,,)
题型03 坡度坡比问题
1.(2023•深圳)爬坡时坡面与水平面夹角为α,则每爬1m耗能(1.025﹣cosα)J,若某人爬了1000m,该坡角为30°,则他耗能( )(参考数据:1.732,1.414)
A.58J B.159J C.1025J D.1732J
2.(2019•广州)如图,有一斜坡AB,坡顶B离地面的高度BC为30m,斜坡的倾斜角是∠BAC,若tan∠BAC,则此斜坡的水平距离AC为( )
A.75m B.50m C.30m D.12m
1.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,,,均在同一平面内,).已知斜坡长为20米,斜坡的坡角为,在斜坡顶部处测得风力发电机塔杆顶端点的仰角为,坡底与塔杆底的距离米,求该风力发电机塔杆的高度.
(结果精确到个位;参考数据:,,,)
2.如图,堤坝长为,坡度i为,底端A在地面上,堤坝与对面的山之间有一深沟,山顶D处立有高的铁塔.小明欲测量山高,他在A处看到铁塔顶端C刚好在视线上,又在坝顶B处测得塔底D的仰角为.求堤坝高及山高.(,,,小明身高忽略不计,结果精确到)
3.为了防洪需要,某地决定新建一座拦水坝,如图,拦水坝的横断面为梯形,斜面坡度是指坡面的铅直高度与水平宽度的比.已知斜坡长度为20米,,求斜坡的长.(结果精确到米)(参考数据:)
4.小王同学学习了锐角三角函数后,通过观察广场的台阶与信号塔之间的相对位置,他认为利用台阶的可测数据与在点,处测出点的仰角度数,可以求出信号塔的高.如图,的长为,高为.他在点处测得点的仰角为,在点处测得点的仰角为,在同一平面内.你认为小王同学能求出信号塔的高吗?若能,请求出信号塔的高;若不能,请说明理由.(参考数据:,,,结果保留整数)
题型04 解直角三角形的其他问题
1.如图,在徐州云龙湖旅游景区,点为“彭城风华”观演场地,点为“水族展览馆”,点为“徐州汉画像石艺术馆”.已知,,.求“彭城风华”观演场地与“水族展览馆”之间的距离(精确到).(参考数据:,)
2.实验是培养学生创新能力的重要途径.如图是小亮同学安装的化学实验装置,安装要求为试管口略向下倾斜,铁夹应固定在距试管口的三分之一处.现将左侧的实验装置图抽象成右侧示意图,已知试管,试管倾斜角为.
(1)求试管口B与铁杆的水平距离的长度;(结果用含非特殊角的三角函数表示)
(2)实验时,导气管紧靠水槽壁,延长交的延长线于点F,且于点N(点C,D,N,F在一条直线上),经测得:,求线段的长度.(结果用含非特殊角的三角函数表示)
3.单摆是一种能够产生往复摆动的装置,某兴趣小组利用摆球和摆线进行与单摆相关的实验探究,并撰写实验报告如下.
实验主题
探究摆球运动过程中高度的变化
实验用具
摆球,摆线,支架,摄像机等
实验说明
如图1,在支架的横杆点O处用摆线悬挂一个摆球,将摆球拉高后松手,摆球开始往复运动.(摆线的长度变化忽略不计)
如图2,摆球静止时的位置为点A,拉紧摆线将摆球拉至点B处,,,;当摆球运动至点C时,,.(点O,A,B,C,D,E在同一平面内)
实验图示
解决问题:根据以上信息,求的长.(结果精确到)
参考数据:,.
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$$模块六 锐角三角函数
第12讲 解直角三角形实际应用
(思维导图+1考点+4种题型)
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中考考点
命题预测
解直角三角形实际应用
解直角三角形的实际应用在广东省统考的中考主要设计勾股定理、相似三角形和锐角三角函数等知识点进行结合考查,难度中等。一般对数形结合思想要求较高,要会将实际问题几何模型化。要求同学们在复习时熟练掌握勾股定理、相似三角形、锐角三角函数的基本性质,构建直角三角形,运用直角三角形的边角关系进行求解。
考点一 解直角三角形的实际应用
题型01 仰角俯角问题
1.(2024•深圳)如图,为了测量某电子厂的高度,小明用高1.8m的测量仪EF测得顶端A的仰角为45°,小军在小明的前面5m处用高1.5m的测量仪CD测得顶端A的仰角为53°,则电子厂AB的高度为( )
(参考数据:,,
A.22.7m B.22.4m C.21.2m D.23.0m
【分析】根据题意可得:EF=BM=1.8m,CD=BN=1.5m,DF=5m,EM=BF,BD=CN,EM⊥AB,CN⊥AB,然后设BD=CN=x m,则EM=BF=(x+5)m,分别在Rt△AEM和Rt△ACN中,利用锐角三角函数的定义求出AM和AN的长,从而列出关于x的方程,进行计算即可解答.
【解答】解:由题意得:EF=BM=1.8m,CD=BN=1.5m,DF=5m,EM=BF,BD=CN,EM⊥AB,CN⊥AB,
设BD=CN=x m,
∴EM=BF=DF+BD=(x+5)m,
在Rt△AEM中,∠AEM=45°,
∴AM=EM•tan45°=(x+5)m,
在Rt△ACN中,∠ACN=53°,
∴AN=CN•tan53°x(m),
∵AM+BM=AN+BN=AB,
∴x+5+1.8x+1.5,
解得:x=15.9,
∴ANx=21.2(m),
∴AB=AN+BN=21.2+1.5=22.7(m),
∴电子厂AB的高度约为22.7m,
故选:A.
2.(2019•广东)如图,某校教学楼AC与实验楼BD的水平间距CD=15米,在实验楼顶部B点测得教学楼顶部A点的仰角是30°,底部C点的俯角是45°,则教学楼AC的高度是 (15+15) 米(结果保留根号).
【分析】首先分析图形:根据题意构造直角三角形.本题涉及到两个直角△BEC、△ABE,进而可解即可求出答案.
【解答】解:过点B作BE⊥AB于点E,
在Rt△BEC中,∠CBE=45°,BE=15米;可得CE=BE×tan45°=15米.
在Rt△ABE中,∠ABE=30°,BE=15米,可得AE=BE×tan30°=15米.
故教学楼AC的高度是AC=(15)米.
答:教学楼AC的高度是(15)米.
故答案为:(15).
3.(2022•广州)某数学活动小组利用太阳光线下物体的影子和标杆测量旗杆的高度.如图,在某一时刻,旗杆AB的影子为BC,与此同时在C处立一根标杆CD,标杆CD的影子为CE,CD=1.6m,BC=5CD.
(1)求BC的长;
(2)从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为已知,求旗杆AB的高度.
条件①:CE=1.0m;条件②:从D处看旗杆顶部A的仰角α为54.46°.
注:如果选择条件①和条件②分别作答,按第一个解答计分.
参考数据:sin54.46°≈0.81,cos54.46°≈0.58,tan54.46°≈1.40.
【分析】(1)根据已知BC=5CD,进行计算即可解答;
(2)若选择条件①,根据同一时刻的物高与影长是成比例的,进行计算即可解答;
若选择条件②,过点D作DF⊥AB,垂足为F,根据题意可得DC=BF=1.6m,DF=BC=8m,然后在Rt△ADF中,利用锐角三角函数的定义求出AF的长,进行计算即可解答.
【解答】解:(1)∵BC=5CD,CD=1.6m,
∴BC=5×1.6=8(m),
∴BC的长为8m;
(2)若选择条件①:
由题意得:
,
∴,
∴AB=12.8,
∴旗杆AB的高度为12.8m;
若选择条件②:
过点D作DF⊥AB,垂足为F,
则DC=BF=1.6m,DF=BC=8m,
在Rt△ADF中,∠ADF=54.46°,
∴AF=DF•tan54.46°≈8×1.4=11.2(m),
∴AB=AF+BF=11.2+1.6=12.8(m),
∴旗杆AB的高度约为12.8m.
4.(2024•广州)2024年6月2日,嫦娥六号着陆器和上升器组合体(简称为“着上组合体”)成功着陆在月球背面.某校综合实践小组制作了一个“着上组合体”的模拟装置,在一次试验中,如图,该模拟装置在缓速下降阶段从A点垂直下降到B点,再垂直下降到着陆点C,从B点测得地面D点的俯角为36.87°,AD=17米,BD=10米.
(1)求CD的长;
(2)若模拟装置从A点以每秒2米的速度匀速下降到B点,求模拟装置从A点下降到B点的时间.
参考数据:sin36.87°≈0.60,cos36.87°≈0.80,tan36.87°≈0.75.
【分析】(1)根据题意可得:AC⊥CD,BE∥CD,从而可得∠EBD=∠BDC=36.87°,然后在Rt△BCD中,利用锐角三角函数的定义求出CD的长,即可解答;
(2)在Rt△BCD中,利用锐角三角函数的定义求出BC的长,然后在Rt△ACD中,利用勾股定理求出AC的长,从而利用线段的和差关系求出AB的长,最后进行计算即可解答.
【解答】解:(1)如图:
由题意得:AC⊥CD,BE∥CD,
∴∠EBD=∠BDC=36.87°,
在Rt△BCD中,BD=10米,
∴CD=BD•cos36.87°≈10×0.80=8(米),
∴CD的长约为8米;
(2)在Rt△BCD中,BD=10米,∠BDC=36.87°,
∴BC=BD•sin36.87°≈10×0.6=6(米),
在Rt△ACD中,AD=17米,CD=8米,
∴AC15(米),
∴AB=AC﹣BC=15﹣6=9(米),
∵模拟装置从A点以每秒2米的速度匀速下降到B点,
∴模拟装置从A点下降到B点的时间=9÷2=4.5(秒),
∴模拟装置从A点下降到B点的时间约为4.5秒.
1.中国“蛟龙”号深潜器目前最大深潜极限为7062.68米.某天该深潜器在海面下1800米处作业(如图),测得正前方海底沉船C的俯角为45°,该深潜器在同一深度向正前方直线航行2000米到B点,此时测得海底沉船C的俯角为60°.请判断沉船C是否在“蛟龙”号深潜极限范围内?并说明理由;(精确到0.01)
(参考数据:1.414,1.732)
【分析】过点C作CD垂直AB延长线于点D,设CD为x米,在Rt△ACD和Rt△BCD中,分别表示出AD和BD的长度,然后根据AB=2000米,求出x的值,求出点C距离海面的距离,判断是否在极限范围内;
【解答】解:(1)过点C作CD垂直AB延长线于点D,
设CD=x米,
在Rt△ACD中,
∵∠DAC=45°,
∴AD=x,
在Rt△BCD中,
∵∠CBD=60°,
∴BDx,
∴AB=AD﹣BD=xx=2000,
解得:x≈4732.05,
∴船C距离海平面为4732.05+1800=6532.05米<7062.68米,
∴沉船C在“蛟龙”号深潜极限范围内.
2.某校九年级数学兴趣小组为了测得该校地下停车场的限高CD,在课外活动时间测得下列数据:如图,从地面E点测得地下停车场的俯角为30°,斜坡AE的长为16米,地面B点(与E点在同一个水平线)距停车场顶部C点(A、C、B在同一条直线上且与水平线垂直)1.2米.试求该校地下停车场的高度AC及限高CD(结果精确到0.1米).
【分析】根据题意和正弦的定义求出AB的长,根据余弦的定义求出CD的长.
【解答】解:由题意得,AB⊥EB,CD⊥AE,
∴∠CDA=∠EBA=90°,
∵∠E=30°,
∴ABAE=8米,
∵BC=1.2米,
∴AC=AB﹣BC=6.8米,
∵∠DCA=90°﹣∠A=30°,
∴CD=AC×cos∠DCA=6.85.9米.
答:该校地下停车场的高度AC为6.8米,限高CD约为5.9米.
3.小明为了测量楼房AB的高度,他从楼底的B处沿着斜坡向上行走20m,到达坡顶D处.已知斜坡的坡角为15°.(以下计算结果精确到0.1m)
(1)求小明此时与地面的垂直距离CD的值;
(2)小明的身高ED是1.6m,他站在坡顶看楼顶A处的仰角为45°,求楼房AB的高度.(sin15°≈0.2588cos15°≈0.9659tan15°≈0.2677)
【分析】(1)利用在Rt△BCD中,∠CBD=15°,BD=20,得出CD=BD•sin15°求得答案即可;
(2)由图可知:AB=AF+DE+CD,利用直角三角形的性质和锐角三角函数的意义,求得AF即可.
【解答】解:(1)在Rt△BCD中,
∵∠CBD=15°,BD=20,
∴CD=BD•sin15°,
∴CD≈5.2m;
答:小明与地面的垂直距离CD的值是5.2m;
(2)在Rt△AFE中,∵∠AEF=45°,
∴AF=EF=BC,
由(1)知,BC=BD•cos15°≈19.3(m),
∴AB=AF+DE+CD=19.3+1.6+5.2=26.1(m).
答:楼房AB的高度是26.1m.
4.某兴趣小组开展了测量电线塔高度的实践活动.如图所示,斜坡的坡度,,在处测得电线塔顶部的仰角为,在处测得电线塔顶部的仰角为.
(1)求点离水平地面的高度.
(2)求电线塔的高度(结果保留根号).
【分析】本题主要考查了解直角三角形的实际应用.
(1)由斜坡的坡度,求得,利用正切函数的定义得到,据此求解即可;
(2)作于点,设,先解得到,解得到米,进而得到方程,解方程即可得到答案.
【解析】(1)解:∵斜坡的坡度,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴;
(2)解:作于点,则四边形是矩形,,,
设,
在中,,
∴,
在中,,
在中,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴
答:电线塔的高度.
题型02 方位角问题
1.(2023•广州)如图,海中有一小岛A,在B点测得小岛A在北偏东30°方向上,渔船从B点出发由西向东航行10nmile到达C点,在C点测得小岛A恰好在正北方向上,此时渔船与小岛A的距离为( )n mile.
A. B. C.20 D.
【分析】连接AC,根据题意可得:AC⊥CB,然后在Rt△ACB中,利用锐角三角函数的定义求出AC的长,即可解答.
【解答】解:连接AC,
由题意得:AC⊥CB,
在Rt△ACB中,∠ABC=90°﹣30°=60°,BC=10海里,
∴AC=BC•tan60°=10(海里),
∴此时渔船与小岛A的距离为10海里,
故选:D.
2.(2020•深圳)如图,为了测量一条河流的宽度,一测量员在河岸边相距200米的P、Q两点分别测定对岸一棵树T的位置,T在P的正北方向,且T在Q的北偏西70°方向,则河宽(PT的长)可以表示为( )
A.200tan70°米 B.米
C.200sin 70°米 D.米
【分析】在直角三角形PQT中,利用PQ的长,以及∠PQT的度数,进而得到∠PTQ的度数,根据三角函数即可求得PT的长.
【解答】解:在Rt△PQT中,
∵∠QPT=90°,∠PQT=90°﹣70°=20°,
∴∠PTQ=70°,
∴tan70°,
∴PT,
即河宽米,
故选:B.
1.如图,是一座南北走向的大桥,一辆汽车在笔直的公路上由北向南行驶,在处测得桥头在南偏东方向上,继续行驶米后到达处,测得桥头在南偏东方向上,桥头在南偏东方向上,求大桥的长度.(结果精确到米,参考数据:)
【分析】本题考查了解直角三角形的应用,分别过点作的垂线,垂足分别为,根据题意得出,解求得,,进而求得,根据,即可求解.
【解析】解:如图所示,分别过点作的垂线,垂足分别为,
∴四边形是矩形,
∴,,
依题意,,
∴,
∴,
∴;
在中,,
;
在中,,
∴.
答:大桥的长度约为米.
2.如图,某海域有两灯塔A,B,其中灯塔B在灯塔A的南偏东方向,且A,B相距海里.一渔船在C处捕鱼,测得C处在灯塔A的北偏东方向、灯塔B的正北方向.
(1)求B,C两处的距离;
(2)该渔船从C处沿北偏东方向航行一段时间后,突发故障滞留于D处,并发出求救信号.此时,在灯塔B处的渔政船测得D处在北偏东方向,便立即以18海里/小时的速度沿方向航行至D处救援,求渔政船的航行时间.
(注:点A,B,C,D在同一水平面内;参考数据:,)
【分析】本题考查了解直角三角形的实际应用,解题的关键是正确画出辅助线,构造直角三角形.
(1)根据题意易得,则,再求出(海里),即可解答;
(2)过点D作于点F,设海里,则,,则,求出,进而得出海里,海里,根据勾股定理可得:(海里),即可解答.
【解析】(1)解:过点A作于点E,
∵灯塔B在灯塔A的南偏东方向,C处在灯塔A的北偏东方向、灯塔B的正北方向.
∴,
∴,
∵,
∴,
∵海里,
∴(海里),
∴(海里),
∴B,C两处的距离为16海里.
(2)解:过点D作于点F,
设海里,
∵,
∴,
由(1)可知,海里,
∴海里,
∵,
∴,
∴,
解得:,
∴海里,海里,
根据勾股定理可得:(海里),
∴渔政船的航行时间为(小时),
答:渔政船的航行时间为小时.
3.如图,一艘海轮位于灯塔的北偏东方向,距离灯塔100海里的处,它沿正南方向航行一段时间后,到达位于灯塔的南偏东方向上的处.这时,处距离处有多远?(参考数据:,,)
【分析】本题考查了解直角三角形的应用方向角问题.过作于,解直角三角形即可得到结论.
【解析】解:过作于,
在中,,海里,
(海里),
(海里),
在中,,
(海里),
(海里),
答:处距离处有140海里.
题型03 坡度坡比问题
1.(2023•深圳)爬坡时坡面与水平面夹角为α,则每爬1m耗能(1.025﹣cosα)J,若某人爬了1000m,该坡角为30°,则他耗能( )(参考数据:1.732,1.414)
A.58J B.159J C.1025J D.1732J
【分析】根据题意可得:他耗能=1000×(1.025﹣cos30°),进行计算即可解答.
【解答】解:由题意得:
某人爬了1000m,该坡角为30°,则他耗能=1000×(1.025﹣cos30°)=1000×(1.025)≈159(J),
故选:B.
2.(2019•广州)如图,有一斜坡AB,坡顶B离地面的高度BC为30m,斜坡的倾斜角是∠BAC,若tan∠BAC,则此斜坡的水平距离AC为( )
A.75m B.50m C.30m D.12m
【分析】根据题目中的条件和图形,利用锐角三角函数即可求得AC的长,本题得以解决.
【解答】解:∵∠BCA=90°,tan∠BAC,BC=30m,
∴tan∠BAC,
解得,AC=75,
故选:A.
1.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,,,均在同一平面内,).已知斜坡长为20米,斜坡的坡角为,在斜坡顶部处测得风力发电机塔杆顶端点的仰角为,坡底与塔杆底的距离米,求该风力发电机塔杆的高度.
(结果精确到个位;参考数据:,,,)
【分析】本题考查的是矩形的判定与性质,解直角三角形的实际应用,过点作于点,作于点,先求解,,再证明,再利用锐角的正切可得,从而可得答案.
【解析】解:过点作于点,作于点
由题意得:,
在中,
,
,
,
四边形为矩形,
,,
,
在中.
,
答:该风力发电机塔杆的高度为.
2.如图,堤坝长为,坡度i为,底端A在地面上,堤坝与对面的山之间有一深沟,山顶D处立有高的铁塔.小明欲测量山高,他在A处看到铁塔顶端C刚好在视线上,又在坝顶B处测得塔底D的仰角为.求堤坝高及山高.(,,,小明身高忽略不计,结果精确到)
【分析】过B作于H,设,,根据勾股定理得到,求得,过B作于F,则,设,解直角三角形即可得到结论.
【解析】解:过B作于H,
∵坡度i为,
∴设,,
∴,
∴,
∴,
过B作于F,
则,
设,
∵.
∴,
∴,
∵坡度i为,
∴,
∴,
∴(米),
∴(米),
答:堤坝高为8米,山高为20米.
3.为了防洪需要,某地决定新建一座拦水坝,如图,拦水坝的横断面为梯形,斜面坡度是指坡面的铅直高度与水平宽度的比.已知斜坡长度为20米,,求斜坡的长.(结果精确到米)(参考数据:)
【分析】过点作于点,在中,利用正弦函数求得,在中,利用勾股定理即可求解.
【解析】解:过点作于点,则四边形是矩形,
在中,,
.
∴.
∵,
∴在中,(米).
答:斜坡的长约为10米.
4.小王同学学习了锐角三角函数后,通过观察广场的台阶与信号塔之间的相对位置,他认为利用台阶的可测数据与在点,处测出点的仰角度数,可以求出信号塔的高.如图,的长为,高为.他在点处测得点的仰角为,在点处测得点的仰角为,在同一平面内.你认为小王同学能求出信号塔的高吗?若能,请求出信号塔的高;若不能,请说明理由.(参考数据:,,,结果保留整数)
【分析】过作,垂足为,根据勾股定理及等腰直角三角形的性质,进而设根据锐角三角函数解答即可.
【解析】解:过作,垂足为,
∵,,
∴四边形是矩形,
∴,.
∵的长为,高为,
∴.
∴在中,().
∵,,
∴.
∴.
∴设.
∴,.
∴.
∵,,
∴.
∴.
∴.
即信号塔的高为.
∴能求出信号塔的高,信号塔的高为.
题型04 解直角三角形的其他问题
1.如图,在徐州云龙湖旅游景区,点为“彭城风华”观演场地,点为“水族展览馆”,点为“徐州汉画像石艺术馆”.已知,,.求“彭城风华”观演场地与“水族展览馆”之间的距离(精确到).(参考数据:,)
【分析】本题考查解直角三角形的应用,关键是过作于,构造包含特殊角的直角三角形,用解直角三角形的方法来解决问题.
过作于,设,由含度角的直角三角形的性质得到,由锐角的正切定义得到,判定是等腰直角三角形,因此,得到,求出,即可得到的长.
【解析】解:过作于,
设,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
∴.
答:“彭城风华”观演场地与“水族展览馆”之间的距离约是.
2.实验是培养学生创新能力的重要途径.如图是小亮同学安装的化学实验装置,安装要求为试管口略向下倾斜,铁夹应固定在距试管口的三分之一处.现将左侧的实验装置图抽象成右侧示意图,已知试管,试管倾斜角为.
(1)求试管口B与铁杆的水平距离的长度;(结果用含非特殊角的三角函数表示)
(2)实验时,导气管紧靠水槽壁,延长交的延长线于点F,且于点N(点C,D,N,F在一条直线上),经测得:,求线段的长度.(结果用含非特殊角的三角函数表示)
【分析】本题主要考查了解直角三角形的应用,通过作辅助线构造直角三角形,掌握直角三角形中的边角关系是解题关键.
(1)先求出,再在中,利用余弦的定义求解即可得;
(2)过点作于点,过点作于点,先解直角三角形可得的长,从而可得的长,再判断出是等腰直角三角形,从而可得的长,最后根据求解即可得.
【解析】(1)解:∵,
∴,
由题意可知,,
在中,,
∴,
答:试管口与铁杆的水平距离的长度.
(2)解:如图,过点作于点,过点作于点,
则四边形和四边形都是矩形,
∴,
在中,,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
答:线段的长度为.
3.单摆是一种能够产生往复摆动的装置,某兴趣小组利用摆球和摆线进行与单摆相关的实验探究,并撰写实验报告如下.
实验主题
探究摆球运动过程中高度的变化
实验用具
摆球,摆线,支架,摄像机等
实验说明
如图1,在支架的横杆点O处用摆线悬挂一个摆球,将摆球拉高后松手,摆球开始往复运动.(摆线的长度变化忽略不计)
如图2,摆球静止时的位置为点A,拉紧摆线将摆球拉至点B处,,,;当摆球运动至点C时,,.(点O,A,B,C,D,E在同一平面内)
实验图示
解决问题:根据以上信息,求的长.(结果精确到)
参考数据:,.
【分析】本题考查的是解直角三角形的实际应用,先求解,再求解,从而可得答案;
【解析】解:∵,,;
∴,
,
∴,
∵,,
∴,
∴;
∴的长为;
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