第28章 锐角三角函数 章节提优卷2025-2026学年人教版九年级数学下册
2026-01-23
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内容正文:
第28章 锐角三角函数 章节提优卷2025-2026学年人教版九年级数学下册
一.选择题(共8小题)
1.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=4,BC=3,则cosB=( )
A. B. C. D.
2.若,则锐角α的度数是( )
A.40° B.25° C.10° D.15°
3.在Rt△ABC中,∠C=90°,a、b、c分别是∠A、∠B、∠C的对边,下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
4.已知公式sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ,则sin75°的值为( )
A. B. C. D.
5.一个立方体木块静止在斜面OA上,其受力分析如图所示,重力G的方向竖直向下,摩擦力F1的方向与斜面平行,支持力F2的方向与斜面垂直.若斜面的坡角∠1=30°,则支持力F2与重力G方向的夹角∠2的度数为( )
A.210° B.150° C.130° D.120°
6.某河堤横断面如图所示,河堤BC=4m,水平距离AC=8m,则斜坡AB的坡度是( )
A. B.1:2 C.2:1 D.
7.如图,已知点A(5,4),点B在y轴上,点C(x,0)且0<x<5,BC⊥AC于C,连接AB,若AB与y轴正半轴所夹的角为α,当sinα取最大值时,对应的x值为( )
A. B. C.3 D.
8.如图,老王在江边垂钓,河堤AB的坡度为1:2.4,AB长为3.9米,甩杆之后,原地蹲坐等待,眼睛到站立处的距离AE为1米,此时沿钓竿看向钓竿顶端C处,仰角∠CEF为37°钓竿两端点的直线距离EC为4米,钓线与江面的夹角∠CDB=52°,则浮漂D与河堤下端B之间的距离约为( )米.(参考数据:sin37°,tan37°,sin52°≈0.79,tan52°≈1.28,结果精确到0.1米)
A.4.6 B.3.4 C.2.3 D.3.6
二.填空题(共10小题)
9.计算:2sin45°﹣2cos60°= .
10.如图,△ABC的顶点都在正方形网格的格点上,则cos∠BAC的值为 .
11.若α是锐角,sin(α+15°),那么锐角α等于 .
12.在锐角三角形ABC中,若∠A,∠B满足,则∠C= .
13.如图,小乐和小静一起从点A出发去拍摄木棉树FH.小乐沿着水平面步行17m到达点B时拍到树顶点F,仰角为63°;小静沿着坡度i=5:12的斜坡步行13m到达点C时拍到树顶点F,仰角为45°,则这棵木棉树的高度约 m.(结果精确到1m)(参考数据:sin63°≈0.9,cos63°≈0.5,tan63°≈2.0)
14.若m为正整数,且满足m<tan60°<m+1,则m= .
15.构造几何图形解决代数问题是“数形结合思想”的重要应用,小康在计算tan22.5°时,构造出如图所示的图形:在Rt△ABC中,∠C=90°,∠ABC=45°,延长CB到D,BD=AB,连接AD,得∠D=22.5°.根据此图可求得tan22.5°的结果 .
16.如图,由6个全等的菱形组成的网格中,每个小菱形的边长均为1,∠BDC=120°,点A、B、C都在格点上,那么tan∠BAC的值是 .
17.如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,D为边AB上一点,∠ACD=∠ABC,E为CD延长线上一点,连接BE,且∠EBD=2∠ACD,若,则 .(用含n的代数式表示)
18.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知Rt△ABC可运动(平移或旋转),且∠C=90°,BC4,tanA,若以点M(3,6)为圆心,2为半径的⊙M始终在△ABC的内部,则△ABC的顶点C到原点O的距离的最小值为 .
三.解答题(共8小题)
19.(1)计算:2cos245°﹣tan30°•sin60°.
(2)求中锐角α的值.
20.如图,在△ABC中,∠B=45°,AC=5,cosC,AD是BC边上的高线.
(1)求AD的长;
(2)求△ABC的面积.
21.紫云楼是大唐芙蓉园园内最为经典的仿古建筑,展示了形神升腾紫云景,天下臣服帝王心的唐代帝王风范.小云和小强采用如下方法来测量紫云楼(图1)的高度.如图2,小云选取与底端B在同一水平地面上的点C,放置一个平面镜,然后沿着BC方向后退,当退到点D时,刚好在平面镜内看到紫云楼的顶端A的像,已知小云的眼睛到地面的距离ED为1.5米,CD=2米;接着,小强在地面上的点F处测得紫云楼的顶端A的仰角∠AFB=71.5°,CF=39米,已知AB⊥BD,ED⊥BD,点B、F、C、D在一条直线上,图中所有点均在同一平面内,请根据以上信息求紫云楼的高度AB.(平面镜大小厚度均忽略不计,参考数据:sin71.5°≈0.95,cos71.5°≈0.32,tan71.5°≈3.00).
22.如图,P是在小区入口处安装的摄像头,△PAB是摄像头的监控区域.MN为水平地面,点A、B在直线MN上.已知摄像头离地面的高度PH=4.8米,∠APH=37°,∠APB=39°.
(1)求AB的长.
(2)一辆高2米、长4.4米的厢式货车(图中的矩形),以每小时5.4千米的速度进入小区,那么从车头(CD)进入监控区域到车尾(EF)驶出监控区域需要几秒?
(参考数据:sin37°≈0.6,cos37°≈0.8,tan37°≈0.75,sin76°≈0.97,cos76°≈0.24,tan76°≈4.)
23.(1)已知∠α,∠β均为锐角,tanα,求∠α+∠β的度数.如图1,小亮同学在边长为1的正方形网格中画出∠BAD和∠CAD(点A,B,C,D都在格点上),请你按照这个思路求∠α+∠β的度数.
(2)已知∠α,∠β均为锐角,tanα,则∠α+∠β= °;
(3)已知∠α,∠β,∠θ均为锐角,tanα,∠α+∠β=∠θ,请在图2中自行构图求tanθ的值.
24.数学综合实践小组用所学的数学知识来解决实际问题,报告如下:
项目
设计遮阳棚前挡板
素材
儋州受其地理位置影响,气候比较湿润,夏季高温多雨,日照时间长.我市某景点的游客服务中心为了方便旅游高峰期间游客遮阳,在服务窗口外安装了遮阳棚如图1所示,结果发现旅游高峰期正午时纳凉面积不够,现在为使服务窗口外的纳凉区域增加到2.94m宽,计划在遮阳棚前端加装一块前挡板(前挡板垂直于地面),抽象模型如图2,现在要计算所需前挡板BC的宽度.
测量数据
实践小组实地测量了相关数据,并画出了侧面示意图,遮阳篷AB的长为4m,其与墙面的夹角∠BAD=80°,其靠墙端离地面的高度AD为4m.如图3所示.通过实地勘察,该服务窗口在每年的旅游高峰期间正午的太阳高度角(太阳光线与地面夹角∠CMN)约为60°,加装前挡板BC后,此时服务窗口前恰好有2.94m宽的阴影DM,如图4所示.
参考数据
sin80°≈0.985,cos80°≈0.174,tan80°≈5.671,1.732
该报告运算过程还没有完成,请帮助实践兴趣小组完成:
(1)计算前挡板BC到墙面AD的距离(结果精确到0.01m).
(2)计算所需前挡板的宽度BC(结果精确到0.01m).
25.如图(1),已知△ABC和△DEF中,∠A=∠D=90°,tan∠B,tan∠F,且A、B、D、E共线,点B、点E在线段AD上.在射线AB上平移△DEF,平移后得到△D′E′F′,直线E′F′与交BC于点G.
(1)如图(2),当E′在线段AB上时,设x,y,求y关于x的函数解析式(无需写出定义域).
(2)当AB=2BE时,设以A、C、E′、G为顶点构成的四边形面积为S,求的值.
26.2012年广东陆丰渔政大队指挥中心(A)接到海上呼救:一艘韩国货轮在陆丰碣石湾发生船体漏水,进水速度非常迅猛,情况十分危急,18名船员需要援救.经测量货轮B到海岸最近的点C的距离BC=20km,∠BAC=22°37′,指挥中心立即制定三种救援方案
(如图1):
①派一艘冲锋舟直接从A开往B;②先用汽车将冲锋舟沿海岸线送到点C,然后再派冲锋舟前往B;③先用汽车将冲锋舟沿海岸线送到距指挥中心33km的点D,然后再派冲锋舟前往B.
已知冲锋舟在海上航行的速度为60km/h,汽车在海岸线上行驶的速度为90km/h.
(sin22°37′,cos22°37′,tan22°37′)
(1)通过计算比较,这三种方案中,哪种方案较好(汽车装卸冲锋舟的时间忽略不计)?
(2)事后,细心的小明发现,上面的三种方案都不是最佳方案,最佳方案应是:先用汽车将冲锋舟沿海岸线送到点P处,点P满足cos∠BPC(冲锋舟与汽车速度的比),然后再派冲锋舟前往B(如图2).
①利用现有数据,根据cos∠BPC,计算出汽车行AP加上冲锋舟行BP的总时间.
②在线段AC上任取一点M;然后用转化的思想,从几何的角度说明汽车行AM加上冲锋舟行BM的时间比车行AP加上冲锋舟行BP的时间要长.
参考答案
一.选择题(共8小题)
1.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=4,BC=3,则cosB=( )
A. B. C. D.
【解答】解:由题意知,
故选:D.
2.若,则锐角α的度数是( )
A.40° B.25° C.10° D.15°
【解答】解:∵,tan60°,
∴α+20°=60°,
解得α=40°,
故选:A.
3.在Rt△ABC中,∠C=90°,a、b、c分别是∠A、∠B、∠C的对边,下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
【解答】解:根据直角三角形三角函数的定义可知:
,,,,即D选项符合题意.
故选:D.
4.已知公式sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ,则sin75°的值为( )
A. B. C. D.
【解答】解:∵sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ
∴sin75°=sin(30°+45°)
=sin30°cos45°+cos30°sin45°
,
故选:A.
5.一个立方体木块静止在斜面OA上,其受力分析如图所示,重力G的方向竖直向下,摩擦力F1的方向与斜面平行,支持力F2的方向与斜面垂直.若斜面的坡角∠1=30°,则支持力F2与重力G方向的夹角∠2的度数为( )
A.210° B.150° C.130° D.120°
【解答】解:如图,∵重力G的方向竖直向下,∠1=30°,
∴∠3=60°,
∴∠4=∠3=60°,
∵摩擦力F1的方向与斜面平行,
∴∠5=180°﹣∠4=120°,
∵支持力F2的方向与斜面垂直,
∴∠2=360°﹣∠5﹣90°=150°,
故选:B.
6.某河堤横断面如图所示,河堤BC=4m,水平距离AC=8m,则斜坡AB的坡度是( )
A. B.1:2 C.2:1 D.
【解答】解:在Rt△ABC中,BC=4m,AC=8m,
∴斜坡AB的坡度.
故选:B.
7.如图,已知点A(5,4),点B在y轴上,点C(x,0)且0<x<5,BC⊥AC于C,连接AB,若AB与y轴正半轴所夹的角为α,当sinα取最大值时,对应的x值为( )
A. B. C.3 D.
【解答】解:已知点A(5,4),点B在y轴上,点C(x,0)且0<x<5,BC⊥AC于C,
过点A作AD⊥x轴于点D,作AE⊥y轴于点E,
∴四边形ADOE是矩形,
∴AD=OE,AE=OD,
∵点A(5,4),
∴AD=OE=4,AE=OD=5,
∵点C(x,0)且0<x<5,
∴OC=x,DC=OD﹣OC=5﹣x,
设OB=m,则BE=OE﹣OB=4﹣m,
∵BC⊥AC,
∴∠BOC=∠BCA=∠ADC=90°,
∴∠OBC=90°﹣∠OCB=∠DCA,
∴△OBC∽△DCA,
∴,
∴,
∴,
当时,m取得最大值,此时BE=4﹣m取得最小值,
根据勾股定理,得AB2=AE2+BE2=25+BE2,
故当BE取得最小值时,AB也取得最小值,
∵,
∴AB取得最小值时,取最大值,
故.
故选:A.
8.如图,老王在江边垂钓,河堤AB的坡度为1:2.4,AB长为3.9米,甩杆之后,原地蹲坐等待,眼睛到站立处的距离AE为1米,此时沿钓竿看向钓竿顶端C处,仰角∠CEF为37°钓竿两端点的直线距离EC为4米,钓线与江面的夹角∠CDB=52°,则浮漂D与河堤下端B之间的距离约为( )米.(参考数据:sin37°,tan37°,sin52°≈0.79,tan52°≈1.28,结果精确到0.1米)
A.4.6 B.3.4 C.2.3 D.3.6
【解答】解:作CG⊥DB交DB延长线于G,直线EF交CG于H,延长EA交DB延长线于M,如图所示:
则GH=EM,GM=EH,
∵斜坡AB的坡度为1:2.4,
∴tan∠ABM,
∴sin∠ABM,
∴AMAB3.9=1.5(米).
∴BMAM=3.6米,GH=EM=AE+AM=1+1.5=2.5(米),
∵CE=4,sin∠CEFsin37°,tan∠CEFtan37°,
∴CHCE4=2.4,EHCH=3.2(米),
∴CG=CH+GH=2.4+2.5=4.9(米),GM=EH=3.2(米).
∴BG=BM﹣GM=3.6﹣3.2=0.4(米).
∵tan∠BDCtan52°≈1.28(米),
∴DG3.82(米),
∴DB=DG﹣BG=3.82﹣0.4≈3.4(米).
即浮漂D与河堤下端B之间的距离约为3.4米;
故选:B.
二.填空题(共10小题)
9.计算:2sin45°﹣2cos60°= .
【解答】解:2sin45°﹣2cos60°
,
故答案为:.
10.如图,△ABC的顶点都在正方形网格的格点上,则cos∠BAC的值为 .
【解答】解:过B作BH⊥AC交AC的延长线于H,
∴AB5,AH=3,
∴cos∠BAC,
故答案为:.
11.若α是锐角,sin(α+15°),那么锐角α等于 30° .
【解答】解:∵α是锐角,
∴0°<α<90°,
∵,
∴α+15°=45°,
∴α=30°,
故答案为:30°.
12.在锐角三角形ABC中,若∠A,∠B满足,则∠C= 75° .
【解答】解:由条件可知,,
即,,
∴∠A=60°,∠B=45°,
∵∠A+∠B+∠C=180°,
∴∠C=180°﹣60°﹣45°=75°.
故答案为:75°.
13.如图,小乐和小静一起从点A出发去拍摄木棉树FH.小乐沿着水平面步行17m到达点B时拍到树顶点F,仰角为63°;小静沿着坡度i=5:12的斜坡步行13m到达点C时拍到树顶点F,仰角为45°,则这棵木棉树的高度约 20 m.(结果精确到1m)(参考数据:sin63°≈0.9,cos63°≈0.5,tan63°≈2.0)
【解答】解:过点C作CD⊥AH,垂足为D,过点C作CE⊥FH,垂足为E,
由题意得:CD=EH,CE=DH,AB=17(m),
由题意可得:,
∴设CD=5x(m),则AD=12x(m),
在Rt△ACD中,,
∵AC=13,
∴13x=13,
解得:x=1,
∴CD=EH=5(m),AD=12(m),
设CE=DH=y(m),
∴BH=AD+DH﹣AB=12+y﹣17=(y﹣5)(m),
在Rt△BFH中,∠FBH=63°,
∴FH=BH•tan63°≈2(y﹣5)(m),
∴FE=CE•tan45°=y(m),
∵EF+EH=FH,
∴y+5=2(y﹣5),
解得:y=15,
∴FH=FE+EH=15+5=20(m).
故答案为:20.
14.若m为正整数,且满足m<tan60°<m+1,则m= 1 .
【解答】解:,,
∵m为正整数,且满足m<tan60°<m+1,,
∴m=1.
故答案为:1.
15.构造几何图形解决代数问题是“数形结合思想”的重要应用,小康在计算tan22.5°时,构造出如图所示的图形:在Rt△ABC中,∠C=90°,∠ABC=45°,延长CB到D,BD=AB,连接AD,得∠D=22.5°.根据此图可求得tan22.5°的结果 .
【解答】解:设AC=BC=1,则AB=BD,
∴tan22.5°,
故答案为:.
16.如图,由6个全等的菱形组成的网格中,每个小菱形的边长均为1,∠BDC=120°,点A、B、C都在格点上,那么tan∠BAC的值是 .
【解答】解:如图,连接BC,DE交于点O.
∵四边形BDCE是菱形,
∴CD∥BE,BD=BE=CE=CD=1,BC⊥DE,
∴∠DBE=180°﹣∠BDC=60°,
∴△BDE,△CDE都是等边三角形,
∴OD=OE,OB=OC,
∴BC,
∵CD∥EF,DC=EF,
∴四边形DEFC是平行四边形,
∴DE∥CF,
∴AC⊥BC,
∴tan∠BAC.
故答案为:.
17.如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,D为边AB上一点,∠ACD=∠ABC,E为CD延长线上一点,连接BE,且∠EBD=2∠ACD,若,则 .(用含n的代数式表示)
【解答】解:作BF⊥EC于F,作AN⊥EC交BC于N,交EC于M;
设DM=x,
∵∠ACD+∠CAM=∠CAM+∠MAD=90°,
∴∠ACD=∠MAD,
∴tan∠ACD=tan∠MAD,即:,
∴AM=nx,AM2=DM•MC,即n2x2=x•MC,
∴MC=n2x,
∵∠ACD=∠MAD,∠ACD=∠ABC,
∴∠MAD=∠ABC,
∴BN=AN,
又∵∠CAN+∠NAB=∠ACB+∠ABC,
∴∠CAN=∠ACB,
∴CN=AN,
∴BN=CN,
∴N为BC中点,
又∵BF⊥EC,AN⊥EC,
∴BF∥AN,
在Rt△BCF中,NM为中位线,
∴MF=MC,
∴MF=n2x,
∴FD=(n2﹣1)x,
∵∠EBD=2∠ACD,而∠ACD=∠DAM,
∴∠EBD=2∠DAM,
由BF∥AM可得,∠DAM=∠FBD,
∴∠EBD=2∠FBD,
∴BF为∠EBD的角平分线,
又∵BF⊥ED,
∴BF为△EBD的中线,BE=BD,
∴ED=2DF=2(n2﹣1)x,
∴.
18.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知Rt△ABC可运动(平移或旋转),且∠C=90°,BC4,tanA,若以点M(3,6)为圆心,2为半径的⊙M始终在△ABC的内部,则△ABC的顶点C到原点O的距离的最小值为 .
【解答】解:如图,设⊙M与AC相切于点J,与AB相切于点T,连接OC,MJ,MT,延长JM交AB于F.
∵AC,AB是⊙O的切线,
∴MJ⊥AC,MT⊥AB,
∴∠AJM=∠ATM=90°,
∴∠A+∠JMT=180°,
∵∠JMT+∠FMT=180°,
∴∠A=∠FMT,
∴tanA=tan∠FMT,
∵MT=2,
∴TF=1,FM,
∴JF=MJ+MF=2,
∴AJ=2FJ=4+2,
∵AC=2BC=8+2,
∴CJ=4,
∵∠CJM=90°,
∴CM2,
∵M(3,6),
∴OM3,
∵OC≥OM﹣CM,
∴OC≥32,
∴OC,
∴OC的最小值为.
故答案为.
三.解答题(共8小题)
19.(1)计算:2cos245°﹣tan30°•sin60°.
(2)求中锐角α的值.
【解答】解:(1)原式=2×()21;
(2)3tan(α﹣20°),
则tan(α﹣20°),
∴α﹣20°=30°,
∴α=50°.
20.如图,在△ABC中,∠B=45°,AC=5,cosC,AD是BC边上的高线.
(1)求AD的长;
(2)求△ABC的面积.
【解答】解:(1)∵AD⊥BC,
∴∠ADC=∠ADB=90°.
在Rt△ACD中,AC=5,cosC,
∴CD=AC•cosC=3,
∴AD4.
(2)∵∠B=45°,∠ADB=90°,
∴∠BAD=90°﹣∠B=45°,
∴∠B=∠BAD,
∴BD=AD=4,
∴S△ABCAD•BC4×(4+3)=14.
21.紫云楼是大唐芙蓉园园内最为经典的仿古建筑,展示了形神升腾紫云景,天下臣服帝王心的唐代帝王风范.小云和小强采用如下方法来测量紫云楼(图1)的高度.如图2,小云选取与底端B在同一水平地面上的点C,放置一个平面镜,然后沿着BC方向后退,当退到点D时,刚好在平面镜内看到紫云楼的顶端A的像,已知小云的眼睛到地面的距离ED为1.5米,CD=2米;接着,小强在地面上的点F处测得紫云楼的顶端A的仰角∠AFB=71.5°,CF=39米,已知AB⊥BD,ED⊥BD,点B、F、C、D在一条直线上,图中所有点均在同一平面内,请根据以上信息求紫云楼的高度AB.(平面镜大小厚度均忽略不计,参考数据:sin71.5°≈0.95,cos71.5°≈0.32,tan71.5°≈3.00).
【解答】解:由题意知,∠ABC=∠EDC=90°,∠ACB=∠ECD,
∴△ABC∽△EDC.
∴,即.
在Rt△BAF中,∠AFB=71.5°,
∴,即.
∴.
∴,解得AB=39.
∴紫云楼的高度AB为39米.
22.如图,P是在小区入口处安装的摄像头,△PAB是摄像头的监控区域.MN为水平地面,点A、B在直线MN上.已知摄像头离地面的高度PH=4.8米,∠APH=37°,∠APB=39°.
(1)求AB的长.
(2)一辆高2米、长4.4米的厢式货车(图中的矩形),以每小时5.4千米的速度进入小区,那么从车头(CD)进入监控区域到车尾(EF)驶出监控区域需要几秒?
(参考数据:sin37°≈0.6,cos37°≈0.8,tan37°≈0.75,sin76°≈0.97,cos76°≈0.24,tan76°≈4.)
【解答】解:(1)∵PH⊥MN,
∵∠APH=37°,∠APB=39°,
∴∠BPH=∠APH+∠APB=37°+39° =76°,
∴在 Rt△PHA 中,tan37° ,
∵PH=4.8 米,tan37°≈0.75,
∴AH=PH×tan37° =4.8×0.75=3.6 (米),
在 Rt△PHB 中,tan76° = ,
∵tan76°≈4,
∴BH=PH×tan76°
=4.8×4
=19.2 (米),
∴AB=BH﹣AH
=19.2﹣3.6
=15.6 (米),
∴AB的长是15.6米;
(2)∵货车速度为 5.4 千米/小时,
∴5.4 千米/小时=1.5 米/秒,
∵货车高 2 米,
∴CD=EF=2米,
∵CD∥PH,
∴∠BCD=∠BPH=76°,
∴tan76° ,
∴BD=CD×4=8(米),
∵EF∥PH,
∴∠AFE=∠APH=37°,
∵tan37° ,
∴AE=2×0.75=1.5,
∴ED=EA+(AB﹣BD)
=1.5+(15.6﹣8)
=1.5+7.6
=9.1(米),
∵货车长 4.4 米,
∴车头(CD)进入监控区域到车尾(EF)驶出监控区域需要的时间是:
(9.1+4.4)÷1.5 =9 (秒),
∴从车头(CD)进入监控区域到车尾(EF)驶出监控区域需要9秒.
23.(1)已知∠α,∠β均为锐角,tanα,求∠α+∠β的度数.如图1,小亮同学在边长为1的正方形网格中画出∠BAD和∠CAD(点A,B,C,D都在格点上),请你按照这个思路求∠α+∠β的度数.
(2)已知∠α,∠β均为锐角,tanα,则∠α+∠β= 90 °;
(3)已知∠α,∠β,∠θ均为锐角,tanα,∠α+∠β=∠θ,请在图2中自行构图求tanθ的值.
【解答】解:(1)如图所示,取格点E、F,连接BC,
,
,
∴∠α=∠BAE,∠β=∠CAF
,,
,
∴,AC2=(10)2=10,
∴AB2+BC2=AC2,
∴∠ABC=90°,
∴△ABC是等腰直角三角形,
∴∠BAC=∠BAE+∠FAC=∠α+∠β=45°;
(2)∵∠α,∠β均为锐角,,,
∴∠α=60°,∠β=30°,
∴∠α+∠β=90°;
故答案为:90;
(3)如图所示,,
∴tan∠HDG=tanα,tan∠HDF=tanβ,
∴∠HDG=∠α,∠HDF=∠β,
∴∠α+∠β=∠HDF+∠HDG=∠GDF;
∴,,
,
∴,
∴DG2+FG2=DF2,
∴∠FGD=90°,
∴,
∵∠α+∠β=∠θ,
∴∠θ=∠FDG,
∴.
24.数学综合实践小组用所学的数学知识来解决实际问题,报告如下:
项目
设计遮阳棚前挡板
素材
儋州受其地理位置影响,气候比较湿润,夏季高温多雨,日照时间长.我市某景点的游客服务中心为了方便旅游高峰期间游客遮阳,在服务窗口外安装了遮阳棚如图1所示,结果发现旅游高峰期正午时纳凉面积不够,现在为使服务窗口外的纳凉区域增加到2.94m宽,计划在遮阳棚前端加装一块前挡板(前挡板垂直于地面),抽象模型如图2,现在要计算所需前挡板BC的宽度.
测量数据
实践小组实地测量了相关数据,并画出了侧面示意图,遮阳篷AB的长为4m,其与墙面的夹角∠BAD=80°,其靠墙端离地面的高度AD为4m.如图3所示.通过实地勘察,该服务窗口在每年的旅游高峰期间正午的太阳高度角(太阳光线与地面夹角∠CMN)约为60°,加装前挡板BC后,此时服务窗口前恰好有2.94m宽的阴影DM,如图4所示.
参考数据
sin80°≈0.985,cos80°≈0.174,tan80°≈5.671,1.732
该报告运算过程还没有完成,请帮助实践兴趣小组完成:
(1)计算前挡板BC到墙面AD的距离(结果精确到0.01m).
(2)计算所需前挡板的宽度BC(结果精确到0.01m).
【解答】解:(1)过点B作BE⊥AD,垂足为E,
在Rt△ABE中,∠BAD=80°,AB=4m,
∴BE=AB•sin80°≈4×0.985=3.94(m),
∴前挡板BC到墙面AD的距离约为3.94m;
(2)延长BC交DN于点F,则BF⊥DN,
由题意得:DE=BF,BE=DF=3.94m,
∵DM=2.94m,
∴FM=DF﹣DM=1(m),
在Rt△CMF中,∠CMF=60°,
∴CF=FM•tan60°(m),
在Rt△ABE中,∠BAD=80°,AB=4m,
∴AE=AB•cos80°≈4×0.174=0.696(m),
∵AD=4m,
∴DE=BF=AD﹣AE=4﹣0.696=3.304(m),
∴BC=BF﹣CF=3.3041.57(m),
∴所需前挡板的宽度BC约为1.57m.
25.如图(1),已知△ABC和△DEF中,∠A=∠D=90°,tan∠B,tan∠F,且A、B、D、E共线,点B、点E在线段AD上.在射线AB上平移△DEF,平移后得到△D′E′F′,直线E′F′与交BC于点G.
(1)如图(2),当E′在线段AB上时,设x,y,求y关于x的函数解析式(无需写出定义域).
(2)当AB=2BE时,设以A、C、E′、G为顶点构成的四边形面积为S,求的值.
【解答】解:(1)如图,作GH⊥AB,KE′⊥AB..
易知AC∥BH∥D′F∥E′K,
∴∠BHE′=∠D′FE′,.
设BE′=4m,
∵E′K=BE′•tan∠ABC4m=3m,BH=BE′÷tan∠BHE′=BE′÷tan∠D′FE′=4mm,
∴.
∴S△BGE′•S△BE′K•S△BE′KS△BE′K.
由E′K∥AC可得△ABC∽△E′BK,则,
∴yx2•S△BE′K÷(S△BE′K)x2.
(2)为方便表示,图中画出的△DEF即为移动后的位置.
当AB=2BE时,有两种情况:
①如图,作GH⊥AB,H为垂足.易得AC∥GH∥DF,
∴∠EGH=∠F,
设BE′=2n,则AB=4n,AC=AB•tanB=3n,S△ABCAC•AB=6n2,
∵EH=GH•tan∠FGH,BH=GH÷tan∠GBH=GH÷tan∠ABCGH,
∴EH+BHGHGHGH=BE=2n,
∴GHn.
∵S△CBE•S△ABC=3n2,S△AEGAE•GH(AB+BE)•GHn2,
∴S=S△ABC+S△CBE+S△AEGn2,
∴n2÷(6n2).
②由(1)可知x=2,4,
∴.
综合①②可得的值为或.
26.2012年广东陆丰渔政大队指挥中心(A)接到海上呼救:一艘韩国货轮在陆丰碣石湾发生船体漏水,进水速度非常迅猛,情况十分危急,18名船员需要援救.经测量货轮B到海岸最近的点C的距离BC=20km,∠BAC=22°37′,指挥中心立即制定三种救援方案
(如图1):
①派一艘冲锋舟直接从A开往B;②先用汽车将冲锋舟沿海岸线送到点C,然后再派冲锋舟前往B;③先用汽车将冲锋舟沿海岸线送到距指挥中心33km的点D,然后再派冲锋舟前往B.
已知冲锋舟在海上航行的速度为60km/h,汽车在海岸线上行驶的速度为90km/h.
(sin22°37′,cos22°37′,tan22°37′)
(1)通过计算比较,这三种方案中,哪种方案较好(汽车装卸冲锋舟的时间忽略不计)?
(2)事后,细心的小明发现,上面的三种方案都不是最佳方案,最佳方案应是:先用汽车将冲锋舟沿海岸线送到点P处,点P满足cos∠BPC(冲锋舟与汽车速度的比),然后再派冲锋舟前往B(如图2).
①利用现有数据,根据cos∠BPC,计算出汽车行AP加上冲锋舟行BP的总时间.
②在线段AC上任取一点M;然后用转化的思想,从几何的角度说明汽车行AM加上冲锋舟行BM的时间比车行AP加上冲锋舟行BP的时间要长.
【解答】解:(1)在Rt△ABC中,∵BC=20km,∠BAC=22°37′,
∴AB52km,AC=ABcos∠BAC=5248km,
方案①需要用时:小时=52分钟,
方案②需要用时:小时=52分钟,
方案③需要用时:47分钟,
∴方案③较好;
(2)①∵cos∠BPC,
设PC=2x,BP=3x,则BC20,
解得:x=4,
即可得PC=8km,BP=12km,
∴AP=AC﹣PC=(48﹣8)km,
故可得所用时间为:小时;
②
点M为AP上任意一点,汽车开到M点放冲锋舟下水,用时tM,
汽车开到P放冲锋舟下水,用时tP,
延长BP过M作MH⊥BP于H,
∵cos∠BPC,
∴PHMP,
又∵冲锋舟在海上航行的速度为60km/h,汽车在海岸线上行驶的速度为90km/h,
∴汽车行MP的时间=冲锋舟行PH的时间,
∴tP,
∵BM>BH,
∴tM>tP;
点M在PC上任意一点时,过M作MH⊥BP于H,同理可证:tM>tP.
综上可得汽车行AM加上冲锋舟行BM的时间比车行AP加上冲锋舟行BP的时间要长.
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