摘要:
**基本信息**
以易错点为核心,通过错因剖析-避错秘籍-变式迁移三阶体系,系统构建勾股定理及锐角三角函数解题方法,强化知识逻辑与应用能力,培养几何直观、模型意识与推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|混淆斜边与直角边|1例+3变式|先判定直角、标斜边,平方和差口诀|勾股定理概念→直角三角形分类讨论→综合应用|
|折叠问题|1例+3变式|折叠五步法(找等量-设元-定直角-列方程-求解)|轴对称性质→勾股定理→方程思想|
|三角函数定义|1例+3变式|定角-辨边-套式,“正对正,余靠邻”口诀|直角三角形边角关系→三角函数定义→辨析应用|
|特殊三角函数值|1例+2变式|特殊三角形边长比推导记忆法|特殊直角三角形→函数值推导→实数运算|
|实际应用|1例+3变式|建模四步法(画图-作辅助线-定边角-选三角比)|解直角三角形→实际场景转化→模型应用|
内容正文:
专题09 勾股定理及锐角三角函数的应用
目录
第一部分 错因诊断与精准突破
错因剖析 避错秘籍 变式迁移
易错点 1 混淆直角三角形的斜边与直角边,直接乱套勾股定理
易错点 2 折叠问题中的勾股定理等式方程
易错点 3 混淆三角函数的定义
易错点 4 特殊三角函数值记忆错误
易错点 5 解直角三角形在实际问题中的应用
第二部分 易错题验收与闯关
易错点1 混淆直角三角形的斜边与直角边,直接乱套勾股定理
错因剖析
概念混淆:死记勾股定理公式 ,但不区分字母含义,随意代入边长,分不清哪边是斜边。
认知偏差:忽略勾股定理只适用于直角三角形,锐角、钝角三角形乱用定理计算边长。
基础薄弱:无图题型不分类讨论:已知直角三角形两边长,未区分 “两边都是直角边”“一边直角边、一边斜边” 两种情况,造成漏解。
【例1】若一个直角三角形两边的长分别为6和8,则第三边的长为_____.
【答案】10或
【分析】本题考查了勾股定理在直角三角形中的应用以及分类讨论思想,解题的关键是分情况讨论已知的两边是直角边还是其中一边为斜边,再利用勾股定理计算第三边的长度.
分两种情况计算:当6和8为直角边时,第三边为斜边,由勾股定理得第三边长为;当8为斜边、6为直角边时,第三边为另一条直角边,由勾股定理得第三边长为.
【详解】解:本题可分两种情况讨论:
情况一:若6和8均为直角边,根据勾股定理,第三边(斜边)的长为;
情况二:若8为斜边,6为直角边,根据勾股定理,第三边(另一条直角边)的长为.
故第三边的长为10或.
故答案为:10或.
避错秘籍
【防错指南】
先判定直角、标出斜边,再列公式;
非直角三角形,严禁使用勾股定理。
【知识链接】
1、勾股定理专属直角三角形:
斜边 = 直角对的边 = 三角形最长边。
2、固定公式用法,精准对应
设: 为斜边, 为直角边
求斜边:
求直角边:
口诀:平方和求斜边,平方差求直边
变式迁移
【变式1-1】(2026·安徽阜阳·二模)如图,在中,,,,则边的长度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查解直角三角形、勾股定理,熟练掌握锐角三角函数的定义是解题的关键.
过点作于点,根据求出,进而求出长,利用勾股定理求出长,进而求出长.
【详解】解:如图,过点作于点,
在中,,
,
,
在中,由勾股定理得:.
【变式1-2】(2026·江苏无锡·模拟预测)已知中,,,且为直角,作它的外接圆,取弧的中点,连接,则的长为______.
【答案】
【分析】根据直角三角形的性质,确定的外接圆直径为斜边,连接,,交于点,易得垂直平分,利用勾股定理进行求解即可.
【详解】解:∵,,且为直角,
∴,
作的外接圆如图,连接,,交于点
,则为直径,,
∴,
∵为弧的中点,
∴,
∴,
∴垂直平分,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
【变式1-3】(2026·河南开封·一模)如图,在等腰直角中,,点是的中点,在上取一点,连接,过点作,交于点,连接.若,则的长为___________.
【答案】
【分析】连接,证明以及,结合勾股定理解题即可.
【详解】解:如图,连接,
∵是等腰直角三角形,点是的中点,
∴,,,平分,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
在和中,
∴,
∴;
设,则,,
在中,,
∴,
,
整理得,
解得(负值舍去),
∴,
∴.
易错点2 折叠问题中的勾股定理等式方程
错因剖析
概念混淆:不能根据折叠的性质迁移线段、角,找到适合的直角三角形建立勾股方程。
认知偏差:缺乏 “折叠 + 勾股 + 方程” 固定解题模型,识图不完整,代数几何结合能力薄弱。
基础薄弱:方程建模与求解能力不足。
【例2】(2025·西藏·中考真题)如图,在正方形中,,点E是的中点,把沿折叠,点B落在点F处,延长交于点G,连接,则的长为( )
A. B.2 C. D.
【答案】C
【分析】本题考查正方形中的翻折问题,勾股定理,三角形全等的判定与性质,解题的关键是掌握翻折性质,由折叠的性质易知,证明,设,则,由勾股定理得到,求出,最后利用勾股定理即可求解.
【详解】解:∵四边形为正方形,
∴,,
由折叠的性质易知,
∴,,
∴,,
又∵,
∴,
∴.
∵E为边的中点,
∴.
设,则,
∴,,
在中,,
∴,
解得,
∴,
∴,
∴.
故选:C.
避错秘籍
【防错指南】一般解题步骤:
① 找等量:由折叠,标出所有相等线段;
② 巧设元:设最短未知线段为,其余相关线段用**总长**表示;
③ 定直角:锁定折叠后新形成的直角三角形;
④ 列方程:利用 直角边 ²+直角边 ²=斜边 ² 列一元一次方程;
⑤ 解方程、验结果,舍去不合理负值、超范围解。
【知识链接】
折叠变换:轴对称→全等→边等、角等;
勾股定理:直角三角形边长等量关系;
方程思想:几何线段计算代数化,是中考折叠题型核心考法。
变式迁移
【变式2-1】(2026·黑龙江佳木斯·一模)如图,在中,,,,将沿直线折叠,使点B与点A重合,折痕交于点D,交于点E,则的长为( )
A. B. C.3 D.4
【答案】A
【分析】根据折叠的性质得到,设,则,在中,根据勾股定理列方程求解即可.
【详解】解:由折叠知:,
设,则,
在中,,
,
解得,
即的长为.
【变式2-2】(2026·山东青岛·一模)如图,将矩形纸片沿边折叠,使点A落在边的中点M处.若,,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】过点作于点,则,根据矩形的判定和性质、折叠的性质、中点的定义得到,设,在中,进一步利用勾股定理进行解答即可.
【详解】解:如图,过点作于点,则,
∵四边形是矩形,
∴,
∴四边形是矩形,
∴
∵将矩形纸片沿边折叠,使点A落在边的中点M处.
∴,
设,则,
∴,
在中,,即,
解得
即的长为.
【变式2-3】(2025·青海西宁·中考真题)如图,点E是正方形的边的中点,连接,将沿所在直线折叠,点C落在点F处,连接并延长交于点G,连接.
(1)求证:;
(2)若,求的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】本题考查轴对称的性质,正方形的性质,全等三角形的判定及性质,勾股定理,掌握相关知识是解题的关键.
(1)由正方形的性质与折叠可得,与都是直角三角形,根据 “”即可证明;
(2)由中点的定义得到,由折叠得到,设,则,,在中,根据勾股定理构造方程,求解即可.
【详解】(1)证明:∵四边形是正方形
∴,,
由折叠可得,,
∴,,
∴在和中
∴;
(2)解:∵,点E是的中点,
∴,
由折叠得到,
∵ ,
∴
设,则,
∵在中,,
∴
解得
∴.
易错点3 混淆三角函数的定义
错因剖析
概念混淆:混淆的边角对应关系,尤其混淆正弦和余弦。
认知偏差:忽略三角函数只在直角三角形中定义,无直角三角形不构造而强行计算。
基础薄弱:运用三角函数时,不指明那个直角三角形,导致混乱。
【例3】(2025·广西·中考真题)在中,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查锐角三角函数的定义.根据锐角三角函数定义直接进行解答,即可.
【详解】解:∵在中,,
∴.
故选:B
避错秘籍
【防错指南】确定三角函数值的方法
① 定角:锁定要求的锐角;
② 辨边:以该角为顶点,分清:对边、邻边、斜边;
③ 套式:严格按定义列式,不乱替换。
【知识链接】定义(锐角三角函数)
在中,对于一个锐角:
正弦:
余弦:
正切:
极简口诀:
正对正,余靠邻,切对比邻;斜边永远在下方。
变式迁移
【变式3-1】(2025·云南·中考真题)如图,在中,.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查锐角三角函数的定义,掌握正弦等于锐角的对边与斜边的比值是解题的关键.
直接由正弦的定义即可求解.
【详解】解:∵,,
∴在中,,
故选:D.
【变式3-2】(2026·广西钦州·一模)如图,在中,,若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据余弦的定义,计算即可.
【详解】解:在中,,,,
则.
【变式3-3】(2026·江西九江·一模)在中,,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:如图,
在中,
∵,
∴
易错点4 特殊三角函数值记忆错误
错因剖析
概念混淆:混淆的与;混淆正切大小,把与写反。
认知偏差:缺少规律认知,不理解互余角三角函数之间的关系。
基础薄弱:含特殊角三角函数值的基础实数运算法则不熟练,计算错误。
【例4】(2026·天津东丽·一模) 的值等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:.
避错秘籍
【防错指南】理解记忆(依托两个特殊直角三角形)
含直角三角形:三边比
含等腰直角三角形:三边比
由边长比推导三角函数,告别死记硬背。
【知识链接】特殊角的三角函数值
1. 图表记忆
三角函数
图形记忆
30°
45°
60°
1
2. 规律记忆
30°,45°,60°角的正弦值的分母都是2,分子依次为1,,;
30°,45°,60°角的余弦值分别是60°,45°,30°角的正弦值。
变式迁移
【变式4-1】(2025·天津·中考真题)的值等于( )
A.0 B.1 C. D.
【答案】A
【分析】本题考查特殊角的三角函数值的计算,代入各特殊角的三角函数值后按运算顺序计算,即可求解.
【详解】解:
故选:A.
【变式4-2】(2025·广东·中考真题)计算的结果是_____.
【答案】0
【分析】本题考查了特殊角的三角函数值以及零指数幂,熟练记忆特殊角的三角函数值是解题的关键.
分别计算零指数幂以及代入特殊角的三角函数值计算即可.
【详解】解:
,
故答案为:0.
易错点5 解直角三角形在实际问题中的应用
错因剖析
概念混淆:专业名词理解错误,边角对应混乱。
认知偏差:建模能力弱,不会把实际文字场景转化为几何图形,缺少 “化斜为直” 的解题思维。
基础薄弱:不会根据已知边、所求边,合理选择 ,乱套公式。
【例5】(2025·山东东营·中考真题)五一假期,小良家准备购买一套新楼房,要求楼层是一楼,位置在第二排,冬天采光不受第一排的影响.以下是小良和爸爸看房后完成的调查报告,请你根据报告中的信息,解决两个问题.
调查目的
居民楼一楼采光是否受到影响
调查数据
①五一正午测得楼房影子的长度为,楼间距为,太阳光线与水平线的夹角为.
②一楼窗户下端距离地面的高度为.
③该小区冬至正午的太阳光线与水平线的夹角为,第一排楼房的影子会落在第二排楼房的墙上.
建立模型
小良同学根据调查数据画出了数学图形.如图,
,,,,
,.
测量工具
卷尺
参考数据
,,,.
问题解决
(1)根据调查数据,请你计算楼房AB的高度(精确到);
(2)计算在冬至正午第一排楼房影子落在第二排楼房墙上的高度DE,并判断会不会影响一楼的采光(精确到).
【答案】(1);
(2),不会影响一楼的采光
【分析】本题考查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关键.
(1) 根据正切的定义求出;
(2)延长交延长线于点F,先根据正切的定义和的长求出,进一步求出,再使用一次正切的定义求出,根据结果进行判断即可.
【详解】解:(1)根据题意,得,
在Rt中,,,,
∵,
∴,
∴楼房的高度为;
(2)如图,延长交的延长线于点F,
∵,
∴
在Rt中,,,,
∴,
∴,
∵,
∴,
在Rt中,
∵一楼窗户下端距离地面的高度为,
∴不会影响一楼的采光.
避错秘籍
【防错指南】通用解题建模步骤
① 画图:根据题意画出示意图,标出已知长度、角度;
② 作辅助线:遇斜面、斜角,作铅垂线、水平线,构造直角三角形;
③ 定边角:锁定目标直角三角形,分清对边、邻边、斜边;
④ 选三角比:
求高 / 竖边优先 ;求斜边优先 ;
⑤ 计算作答:注意是否加底座、眼高,按要求保留结果。
【知识链接】解直角三角形的实际应用
概念
定义
图形
俯角、仰角
在视线与水平线所成的锐角中,视线在水平线上方的角叫仰角,视线在水平线下方的角叫俯角.
坡度(坡比)、坡角
坡面的铅直高度h与水平宽度l的比叫坡度(坡比),用字母i表示.坡面与水平面的夹角α叫坡角,i=tan α= .
方向角
一般指以观测者的位置为中心,将正北或正南方向作为起始方向旋转到目标方向线所成的角(一般指锐角),通常表达成北(南)偏东(西)××度,方向角的角度值在0°~90°.如图,点A,B,C关于O点的方向角分别是北偏东30°、南偏东60°、北偏西45°(也称西北方向).
变式迁移
【变式5-1】(2025·四川雅安·中考真题)为了夏天能最大限度地遮挡炎热阳光,冬天能最大限度地使温暖的阳光射入室内,很多家庭都会选择安装遮阳棚.小强家也在墙上安装了一伸缩式遮阳棚,已知一楼墙高为.
(1)如图2,墙上有一扇窗户(),某日正午,为了使阳光能最大限度的射入室内,需要将遮阳棚收缩,收缩后遮阳棚的宽度为,此时______.
(2)如图3,另一日正午,当遮阳棚完全展开后,太阳光与地面的夹角,被遮挡形成的阴影,则展开后的遮阳棚______.(参考数据:,,)
(3)小强的爸爸准备将房后一块长,宽的矩形荒地改造成花园,花园的中间有两条宽度相同的小路(如图4),并且小路所占面积为荒地面积的一半,设小路的宽为,求x的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)先计算,根据,求解即可.
(2)过点作于点M,则四边形是矩形,根据,求解即可.
(3)设小路的宽为,根据题意,得,求解即可.
【详解】(1)解:根据题意,得,
的宽度为,
,
.
(2)解:过点作于点M,
则四边形是矩形,
,,
,
,
,
,
,
.
(3)解:设小路的宽为,
根据题意,得,
整理,得,
,
解得,(大于16,舍去),
答:小路的宽为.
【变式5-2】(2025·山东滨州·中考真题)【活动背景】
如图,建筑物、的高度不可直接测量.为测量建筑物、的高度,技术员小李用皮尺测得A、B之间的水平距离为,用测角仪在C处测得D点的俯角为,测得B点的俯角为.
【问题解决】
(1)请运用技术员小李提供的数据求出建筑物、的高度(结果保留整数);(参考数据:,,,,,)
(2)请再设计一种测量建筑物、高度的方案(建筑物的宽度忽略不计),画出平面示意图,把应测数据在示意图中用字母标记出来,并用含字母的式子表示出建筑物、的高度.(可提供的测量工具:皮尺、测角仪)
【答案】(1)建筑物的高度约为,建筑物的高度约为;
(2)图见解析,建筑物的高度为,建筑物的高度为.
【分析】本题考查了解直角三角形的应用,掌握锐角三角函数是解题关键.
(1)过点作于点,则四边形是矩形,由题意可知,,,,在直角三角形中,利用正切值求解即可;
(2)画出示意图,用皮尺测得A、B之间的水平距离为,用测角仪在A处测得D点的仰角为,在B处测得C点的仰角为.再利用正切值求解即可.
【详解】(1)解:如图,过点作于点,则四边形是矩形,
由题意可知,,,,
,,
在中,,
,
在中,,
,
,
,
答:建筑物的高度约为,建筑物的高度约为;
(2)解:平面示意图如下:
用皮尺测得A、B之间的水平距离为,用测角仪在A处测得D点的仰角为,在B处测得C点的仰角为.
在中,,
在中,,
【变式5-3】(2025·陕西·中考真题)小伟和小华想用所学数学知识测量小河的宽.测量示意图如图所示,他们在河边的山坡上的点处安装测角仪,测得河对岸点的俯角为与的夹角为,又测得点与河岸点之间的距离为.已知,点在同一平面上,点在同一水平直线上,且.求河宽.(参考数据:,,,)
【答案】
【分析】本题考查解直角三角形,掌握相关知识是解决问题的关键.延长交于点,则,在中,利用的三角函数可求,则可求,进而在中利用三角函数值可求, 则可求.
【详解】解:如解图,延长交于点,则,
在中,,
,,
,
在中,,
,
,
河宽约为.
1.
(2026·云南·一模)在中,,,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先利用勾股定理求出斜边的长度,再根据余弦的定义计算的值即可.
【详解】解:由题可得图,
∵在中,,,,
∴由勾股定理得 ,
根据余弦定义可得 .
2.
(2026·天津·一模)的值等于( )
A.0 B. C. D.
【答案】A
【详解】解:.
3.
(2025·江苏镇江·中考真题)如图,小丽从点出发,沿坡度为的坡道向上走了120米到达点,则她沿垂直方向升高了( )
A.米 B.米 C.米 D.米
【答案】D
【分析】本题考查了解直角三角形,熟练掌握解直角三角形的方法是解题关键.如图(见解析),根据可得的长,由此即可得.
【详解】解:如图,由题意得:,米,
∴,
∴米,
即她沿垂直方向升高了米,
故选:D.
4.
(2026·广东汕尾·一模)如图,的顶点都在正方形网格的格点上,则的值为( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【分析】设,先根据勾股定理求出,再根据三角函数的定义得出答案.
【详解】解:如图所示,根据题意,得设,
在中,根据勾股定理,得,
∴.
5.
(2026·安徽阜阳·一模)如图,将矩形纸片沿边折叠,使点在边的中点处.若,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题以矩形折叠为背景,先利用矩形性质与中点条件得出边长,再根据折叠性质得到点关于折痕对称,进而推出 且,通过同角的余角相等,证得,因此,最后在中计算从而得到.
【详解】解:连接,
∵矩形,
∴,
∵是中点,
∴,
∵,
又∵ 折叠后点落在处,
∴关于折痕对称,
可得:
∴,
∵,
∴,
∵矩形纸片沿边折叠,
∴,
∴,
在中,,
∴.
6.
(2025·重庆·中考真题)如图,正方形的边长为2,点E是边的中点,连接,将沿直线翻折到正方形所在的平面内,得,延长交于点G.和的平分线相交于点H,连接,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了正方形与折叠问题,勾股定理,全等三角形的判定和性质,角平分线的性质,连接,证明,可得,设,则,根据勾股定理可得,再利用角平分线的性质得到点到的距离相等,利用面积之比即可解答,正确作出辅助线,利用勾股定理列方程解得是解题的关键.
【详解】解:如图,连接,
,四边形是正方形,
,,
点E是边的中点,
,
将沿直线翻折得,
,,
,
,
,
,
设,则,
根据勾股定理可得,
即,
解得,
,
和的平分线相交于点H,
点到的距离相等,
,
故选:A.
7.
如图,四边形中,,,,,则_____.
【答案】
【分析】过点作于点,证明,得出,,再根据勾股定理,即可求解.
【详解】解:过点作于点,
,
,
,
,,
,
,,
,
,
.
8.
(2025·江苏盐城·中考真题)一种遮阳伞如图,遮阳伞支架垂直于地面,在上,,、、三点共线,.当太阳光线与垂直时,它与地面的夹角正好为,则落在地面上的投影_____.
【答案】
【分析】本题主要考查了等腰三角形的性质,平行线的性质、解直角三角形,解题时要熟练掌握并能灵活运用勾股定理是关键.
依据题意,作于,于,则,然后求出,故,从而得到,可得,再证明四边形是矩形,故,最后在中,进而可得,故计算可以得解.
【详解】解:由题意,作于,于,
.
,
.
.
,
.
.
∵.
,
.
.
.
,
四边形是矩形.
.
在中,
,
.
故答案为:.
9.
(2025·四川内江·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,正方形的边在x轴上,点B的坐标为.点E在边上.将沿折叠,点D落在点F处.若点F的坐标为.则点E的坐标为______.
【答案】
【分析】本题考查翻折变换(折叠问题),勾股定理,矩形的判定与性质,正方形的性质,坐标与图形变化-对称,利用勾股定理求出正方形的边长是解题关键.设,可得,在中,利用勾股定理可求出,根据翻折的性质得出,,,设,在中利用勾股定理可求出a值,即可得答案.
【详解】解:在平面直角坐标系中,正方形的边在x轴上,如图,设与y轴交于点G,,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,
∵点A的坐标为,
∴,
∵将沿折叠,点D落在点F处.若点F的坐标为,
∴,,,
在中,由勾股定理得:,
∴,
解得:,
∴,
设,则,,
在中,由勾股定理得:,
∴,
解得:,
∴点E的坐标为,
故答案为:
10.
(2026·河北石家庄·一模)如图,四边形是一个矩形纸片,,.E是边上一点.将沿着翻折,A点的对应点为.在翻折的过程中,当是直角三角形时,的长为________.
【答案】或
【分析】分三种情况讨论,由折叠的性质和勾股定理可求的长.
【详解】解:①如图,若,
∴,
∵,
∴四边形是矩形,
∵将沿着翻折,
∴,
∴四边形是正方形,
∴,
∴,
∴;
②如图,若,
∵将沿着翻折,
∴,,,
∵,
∴点,点,点三点共线,
∵,
∴.
③若,
∵,
∴点不可能落在直线上,
∴不存在,
综上所述:或.
11. (2025·四川·中考真题)为测量物体的高度,某数学兴趣小组开展了如下活动:
【制作仪器】
把一根细线固定在半圆形量角器的圆心处,细线的另一端系一个小重物,制成一个简单的测角仪,利用它可以测量仰角或俯角,当测量物体时,将该仪器用手托起,拿到眼前,使视线沿着仪器的直径所在直线刚好到达物体的最高点.
【测量高度】
小丽同学用此测角仪测量一棵树的高度,先在该树前平地上选择一点A,站立此处,测得树顶端D的仰角为,再测得点A离树底端B的距离为20米,并测得眼睛所在位置点C离点A的距离为1.5米,请根据这些数据,求出树的高度.(参考数据:,,)
【答案】树的高度为16.5 米
【分析】本题考查了解直角三角形的应用,正确理解题意是解题的关键.
由题意得,,,解求出,再由即可求解.
【详解】解:由题意得,,,,
在中,,
∴,
∴
答:树的高度为16.5 米.
12.
(2025·海南·中考真题)现有一台红外线理疗灯(如图-1所示),该设备的主体由底座、立柱、伸缩杆和灯臂组成,、、三点在同一直线上,图-2是该设备的平面示意图.垂直于,与水平线平行,与的夹角为,与的夹角为.经测量:为,为,为,,.
(1)填空: , ;
(2)已知点到的距离为时,该设备使用效果最佳.求此时伸缩杆的长度.(参考数据:,,,)
【答案】(1)64;53;
(2)
【分析】本题主要考查了解直角三角形的应用,矩形的判定和性质,理解题意,作出辅助线,综合运用这些知识点是解题关键.
(1)过点C作,根据平行线的判定和性质求角度即可;
(2)过点D作,过点E作,利用矩形的判定得出四边形为矩形,四边形为矩形,再结合图形,利用三角函数求解即可.
【详解】(1)解:过点C作,
∵垂直于,
∴,
∴,
∵与水平线平行,
∴,
∴,
∴,
故答案为:64;53;
(2)解:过点D作,过点E作,如图所示:
∴四边形为矩形,
同理得:四边形为矩形,
∴,
∵为,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵为,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
13.
(2026·河北邯郸·一模)【综合与实践】数学活动课上,老师发给每名同学一张矩形纸片和一张正方形纸片,要求同学们通过折叠,折出一些特殊角.
【操作与判断】
(1)如图1,小明将矩形纸片翻折,使点的对应点落在边BC上,折痕为,此时折出的__________度;
(2)小刚受到小明折叠过程的启发,发现可以利用尺规作图找特殊的线段.如图2,在矩形纸片中,请你用尺规作图在边上取点,使得,保留作图痕迹,不要求写作法;
(3)小亮通过对纸片进行不同形式的折叠后,将矩形纸片按如图3所示的方式折叠,可得到__________度;
【探究与解决】
(4)如图4,小慧将正方形纸片的沿过点的直线翻折,点的对应点落在正方形内部的点处,折痕为,再将沿过点的直线翻折,使点的对应点与点重合,折痕为.
①此时可得到__________度;
②若,求的长度.
【答案】(1)
(2)图形见解析
(3)
(4)①;②
【分析】(1)根据矩形纸片,得到,由折叠可得;
(2)先作的垂直平分线交于,则,再以为圆心为半径画弧交于,则;
(3)由正方形得到,,由折叠可得,再由勾股定理求出,得到;
(4)①由折叠可得,,根据,得到;
②由折叠可得,,再在中由,得到,解方程即可.
【详解】(1)解: ∵矩形纸片,
∴,
由折叠可得,
∵,
∴;
(2)解:如图,先作的垂直平分线交于,则,再以为圆心为半径画弧交于,则
(3)解:∵矩形纸片,
∴,,
由折叠可得,
∴,
∴,
∴;
(4)解:①∵正方形纸片,
∴,,
由折叠可得,,
∵,
∴,
∴;
②由折叠可得,,
∵,
∴,,
∴,,
∵中,
∴,
解得.
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专题09 勾股定理及锐角三角函数的应用
目录
第一部分 错因诊断与精准突破
错因剖析 避错秘籍 变式迁移
易错点 1 混淆直角三角形的斜边与直角边,直接乱套勾股定理
易错点 2 折叠问题中的勾股定理等式方程
易错点 3 混淆三角函数的定义
易错点 4 特殊三角函数值记忆错误
易错点 5 解直角三角形在实际问题中的应用
第二部分 易错题验收与闯关
易错点1 混淆直角三角形的斜边与直角边,直接乱套勾股定理
错因剖析
概念混淆:死记勾股定理公式 ,但不区分字母含义,随意代入边长,分不清哪边是斜边。
认知偏差:忽略勾股定理只适用于直角三角形,锐角、钝角三角形乱用定理计算边长。
基础薄弱:无图题型不分类讨论:已知直角三角形两边长,未区分 “两边都是直角边”“一边直角边、一边斜边” 两种情况,造成漏解。
【例1】若一个直角三角形两边的长分别为6和8,则第三边的长为_____.
避错秘籍
【防错指南】
先判定直角、标出斜边,再列公式;
非直角三角形,严禁使用勾股定理。
【知识链接】
1、勾股定理专属直角三角形:
斜边 = 直角对的边 = 三角形最长边。
2、固定公式用法,精准对应
设: 为斜边, 为直角边
求斜边:
求直角边:
口诀:平方和求斜边,平方差求直边
变式迁移
【变式1-1】(2026·安徽阜阳·二模)如图,在中,,,,则边的长度为( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(2026·江苏无锡·模拟预测)已知中,,,且为直角,作它的外接圆,取弧的中点,连接,则的长为______.
【变式1-3】(2026·河南开封·一模)如图,在等腰直角中,,点是的中点,在上取一点,连接,过点作,交于点,连接.若,则的长为___________.
易错点2 折叠问题中的勾股定理等式方程
错因剖析
概念混淆:不能根据折叠的性质迁移线段、角,找到适合的直角三角形建立勾股方程。
认知偏差:缺乏 “折叠 + 勾股 + 方程” 固定解题模型,识图不完整,代数几何结合能力薄弱。
基础薄弱:方程建模与求解能力不足。
【例2】(2025·西藏·中考真题)如图,在正方形中,,点E是的中点,把沿折叠,点B落在点F处,延长交于点G,连接,则的长为( )
A. B.2 C. D.
避错秘籍
【防错指南】一般解题步骤:
① 找等量:由折叠,标出所有相等线段;
② 巧设元:设最短未知线段为,其余相关线段用**总长**表示;
③ 定直角:锁定折叠后新形成的直角三角形;
④ 列方程:利用 直角边 ²+直角边 ²=斜边 ² 列一元一次方程;
⑤ 解方程、验结果,舍去不合理负值、超范围解。
【知识链接】
折叠变换:轴对称→全等→边等、角等;
勾股定理:直角三角形边长等量关系;
方程思想:几何线段计算代数化,是中考折叠题型核心考法。
变式迁移
【变式2-1】(2026·黑龙江佳木斯·一模)如图,在中,,,,将沿直线折叠,使点B与点A重合,折痕交于点D,交于点E,则的长为( )
A. B. C.3 D.4
【变式2-2】(2026·山东青岛·一模)如图,将矩形纸片沿边折叠,使点A落在边的中点M处.若,,则的长为( )
A. B. C. D.
【变式2-3】(2025·青海西宁·中考真题)如图,点E是正方形的边的中点,连接,将沿所在直线折叠,点C落在点F处,连接并延长交于点G,连接.
(1)求证:;
(2)若,求的长.
易错点3 混淆三角函数的定义
错因剖析
概念混淆:混淆的边角对应关系,尤其混淆正弦和余弦。
认知偏差:忽略三角函数只在直角三角形中定义,无直角三角形不构造而强行计算。
基础薄弱:运用三角函数时,不指明那个直角三角形,导致混乱。
【例3】(2025·广西·中考真题)在中,,则( )
A. B. C. D.
避错秘籍
【防错指南】确定三角函数值的方法
① 定角:锁定要求的锐角;
② 辨边:以该角为顶点,分清:对边、邻边、斜边;
③ 套式:严格按定义列式,不乱替换。
【知识链接】定义(锐角三角函数)
在中,对于一个锐角:
正弦:
余弦:
正切:
极简口诀:
正对正,余靠邻,切对比邻;斜边永远在下方。
变式迁移
【变式3-1】(2025·云南·中考真题)如图,在中,.若,则( )
A. B. C. D.
【变式3-2】(2026·广西钦州·一模)如图,在中,,若,,则( )
A. B. C. D.
【变式3-3】(2026·江西九江·一模)在中,,则等于( )
A. B. C. D.
易错点4 特殊三角函数值记忆错误
错因剖析
概念混淆:混淆的与;混淆正切大小,把与写反。
认知偏差:缺少规律认知,不理解互余角三角函数之间的关系。
基础薄弱:含特殊角三角函数值的基础实数运算法则不熟练,计算错误。
【例4】(2026·天津东丽·一模) 的值等于( )
A. B. C. D.
避错秘籍
【防错指南】理解记忆(依托两个特殊直角三角形)
含直角三角形:三边比
含等腰直角三角形:三边比
由边长比推导三角函数,告别死记硬背。
【知识链接】特殊角的三角函数值
1. 图表记忆
三角函数
图形记忆
30°
45°
60°
1
2. 规律记忆
30°,45°,60°角的正弦值的分母都是2,分子依次为1,,;
30°,45°,60°角的余弦值分别是60°,45°,30°角的正弦值。
变式迁移
【变式4-1】(2025·天津·中考真题)的值等于( )
A.0 B.1 C. D.
【变式4-2】(2025·广东·中考真题)计算的结果是_____.
易错点5 解直角三角形在实际问题中的应用
错因剖析
概念混淆:专业名词理解错误,边角对应混乱。
认知偏差:建模能力弱,不会把实际文字场景转化为几何图形,缺少 “化斜为直” 的解题思维。
基础薄弱:不会根据已知边、所求边,合理选择 ,乱套公式。
【例5】(2025·山东东营·中考真题)五一假期,小良家准备购买一套新楼房,要求楼层是一楼,位置在第二排,冬天采光不受第一排的影响.以下是小良和爸爸看房后完成的调查报告,请你根据报告中的信息,解决两个问题.
调查目的
居民楼一楼采光是否受到影响
调查数据
①五一正午测得楼房影子的长度为,楼间距为,太阳光线与水平线的夹角为.
②一楼窗户下端距离地面的高度为.
③该小区冬至正午的太阳光线与水平线的夹角为,第一排楼房的影子会落在第二排楼房的墙上.
建立模型
小良同学根据调查数据画出了数学图形.如图,
,,,,
,.
测量工具
卷尺
参考数据
,,,.
问题解决
(1)根据调查数据,请你计算楼房AB的高度(精确到);
(2)计算在冬至正午第一排楼房影子落在第二排楼房墙上的高度DE,并判断会不会影响一楼的采光(精确到).
避错秘籍
【防错指南】通用解题建模步骤
① 画图:根据题意画出示意图,标出已知长度、角度;
② 作辅助线:遇斜面、斜角,作铅垂线、水平线,构造直角三角形;
③ 定边角:锁定目标直角三角形,分清对边、邻边、斜边;
④ 选三角比:
求高 / 竖边优先 ;求斜边优先 ;
⑤ 计算作答:注意是否加底座、眼高,按要求保留结果。
【知识链接】解直角三角形的实际应用
概念
定义
图形
俯角、仰角
在视线与水平线所成的锐角中,视线在水平线上方的角叫仰角,视线在水平线下方的角叫俯角.
坡度(坡比)、坡角
坡面的铅直高度h与水平宽度l的比叫坡度(坡比),用字母i表示.坡面与水平面的夹角α叫坡角,i=tan α= .
方向角
一般指以观测者的位置为中心,将正北或正南方向作为起始方向旋转到目标方向线所成的角(一般指锐角),通常表达成北(南)偏东(西)××度,方向角的角度值在0°~90°.如图,点A,B,C关于O点的方向角分别是北偏东30°、南偏东60°、北偏西45°(也称西北方向).
变式迁移
【变式5-1】(2025·四川雅安·中考真题)为了夏天能最大限度地遮挡炎热阳光,冬天能最大限度地使温暖的阳光射入室内,很多家庭都会选择安装遮阳棚.小强家也在墙上安装了一伸缩式遮阳棚,已知一楼墙高为.
(1)如图2,墙上有一扇窗户(),某日正午,为了使阳光能最大限度的射入室内,需要将遮阳棚收缩,收缩后遮阳棚的宽度为,此时______.
(2)如图3,另一日正午,当遮阳棚完全展开后,太阳光与地面的夹角,被遮挡形成的阴影,则展开后的遮阳棚______.(参考数据:,,)
(3)小强的爸爸准备将房后一块长,宽的矩形荒地改造成花园,花园的中间有两条宽度相同的小路(如图4),并且小路所占面积为荒地面积的一半,设小路的宽为,求x的值.
【变式5-2】(2025·山东滨州·中考真题)【活动背景】
如图,建筑物、的高度不可直接测量.为测量建筑物、的高度,技术员小李用皮尺测得A、B之间的水平距离为,用测角仪在C处测得D点的俯角为,测得B点的俯角为.
【问题解决】
(1)请运用技术员小李提供的数据求出建筑物、的高度(结果保留整数);(参考数据:,,,,,)
(2)请再设计一种测量建筑物、高度的方案(建筑物的宽度忽略不计),画出平面示意图,把应测数据在示意图中用字母标记出来,并用含字母的式子表示出建筑物、的高度.(可提供的测量工具:皮尺、测角仪)
【变式5-3】(2025·陕西·中考真题)小伟和小华想用所学数学知识测量小河的宽.测量示意图如图所示,他们在河边的山坡上的点处安装测角仪,测得河对岸点的俯角为与的夹角为,又测得点与河岸点之间的距离为.已知,点在同一平面上,点在同一水平直线上,且.求河宽.(参考数据:,,,)
1.
(2026·云南·一模)在中,,,,则的值为( )
A. B. C. D.
2.
(2026·天津·一模)的值等于( )
A.0 B. C. D.
3.
(2025·江苏镇江·中考真题)如图,小丽从点出发,沿坡度为的坡道向上走了120米到达点,则她沿垂直方向升高了( )
A.米 B.米 C.米 D.米
4.
(2026·广东汕尾·一模)如图,的顶点都在正方形网格的格点上,则的值为( )
A. B. C.2 D.
5.
(2026·安徽阜阳·一模)如图,将矩形纸片沿边折叠,使点在边的中点处.若,则的值为( )
A. B. C. D.
6.
(2025·重庆·中考真题)如图,正方形的边长为2,点E是边的中点,连接,将沿直线翻折到正方形所在的平面内,得,延长交于点G.和的平分线相交于点H,连接,则的面积为( )
A. B. C. D.
7.
如图,四边形中,,,,,则_____.
8.
(2025·江苏盐城·中考真题)一种遮阳伞如图,遮阳伞支架垂直于地面,在上,,、、三点共线,.当太阳光线与垂直时,它与地面的夹角正好为,则落在地面上的投影_____.
9.
(2025·四川内江·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,正方形的边在x轴上,点B的坐标为.点E在边上.将沿折叠,点D落在点F处.若点F的坐标为.则点E的坐标为______.
10.
(2026·河北石家庄·一模)如图,四边形是一个矩形纸片,,.E是边上一点.将沿着翻折,A点的对应点为.在翻折的过程中,当是直角三角形时,的长为________.
11. (2025·四川·中考真题)为测量物体的高度,某数学兴趣小组开展了如下活动:
【制作仪器】
把一根细线固定在半圆形量角器的圆心处,细线的另一端系一个小重物,制成一个简单的测角仪,利用它可以测量仰角或俯角,当测量物体时,将该仪器用手托起,拿到眼前,使视线沿着仪器的直径所在直线刚好到达物体的最高点.
【测量高度】
小丽同学用此测角仪测量一棵树的高度,先在该树前平地上选择一点A,站立此处,测得树顶端D的仰角为,再测得点A离树底端B的距离为20米,并测得眼睛所在位置点C离点A的距离为1.5米,请根据这些数据,求出树的高度.(参考数据:,,)
12.
(2025·海南·中考真题)现有一台红外线理疗灯(如图-1所示),该设备的主体由底座、立柱、伸缩杆和灯臂组成,、、三点在同一直线上,图-2是该设备的平面示意图.垂直于,与水平线平行,与的夹角为,与的夹角为.经测量:为,为,为,,.
(1)填空: , ;
(2)已知点到的距离为时,该设备使用效果最佳.求此时伸缩杆的长度.(参考数据:,,,)
13.
(2026·河北邯郸·一模)【综合与实践】数学活动课上,老师发给每名同学一张矩形纸片和一张正方形纸片,要求同学们通过折叠,折出一些特殊角.
【操作与判断】
(1)如图1,小明将矩形纸片翻折,使点的对应点落在边BC上,折痕为,此时折出的__________度;
(2)小刚受到小明折叠过程的启发,发现可以利用尺规作图找特殊的线段.如图2,在矩形纸片中,请你用尺规作图在边上取点,使得,保留作图痕迹,不要求写作法;
(3)小亮通过对纸片进行不同形式的折叠后,将矩形纸片按如图3所示的方式折叠,可得到__________度;
【探究与解决】
(4)如图4,小慧将正方形纸片的沿过点的直线翻折,点的对应点落在正方形内部的点处,折痕为,再将沿过点的直线翻折,使点的对应点与点重合,折痕为.
①此时可得到__________度;
②若,求的长度.
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