内容正文:
专题10锐角三角函数同步讲义(3)
【7.5解直角三角形7.6用锐角三角函数解决问题】
【题型01 解直角三角形的相关计算】......................................3
【题型02 解非直角三角形】..............................................4
【题型03 构造直角三角形求不规则图形的边长或面积】......................5
【题型04 解直角三角形应用:仰角俯角问题】................................6
【题型05 解直角三角形应用:方位角问题】..................................7
【题型06 解直角三角形应用:坡度坡比问题】................................8
【题型07 解直角三角形应用:其他实际问题】................................9
【解答题5题】.........................................................10
★知识梳理
知识点01:解直角三角形
1.核心概念
在 Rt△ABC 中,∠C=90°,由已知元素(边或锐角)求其余所有未知元素的过程,叫做解直角三角形。
2.三大依据(核心关系)
关系类型
具体公式
说明
三边关系
a2+b2=c2
勾股定理,适用于所有直角三角形
锐角关系
∠A+∠B=90∘
直角三角形两锐角互余
边角关系
sinA=,cosA=,tanA=
三角函数定义,关键在于 “对边、邻边、斜边” 的识别
知识点02.解直角三角形的类型及解法
解直角三角形,就是在已知直角三角形的部分边或角时,求出其余未知的边和角。直角三角形中,∠C=90°,三边为
a,b,c(c为斜边),三个角为 ∠A、∠B、∠C。
已知条件
解法步骤
两直角边 (a, b)
1.由tanA=求∠A;
2.∠B=90∘−∠A;
3.由c=求斜边。
在Rt△ABC中,∠C=90∘∠A、∠B、∠C的对边分别为a.b.c.如图所示
斜边和一直角边 (c, a)
1.由sinA=求∠A;
2.∠B=90∘−∠A;
3. 由b=求另一直角边。
一锐角和一直角边 (∠A, a)
1.∠B=90∘−∠A;
2.由b=求邻边;
3.由c=求斜边。
一锐角和斜边 (∠A, c)
1.∠B=90∘−∠A;
2 由a=csinA求对边;
3.由b=ccosA求邻边。
1.边角对应错误:务必先明确所求角的对边与邻边,再选择正确的三角函数。
2.运算顺序:先求锐角,再求边长;结果按题目要求保留精度(如精确到 0.1)。
3.特殊角值:熟练背诵 30°、45°、60° 的三角函数值,避免计算失误。
知识点03:用锐角三角函数解决问题
本节核心是将实际问题抽象为解直角三角形的数学模型,解决三类典型应用问题。
1.三大应用模型
模型名称
核心概念与公式
典型场景
仰角 / 俯角
仰角:视线在水平线上方与水平线的夹角。
俯角:视线在水平线下方与水平线的夹角。-
关键:构造直角三角形,水平距离为邻边,高度为对边。
测量楼高、树高、旗杆高度、热气球观测等。
坡度 / 坡角
坡角 (α):坡面与水平面的夹角。
坡度 (i):坡面垂直高度h与水平宽度l的比,i==tanα。
水坝、斜坡、楼梯、山坡等倾斜问题。
方向角 / 方位角
定义:以正北、正南为基准,描述物体所在方向的角(如北偏东 30°)。
关键:结合平行线性质(内错角相等)转化角度,再解三角形。
航海、方位判断.两船距离计算等
2.解题通用步骤
(1)审题建模:画出示意图,将实际问题中的长度、角度转化为直角三角形的边和角。
(2)寻找直角:直接寻找或通过作高、延长线等方法构造直角三角形。
(3)选择工具:根据已知条件,选用勾股定理或合适的三角函数(sin/cos/tan)列方程求解。
(4)检验作答:检查结果是否符合实际意义,并按要求作答。
(1)术语混淆:区分 “仰角 / 俯角” 与 “方向角”,“坡度” 与 “坡角” 的概念与关系。
(2)辅助线作法:作高是构造直角三角形最常用的方法,需准确找到高的位置。
(3)单位统一:确保题目中所有长度单位一致,再进行计算。
【题型1.解直角三角形的相关计算】
【典例】如图,在中,,,.以为圆心为半径画圆,交于点,则阴影部分面积是________________.
【跟踪专练1】在中,,,,则的值为( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,已知在中,,,,点、分别在边、上,且,若DE把的面积平分,则__.
【跟踪专练3】如图,正方形中,E为对角线上一点,连接,过点E作交的延长线于F,交于M,若,且,则线段的长为( )
A.2 B. C.1 D.
【题型2.解非直角三角形】
【典例】如图,在中,,,,则的长为( )
A. B. C.4 D.5
【跟踪专练1】如图,点是外一点,,与相交于点,,连接,若,,,则________.
【跟踪专练2】如图,在边长相同的小正方形网格中,点A、B、C、D都在这些小正方形的顶点上,AB与CD相交于点P,则∠APD的余弦值为( )
A. B. C. D.
【跟踪专练3】如图,已知中三边长分别为,,,动点在边上运动,过点作,,垂足分别为、,则的最小值为______.
【题型3.构造直角三角形求不规则图形的边长或面积】
【典例】已知在中,、是锐角,且,,,则的面积等于 __.
【跟踪专练1】如图,在矩形ABCD中,,,M是CD上的一点,将沿直线AM对折得到,若AN平分,则CN的长为( )
A. B. C. D.3
【跟踪专练2】如图,在四边形中,连接、,,,,则的值为______.
【跟踪专练3.】如图,在中,是斜边上的高,将得到的两个和按图、图、图三种方式放置,设三个图中阴影部分的面积分别为,,,若,则与之间的关系是( )
A. B. C. D.
【题型4.解直角三角形应用:仰角俯角问题】
【典例】在一次综合实践活动中,某数学小组用无人机测量一建筑物的高度,具体过程如下:如图,将无人机垂直上升至距水平地面的处,测得建筑物顶端的俯角为,底端的俯角为,则该建筑物的高度为_______ .(,)
【跟踪专练1】如图,在离铁塔150米的A处,用测角仪测得塔顶的仰角为,测角仪高为1.5米,则铁塔的高为( )
A.米 B.米
C.米 D.米
【跟踪专练2】如图,在数学综合实践活动课上,两名同学要测量小河对岸大树的高度,甲同学在点测得大树顶端的仰角为,乙同学从点出发沿斜坡走米到达斜坡上点,在此处测得树顶端点的仰角为,且斜坡的坡度为.依据他们测量的数据求出大树的高度___________.(参考数据:,,)
【跟踪专练3】东光连镇炮楼位于沧州市东光县连镇镇后一村,是沧州市第五批市级文物保护单位.它见证了日军侵略罪行和中国人民的抗战历史,具有重要的历史价值.某校数学实践小组利用所学数学知识测量该炮楼的高度.
(1)图-1是嘉淇制作的简易测角仪,如图-2,从观测炮楼顶部的仰角为.若铅垂线在量角器上的读数为,则的值为________度;
(2)如图-2.在(1)的基础上,又得到下列数据:,,求炮楼的高度.(参考数据:,,,,,)
【题型5.解直角三角形应用:方位角问题】
【典例】如图,小明从A地沿北偏东30°方向走米到B地,再从B地向正南方向走到C地,此时小明离A地100米,则小明离B地______米.
【跟踪专练1】如图,,两景点相距,景点位于景点A北偏东方向上,位于景点北偏西方向上,则,两景点相距( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,一条东西向的大道上,A,B两景点相距,C景点位于A景点北偏东方向上,位于B景点北偏西方向上,则A,C两景点相距______.
【跟踪专练3】.如图,A港在E港北偏西方向,且在B港的正北方向30海里处,C港在B港的正东方向,D港在C港的北偏东方向,E港在D港的正北方向15海里处,且在B港的东北方向.(参考数据:,,)
(1)求C,D两港之间的距离(结果保留根号);
(2)甲货船从A港出发,向B港运送物资,乙货船从C港出发,向D港运送物资,甲船速度为乙船速度的1.5倍(均沿直线匀速运送).请问当两艘船首次相距25海里时,甲船离A港多少海里(结果精确到0.1海里)?
【题型6.解直角三角形应用:坡度坡比问题】
【典例】小明沿着坡度为的山坡向下走了,则他下降了_________.
【跟踪专练1】一辆卡车沿倾斜角为的斜坡向上行驶,已知,当行驶时,高度约上升了( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,不等臂跷跷板的一端碰到地面时,其坡度;当的一端碰到地面时,其坡度,那么____.
【跟踪专练3】小明和爸爸去鱼塘钓鱼,如图2,斜坡的坡度为,长为8米,钓竿与水平线的夹角是,其长为7米,若钓竿与钓线的夹角是.
(1)求点到水平面的距离;
(2)求浮漂与斜坡下端之间的距离.(结果保留整数,参考数据:,,,,,)
【题型7.解直角三角形应用:其他实际问题】
【典例】如图,是一辆小汽车与墙平行停放的平面示意图,汽车靠墙一侧与墙平行且距离为米,这辆小汽车车门宽为米,当车门打开角度为时,车门是否会碰到墙?______.(填“是”或“否”)(参考数据:,,)
【跟踪专练1】图①是八年级下物理教材中的一个连通器装置,当液体不流动时,连通器各部分容器中液面的高度总是相同的.图②是其截面示意图(液面宽度忽略不计),若,,当时,可表示为( ).
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,为订书机的托板,压柄绕着点旋转,连接杆的一端点固定,点从向处滑动,在滑动的过程中,的长度保持不变.若,,,则的长度为_______.
【跟踪专练3】如图,A,B,C,D四个自然村在同一平面上,C,D位于水库的两岸,测得,,,,,求C,D两村之间的距离.
参考数据:,,.
【解答题】
1.如图,在中,,以为直径的交于点E,点D为的中点,连接.
(1)求证:是的切线;
(2)若,,求的度数.
2.在中,,求的长.
3.如图,在中,.
(1)求的值.
(2)求的面积(结果保留根号)
4.如图,AB是一个垂直于水平面的建筑物,一位同学从建筑物底端B出发,沿水平方向向左行走11.6米到达点D,再经过一段坡路米, 坡面的坡度为(即),然后再沿水平方向向左行走4米到达点E,在点E处测得建筑物顶端A的仰角为
(1)求点E到建筑物的水平距离;
(2)求建筑物的高度.(参考数据:)(A, B, C, D, E, F均在同一平面内,结果精确到1米)
5.如图,施工人员发现山脚处有一座高压线塔和一个半圆形隧道入口(如图1),在太阳光照射下,高压线塔的顶端A的影子刚好落在半圆形隧道入口的最高处点E(即半圆的中点),同时太阳光线与半圆O相切于点F,照射在地面上的G点,构造模型如图2.通过测量得到米,米,并测得光线与水平面夹角为.
(1)求半圆形隧道入口的最高处点E距地面的高度.
(2)求出高压线塔的高度.(结果精确到米,参考数据:,,)
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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专题10锐角三角函数同步讲义(3)
【7.5解直角三角形7.6用锐角三角函数解决问题】
【题型01 解直角三角形的相关计算】......................................3
【题型02 解非直角三角形】..............................................7
【题型03 构造直角三角形求不规则图形的边长或面积】.....................12
【题型04 解直角三角形应用:仰角俯角问题】...............................16
【题型05 解直角三角形应用:方位角问题】.................................21
【题型06 解直角三角形应用:坡度坡比问题】...............................26
【题型07 解直角三角形应用:其他实际问题】...............................29
【解答题5题】.........................................................32
★知识梳理
知识点01:解直角三角形
1.核心概念
在 Rt△ABC 中,∠C=90°,由已知元素(边或锐角)求其余所有未知元素的过程,叫做解直角三角形。
2.三大依据(核心关系)
关系类型
具体公式
说明
三边关系
a2+b2=c2
勾股定理,适用于所有直角三角形
锐角关系
∠A+∠B=90∘
直角三角形两锐角互余
边角关系
sinA=,cosA=,tanA=
三角函数定义,关键在于 “对边、邻边、斜边” 的识别
知识点02.解直角三角形的类型及解法
解直角三角形,就是在已知直角三角形的部分边或角时,求出其余未知的边和角。直角三角形中,∠C=90°,三边为
a,b,c(c为斜边),三个角为 ∠A、∠B、∠C。
已知条件
解法步骤
两直角边 (a, b)
1.由tanA=求∠A;
2.∠B=90∘−∠A;
3.由c=求斜边。
在Rt△ABC中,∠C=90∘∠A、∠B、∠C的对边分别为a.b.c.如图所示
斜边和一直角边 (c, a)
1.由sinA=求∠A;
2.∠B=90∘−∠A;
3. 由b=求另一直角边。
一锐角和一直角边 (∠A, a)
1.∠B=90∘−∠A;
2.由b=求邻边;
3.由c=求斜边。
一锐角和斜边 (∠A, c)
1.∠B=90∘−∠A;
2 由a=csinA求对边;
3.由b=ccosA求邻边。
高频易错点
1.边角对应错误:务必先明确所求角的对边与邻边,再选择正确的三角函数。
2.运算顺序:先求锐角,再求边长;结果按题目要求保留精度(如精确到 0.1)。
3.特殊角值:熟练背诵 30°、45°、60° 的三角函数值,避免计算失误。
知识点03:用锐角三角函数解决问题
本节核心是将实际问题抽象为解直角三角形的数学模型,解决三类典型应用问题。
1.三大应用模型
模型名称
核心概念与公式
典型场景
仰角 / 俯角
仰角:视线在水平线上方与水平线的夹角。
俯角:视线在水平线下方与水平线的夹角。-
关键:构造直角三角形,水平距离为邻边,高度为对边。
测量楼高、树高、旗杆高度、热气球观测等。
坡度 / 坡角
坡角 (α):坡面与水平面的夹角。
坡度 (i):坡面垂直高度h与水平宽度l的比,i==tanα。
水坝、斜坡、楼梯、山坡等倾斜问题。
方向角 / 方位角
定义:以正北、正南为基准,描述物体所在方向的角(如北偏东 30°)。
关键:结合平行线性质(内错角相等)转化角度,再解三角形。
航海、方位判断.两船距离计算等
2.解题通用步骤
(1)审题建模:画出示意图,将实际问题中的长度、角度转化为直角三角形的边和角。
(2)寻找直角:直接寻找或通过作高、延长线等方法构造直角三角形。
(3)选择工具:根据已知条件,选用勾股定理或合适的三角函数(sin/cos/tan)列方程求解。
(4)检验作答:检查结果是否符合实际意义,并按要求作答。
3.高频易错点
(1)术语混淆:区分 “仰角 / 俯角” 与 “方向角”,“坡度” 与 “坡角” 的概念与关系。
(2)辅助线作法:作高是构造直角三角形最常用的方法,需准确找到高的位置。
(3)单位统一:确保题目中所有长度单位一致,再进行计算。
【题型1.解直角三角形的相关计算】
【典例】如图,在中,,,.以为圆心为半径画圆,交于点,则阴影部分面积是________________.
【答案】或
【分析】利用直角三角形的面积减去扇形的面积解答即可.
本题考查了三角函数的应用,扇形的面积,分割法求面积,熟练掌握三角函数的应用和扇形面积公式是解题的关键.
【详解】解:∵,,,.
∴,,
∴,,
∴阴影部分面积是:.
【跟踪专练1】在中,,,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查锐角三角函数的定义与勾股定理,先利用勾股定理求出的长度,再根据正弦的定义计算即可.
【详解】解:在中,由勾股定理得:,
.
【跟踪专练2】如图,已知在中,,,,点、分别在边、上,且,若DE把的面积平分,则__.
【答案】
【分析】过点作,垂足为,根据题意,求出;推出的面积,根据把的面积平分,则,根据,求出,再根据,求出,最后根据勾股定理求解即可.
【详解】解:过点作,垂足为,
∵,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵把的面积平分,
∴,
∵,
∴,
∴;
在直角三角形中,,
∴,
∴,
∴,
【跟踪专练3】如图,正方形中,E为对角线上一点,连接,过点E作交的延长线于F,交于M,若,且,则线段的长为( )
A.2 B. C.1 D.
【答案】A
【分析】首先,添加辅助线,然后,证得四边形是矩形,四边形是正方形,再由,,,得,接着,证得,得,,最后,证得是的中位线,得,即.
【详解】解:如图,过点作于点,于点,于点,
∵四边形是正方形,E为对角线上一点,
∴,,
∵,,,
∴,,,即,
∴四边形是矩形,四边形是正方形,
∴,,
∵,,
∴,
∴,即,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴是的中位线,
∴,
∴.
【点睛】添加辅助线证得四边形是矩形,四边形是正方形,由,得到,再证得,得,是解决问题的关键.
【题型2.解非直角三角形】
【典例】如图,在中,,,,则的长为( )
A. B. C.4 D.5
【答案】D
【分析】作于,根据,,算出和,再根据,算出,最后根据计算即可.
【详解】如下图,作于,
在中,,,
,,
在中,,
,
,
,
故选:D.
【点睛】本题考查了用锐角三角函数解非直角三角形,作垂直构造直角三角形是解题的关键.
【跟踪专练1】如图,点是外一点,,与相交于点,,连接,若,,,则________.
【答案】
【分析】本题主要考查了解非直角三角形,过点作交延长线于,先由,,得到,即可得到,设,则,,在中,利用勾股定理列方程求得,即可得到,,最后根据计算即可.
【详解】解:如图,过点作交延长线于,则,
,,
,
∵,
∴,
∴设,则,
∵,
∴,
在中,,,
∴,
解得,
∵,
∴,
∴,,
∴,
故答案为:.
【跟踪专练2】如图,在边长相同的小正方形网格中,点A、B、C、D都在这些小正方形的顶点上,AB与CD相交于点P,则∠APD的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】取格点E,连接AE、BE,利用勾股定理的逆定理可证得△ABE是直角三角形,利用三角形外角的性质可得∠APD=∠ABE,在Rt△ABE中可求cos∠ABE,从而结论可得.
【详解】解:取格点E,连接AE、BE,如图:
设网格中的小正方形的边长为1,
则BE=,
AE=,
AB=.
∵BE2+AE2=2+8=10,
AB2=10,
∴BE2+AE2=AB2.
∴∠AEB=90°.
由题意:∠EBD=∠CDB=45°.
∵∠APD=∠CDB+∠PBD=45°+∠PBD,
∠ABE=∠DBE+∠PBD=45°+∠PBD,
∴∠APD=∠ABE.
在Rt△ABE中,cos∠ABE=.
∴cos∠APD=.
故选:C.
【点睛】本题主要考查了解直角三角形,本题是网格问题,巧妙的构造直角三角形是解题的关键.
【跟踪专练3】如图,已知中三边长分别为,,,动点在边上运动,过点作,,垂足分别为、,则的最小值为______.
【答案】/
【分析】作于点,设,利用勾股定理得到,代入数据解出的值,解得到,,得出,由,得到四点共圆,记圆心为,且为的直径,利用外接圆的性质得到,分析可得当时,有最小值,利用等面积法求出的最小值,即可求解.
【详解】解:如图,作于点,则,
设,则,
,
,
解得:,
,
,
,
,
,
,,
,
四点共圆,记圆心为,且为的直径,
如图,作于点,连接、,
,,
,,
又,
,
,
,
,
,
当时,有最小值,此时有最小值,
,
.
的最小值为.
故答案为:.
【点睛】本题考查了解直角三角形、圆内接四边形、等腰三角形的性质、勾股定理,熟练掌握相关知识点,利用外接圆的性质求线段最值是解题的关键.
【题型3.构造直角三角形求不规则图形的边长或面积】
【典例】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.
【跟踪专练1】如图,在矩形ABCD中,,,M是CD上的一点,将沿直线AM对折得到,若AN平分,则CN的长为( )
A. B. C. D.3
【答案】C
【分析】过点N作CD的垂线交于点E,根据对折和平分线可以得到,再利用三角函数可以求出,,最后利用勾股定理可以求出CN的长.
【详解】解:如图,过点N作CD的垂线交于点E
由折叠可知:
,,
∵AN平分
∴
∴
∵
∴,
∴
∴
∵,
∴
∴,
∴
∴在中,由勾股定理可得:
故选:C
【点睛】本题考查了折叠的性质、解直角三角形以及勾股定理,正确作出辅助线是解题关键.
【跟踪专练2】如图,在四边形中,连接、,,,,则的值为______.
【答案】
【分析】延长交于点,过点作于点,根据直角三角形边角关系,等腰三角形的性质,以及锐角三角函数的定义,进行计算即可.
【详解】解:如图,延长、相交于点,过点作于点,
∵,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,,是等腰直角三角形,
设,则,,,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题考查解直角三角形.正确的添加辅助线,构造直角三角形,熟记直角三角形的边角关系,是解题的关键.
【跟踪专练3.】如图,在中,是斜边上的高,将得到的两个和按图、图、图三种方式放置,设三个图中阴影部分的面积分别为,,,若,则与之间的关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】分析题意,过点作,交于点,是在各自图形中找到面积表达式,利用已知的等量关系,结合所给的图及直角三角形高线性质,找出与得关系,即可解决问题.
【详解】解:如图所示,过点作,交于点,
=
,
,
,
,
由题目中所给的图及直角三角形高线性质可知:
,
,
,
.
故选:A.
【点睛】本题考查对于三角形面积公式的运用,解题关键是在各自图形中找到面积表达式,利用已知的等量关系,结合所给的图及直角三角形高线性质,找出与得关系.
【题型4.解直角三角形应用:仰角俯角问题】
【典例】在一次综合实践活动中,某数学小组用无人机测量一建筑物的高度,具体过程如下:如图,将无人机垂直上升至距水平地面的处,测得建筑物顶端的俯角为,底端的俯角为,则该建筑物的高度为_______ .(,)
【答案】
【分析】设交距水平地面的水平线于点,根据,求出,再根据,求出可得结论.
【详解】解:如图,延长交距水平地面的水平线于点,过作地面于点,
,,
,
,
,
,
,
.
【跟踪专练1】如图,在离铁塔150米的A处,用测角仪测得塔顶的仰角为,测角仪高为1.5米,则铁塔的高为( )
A.米 B.米
C.米 D.米
【答案】B
【分析】过点作于点,则四边形是矩形,再利用角的正切值求解即可.
【详解】解:如图,过点作于点,则四边形是矩形,
米,米,
在中,,
(米),
米,
【跟踪专练2】如图,在数学综合实践活动课上,两名同学要测量小河对岸大树的高度,甲同学在点测得大树顶端的仰角为,乙同学从点出发沿斜坡走米到达斜坡上点,在此处测得树顶端点的仰角为,且斜坡的坡度为.依据他们测量的数据求出大树的高度___________.(参考数据:,,)
【答案】48米/
【分析】本题主要考查了解直角三角形的应用、勾股定理、等腰三角形的判定与性质、矩形的判定与性质等知识,熟练掌握三角函数的相关定义和运算是解题关键.作于,过点作于点,根据题意可得,然后利用勾股定理求出米,得出米,证明四边形为矩形,易得,;设米,证明为等腰直角三角形,可得米,进一步可得米,米,然后利用三角函数求解即可.
【详解】解:作于,过点作于点,如图所示:
在中,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴(米),
∴(米),
∵,
∴四边形为矩形,
∴,,
设米,
在中,,
∴,
∴米,
∴在矩形中,米,米,
在中,米,
∵,
∴,
解得:,
答:大树的高度约为48米.
故答案为:48.
【跟踪专练3】东光连镇炮楼位于沧州市东光县连镇镇后一村,是沧州市第五批市级文物保护单位.它见证了日军侵略罪行和中国人民的抗战历史,具有重要的历史价值.某校数学实践小组利用所学数学知识测量该炮楼的高度.
(1)图-1是嘉淇制作的简易测角仪,如图-2,从观测炮楼顶部的仰角为.若铅垂线在量角器上的读数为,则的值为________度;
(2)如图-2.在(1)的基础上,又得到下列数据:,,求炮楼的高度.(参考数据:,,,,,)
【答案】(1)
(2)炮楼的高度为米
【分析】(1)用平角减去量角器上的读数,再减去,即可求解;
(2)设,分别解,得出,,根据建立方程,解方程,即可求解.
【详解】(1)解:
(2)解:设,
在中,
∴
在中,
∴
∵
∴
∴
解得:
答:炮楼的高度为米
【题型5.解直角三角形应用:方位角问题】
【典例】如图,小明从A地沿北偏东30°方向走米到B地,再从B地向正南方向走到C地,此时小明离A地100米,则小明离B地______米.
【答案】200
【分析】本题考查了勾股定理的应用、方向角等知识,解题的关键是理解题意,熟练运用勾股定理解决问题.根据勾股定理计算即可.
【详解】解:由题意,是直角三角形,,
(米)
故答案为:200.
【跟踪专练1】如图,,两景点相距,景点位于景点A北偏东方向上,位于景点北偏西方向上,则,两景点相距( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意可得,,根据三角形的内角和定理可得,由角所对的直角边和斜边的关系,可得,根据勾股定理即可得.
【详解】解:∵景点位于景点A北偏东方向上,位于景点北偏西方向上,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∵,两景点相距,
∴.
∴,两景点相距.
故选:B.
【点睛】本题考查勾股定理,三角形的内角和定理,含角的直角三角形,解直角三角形的应用.
【跟踪专练2】如图,一条东西向的大道上,A,B两景点相距,C景点位于A景点北偏东方向上,位于B景点北偏西方向上,则A,C两景点相距______.
【答案】
【分析】本题考查了解直角三角形的应用,掌握方向角的定义是解题的关键.
由题意得,,,则有,在中利用余弦的定义即可求解.
【详解】解:由题意得,,,
∴,
在中,,
∴,
∴A,C两景点相距.
故答案为:.
【跟踪专练3】.如图,A港在E港北偏西方向,且在B港的正北方向30海里处,C港在B港的正东方向,D港在C港的北偏东方向,E港在D港的正北方向15海里处,且在B港的东北方向.(参考数据:,,)
(1)求C,D两港之间的距离(结果保留根号);
(2)甲货船从A港出发,向B港运送物资,乙货船从C港出发,向D港运送物资,甲船速度为乙船速度的1.5倍(均沿直线匀速运送).请问当两艘船首次相距25海里时,甲船离A港多少海里(结果精确到0.1海里)?
【答案】(1)C,D两港之间的距离为海里
(2)当两艘船首次相距25海里时,甲船离A港6.3海里.
【分析】(1)连接,过点A作交于点G,延长,交于点K,先求的长度,再求的长度,从而得到的长度,在中,求出长度,最后由长度求出C,D两港之间的距离;
(2)设甲货船从A港出发,行至N点,乙货船从C港出发,行至M点,此时两船首次相距25海里,即,连接,过点M作于点R,过点C作于点P,延长,交于点K,设两船首次相距25海里时,乙船的路程为S海里,则甲船的路程为海里,通过题意,计算出,以及的长度,运用勾股定理建立关于S的方程,解方程即可,注意舍去不符题意的解.
【详解】(1)解:如图,连接,过点A作交于点G,延长,交于点K,
∵A港在E港北偏西方向,E港在B港的东北方向,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴在中,.
∵,,
∴在中,,
∴.
∵,,,
∴在中,,
∵,
∴.
∵,,
∴在中,.
答:C,D两港之间的距离为海里.
(2)解:如图,设甲货船从A港出发,行至N点,乙货船从C港出发,行至M点,此时两船首次相距25海里,即,连接,过点M作于点R,过点C作于点P,延长,交于点K,
∵甲船速度为乙船速度的1.5倍且两船均沿直线匀速运送,
∴甲船路程为乙船路程的1.5倍,
设两船首次相距25海里时,乙船的路程为S海里,则甲船的路程为海里,
即,,
∵,,,
∴,
∴在中,,.
∵,
∴,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,.
由(1)可知,,,
在中,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,,,
∴.
在中,
∵,
∴,
∴,
解得,,
∴,,
∵,
∴不符题意,应舍去,
∴,
∴.
答:当两艘船首次相距25海里时,甲船离A港6.3海里.
【题型6.解直角三角形应用:坡度坡比问题】
【典例】小明沿着坡度为的山坡向下走了,则他下降了_________.
【答案】
【分析】根据坡度的定义,设下降高度为未知数,表示出水平宽度,利用勾股定理列方程求解即可.
【详解】解:设小明下降的高度为,
,
水平宽度为,
根据勾股定理得:
,
整理得,
,
解得.
【跟踪专练1】一辆卡车沿倾斜角为的斜坡向上行驶,已知,当行驶时,高度约上升了( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:如图,过点B作于点C,
在中,,
∴,
即高度约上升了.
【跟踪专练2】如图,不等臂跷跷板的一端碰到地面时,其坡度;当的一端碰到地面时,其坡度,那么____.
【答案】
【分析】本题考查坡度比,根据坡度比数据,设,则,,利用勾股定理求出,,即可求解.
【详解】解:如图,连接,
,,
,,
设,则,,
,
,
,
,
故答案为:.
【跟踪专练3】小明和爸爸去鱼塘钓鱼,如图2,斜坡的坡度为,长为8米,钓竿与水平线的夹角是,其长为7米,若钓竿与钓线的夹角是.
(1)求点到水平面的距离;
(2)求浮漂与斜坡下端之间的距离.(结果保留整数,参考数据:,,,,,)
【答案】(1)点到水平面的距离为4米.
(2)浮漂与斜坡下端之间的距离为2米.
【分析】(1)过点作于点,设,则,利用勾股定理列出方程求解即可;
(2)过点的水平线交于点,过点作于点,得出四边形为矩形,得出相等边,然后利用锐角三角函数进行求解即可.
【详解】(1)解:如图所示,过点作于点,
∵斜坡的坡度为,
∴设,则,
根据勾股定理得,
解得,
∴点到水平面的距离为4米.
(2)解:如图所示,设过点的水平线交于点,过点作于点,
∴,
∴四边形为矩形,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴浮漂与斜坡下端之间的距离为2米.
【题型7.解直角三角形应用:其他实际问题】
【典例】如图,是一辆小汽车与墙平行停放的平面示意图,汽车靠墙一侧与墙平行且距离为米,这辆小汽车车门宽为米,当车门打开角度为时,车门是否会碰到墙?______.(填“是”或“否”)(参考数据:,,)
【答案】否
【分析】本题考查了解直角三角形的应用,解题的关键是正确添加辅助线.过点A作于点C,根据解直角三角形的计算求得长度,再与车跟墙壁的距离比较即可得到答案.
【详解】解:如图,过点A作于点C,
则在中,,,米,
∴,
∴不会碰到墙.
故答案为:否.
【跟踪专练1】图①是八年级下物理教材中的一个连通器装置,当液体不流动时,连通器各部分容器中液面的高度总是相同的.图②是其截面示意图(液面宽度忽略不计),若,,当时,可表示为( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了正弦三角函数的应用,熟练掌握正弦三角函数的概念是解题的关键.根据正弦三角函数的概念,结合图形,可得到结果.
【详解】解:在中,,,,
∴,即,
∴.
故选:B.
【跟踪专练2】如图,为订书机的托板,压柄绕着点旋转,连接杆的一端点固定,点从向处滑动,在滑动的过程中,的长度保持不变.若,,,则的长度为_______.
【答案】10
【分析】本题考查的是解直角三角形的应用,熟练掌握解直角三角形的方法是关键.
过点作,垂足为,先求出,进而求出,可得出结论.
【详解】解:如图所示,过点作,垂足为,
在中,,,
,,
,,
,
.
故答案为:10.
【跟踪专练3】如图,A,B,C,D四个自然村在同一平面上,C,D位于水库的两岸,测得,,,,,求C,D两村之间的距离.
参考数据:,,.
【答案】
【分析】作于F,于E,在中,利用锐角三角函数可得 ,,在中, 由勾股定理可得,从而得到再由,可得,在中,利用锐角三角函数可得,,从而得到,在中,由勾股定理即可求解.
【详解】解:如图,作于F,于E,
在中,,,
∵,,
∴,,
在中,,
由勾股定理得,
∴.
∵,,
∴,
∴,
在中,,
∴,,
∴.
在中,由勾股定理得.
即C,D两村之间的距离为.
【解答题】
1.如图,在中,,以为直径的交于点E,点D为的中点,连接.
(1)求证:是的切线;
(2)若,,求的度数.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)连接、,由等边对等角可得,判断是的中位线,得到,进而推出,得到,即可证明结论;
(2)连接,根据直角所对的圆周角是直角,得到,再证明,得到,进而即可求解.
【详解】(1)证明:如图,连接,
,
,
点D是的中点,O是的中点,
,
,,
,
在和中,
,
,
,
,
是半径,
是的切线;
(2)如图,连接,
为直径,
,
,
,
,
,
,
或(舍去),
,
,
.
答:的度数为
2.在中,,求的长.
【答案】
【分析】本题主要考查解直角三角形,勾股定理,作辅助线构造直角三角形是解题的关键.
过点作,交的延长线于点,由平角的定义可求解,通过解直角三角形可求解,的长,即可求解的长,再利用勾股定理可求解的长.
【详解】解:过点作,交的延长线于点,
,
,
,
,,
即,,
,,
,
,
.
3.如图,在中,.
(1)求的值.
(2)求的面积(结果保留根号)
【答案】(1)
(2)的面积为
【分析】本题考查了解三角形,解题关键是构造出直角三角形.
(1)过点作于点,构造出两个直角三角形,再根据所给条件直接求解即可;
(2)利用勾股定理及三角形面积求解即可.
【详解】(1)解:如图,过点作于点.
在中,,,
,
,
在中,
,
;
(2)解:由(1)知:在中,,,
,
.
4.如图,AB是一个垂直于水平面的建筑物,一位同学从建筑物底端B出发,沿水平方向向左行走11.6米到达点D,再经过一段坡路米, 坡面的坡度为(即),然后再沿水平方向向左行走4米到达点E,在点E处测得建筑物顶端A的仰角为
(1)求点E到建筑物的水平距离;
(2)求建筑物的高度.(参考数据:)(A, B, C, D, E, F均在同一平面内,结果精确到1米)
【答案】(1)18米
(2)15米
【分析】(1)延长交直线于M,则,过C作于N,先解求出米,米,再由求解即可;
(2)先解求出,再由即可求解.
【详解】(1)解∶ 延长交直线于M,则,过C作于N,如图所示:
由题意得,
则四边形是矩形,
∴,
在中,
∴设,则,
,
解得,
∴米,米,
∴(米),
答:点E 到建筑物的水平距离是 18米;
(2)解:由题意得,,
在中,(米),
∴ (米).
答:建筑物的高度约为15米.
5.如图,施工人员发现山脚处有一座高压线塔和一个半圆形隧道入口(如图1),在太阳光照射下,高压线塔的顶端A的影子刚好落在半圆形隧道入口的最高处点E(即半圆的中点),同时太阳光线与半圆O相切于点F,照射在地面上的G点,构造模型如图2.通过测量得到米,米,并测得光线与水平面夹角为.
(1)求半圆形隧道入口的最高处点E距地面的高度.
(2)求出高压线塔的高度.(结果精确到米,参考数据:,,)
【答案】(1)米
(2)约为13.9米
【分析】(1)连接,设半圆O的半径,由切线的性质得出,再根据正弦的定义得出,解方程即可得出r的值.
(2)连接,过点E作于点H.证明四边形是矩形.由矩形的性质得出,,通过解直角三角形计算出,进而可求出.
【详解】(1)解:连接,
设半圆O的半径,
是半圆O的切线,
,
在中,,,
,即,
解得.
故半圆形隧道入口的最高处点E距地面的高度即为半径的长度为.
(2)解:连接,过点E作于点H.
∵高压线塔的顶端A的影子刚好落在半圆形隧道入口的最高处点E,
∴,
,(),,
四边形的四个角均为直角.即四边形是矩形.
,.
在中,.
(米).
(米).
答:高压线塔的高度约为米.
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