内容正文:
第03讲 解直角三角形(知识详解+6典例分析+习题巩固)
知识详解
知识点01:解直角三角形的概念
知识点02:非直角三角形化归为直角三角形
知识点03:解直角三角形的应用
典例分析
(举三反三)
考点1:解直角三角形
考点2:解非直角三角形
考点3:与坡度、坡角有关的问题
考点4:与方位角有关的问题
考点5:与仰角、俯角有关的问题
考点6:方案设计问题
习题巩固
一、单选题(6)
二、填空题(7)
三、解答题(6)
【知识点01】解直角三角形的概念
1.解直角三角形:在直角三角形中,由已知的一些边、角,求出另一些边、角的过程,叫做解直角三角形.
2.在直角三角形中,除直角外,一共有5个元素,即三条边和两个锐角
元素之间的关系
图示
锐角之间的关系
三边之间的关系
(勾股定理)
边角之间的关系
,
,
,
3.解直角三角形的基本类型和解法
图示
已知条件(至少已知一边)
解法
已知两边
(1)已知两直角边
, .
;由 ,求 ; .
(2)已知斜边、一直
角边(如 , ).
;由 ,求 ; .
已知一边
和一锐角
(3)已知一锐角与邻
边(如 , ).
;
; .
已知一边
和一锐角
(4)已知一锐角与对
边(如 , ).
;
; .
(5)已知一锐角与斜
边(如 , ).
; ;
.
【知识点02】非直角三角形化归为直角三角形
常见类型:
类型
转化技巧
图示
斜三角形问
题
通过作高把锐角三角形或钝角三角形转化
为两个直角三角形.
一般的平行
四边形与梯
形问题
通过过顶点作高把一般的平行四边形或梯
形转化为含有直角三角形的图形.对于直
角梯形还可通过延长两腰得到直角三角
形.
特殊的平行
四边形问题
通过连结对角线把矩形、菱形转化为含有
直角三角形的图形.
【知识点03】解直角三角形的应用
1. 坡比、坡角
名称
定义
关系
示例
坡角
坡面的倾斜角.
坡比与坡角的正切
值相等,即
.
当 , 时,坡
比 ,坡角为 .
坡比
坡面的铅垂高度 与水平距离 的比叫做坡面的坡比(坡度),记做 ,
即 .
2. 方向角
名称
定义
举例
方
向
角
指北或指南的方向线与目标线所
成的小于 的角叫做方向角.
(通常写成“北偏东(西)
”“南偏东(西) ”的
形式)
如右图所示,目标方向线 , , 的方向角分别可以表示为北偏东 、南偏东 、北偏西 ,其中南偏东 习惯上又叫做东南方向,北偏西 习惯上又叫做西北方向.
名称
定义
图示
仰角
在视线与水平线所成的角中,视线在水平线上方的是仰角.
俯角
在视线与水平线所成的角中,视线在水平线下方的是俯角.
3、仰角、俯角
【题型一】解直角三角形
【典例1-1】(24-25九年级上·浙江杭州·期中)在中,,如果,那么下列各式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查的是锐角三角函数,灵活运用正弦函数的定义是解题的关键.根据正弦的定义,结合已知条件求出边的关系.
【详解】解:如图,在中,,
,
,
故选:.
【典例1-2】(24-25九年级下·浙江杭州·阶段练习)如图,在等边三角形中,D为边上一点,E为边上一点,且,若,则的面积为 .
【答案】
【分析】本题考查了等边三角形的性质,相似三角形的判定和性质,解直角三角形,掌握相似三角形的判定和性质是解题关键.
设的边长为,利用等边三角形的性质,证明,利用对应边成比例求解即可得到的边长,进而求出的长.过点作于点,在中,通过解直角三角形求出,从而根据三角形的面积公式即可求解.
【详解】解:设的边长为,则,
,
,
∵是等边三角形,
,
,
,
,
,
又,
,
,
,
解得:,
经检验,是原方程的解,
即的边长为 8 ,
,
过点作于点,
∴在中,,
,
故答案为:.
【典例1-3】(2025九年级下·浙江·专题练习)如图,在等腰中,,,过点作于点.
(1)求的长;
(2)若点是边的中点,连接,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了解直角三角形,等腰三角形的性质,勾股定理等知识,熟知等腰三角形的性质及正切的定义是解题的关键.
()在中,根据的正弦值及的长求出的长,然后用勾股定理即可求解;
()将转化为,在中求出的正切即可.
【详解】(1)解:∵,
∴,
则在中,,
∵,,
∴,
∴;
(2)解:∵,,
∴,
∵,点是边的中点,
∴,
∴,
又∵,
∴,
在中,,
∴.
【变式1-1】(22-23九年级上·浙江台州·自主招生)正六边形内接于,正六边形外切于,则与的面积比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】此题主要考查了正多边形和圆的计算,也利用了相似多边形的性质,解题的关键是熟练掌握正多边形的性质解决问题.首先根据正六边形的性质得到它们的半径之比,然后利用相似多边形的性质即可求解.
【详解】解:如图,为的内接正六边形的半径,为的外切正六边形的半径,
依题意,,
,
由于所有正六边形都是相似的,
∴与的面积比.
故选:B.
【变式1-2】(2025九年级下·浙江·专题练习)在中,,则的度数是 .
【答案】/60度
【分析】本题考查了解直角三角形,利用的正切求解即可.
【详解】解:,
,
.
故答案为:.
【变式1-3】(2025九年级下·浙江·专题练习)如图,在中,,求的值.
【答案】
【分析】本题考查了解直角三角形,先求出,根据勾股定理求出,然后再根据求解即可.
【详解】解:,
,
又,
.
【题型二】解非直角三角形
【典例2-1】(20-21九年级上·浙江宁波·期末)如图,从地到地需经过地,现城市规划需修建一条从到的笔直道路,已知米,,,则道路改直后比原来缩短了 米.(结果精确到1米,可能用到的数据:,)
【答案】63.
【分析】过点C作CD⊥AB,垂足为D,计算BC,AB的长度,比较AC+BC与AB的大小即可.
【详解】如图,过点C作CD⊥AB,垂足为D,
∵米,,,
∴DC=BD=90,AD=90,BC=90,
∴AC+BC=180+90≈306,
AB=AD+BD=90+90≈243,
∴缩短了:306-243=63(米),
故答案为:63米.
【点睛】本题考查了解斜三角形,学会作高化,把斜三角形化为直角三角形,并熟练运用特殊角的三角函数值是解题的关键.
【典例2-2】(22-23九年级上·山东泰安·阶段练习)如图,在中,,,,求的面积.
【答案】
【分析】过点A作ADCB于点D,利用,,勾股定理,结合三角形面积公式计算即可.
【详解】如图,过点A作ADCB于点D,
因为,AB=6,
所以,
所以=;
因为,AD=3,
所以DC=3AD=9,
所以的面积为:=.
【点睛】本题考考查了化斜为直解直角三角形,勾股定理,熟练掌握解直角的基本方法,灵活选择三角函数是解题的关键.
【典例2-3】如图,△ABC中,AB=12,BC=15,∠ABC=60°.求tanC的值.
【答案】
【详解】过点A作AD⊥BC于点D,如图所示:
∵AD⊥BC,
∴∠ADB=∠ADC=90°,
∵△ABC中,AB=12,
∴,
,
∵BC=15,
∴,
∴=.
【点睛】本题考查了解直角三角形,解题的关键是计算出题目中各边的长,找出所求问题需要的条件.
【变式2-1】如图,在中,,,,则的长为 .
【答案】
【分析】过点作于点,解,得出,进而解,即可求解.
【详解】解:如图,过点作于点,
∵,
∴,
∵,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题考查了解直角三角形,掌握三角形的边角关系是解题的关键.
【变式2-2】已知:如图,在△中,,,.求的长.
【答案】.
【分析】过A作AD⊥BC于D,在直角△ABD与直角△ACD中,设,BD与CD都可以用含有k的式子表示出来,根据BD+CD=BC即可得到一个关于k的方程,即可求得AC.
【详解】解:过点作于.
在△中,,,
设,则.
在△中,,,
∴,.
∴,.
∴.
∵,
∴.
∴.
∴.
【点睛】本题考查了解非直角三角形,解题的关键是利用辅助线构造直角三角形,将一般三角形的问题转化为直角三角形来解决.
【变式2-3】(20-21九年级上·浙江湖州·期末)根据新冠疫情的防疫需要,学校需要做到经常开窗通风.如图1,一扇窗户打开一定角度,其中一端固定在窗户边上的点处,另一端在边上滑动,如图2为某一位置从上往下看的平面图,测得此时是45°,长为20cm.(参考数据:,,,,结果精确到1cm)
(1)求固定点到窗框的距离;
(2)若测得,求的长度.
【答案】(1)14cm;(2)23cm.
【分析】(1)过作于,解直角三角形ABD即可;
(2)根据(1)中AD的长,解直角三角形ADO即可.
【详解】解:(1)过作于,
则的长就是到的距离,
在中,
∵,
,,
∴,
即,
∴cm.
(2)∵,
在中,
∵,
,,
∴,
即,
∴cm.
【点睛】本题考查了作高构造直角三角形,并解直角三角形,熟练掌握构造高线构造直角三角形,并灵活求解是解题的关键.
【题型三】与坡度、坡角有关的问题
【典例3-1】(24-25九年级上·浙江绍兴·期末)如图1和图2,将一个成形状的楔子从木桩的底端点沿水平方向打入木桩底下,可以使木桩向上运动.如果楔子斜面的倾斜角为,楔子沿水平方向前进(如箭头所示),那么木桩上升( )厘米.
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查的是解直角三角形的应用—坡度坡角问题,掌握坡度是坡面的铅直高度和水平宽度的比是解题的关键.根据坡度是坡面的铅直高度和水平宽度的比计算即可.
【详解】解:解:设木桩上升了,
根据题意,在中,,
则,
解得:,
则木桩上升了,
故选:A.
【典例3-2】(24-25九年级下·浙江杭州·阶段练习)如图是一个学校司令台的示意图,司令台离地面的高为3米,平台的长为2米,用11米长的地毯从点A到点C正好铺满整个台阶(含各级台阶的高),那么斜坡的坡比是 .
【答案】
【分析】本题考查了解直角三角形的应用坡度坡角问题,生活中的平移现象,准确熟练地进行计算是解题的关键.
过点作,垂足为,四边形是矩形,从而可得:米,米,再根据已知可得:米,然后利用坡比的定义进行计算,即可解答.
【详解】解:过点作,垂足为,四边形是矩形,
米,米,
由题意得:(米),
斜坡的坡比为,
故答案为:.
【典例3-3】(24-25九年级上·浙江杭州·期中)如图,在一个坡角为的斜坡上有一棵树,高为,当太阳光线与水平线成角时,测得该树斜坡上的树影的长为,延长,交过点的水平线于点,求与树高(精确到),(已知,,,,,.供选用).
【答案】,树高
【分析】本题考查的是直角三角形的三角函数应用,灵活运用三角函数的定义是解题的关键.通过分析图形中的两个直角三角形和,利用三角函数分别求出,,,进而通过线段的和差关系求出树高.
【详解】解:为水平线,
,
在中,,,
,
;
在中,,,
.
.
【变式3-1】(23-24九年级上·浙江绍兴·期末)如图,某公园为了使残疾人的轮椅行走方便,设想拆除台阶换成斜坡,又考虑安全,斜坡的坡角不得超过,此公园门前的台阶高出地面米,则斜坡的水平宽度至少需( )(精确到米,参考值:)
A.米 B.米 C.米 D.米
【答案】D
【分析】本题考查了解直角三角形的应用,根据题意得到,然后代入即可求解,掌握正切的含义是解题的关键.
【详解】∵台阶共高出地面米,斜坡的坡角不得超过,
∴斜坡的坡角为时,,
∴,
∴斜坡的水平宽度至少需米,
故选:.
【变式3-2】(24-25九年级上·浙江宁波·阶段练习)河堤的横断面如图所示,堤高是,迎水坡的长是,那么斜坡的坡角度数是 .
【答案】/30度
【分析】本题主要考查解直角三角形坡度坡角.在中,直接利用的正弦即可求解.
【详解】解:在中,,,
,
∴的坡度角度数是.
故答案为:.
【变式3-3】(2025九年级下·浙江·专题练习)如图,某拦河坝截面的原设计方案为:,坡角,坝顶到坝脚的距离.为了提高拦河坝的安全性,现将坡角改为,由此,点需向右平移至点,请你计算的长(精确到).
【答案】
【分析】本题考查了解直角三角形的应用,分别作,垂直于,构造直角三角形,求出,进而得到的长.
【详解】解:如图,过点作于点,过点作于点,
,
∴四边形是矩形,
∴.
在中,,
.
∵,
.
在中,,
.
.
【题型四】与方位角有关的问题
【典例4-1】(2020九年级·浙江温州·学业考试)如图,一艘海轮位于灯塔的北偏东方向,距离灯塔2海里的点处.若海轮沿正南方向航行到灯塔的正东位置处,则海轮航行的距离的长是( )
A.海里 B.海里 C.海里 D.海里
【答案】B
【分析】首先由方向角的定义及已知条件可以得出∠NPA=50°,PA=2海里,∠ABP=90°,再根据AB∥NP,根据平行线的性质得出∠A=∠NPA=50°,然后解Rt△ABP,即可得出答案.
【详解】解:由题意可知,∠NPA=50°,PA=2海里,∠ABP=90°,
∵AB∥NP,∴∠A=∠NPA=50°.
在Rt△ABP中,
∵∠ABP=90°,∠A=50°,PA=2海里,
∴AB海里.
故答案选B.
【点睛】本题主要考查了解直角三角形的应用——方向角问题,还有平行线的性质和三角函数的定义.
【典例4-2】(2025九年级下·浙江·专题练习)如图,城市A的正东方向处有一卫星城B,现计划在这两座城市间修筑一条城际快速通道(即线段),经测量,核能开发中心P在A城的北偏东和B城的北偏西的方向上,已知核辐射区域是以P点为圆心,为半径的圆形区域,请问这条快速通道会不会穿过核辐射区?请说明理由.
【答案】不会,见解析
【分析】本题主要考查解直角三角形的应用﹣方向角问题以及勾股定理的应用,解答本题的关键是作出高线.在中,设,,由题可得,进而可得x的值;再由,将求得的值与半径50千米作比较,即可作出判断.
【详解】解:这条快速通道不会穿过核辐射区,理由如下:
过点P作,垂足为D,如图,
∵,
∴,.
设,
在中,,
由勾股定理得:,
在中,,
∴,
∴,
∴,
∴这条快速通道不会穿过核辐射区.
【典例4-3】(23-24九年级上·浙江宁波·期中)如图,一艘船沿正东方向航行,在点A处测得岛C在北偏东方向,行驶海里后,船行到点B处,测得岛C在北偏东方向,已知该岛周围海里内有暗礁.
(1)如果渔船继续向东航行,有无触礁危险?
(2)如果渔船在B处改为东偏南方向航行,有无触礁的危险?(参考数据:,,)
【答案】(1)渔船继续向东航行,有触礁危险
(2)如果渔船在B处改为东偏南方向航行,无触礁的危险
【分析】本题主要考查了解直角三角形的实际应用,正确作出辅助线构造直角三角形是解题的关键.
(1)如图所示,过点C作交延长线于D,设海里,先解得到海里,再解得到海里,进而建立方程,解方程即可得到答案;
(2)如图所示,过点C作于E,解,得到海里,再解,得到海里,由,则如果渔船在B处改为东偏南方向航行,无触礁的危险.
【详解】(1)解:如图所示,过点C作交延长线于D,
由题意得,海里,
设海里,
∴中,海里,
中,海里,
∵,
∴,
解得,
∴海里,
∵,
∴渔船继续向东航行,有触礁危险;
(2)解:如图所示,过点C作于E,
在中,海里,
在中,,
∴海里,
∵,
∴如果渔船在B处改为东偏南方向航行,无触礁的危险.
【变式4-1】(21-22九年级上·浙江杭州·阶段练习)如图,建筑工地划出了三角形安全区,一人从点出发,沿北偏东53°方向走50m到达C点,另一人从B点出发沿北偏西53°方向走100m到达C点,则点A与点B相距( )
A. B. C. D.130m
【答案】B
【分析】设经过A点的东西方向线与经过B点的南北方向线相交于点D,过C作CF⊥AD,CE∥AD,BE∥AG,则∠GAC=∠ACF=∠EBC=∠BCF=53°,在Rt△ACF和Rt△BCE中,根据正切三角函数的定义得到==,结合勾股定理可求得AF=40,CF=DE=30,FD=CE=80,BE=60,在Rt△ABD中,根据勾股定理即可求得AB.
【详解】解:如图,设经过A点的东西方向线与经过B点的南北方向线相交于点D,过C作CF⊥AD,CE∥AD,BE∥AG,
∴∠CEB=90°,∠GAC=∠ACF=∠EBC=∠BCF=53°,AC=50,BC=100,四边形CEDF是矩形,
∴DE=CF,DF=CE,
在Rt△ACF中,tan∠ACF==tan53°,
在Rt△BCE中,tan∠EBC==tan53°,
∵tan53°≈,
∴==,
∴AF=CF,CE=BE,
在Rt△ACF中,AF2+CF2=AC2,
∴CF2+(CF)2=502,
解得CF=DE=30,AF=×30=40,
在Rt△BCE中,BE2+CE2=BC2,
∴BE2+(BE)2=1002,
解得BE=60,CE=DF=×60=80,
∴AD=AF+DF=120,BD=BE﹣DE=30,
在Rt△ABD中,AD2+BD2=AB2,
∴AB==30.
故选:B.
【点睛】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.
【变式4-2】(2023九年级·浙江·专题练习)如图,一艘货轮以36海里/小时的速度在海面上航行.当它行驶到A处时,发现它的东北方向有一灯塔B.货轮继续向北航行40分钟后到达C处,发现灯塔B在它北偏东方向,求此时货轮与灯塔B的距离.(结果精确到0.01海里)
【答案】货轮与灯塔B的距离约为海里
【分析】过点B作交延长线于点D,由题意得,,海里,则是等腰直角三角形,得,,则,设海里,则海里,海里,然后在中,由勾股定理得出方程即可得出答案.
【详解】过点B作交延长线于点D,如图所示,
由题意得,,海里,
则是等腰直角三角形,
,,
,
设海里,则海里,
海里,
在中,,
即,
解得:,(舍去),
(海里),
答:此时货轮与灯塔B的距离约为海里.
【点睛】本题考查解直角三角形的应用,正确作出辅助线构造直角三角形是解题的关键.
【变式4-3】(22-23九年级上·浙江宁波·期末)如图,直线表示城市高架快速路,为了解快速路对周边居民的噪声影响,勘测师在快速路直线上的处测得小区在的南偏西方向距离为80米,小区在的北偏西方向距离为60米.
(1)分别求小区,到快速路(直线)的距离;
(2)居住场所与快速路的距离不大于50米时,居民的生活将受到影响.相关部门准备对受到影响的路段加装隔音墙,若每米隔音墙的单价为300元/米,请你判断小区和是否受到影响?如果有影响,计算安装隔音墙所需费用.(参考数据:,,结果保留整数)
【答案】(1)小区,到快速路(直线)的距离分别为米,30米;
(2)安装隔音墙需要资金为元.
【分析】(1)过作于,过作于,则,解直角介绍信即可得到结论;
(2)根据小区,到快速路(直线)的距离分别为米,30米,于是得到小区不受影响,小区受影响,设在直线上从到处受影响,根据勾股定理即可得到结论.
【详解】(1)解:如图,过作于,过作于,
则,
由题意得,,,米,米,
∴(米),(米);
答:小区,到快速路(直线)的距离分别为米,30米;
(2)∵小区,到快速路(直线)的距离分别为米,30米,
∴小区不受影响,小区受影响,
设在直线上从到处受影响,
则米,
∵米,
∴(米),
∴(米),
∴安装隔音墙需要资金为:(元)
【点睛】本题考查了解直角三角形的应用—方向角问题,正确作出辅助线构造直角三角形是解题的关键.
【题型五】与仰角、俯角有关的问题
【典例5-1】(2025九年级下·浙江·专题练习)如图,重庆八中某校区足球场有一根旗杆,小杰从篮球场的点处观察到旗杆顶端的仰角是,往前走50米到点处,再沿着坡度为的阶梯走到足球场的点,米,测得之间的水平距离米,则旗杆的高度为 米(参考数据:,,
A.37.8米 B.42.8米 C.52.8米 D.56.5 米
【答案】D
【分析】本题考查解直角三角形的应用仰角俯角问题,坡度坡角问题等知识,延长交于,过点作于.解直角三角形求出,即可解决问题,解题的关键是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.
【详解】解:延长交于,过点作于.
,
四边形是矩形,
,(米,
在中,,米,,
(米,(米,
(米,
(米,
在中,(米,
(米,
故选:D.
【典例5-2】(2025九年级下·浙江·专题练习)如图所示,某数学兴趣小组利用无人机测大楼的高度,无人机在空中点处,测得点距地面上点100米,点处俯角为,楼顶点处的俯角为,已知点与大楼的距离为80米(点,,,在同一平面内),则大楼的高度 米.(结果精确到0.1米,参考数据:.
【答案】69.3
【分析】本题考查的是解直角三角形的应用仰角俯角问题,矩形的判定与性质,过作于,过作于,而,则四边形是矩形,先解,求出,,得到的长度,再解,得到的长即可解决问题,理解仰角与俯角的含义是解本题的关键.
【详解】解:如图所示:
过作于,过作于,而,
则四边形是矩形,
,,
由题意可得:米,,,米,
(米,(米,
(米,
(米,
(米,
大楼的高度约为69.3米.
故答案为:69.3.
【典例5-3】(25-26九年级上·浙江·阶段练习)万佛塔(如图1),老金华城地标性建筑,始建于北宋嘉佑七年,素有“浙江第一塔”之称,抗战期间被拆,2014年启动复建.如图2,是小明测量塔高的示意图.已知测角仪的高度为,从点B处看塔顶P的仰角为,向前移动到达C点,从点D处看塔顶P的仰角为.
(1)求点D与塔顶P的距离;
(2)若在点D处看塔底E的仰角为,且测得点E到塔中心F的距离为.求塔的高度(参考数据:,,结果精确到0.1米).
【答案】(1)点D与塔顶P的距离是140
(2)古塔的高度为
【分析】本题考查解直角三角形的应用-仰角俯角问题,三角函数的定义,
(1)根据,可得,利用等腰三角形的判定定理“等角对角边”即可得到,从而即可得到答案;
(2)过点作的垂线,分别交的延长线于点,易得的长,在中,根据三角函数可得的长,进而即可得到的高度.
【详解】(1)解:如下图,
由题意得:,
,
,
;
(2)解:过点作的垂线,分别交的延长线于点,如图,
则由题意得点P、F、N在同一直线上,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
答:古塔的高度为.
【变式5-1】(20-21九年级下·浙江·期末)如图,升国旗时,某同学站在离国旗米处行注目礼,当国旗升至顶端时,该同学视线的仰角为,已知双眼离地面为米,则旗杆的高度为( )
A.米 B.米
C.米 D.米
【答案】C
【分析】如图,由题意得:,,米,然后问题可求解.
【详解】解:如图所示:
由题意得:,,
∴米,
∴米;
故选C.
【点睛】本题主要考查解直角三角形的应用,熟练掌握三角函数是解题的关键.
【变式5-2】(23-24九年级上·浙江宁波·阶段练习)如图,某数学兴趣小组为测量教学楼的高,先在A处用高1.5米的测角仪测得教学楼顶端D的仰角为,再向前走30米到达B处,又测得教学楼顶端D的仰角为,则教学楼的高是 米.
【答案】
【分析】此题考查的是解直角三角形,掌握利用锐角三角函数解直角三角形是解决此题的关键.根据三角形外角的性质可得:,根据等角对等边即可得:米,再根据锐角三角函数即可求出,根据矩形的性质即可求出,从而求出教学楼的高.
【详解】解:∵,
∴,
∴米,
在中,(米),
∵
∴四边形是矩形,
∴米,
∴(米).
故答案为:
【变式5-3】(24-25九年级上·浙江金华·期末)如图,一款可调节的笔记本电脑支架放置在水平桌面上,通过调节与的仰角与的大小来达成个人舒适的高度,已知调节杆,,的最大仰角为.
(1)当点离桌面高度大约时,手腕最舒适,请问应该调整哪个角的大小?调整为多少度?
(2)在(1)的条件下,求点到桌面的最大高度.(参考数据:)
【答案】(1)调整,使得
(2)
【分析】本题主要考查了解直角三角形的应用,解题的关键是熟练掌握三角函数的定义.
(1)过点B作于点F,求出,根据,即可得出;
(2)过点A作于点G,则,根据,的最大仰角为求出的最大值,即可得出答案.
【详解】(1)解:过点B作于点F,如图所示:
则,
∵,,
∴,
∵,
∴应该调整,使得.
(2)解:如图,过点A作于点G,则,
∵,的最大仰角为
∴的最大值为:,
∴点到桌面的最大高度为.
【题型六】方案设计问题
【典例6-1】(23-24九年级上·浙江温州·期中)某校由于操场施工,部分班级体育课需要在学校中央花坛跑步,为了保证运动量达标,需要测量中央圆形花坛的半径.因受限于场地和工具,校数学项目化小组成员设计了如下三种方案,相关数据如图所示.你选择方案 (填“①”或“②”或“③”),则圆形花坛的半径为 (用含表中字母的代数式表示).
图形
数据条件
,,
,,
,,
方案
方案①
方案②
方案③
得分
2分
3分
4分
【答案】 ①;②;③ ;;
【分析】解:①延长线经过圆心点.根据垂径定理,,勾股定理构建方程,求得.②如图,延长交圆于点,连接,过圆心作于点,作于点,连接,求证,得,求得.,,,.中,,勾股定理,得.③如图,过点作于点,交圆于,过圆心作,垂足分别为,连接,则,中,..同②法求解.
【详解】解:①∵,,
∴延长线经过圆心点.
中,,
∴.
即,解得.
②如图,延长交圆于点,连接,过圆心作于点,作于点,连接,
∵,
∴.
∴.
∴.
∴.
∵,
∴.
∴
∵,
∴四边形是矩形.
∴.
中,,
∴.
③如图,过点作于点,交圆于,过圆心作,垂足分别为,连接,则,
中,.
∴.
同②,得
∴.
∴.
∴.
∴.
同②,;
中,.
【点睛】本题考查垂径定理、勾股定理,相似三角形,解直角三角形、分式运算;由相似三角形求解线段是解题的关键.
【典例6-2】(2025九年级下·浙江·专题练习)某房地产集团筹建一小区,居民楼均为平顶条式,南北朝向,楼高统一为(五层).已知该城市冬至正午时分太阳高度最低,太阳光线与水平线的夹角为.
(1)如果甲、乙两楼相隔仅有(如图),试求此时甲楼的影子落在乙楼上有多高;
(2)根据居住要求,每层楼在冬天都要受到阳光照射,请你重新设计一个方案.(精确到,参考数据:)
【答案】(1)此时南楼的影子落在北楼上约3.5米高
(2)如按城市规划要求,使前后楼每层居民在冬天都能有阳光,两楼间的距离至少约是25.6米
【分析】此题考查了解直角三角形的应用,解题关键把实际问题转化为数学问题加以计算.
(1)过点作于,解直角,求出的长,从而求得的长;
(2)设射线交直线于点.在中,利用正切函数求得的长,即为使前后楼每层居民在冬天都能有阳光,两楼应至少相距的米数.
【详解】(1)解:如图,过点作于,
由题意可知,.
在中,,
,
.
答:此时南楼的影子落在北楼上约3.5米高;
(2)解:如图,设射线交直线于点.
在中,,,
.
答:如按城市规划要求,使前后楼每层居民在冬天都能有阳光,两楼间的距离至少约是25.6米.
【典例6-3】某大草原上有一条笔直的公路,在紧靠公路相距40千米的两地,分别有甲,乙两个医疗站,如图,在地北偏东,地北偏西方向上有一牧民区.一天,甲医疗队接到牧民区的求救电话,立刻设计了两种救助方案.已知汽车在公路上行驶的速度是在草地上行驶速度的3倍.
方案I:从地开车沿公路到离牧民区最近的处,再开车穿越草地沿方向到牧民区.
方案Ⅱ:从地开车穿越草地沿方向到牧民区.
(1)求牧民区到公路的最短距离;(结果精确到0.1)
(2)你认为甲医疗队设计的两种救助方案,哪一种方案比较合理?并说明理由.(参考数据:,)
【答案】(1)最短距离约为14.6千米
(2)方案Ⅰ合理,理由见解析
【分析】此题考查了解直角三角形的应用.
(1)根据已知利用三角函数可求得的值;
(2)分别求出两种方案所需的时间进行比较,时间短的比较合理一些.
【详解】(1)解:由题可知,,设,则
∴,
解得
∴最短距离约为14.6千米
(2)解:方案Ⅰ合理.
理由:
设草地上速度为,则公路上速度为.
方案Ⅰ:.
方案Ⅱ:∵,
∴,
∴.
∵,
∴方案Ⅰ用时少,更合理.
【变式6-1】如图(1)所示是某立式家具(角书橱)的横断面,请你设计一个方案(角书橱高2米,房间高2.6米,所以不必从高度方面考虑方案的设计),按此方案,可使该家具通过图(2)中的长廊搬入房间.在图(3)中把你设计的方案画成草图,并说明按此方案可把家具搬入房间的理由(注:搬运过程中不准拆卸家具,不准损坏墙壁).
【答案】可按方案把家具搬入房间.
【分析】只要DH的长在1.45米以内,即可顺利通过,构造直角三角形,利用相应的三角函数求得DH长,看是否在1.45米以内即可.
【详解】如图,角书橱ABCDE,作AM⊥CD,垂足为M,
可知△AFM是等腰直角三角形.
∴AM=FM.
而AF=AB+BF=AB+BC=1.5+0.5=2(米),
∴AM=AFsin45°=2·=(米).
∵米<1.45米,
故可按方案把家具搬入房间.
【点睛】解本题的关键是把实际问题转化为数学问题,只要把它抽象到解直角三角形中即可求出.
用到的知识点为:点到直线的所有连线中,垂线段最短.
【变式6-2】如图所示,四边形是我市某公园的平面示意图.经测量,池塘B在公园东门A的正西方向,公园西门C在池塘B的正北方向,梨园D在西门C的北偏东方向500米处,同时也在东门A的北偏西方向1200米处(参考数据:).
(1)求A、B两地之间的距离;(结果保留根号)
(2)小乐和朋友约定下午在公园东门A处见面,他于下午从公园西门C出发,打算沿公园步道走到东门A.现在有两种路线方案:①从西门C进入公园,沿走到池塘B,再沿走到东门A;②从西门C进入公园,沿走到梨园D,再沿走到东门A.已知小乐的步行速度为每分钟50米,请计算说明他应该选择哪一种路线方案才不会迟到?
【答案】(1)
(2)选择②路径不会迟到.
【分析】本题考查解直角三角形的应用方向角问题;矩形的判定与性质,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)过点作于点,过点作于点,在中,根据可求出的长,进而可得的长,在中,根据可求出的长,最后由可得答案.
(2)分别求出两种步道的路程,进而可得求出所需时间,即可得出答案.
【详解】(1)过点作于点,过点作于点,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,
则,,,,,
在中,,
,
在中,,
.
的长度为.
(2)解:由(1)知,,,
在中,,
∴,
∴,
即,
∵①从西门C进入公园,沿走到池塘B,再沿走到东门A;
∴,
则(分),
∵小乐和朋友约定下午在公园东门A处见面,他于下午从公园西门C出发,
∴,
选择①路径会迟到;
∵②从西门C进入公园,沿走到梨园D,再沿走到东门A.
∴,
则(分),
∴,
选择②路径不会迟到.
【变式6-3】某小区有一块四边形的空地,如图所示,.现计划将其建造成一块绿化地,物业工作人员在只有卷尺的情况下,通过测量某两点之间的距离,就确定了.
(1)物业工作人员测量的是点____________与点____________之间的距离,且该两点之间的距离为____________m;
(2)求四边形绿化地的面积;
(3)为了更好地对绿地进行灌溉,在上选取两点E,F为浇灌点,从水源点M处铺设管道引水.
方案一:从水源点M处直接铺设管道分别到浇灌点E,F;
方案二:过点M作的垂线,垂足为N,先从水源点M处铺设管道到点N处,再从点N处分别向浇灌点E,F铺设管道.
若.从节约管道材料的角度考虑,应该选择哪个方案?
【答案】(1)B,D,17
(2)
(3)应该选择方案一,理由见解析
【分析】本题考查了勾股定理逆定理的实际应用,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)直接运用勾股逆定理进行计算即可;
(2)由勾股定理逆定理可得,再利用计算面积即可;
(3)可直接求出方案一铺设管道长度,利用勾股定理逆定理可得,再利用等面积法求出的长,进而得到方案二铺设管道长度,比较即可得出结论.
【详解】(1)物业工作人员测量的是点与点之间的距离,
,
,
解得,
故答案为:B,D,17.
(2)由(1)知,
,
,
,
答:四边形绿化地的面积为.
(3)方案一:共铺设管道;
方案二:,
,
,即,
又,
,
即,解得,
所以方案二共铺设管道,
,
答:选择方案一更节省管道材料.
一、单选题
1.(22-23九年级下·浙江绍兴·自主招生)如图,在中,,,于点,,若,分别为,的中点,则的长是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查直角三角形的性质(在直角三角形中,所对的直角边是斜边的一半)以及三角形中位线定理(三角形的中位线平行于第三边,并且等于第三边的一半);利用在两个直角三角形中的关系求出的长度,进而得到的长度,最后根据中位线定理求出的长.
【详解】解:∵ ,
∴,
在中,,
∴,,
在中,,
∴,
由勾股定理得:,
∵,
∴,
解得:,
∴,
∵分别为的中点,
∴是的中位线,
∴,
故选:C.
2.(23-24九年级上·浙江宁波·期末)如图,某滑雪场有一坡角为α的滑雪道,滑雪道的长为300m,则滑雪道的坡顶到坡底的竖直高度AB的长为( )
A.300cosαm B.300sinαm C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了解直角三角形的应用-坡度坡角问题,掌握坡度坡角的概念,熟记锐角三角函数的定义是解题的关键.
根据正弦的定义进行解答即可.
【详解】解:在中,,,,
∵,
∴,
故选:B.
3.(22-23九年级上·浙江金华·期末)如图,从热气球A看一栋大楼顶部B的仰角是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据仰角是向上看的视线与水平线的夹角进行判断即可.
【详解】解:从热气球A看一栋大楼顶部B的仰角是,
故选:A.
【点睛】本题考查仰角的定义,理解仰角的定义是解答的关键.
4.(24-25九年级上·浙江金华·期末)如图,教室内的地面上有个倾倒的畚箕,手柄,,小天将畚箕绕点A按顺时针方向旋转后平放在地面,则的长可表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了解直角三角形的应用,熟练掌握锐角三角函数的定义是解题的关键.
根据垂直定义可得∶ .然后在中,利用锐角三角函数的定义求出和的长,再利用旋转的性质可得∶ ,最后利用线段的和差关系进行计算,即可解答.
【详解】解∶ ,
,
在中,,
,,
由旋转得∶ ,
,
故选∶B.
5.如图,一艘轮船航行至O点时,测得某灯塔A位于它的北偏东40°方向,且它与灯塔A相距13海里,继续沿正东方向航行,航行至点B处时,测得灯塔A恰好在它的正北方向,则的距离可表示为( )
A.海里 B.海里 C.海里 D.海里
【答案】A
【分析】本题考查解直角三角形的应用-方向角问题,首先由方向角的定义及已知条件得出,,海里,,解,得出海里.
【详解】解:如图,由题意可知,,
在中,
,,海里,
∴海里.
海里.
故选:A.
6.(24-25九年级上·浙江金华·期末)如图,将以直角顶点C为旋转中心,按顺时针方向旋转
得到,延长,交于点F,设,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要运用图形旋转的性质、直角三角形的性质以及锐角三角函数的定义来求解.先根据正切函数定义设,则,再利用旋转性质得到相关线段和角的关系,证明三角形为直角三角形后,通过正弦函数建立等式求解.
【详解】解:在中,,
设,则,
由旋转的性质得∶,,,
∴,,
∵,,,
∴,
∴,
∴和都是直角三角形,
在中,,
在中,,
∵,
∴,
∴
故选∶D.
二、填空题
7.已知在中,、是锐角,且,,,则的面积等于 .
【答案】220
【分析】过点作的垂线,得到两个直角三角形,根据题意求出两直角三角形中,和的长,用三角形的面积公式求出三角形的面积.
【详解】解:如图:
过点作的垂线,垂足为点.
,
设,,
,
可设,,
,
,
,
由,得,
则
故.
故答案是:220
【点睛】本题主要考查了解直角三角形与勾股定理结合求面积,如何解直角三角形是解题的关键.
8.如图,在中,,,,则AB的长为 .
【答案】14
【分析】过点C作CD⊥AB于点D,设AD=CD=3x,则BD=4x,根据勾股定理计算出x的值计算即可.
【详解】过点C作CD⊥AB于点D,
∵,<1=tan45°,
∴∠B<45°,
∵tan45°=tanA=,,
设AD=CD=3x,则BD=4x,
∴,
解得x=2,x=-2舍去,
∴AB=AD+BD=7x=14,
故答案为:14.
【点睛】本题考查了解直角三角形,勾股定理,三角函数,特殊角的三角函数,熟练化斜三角形为直角三角形是解题的关键.
9.如图,某船由西向东航行,在点测得小岛在北偏东方向上,船航行了海里后到达点,这时测得小岛在北偏东方向上,船继续航行到点时,测得小岛恰好在船的正北方,则此时船到小岛的距离为 海里.
【答案】
【分析】设海里,可得海里,海里,然后根据海里列方程求解即可.
【详解】解:设海里,
依题意得,,,海里,
海里,海里,
海里,即,
,
故答案为:.
【点睛】本题考查了解直角三角形的应用,熟练掌握含特殊角的三角形的边角关系是解题的关键.
10.(24-25九年级下·浙江台州·自主招生)如图,一个六边形的六个内角都是,连续四边的长依次是、、、.则该六边形的面积是 .
【答案】
【分析】本题主要考查面积及等积变换,解直角三角形,解答本题的关键是把这个六边形进行拆分,充分利用内角都为这一特点.首先把这个六边形分割成两个等腰三角形,一个矩形和一个直角梯形,分别根据面积公式求出三角形、矩形和梯形的面积,这些图形的面积之和即为六边形的面积.
【详解】解:如图,连接,作于点,作于点,过上点作,作于点,作于点,
六边形的六个内角都是,
和均为等腰三角形,四边形为矩形,四边形为直角梯形,
∵,,
,
,,
,
,
,
,
,
,,
,
,,,
,
,
,
,,
,,
,
,
六边形的面积是,
故答案为:.
11.(24-25九年级上·浙江湖州·期末)如图,在教学楼走廊上有一拖把以的倾斜角斜靠在墙面上,影响了同学们的行走,小明自觉地将拖把从点挪动到了点的位置,使其倾斜角变为.如果拖把的长为2米,则行走的通道拓宽了 米.(结果保留根号)
【答案】
【分析】本题考查解直角三角形,掌握解直角三角形的方法是解题的关键.
通过解直角三角形求出,的长,进而即可解答.
【详解】解:如图
由题意可得米,,,,
∴在中,(米),
在中,(米),
∴(米),
即行走的通道拓宽了米.
故答案为:
12.(2025九年级下·浙江·专题练习)如图,已知斜坡的坡度,坡长米,在斜坡上有一棵银杏树,小李在处测得树顶的仰角为,测得水平距离米.若,点,,,在同一平面上,于点H,则银杏树的高度为 米.
【答案】
【分析】此题考查解直角三角形的应用仰角俯角问题,解直角三角形的应用坡度坡角问题,在直角三角形中,根据坡度为和勾股定理求出和,从而得出,再由直角三角形和求出,继而求出银杏树的高度,解答本题的关键是构造两直角三角形根据勾股定理和三角函数求解.
【详解】解:如图.
∵在中,,
设米,米,
米,
.
(负值已舍去).
米,米.
米,
米,
,
.
即,
(米.
米.
13.(24-25九年级上·浙江杭州·期末)如图,在建筑平台的顶部B处,测得大树的顶部C的仰角为α,且,测得大树的底部D的俯角为 β,且,若平台的高度为,则大树的高度为 .
【答案】9
【分析】本题主要考查了解直角三角形的应用、矩形的判定与性质等知识点,正确作出辅助线、构造直角三角形成为解题的关键.
如图:过B作,则是矩形,即,在中解直角三角形求得,再在中解直角三角形求得,然后根据线段的和差即可解答.
【详解】解:如图:过B作,则是矩形,即,
∵在中,,
∴,即,
解得:,
∵在中,,
∴,即,
解得:,
∴大树的高度:.
故答案为:9.
三、解答题
14.(24-25九年级上·浙江宁波·期末)如图,建筑物垂直于地面,测角机器人在点测得建筑物顶端的仰角为,向前走9米到点,测得建筑物顶端的仰角为.求该建筑物的高度(结果精确到米).(参考数据:)
【答案】
【分析】本题考查了解直角三角形的应用仰角俯角问题,设米,则米,然后分别在和中,利用锐角三角函数的定义求出的长,从而列出关于的方程,进行计算即可解答,熟练掌握锐角三角函数的定义是解题的关键.
【详解】解: 由题意得: 米,
设 米,
在 中, ,则 米
米,
在 中, ,
解得: ,
经检验, 是方程的解,且符合题意.
答: 建筑物 的高度约为 21 米.
15.(2025九年级下·浙江·专题练习)如图,在中,,,,,.
(1)求的长.
(2)求的值.
【答案】(1)9
(2)
【分析】本题主要考查了等腰三角形的判定,勾股定理,解直角三角形等知识点,熟练掌握其性质是解决此题的关键.
(1)由等腰三角形的判定定理得,由得,由勾股定理得,进而即可得解;
(2)由勾股定理得出,再由三角函数的定义即可得解.
【详解】(1)解:,
,
∵,,
,
又,,
,
;
(2)解:,,,
,
.
16.(24-25九年级上·浙江金华·期末)某班的同学想测量教学楼的高度,如图,点、、、在同一平面内,大楼前有一段斜坡,已知的长为8米,它的坡度(坡度=垂直高度:水平宽度),在离点30米的处,测得教学楼顶端的仰角为.
(1)求点到的水平距离.
(2)教学楼的高度约为多少米.(结果精确到米)(参考数据:,,,)
【答案】(1)米
(2)约米
【分析】本题考查了解直角三角形的应用,掌握坡度、仰角的含义,构造直角三角形是解题的关键;
(1)过B作于E,由坡度设米,则米,由勾股定理得米,由的长度即可求得,从而求解;
(2)由(1)所求得,再由正切函数关系求得,则即可求解.
【详解】(1)解:如图,过B作于E,
∵坡度,
∴设米,则米,
由勾股定理得米,
∵米,
∴,
∴,
∴米;
答:点到的水平距离为米.
(2)解:由(1)知,米,
在中,,
∴米,
∴(米).
答:教学楼的高度约为米.
17.(23-24九年级上·浙江宁波·阶段练习)如图,甲、乙两只捕捞船同时从港出海捕鱼,甲船以千米/小时的速度沿北偏西方向前进,乙船以千米/小时的速度沿东北方向前进,甲船航行小时到达处,此时甲船发现渔具丢在乙船上,于是甲船加快速度(匀速)沿北偏东的方向追赶乙船,结果两船在处相遇.
(1)甲船从处追赶上乙船用了多少时间?
(2)求甲船追赶乙船时的速度.(结果保留根号)
【答案】(1)小时
(2)
【分析】(1)过作于点,作交于点,结合题意和三角形的内角和定理求得,,,根据直角三角形中两锐角互余和等角对等边可得,根据甲船的速度和勾股定理求得千米,根据含角的直角三角形的性质可求得的长,根据乙船的速度即可求解;
(2)根据勾股定理求得和的长,根据(1)中的结果即可求解.
【详解】(1)解:如图,过作于点,作交于点,
∵甲船沿北偏西方向前进,乙船沿东北方向前进,
∴,,,
∴;
∵,
∴,
∵甲船沿北偏东的方向追赶乙船,
∴,
∴,
∴,
∴;
在中,,,
∴,
∴,
∵甲船以千米/小时的速度航行小时到达处,
∴(千米);
在中,,
∴(千米),
∴(千米),
∵,,
∴(千米),
且乙船以千米/小时的速度沿东北方向前进,
故甲船从处追赶上乙船的时间是:(小时).
(2)解:在中,,
∴(千米),
故甲船追赶乙船的速度是(千米/小时).
【点睛】本题考查了三角形的内角和定理,直角三角形中两锐角互余,等角对等边,勾股定理,含角的直角三角形的性质,熟练掌握以上知识是解题的关键.
18.(24-25九年级上·浙江金华·期末)综合实践:测量铜像高度.
工具准备:边长为且一边带有刻度的正方形硬纸板、量角器.
测量步骤:如图,将正方形硬纸板斜放在地面上,使得C,B,G三点在同一直线上,将点D对准点G,视线经过边AB上一点F,读取,测得.查阅数据:,,.
计算结果:
(1)求的长度.
(2)求铜像的高度.
【答案】(1);
(2)铜像的高度.
【分析】本题考查了相似三角形的判定和性质,解直角三角形.
(1)证明,即可得到,据此求解即可;
(2)解直角三角形求得,,再证明,据此求解即可.
【详解】(1)解:∵正方形,
∴,,,
∴,,
∴,,
∴,
∴,即,
∴,
∴;
(2)解:如图,
∵,,,
∴,,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∴,
∴铜像的高度.
19.(24-25九年级上·浙江杭州·期末)图1是某种笔记本电脑支架.如图2,其底座放置在水平桌面上,通过调节点,点处的角度,控制托盘的位置.电脑机身和屏幕分别用线段、表示,;,.
(1)若,.
①为使屏幕与桌面保持垂直,求的度数.
②求点到桌面的最大距离(不计材料的厚度).
(2)在(1)的情况下,保持,并逐渐减小的度数.圆圆同学说:“点到桌面的距离越来越小.”点点同学说:“点到桌面的距离先变大,后变小.”你认为谁的说法正确,说明理由.
【答案】(1)①;②;
(2)点点同学的说法正确,理由见解析
【分析】本题考查了解直角三角形的应用,作辅助线构造直角三角形是解题关键.
(1)①延长交于点,利用四边形内角和求解即可;
②,过点作,,则四边形是矩形,利用锐角三角函数分别求出,,进而得出,即可求解
(2)设,则,点到桌面的距离为,再分别计算、、时,点到桌面的距离,即可得到答案.
【详解】(1)解:①如图,延长交于点,
,
,
,
,,
,
②如图,过点作,,
则四边形是矩形,
,
在中,,
,
,,
,
在中,,
,
,
即点到桌面的最大距离为;
(2)解:点点同学的说法正确,理由如下:
设,则,
点到桌面的距离为,
当时,点到桌面的距离为,
当时,点到桌面的距离为,
当时,点到桌面的距离为,
点到桌面的距离先变大,后变小,
点点同学的说法正确.
1
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第03讲 解直角三角形(知识详解+6典例分析+习题巩固)
知识详解
知识点01:解直角三角形的概念
知识点02:非直角三角形化归为直角三角形
知识点03:解直角三角形的应用
典例分析
(举三反三)
考点1:解直角三角形
考点2:解非直角三角形
考点3:与坡度、坡角有关的问题
考点4:与方位角有关的问题
考点5:与仰角、俯角有关的问题
考点6:方案设计问题
习题巩固
一、单选题(6)
二、填空题(7)
三、解答题(6)
【知识点01】解直角三角形的概念
1.解直角三角形:在直角三角形中,由已知的一些边、角,求出另一些边、角的过程,叫做解直角三角形.
2.在直角三角形中,除直角外,一共有5个元素,即三条边和两个锐角
元素之间的关系
图示
锐角之间的关系
三边之间的关系
(勾股定理)
边角之间的关系
,
,
,
3.解直角三角形的基本类型和解法
图示
已知条件(至少已知一边)
解法
已知两边
(1)已知两直角边
, .
;由 ,求 ; .
(2)已知斜边、一直
角边(如 , ).
;由 ,求 ; .
已知一边
和一锐角
(3)已知一锐角与邻
边(如 , ).
;
; .
已知一边
和一锐角
(4)已知一锐角与对
边(如 , ).
;
; .
(5)已知一锐角与斜
边(如 , ).
; ;
.
【知识点02】非直角三角形化归为直角三角形
常见类型:
类型
转化技巧
图示
斜三角形问
题
通过作高把锐角三角形或钝角三角形转化
为两个直角三角形.
一般的平行
四边形与梯
形问题
通过过顶点作高把一般的平行四边形或梯
形转化为含有直角三角形的图形.对于直
角梯形还可通过延长两腰得到直角三角
形.
特殊的平行
四边形问题
通过连结对角线把矩形、菱形转化为含有
直角三角形的图形.
【知识点03】解直角三角形的应用
1. 坡比、坡角
名称
定义
关系
示例
坡角
坡面的倾斜角.
坡比与坡角的正切
值相等,即
.
当 , 时,坡
比 ,坡角为 .
坡比
坡面的铅垂高度 与水平距离 的比叫做坡面的坡比(坡度),记做 ,
即 .
2. 方向角
名称
定义
举例
方
向
角
指北或指南的方向线与目标线所
成的小于 的角叫做方向角.
(通常写成“北偏东(西)
”“南偏东(西) ”的
形式)
如右图所示,目标方向线 , , 的方向角分别可以表示为北偏东 、南偏东 、北偏西 ,其中南偏东 习惯上又叫做东南方向,北偏西 习惯上又叫做西北方向.
名称
定义
图示
仰角
在视线与水平线所成的角中,视线在水平线上方的是仰角.
俯角
在视线与水平线所成的角中,视线在水平线下方的是俯角.
3、仰角、俯角
【题型一】解直角三角形
【典例1-1】(24-25九年级上·浙江杭州·期中)在中,,如果,那么下列各式正确的是( )
A. B. C. D.
【典例1-2】(24-25九年级下·浙江杭州·阶段练习)如图,在等边三角形中,D为边上一点,E为边上一点,且,若,则的面积为 .
【典例1-3】(2025九年级下·浙江·专题练习)如图,在等腰中,,,过点作于点.
(1)求的长;
(2)若点是边的中点,连接,求的值.
【变式1-1】(22-23九年级上·浙江台州·自主招生)正六边形内接于,正六边形外切于,则与的面积比为( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(2025九年级下·浙江·专题练习)在中,,则的度数是 .
【变式1-3】(2025九年级下·浙江·专题练习)如图,在中,,求的值.
【题型二】解非直角三角形
【典例2-1】(20-21九年级上·浙江宁波·期末)如图,从地到地需经过地,现城市规划需修建一条从到的笔直道路,已知米,,,则道路改直后比原来缩短了 米.(结果精确到1米,可能用到的数据:,)
【典例2-2】(22-23九年级上·山东泰安·阶段练习)如图,在中,,,,求的面积.
【典例2-3】如图,△ABC中,AB=12,BC=15,∠ABC=60°.求tanC的值.
【变式2-1】如图,在中,,,,则的长为 .
【变式2-2】已知:如图,在△中,,,.求的长.
【变式2-3】(20-21九年级上·浙江湖州·期末)根据新冠疫情的防疫需要,学校需要做到经常开窗通风.如图1,一扇窗户打开一定角度,其中一端固定在窗户边上的点处,另一端在边上滑动,如图2为某一位置从上往下看的平面图,测得此时是45°,长为20cm.(参考数据:,,,,结果精确到1cm)
(1)求固定点到窗框的距离;
(2)若测得,求的长度.
【题型三】与坡度、坡角有关的问题
【典例3-1】(24-25九年级上·浙江绍兴·期末)如图1和图2,将一个成形状的楔子从木桩的底端点沿水平方向打入木桩底下,可以使木桩向上运动.如果楔子斜面的倾斜角为,楔子沿水平方向前进(如箭头所示),那么木桩上升( )厘米.
A. B. C. D.
【典例3-2】(24-25九年级下·浙江杭州·阶段练习)如图是一个学校司令台的示意图,司令台离地面的高为3米,平台的长为2米,用11米长的地毯从点A到点C正好铺满整个台阶(含各级台阶的高),那么斜坡的坡比是 .
【典例3-3】(24-25九年级上·浙江杭州·期中)如图,在一个坡角为的斜坡上有一棵树,高为,当太阳光线与水平线成角时,测得该树斜坡上的树影的长为,延长,交过点的水平线于点,求与树高(精确到),(已知,,,,,.供选用).
【变式3-1】(23-24九年级上·浙江绍兴·期末)如图,某公园为了使残疾人的轮椅行走方便,设想拆除台阶换成斜坡,又考虑安全,斜坡的坡角不得超过,此公园门前的台阶高出地面米,则斜坡的水平宽度至少需( )(精确到米,参考值:)
A.米 B.米 C.米 D.米
【变式3-2】(24-25九年级上·浙江宁波·阶段练习)河堤的横断面如图所示,堤高是,迎水坡的长是,那么斜坡的坡角度数是 .
【变式3-3】(2025九年级下·浙江·专题练习)如图,某拦河坝截面的原设计方案为:,坡角,坝顶到坝脚的距离.为了提高拦河坝的安全性,现将坡角改为,由此,点需向右平移至点,请你计算的长(精确到).
【题型四】与方位角有关的问题
【典例4-1】(2020九年级·浙江温州·学业考试)如图,一艘海轮位于灯塔的北偏东方向,距离灯塔2海里的点处.若海轮沿正南方向航行到灯塔的正东位置处,则海轮航行的距离的长是( )
A.海里 B.海里 C.海里 D.海里
【典例4-2】(2025九年级下·浙江·专题练习)如图,城市A的正东方向处有一卫星城B,现计划在这两座城市间修筑一条城际快速通道(即线段),经测量,核能开发中心P在A城的北偏东和B城的北偏西的方向上,已知核辐射区域是以P点为圆心,为半径的圆形区域,请问这条快速通道会不会穿过核辐射区?请说明理由.
【典例4-3】(23-24九年级上·浙江宁波·期中)如图,一艘船沿正东方向航行,在点A处测得岛C在北偏东方向,行驶海里后,船行到点B处,测得岛C在北偏东方向,已知该岛周围海里内有暗礁.
(1)如果渔船继续向东航行,有无触礁危险?
(2)如果渔船在B处改为东偏南方向航行,有无触礁的危险?(参考数据:,,)
【变式4-1】(21-22九年级上·浙江杭州·阶段练习)如图,建筑工地划出了三角形安全区,一人从点出发,沿北偏东53°方向走50m到达C点,另一人从B点出发沿北偏西53°方向走100m到达C点,则点A与点B相距( )
A. B. C. D.130m
【变式4-2】(2023九年级·浙江·专题练习)如图,一艘货轮以36海里/小时的速度在海面上航行.当它行驶到A处时,发现它的东北方向有一灯塔B.货轮继续向北航行40分钟后到达C处,发现灯塔B在它北偏东方向,求此时货轮与灯塔B的距离.(结果精确到0.01海里)
【变式4-3】(22-23九年级上·浙江宁波·期末)如图,直线表示城市高架快速路,为了解快速路对周边居民的噪声影响,勘测师在快速路直线上的处测得小区在的南偏西方向距离为80米,小区在的北偏西方向距离为60米.
(1)分别求小区,到快速路(直线)的距离;
(2)居住场所与快速路的距离不大于50米时,居民的生活将受到影响.相关部门准备对受到影响的路段加装隔音墙,若每米隔音墙的单价为300元/米,请你判断小区和是否受到影响?如果有影响,计算安装隔音墙所需费用.(参考数据:,,结果保留整数)
【题型五】与仰角、俯角有关的问题
【典例5-1】(2025九年级下·浙江·专题练习)如图,重庆八中某校区足球场有一根旗杆,小杰从篮球场的点处观察到旗杆顶端的仰角是,往前走50米到点处,再沿着坡度为的阶梯走到足球场的点,米,测得之间的水平距离米,则旗杆的高度为 米(参考数据:,,
A.37.8米 B.42.8米 C.52.8米 D.56.5 米
【典例5-2】(2025九年级下·浙江·专题练习)如图所示,某数学兴趣小组利用无人机测大楼的高度,无人机在空中点处,测得点距地面上点100米,点处俯角为,楼顶点处的俯角为,已知点与大楼的距离为80米(点,,,在同一平面内),则大楼的高度 米.(结果精确到0.1米,参考数据:.
【典例5-3】(25-26九年级上·浙江·阶段练习)万佛塔(如图1),老金华城地标性建筑,始建于北宋嘉佑七年,素有“浙江第一塔”之称,抗战期间被拆,2014年启动复建.如图2,是小明测量塔高的示意图.已知测角仪的高度为,从点B处看塔顶P的仰角为,向前移动到达C点,从点D处看塔顶P的仰角为.
(1)求点D与塔顶P的距离;
(2)若在点D处看塔底E的仰角为,且测得点E到塔中心F的距离为.求塔的高度(参考数据:,,结果精确到0.1米).
【变式5-1】(20-21九年级下·浙江·期末)如图,升国旗时,某同学站在离国旗米处行注目礼,当国旗升至顶端时,该同学视线的仰角为,已知双眼离地面为米,则旗杆的高度为( )
A.米 B.米
C.米 D.米
【变式5-2】(23-24九年级上·浙江宁波·阶段练习)如图,某数学兴趣小组为测量教学楼的高,先在A处用高1.5米的测角仪测得教学楼顶端D的仰角为,再向前走30米到达B处,又测得教学楼顶端D的仰角为,则教学楼的高是 米.
【变式5-3】(24-25九年级上·浙江金华·期末)如图,一款可调节的笔记本电脑支架放置在水平桌面上,通过调节与的仰角与的大小来达成个人舒适的高度,已知调节杆,,的最大仰角为.
(1)当点离桌面高度大约时,手腕最舒适,请问应该调整哪个角的大小?调整为多少度?
(2)在(1)的条件下,求点到桌面的最大高度.(参考数据:)
【题型六】方案设计问题
【典例6-1】(23-24九年级上·浙江温州·期中)某校由于操场施工,部分班级体育课需要在学校中央花坛跑步,为了保证运动量达标,需要测量中央圆形花坛的半径.因受限于场地和工具,校数学项目化小组成员设计了如下三种方案,相关数据如图所示.你选择方案 (填“①”或“②”或“③”),则圆形花坛的半径为 (用含表中字母的代数式表示).
图形
数据条件
,,
,,
,,
方案
方案①
方案②
方案③
得分
2分
3分
4分
【典例6-2】(2025九年级下·浙江·专题练习)某房地产集团筹建一小区,居民楼均为平顶条式,南北朝向,楼高统一为(五层).已知该城市冬至正午时分太阳高度最低,太阳光线与水平线的夹角为.
(1)如果甲、乙两楼相隔仅有(如图),试求此时甲楼的影子落在乙楼上有多高;
(2)根据居住要求,每层楼在冬天都要受到阳光照射,请你重新设计一个方案.(精确到,参考数据:)
【典例6-3】某大草原上有一条笔直的公路,在紧靠公路相距40千米的两地,分别有甲,乙两个医疗站,如图,在地北偏东,地北偏西方向上有一牧民区.一天,甲医疗队接到牧民区的求救电话,立刻设计了两种救助方案.已知汽车在公路上行驶的速度是在草地上行驶速度的3倍.
方案I:从地开车沿公路到离牧民区最近的处,再开车穿越草地沿方向到牧民区.
方案Ⅱ:从地开车穿越草地沿方向到牧民区.
(1)求牧民区到公路的最短距离;(结果精确到0.1)
(2)你认为甲医疗队设计的两种救助方案,哪一种方案比较合理?并说明理由.(参考数据:,)
【变式6-1】如图(1)所示是某立式家具(角书橱)的横断面,请你设计一个方案(角书橱高2米,房间高2.6米,所以不必从高度方面考虑方案的设计),按此方案,可使该家具通过图(2)中的长廊搬入房间.在图(3)中把你设计的方案画成草图,并说明按此方案可把家具搬入房间的理由(注:搬运过程中不准拆卸家具,不准损坏墙壁).
【变式6-2】如图所示,四边形是我市某公园的平面示意图.经测量,池塘B在公园东门A的正西方向,公园西门C在池塘B的正北方向,梨园D在西门C的北偏东方向500米处,同时也在东门A的北偏西方向1200米处(参考数据:).
(1)求A、B两地之间的距离;(结果保留根号)
(2)小乐和朋友约定下午在公园东门A处见面,他于下午从公园西门C出发,打算沿公园步道走到东门A.现在有两种路线方案:①从西门C进入公园,沿走到池塘B,再沿走到东门A;②从西门C进入公园,沿走到梨园D,再沿走到东门A.已知小乐的步行速度为每分钟50米,请计算说明他应该选择哪一种路线方案才不会迟到?
【变式6-3】某小区有一块四边形的空地,如图所示,.现计划将其建造成一块绿化地,物业工作人员在只有卷尺的情况下,通过测量某两点之间的距离,就确定了.
(1)物业工作人员测量的是点____________与点____________之间的距离,且该两点之间的距离为____________m;
(2)求四边形绿化地的面积;
(3)为了更好地对绿地进行灌溉,在上选取两点E,F为浇灌点,从水源点M处铺设管道引水.
方案一:从水源点M处直接铺设管道分别到浇灌点E,F;
方案二:过点M作的垂线,垂足为N,先从水源点M处铺设管道到点N处,再从点N处分别向浇灌点E,F铺设管道.
若.从节约管道材料的角度考虑,应该选择哪个方案?
一、单选题
1.(22-23九年级下·浙江绍兴·自主招生)如图,在中,,,于点,,若,分别为,的中点,则的长是( )
A. B. C. D.
2.(23-24九年级上·浙江宁波·期末)如图,某滑雪场有一坡角为α的滑雪道,滑雪道的长为300m,则滑雪道的坡顶到坡底的竖直高度AB的长为( )
A.300cosαm B.300sinαm C. D.
3.(22-23九年级上·浙江金华·期末)如图,从热气球A看一栋大楼顶部B的仰角是( )
A. B. C. D.
4.(24-25九年级上·浙江金华·期末)如图,教室内的地面上有个倾倒的畚箕,手柄,,小天将畚箕绕点A按顺时针方向旋转后平放在地面,则的长可表示为( )
A. B.
C. D.
5.如图,一艘轮船航行至O点时,测得某灯塔A位于它的北偏东40°方向,且它与灯塔A相距13海里,继续沿正东方向航行,航行至点B处时,测得灯塔A恰好在它的正北方向,则的距离可表示为( )
A.海里 B.海里 C.海里 D.海里
6.(24-25九年级上·浙江金华·期末)如图,将以直角顶点C为旋转中心,按顺时针方向旋转
得到,延长,交于点F,设,则的值为( )
A. B. C. D.
二、填空题
7.已知在中,、是锐角,且,,,则的面积等于 .
8.如图,在中,,,,则AB的长为 .
9.如图,某船由西向东航行,在点测得小岛在北偏东方向上,船航行了海里后到达点,这时测得小岛在北偏东方向上,船继续航行到点时,测得小岛恰好在船的正北方,则此时船到小岛的距离为 海里.
10.(24-25九年级下·浙江台州·自主招生)如图,一个六边形的六个内角都是,连续四边的长依次是、、、.则该六边形的面积是 .
11.(24-25九年级上·浙江湖州·期末)如图,在教学楼走廊上有一拖把以的倾斜角斜靠在墙面上,影响了同学们的行走,小明自觉地将拖把从点挪动到了点的位置,使其倾斜角变为.如果拖把的长为2米,则行走的通道拓宽了 米.(结果保留根号)
12.(2025九年级下·浙江·专题练习)如图,已知斜坡的坡度,坡长米,在斜坡上有一棵银杏树,小李在处测得树顶的仰角为,测得水平距离米.若,点,,,在同一平面上,于点H,则银杏树的高度为 米.
13.(24-25九年级上·浙江杭州·期末)如图,在建筑平台的顶部B处,测得大树的顶部C的仰角为α,且,测得大树的底部D的俯角为 β,且,若平台的高度为,则大树的高度为 .
三、解答题
14.(24-25九年级上·浙江宁波·期末)如图,建筑物垂直于地面,测角机器人在点测得建筑物顶端的仰角为,向前走9米到点,测得建筑物顶端的仰角为.求该建筑物的高度(结果精确到米).(参考数据:)
15.(2025九年级下·浙江·专题练习)如图,在中,,,,,.
(1)求的长.
(2)求的值.
16.(24-25九年级上·浙江金华·期末)某班的同学想测量教学楼的高度,如图,点、、、在同一平面内,大楼前有一段斜坡,已知的长为8米,它的坡度(坡度=垂直高度:水平宽度),在离点30米的处,测得教学楼顶端的仰角为.
(1)求点到的水平距离.
(2)教学楼的高度约为多少米.(结果精确到米)(参考数据:,,,)
17.(23-24九年级上·浙江宁波·阶段练习)如图,甲、乙两只捕捞船同时从港出海捕鱼,甲船以千米/小时的速度沿北偏西方向前进,乙船以千米/小时的速度沿东北方向前进,甲船航行小时到达处,此时甲船发现渔具丢在乙船上,于是甲船加快速度(匀速)沿北偏东的方向追赶乙船,结果两船在处相遇.
(1)甲船从处追赶上乙船用了多少时间?
(2)求甲船追赶乙船时的速度.(结果保留根号)
18.(24-25九年级上·浙江金华·期末)综合实践:测量铜像高度.
工具准备:边长为且一边带有刻度的正方形硬纸板、量角器.
测量步骤:如图,将正方形硬纸板斜放在地面上,使得C,B,G三点在同一直线上,将点D对准点G,视线经过边AB上一点F,读取,测得.查阅数据:,,.
计算结果:
(1)求的长度.
(2)求铜像的高度.
19.(24-25九年级上·浙江杭州·期末)图1是某种笔记本电脑支架.如图2,其底座放置在水平桌面上,通过调节点,点处的角度,控制托盘的位置.电脑机身和屏幕分别用线段、表示,;,.
(1)若,.
①为使屏幕与桌面保持垂直,求的度数.
②求点到桌面的最大距离(不计材料的厚度).
(2)在(1)的情况下,保持,并逐渐减小的度数.圆圆同学说:“点到桌面的距离越来越小.”点点同学说:“点到桌面的距离先变大,后变小.”你认为谁的说法正确,说明理由.
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学科网(北京)股份有限公司
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