内容正文:
第五节 锐角三角函数及其应用
考点一 锐角三角函数的定义
1.锐角三角函数基本定义:在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=c,BC=a,AC=b.
(1)正弦:sin A==.
(2)余弦:cos A==.
(3)正切:tan A==.
∠A的正弦、余弦、正切都是∠A的锐角三角函数.
2.特殊角的三角函数值
α
30°
45°
60°
sin α
________
________
________
cos α
________
________
________
tan α
________
1
________
考点二 解直角三角形
1.解直角三角形:由直角三角形中的________元素,求出其余________元素的过程,叫做解直角三角形.
2.解直角三角形常用的关系
在Rt△ABC中,∠C=90°,三边分别为a,b,c.
(1)三边关系:________;
(2)两锐角关系:________;
(3)边角之间的关系:
sin A=cos B=________,cos A=sin B=______,tan A=______,tan B=______.
考点三 解直角三角形的应用
1.仰角与俯角
(1)仰角: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仰角.
(2)俯角: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俯角.
2.坡度和坡角
(1)坡度(坡比):坡面的铅直高度h与水平宽度l的比,记作i,i=________.
(2)坡角:坡面与水平面的夹角,记作α,i=________.
3.方向角(或方位角)
指北或指南方向线与目标方向线所成的小于90°的角.
1.(人教版九下P68习题28.1复习巩固T1改编)在△ABC中,a=12,b=5,c=13,则sin A的值为( )
A. B. C. D.
2.(青岛版九上P43例1改编)计算tan 45°·cos 30°的结果等于( )
A. B.1 C. D.2
3.如图,在△ABC中,AC⊥BC,∠ABC=60°,点D是CB延长线上的一点,且BD=BA,则tan ∠DAC的值为( )
A. B.1 C. D.2
4.如图,已知传送带与水平面所成斜坡的坡度i=1∶2,如果它把物体送到离地面3米高的地方,那么物体所经过的路程为______米.
5.在综合实践课上,数学兴趣小组用所学数学知识测量大汶河某河段的宽度,他们在河岸一侧的瞭望台上放飞一只无人机,如图,无人机在河上方距水面高60米的点P处测得瞭望台正对岸A处的俯角为50°,测得瞭望台顶端C处的俯角为63.6°,已知瞭望台BC高12米(图中点A,B,C,P在同一平面内),那么大汶河此河段的宽AB为________米.
命题点1 锐角三角函数及其应用
【典例1】 (2024·四川达州)如图,由8个全等的菱形组成的网格中,每个小菱形的边长均为2,∠ABD=120°,其中点A,B,C都在格点上,则tan ∠BCD的值为( )
A.2 B.2 C. D.3
[听课记录]
三个锐角三角函数值都是直角三角形的两边之比,求三角函数值时一定要分清是哪两条边之比.
【典例2】 计算:(-1)2+2sin 45°-cos 30°+sin 60°+tan260°.
[听课记录]
应用中要熟记特殊角的三角函数值,一是按值的变化规律去记,正弦逐渐增大,余弦逐渐减小,正切逐渐增大;二是按特殊直角三角形中各边特殊值规律去记.
[对点演练]
1.∠BAC放在正方形网格纸(小正方形的边长为1)的位置如图,则tan∠BAC的值为( )
A. B. C. D.
2.在△ABC中,∠A,∠B都是锐角,且sin A=,cos B=,则△ABC的形状是( )
A.直角三角形
B.钝角三角形
C.锐角三角形
D.锐角三角形或钝角三角形
命题点2 解直角三角形
【典例3】 如图,在△ABC中,AB=AC=5,sin B=,则BC的长是( )
A.3 B.6
C.8 D.9
[听课记录]
科学选择解直角三角形的方法口诀
已知斜边求直边,正弦、余弦很方便;
已知直边求直边,理所当然用正切;
已知两边求一边,勾股定理最方便;
已知两边求一角,函数关系要记牢;
已知锐角求锐角,互余关系不能少;
已知直边求斜边,用除还需正余弦.
[对点演练]
3.(2024·泗水县一模)如图,在等腰直角三角形ABC中,AC=BC=9.在边AC,AB上分别取点D和点E,使DC=3,∠BDE=45°,则线段AE的长为( )
A. B.4
C. D.
4.(2024·曹县一模)如图,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( )
A. B. C. D.
命题点3 锐角三角函数的实际应用
【典例4】 (2024·山东)【实践课题】测量湖边观测点A和湖心岛上鸟类栖息点P之间的距离.
【实践工具】皮尺、测角仪等测量工具.
【实践活动】某班甲小组根据湖岸地形状况,在岸边选取合适的点B.测量A,B两点间的距离以及∠PAB和∠PBA,测量三次取平均值,得到数据:AB=60米,∠PAB=79°,∠PBA=64°.画出示意图,如图1.
【问题解决】(1)计算A,P两点间的距离.
(参考数据:sin 64°≈0.90,sin 79°≈0.98,cos 79°≈0.19,sin 37°≈0.60,tan 37°≈0.75)
【交流研讨】甲小组回班汇报后,乙小组提出了另一种方案:
如图2,选择合适的点D,E,F,使得A,D,E在同一条直线上,且AD=DE,∠DEF=∠DAP,当F,D,P在同一条直线上时,只需测量EF即可.
(2)乙小组的方案用到了______.(填写正确答案的序号)
①解直角三角形;②三角形全等.
【教师评价】甲、乙两小组的方案都很好,对于实际测量,要根据现场地形状况选择可实施的方案.
[听课记录]
【典例5】 (2024·菏泽二模)实验是培养学生的创新能力的重要途径之一.如图是小红同学安装的化学实验装置,安装要求为试管略向下倾斜,试管夹应固定在距试管口的三分之一处.已知试管AB=24 cm,BE=AB,试管倾斜角α为10°.
(1)求酒精灯与铁架台的水平距离CD的长度(结果精确到0.1 cm);
(2)实验时,当导气管紧贴水槽MN,延长BM交CN的延长线于点F,且MN⊥CF(点C,D,N,F在一条直线上),经测得:DE=27.36 cm,MN=8 cm,∠ABM=145°,求线段DN的长度(结果精确到0.1 cm).(参考数据:sin 10°≈0.17,cos 10°≈0.98,tan 10°≈0.18)
[听课记录]
解直角三角形中“双直角三角形”的基本模型
(1)叠合式
(2)背靠式
解题方法:这两种模型中都有一条公共的直角边,解题时,往往以这条边为中介在两个三角形中依次求边,或通过公共边相等,列方程求解.
[对点演练]
5.(2023·济宁)某数学活动小组要测量一建筑物的高度,如图,他们在建筑物前的平地上选择一点A,在点A和建筑物之间选择一点B,测得AB=30 m,用高1 m(AC=1 m)的测角仪在A处测得建筑物顶部E的仰角为30°,在B处测得仰角为60°,则该建筑物的高是________m.
6.(2023·聊城)东昌湖西岸的明珠大剧院,隔湖与远处的角楼、城门楼、龙堤、南关桥等景观遥相呼应.如图所示,城门楼B在角楼A的正东方向520 m处,南关桥C在城门楼B的正南方向1 200 m处.在明珠大剧院P测得角楼A在北偏东68.2°方向,南关桥C在南偏东56.31°方向(点A,B,C,P四点在同一平面内).求明珠大剧院到龙堤BC的距离(结果精确到1 m).
(参考数据:sin 68.2°≈0.928,cos 68.2°≈0.371,tan 68.2°≈2.50,sin 56.31°≈0.832,cos 56.31°≈0.555,tan 56.31°≈1.50)
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第五节 锐角三角函数及其应用
链接教材 基础过关
梳理·必备知识
考点一
2.
考点二
1.已知 未知 2.(1)a2+b2=c2 (2)∠A+∠B=90°
(3)
考点三
2.(1) (2)tan α
激活·基本技能
1.B 2.C 3.C 4.3 5.74
考点突破 对点演练
典例1 B [如图,延长BC交格点于点E,∴∠ACE=∠BCD.连接AE,
由题意,得AE⊥BE,AE=4,EC=2,
∴tan ∠BCD=tan ∠ACE=,故选B.]
典例2 解:(-1)2+2sin 45°-cos 30°+sin 60°+tan260°
=1+2×+2
=1++3
=4+.
对点演练
1.D [连接CD,如图.
AD=.
∵2+2=2,
∴∠ADC=90°,
∴tan∠BAC=.故选D.]
2.C [∵sin A=,cos B=,∠A,∠B都是锐角,
∴∠A=45°,∠B=60°,
∴∠C=75°,
∴△ABC的形状是锐角三角形.故选C.]
典例3 B [过点A作BC的垂线,垂足为M,
在Rt△ABM中,sin B=,
∴AM=5×=4,
∴BM==3.
又∵AB=AC,
∴BC=2BM=6.故选B.]
对点演练
3.B [∵△ABC是等腰直角三角形,
∴∠A=45°,AB=,
∵∠BDE=45°,
∴∠BDE=∠A,
∵∠DBE=∠DBA,
∴△BDE∽△BAD,
∴,
∵∠C=90°,CD=3,BC=9,
∴BD=,
∴,
∴BE=5,
∴AE=AB-BE=4.故选B.]
4.C [∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=90°,AB∥CD,AD=BC=3,AB=CD=5,
∴∠BDC=∠DBF,
由折叠的性质可得∠BDC=∠BDF,
∴∠BDF=∠DBF,
∴BF=DF,
设BF=x,则DF=x,AF=5-x,
在Rt△ADF中,32+(5-x)2=x2,
∴x=,∴cos ∠ADF=,故选C.]
典例4 解:(1)如图,过点B作BH⊥AP于点H,
∵AB=60米,∠PAB=79°,sin 79°≈0.98,cos 79°≈0.19,
∴AH=AB·cos 79°≈60×0.19=11.4,
BH=AB·sin 79°≈60×0.98=58.8,
∵∠PAB=79°,∠PBA=64°,
∴∠APB=180°-79°-64°=37°,
∴tan ∠APB=tan 37°=≈0.75,
∴PH≈=78.4,
∴AP=AH+PH=11.4+78.4=89.8(米).
即A,P两点间的距离为89.8米.
(2)∵AD=DE,∠DEF=∠DAP,当F,D,P在同一条直线上时,
∴∠ADP=∠EDF,
∴△ADP≌△EDF(ASA),
∴AP=EF,
∴只需测量EF即可得到AP长度.
∴乙小组的方案用到了②.
典例5 解:(1)如图,过点E作EG⊥AC于点G,
∵AB=24 cm,BE=AB,
∴BE=8 cm,AE=16 cm,
在Rt△AEG中,AE=16 cm,∠AEG=10°,
∴EG=cos 10°·AE
≈0.98×16
≈15.7(cm),
即CD=EG≈15.7(cm),
答:酒精灯与铁架台的水平距离CD的长度约为15.7 cm.
(2)如图,过点B分别作BH⊥DE,BP⊥FC,垂足分别为H,P,
在Rt△BEH中,BE=8 cm,∠EBH=10°,
∴HE=sin 10°·EB≈1.36(cm),
BH=cos 10°·EB≈7.84(cm),
∴HD=DE-HE=27.36-1.36=26(cm)=BP,
∵∠ABF=145°,
∴∠PBF=145°-90°-10°=45°,
∴BP=PF=HD=26 cm,
∵MN⊥CF,∠NMF=45°,MN=8 cm,
∴MN=NF=8 cm,
∴DN=DP+PF-NF=7.84+26-8≈25.8(cm),
答:线段DN的长度约为25.8 cm.
对点演练
5.15+1 [如图,延长CD交EF于点G,
由题意得,DB=AC=FG=1 m,CG⊥EF,DC=AB=30 m,∠EDG=60°,∠ECG=30°,
∵∠EDG是△EDC的一个外角,
∴∠DEC=∠EDG-∠ECG=30°,
∴∠DEC=∠ECD=30°,
∴ED=CD=30 m,
在Rt△EGD中,EG=ED·sin 60°=30×(m),
∴EF=EG+FG=m,
∴该建筑物的高是m,故答案为15+1.]
6.解:如图,过点P作PE⊥BC于点E,过点A作AD⊥PE于点D,由题意得AB⊥BC,AB=520 m,BC=1 200 m,∠PAD=68.2°,∠C=56.31°,
∵∠B=∠BED=∠ADE=90°,
∴四边形ADEB是矩形,
∴AD=BE,AB=DE,
∵tan ∠PAD=tan 68.2°=,
∴2.5=,即PD=2.5AD=2.5BE,
∵tan ∠C=tan 56.31°=,
∴1.5=,即PE=1.5CE,
∵PE=PD+DE=2.5BE+520,CE=1 200-BE,
∴2.5BE+520=1.5(1 200-BE),
解得,BE=320,
∴PE=2.5BE+520=1 320 m,
∴明珠大剧院到龙堤BC的距离为1 320 m.
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