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】直角三角形的两条边长分别为和,则第三条边的长为( )
A. B. C.或 D.2或
【答案】C
【分析】本题考查勾股定理,根据题意,可分第三边为直角边或斜边两种情况,根据勾股定理分别求第三边即可.
【详解】解:当第三边是斜边时,边长为:;
当第三边是直角边时,边长为:;
即第三条边的长为或,
故选C.
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】在中边上的高为4,若,则的面积为( )
A.10或2 B.20或4 C.10或4 D.20或2
【答案】B
【分析】此题主要考查了平行四边形的性质以及勾股定理等知识,利用分类讨论求解是解题关键.
根据题意分别画出图形,边上的高在平行四边形的内部和外部,进而利用勾股定理求出即可.
【详解】解:①如图1所示:
∵在中,边上的高为4,,,
∴,,
,
∴,
∴的面积等于;
②如图2所示:
∵在中,边上的高为4,,,
∴,,
,
∴,
∴的面积等于;
则的面积等于20或4,
故选:B.
【变式1-2】(2026·江苏扬州·一模)图1是由6个全等的正方形组成的图形,每个小正方形的边长为1,则图2中线段长度最接近的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由勾股定理计算出各条线段的长度,再估算出每条线段长度的范围,即可得出结果.
【详解】解:由题意可得:,,,,
∵,,,,
∴,,,,
∴,,,,
∴线段长度最接近的是.
【变式1-3】如图,中,,平分,于,的垂直平分线交于点,已知,,,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】连接,先通过勾股定理求出,再由角平分线性质可得,从而得,所以,又垂直平分,所以,设,则,由勾股定理得,即,然后求出的值即可.
【详解】解:如图,连接,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
又∵平分,
∴,
∴,
∴,
∵垂直平分,
∴,
设,则,
∵,
∴,解得:,
∴.
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】(2026·江苏徐州·一模)如图,在中,,将点A沿折叠,恰好可以落在点B处,则_____.
【答案】
【分析】先由勾股定理求解,然后根据折叠的性质得到,再设,对运用勾股定理建立方程求解即可.
【详解】解:∵
∴
由折叠得,
设,则
∵
∴
∴,
解得
∴.
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】如图,将折叠,使点与重合,折痕为.若,,,则的长为______.
【答案】
【分析】过点作交的延长线于点,根据平行四边形的性质可得,然后求出,根据直角三角形的性质以及勾股定理求出,设,则由折叠可得,再对运用勾股定理求解.
【详解】解:过点作交的延长线于点,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
设,则由折叠可得,
∴,
∵,
∴,
解得,
∴的长为.
【变式2-2】(2025·江苏扬州·三模)已知直线与轴、轴分别交于点和点,是上的一点,若将沿折叠,点恰好落在轴上的点处,则点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了一次函数与坐标轴交点问题,勾股定理,折叠的性质,熟练掌握相关知识点是关键.
由解析式求出点和点的坐标,再根据勾股定理即可得出的长,由折叠的性质,可求得,,设,在中,根据勾股定理建立方程,解方程即可求出的坐标.
【详解】解:直线与轴、轴分别交于点和点,
时,,时,,
,,
.
由折叠的性质得:,,
.
设,
则.
在中,,
即,
解得:,
.
故选:B.
【变式2-3】如图,在矩形纸片中,,,点E为边上一点,将沿翻折,点A恰好落在边上点F处,则长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查矩形的性质与折叠,勾股定理;根据矩形的性质与折叠得到,设,再利用勾股定理,解出的值即可求出.
【详解】解:∵矩形纸片中,,,将沿翻折,
∴,,
在中,
∴
设,
在中,
∴
解得:
∴
故选:B.
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·江苏常州·中考真题)如图,在中,,,,则的值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查锐角三角函数定义,勾股定理,熟练掌握锐角的正弦的定义是解本题的关键.先利用勾股定理求出,再在中利用即可求解.
【详解】解:∵在中,,,,
∴,
∴,
故选:C.
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·江苏南通·二模)如图,在由边长为1的小正方形组成的网格中,点均在格点上,连接,,则的值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了网格与勾股定理,锐角三角函数的计算,合理构造直角三角形是关键.
如图所示,在线段上取格点,得到是正方形方格的对角线,,由勾股定理得到,根据余弦值的计算即可求解.
【详解】解:如图所示,在线段上取格点,
根据网格格点得到,是正方形方格的对角线,
∴,
根据网格得到,,
∴,
故选:D .
【变式3-2】(2025·江苏无锡·中考真题)如图,与相切于点,连接,过点作的垂线,交于点,连接,交线段于点.若,则的值为___________.
【答案】
【分析】利用平行线的判定与性质证明,再求得,再利用直角三角形的边角关系解答即可.
【详解】解:∵与相切于点B,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
∴.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了圆的有关性质,圆的切线的性质定理,平行线的判定与性质,相似三角形的判定与性质,直角三角形的性质,直角三角形的边角关系,熟练掌握上述定理与性质是解题的关键.
【变式3-3】(2025·江苏常州·一模)如图所示为一张矩形纸片,为的中点,点F在边上,把该纸片沿折叠,点A,B的对应点分别为G,H,与交于点O,的延长线过点C.若,则的值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了矩形与折叠问题、三角形全等的判定与性质、相似三角形的判定与性质、正弦等知识,熟练掌握矩形与折叠的性质是解题关键.连接,先根据矩形与折叠的性质可得,,,再证出,根据全等三角形的性质可得,则可得,然后证出,根据相似三角形的性质可得,设,则,,最后在中,利用正弦的定义求解即可得.
【详解】解:如图,连接,
∵四边形是矩形,为的中点,点在边上,
∴,,,
由折叠的性质得:,
∴,,
∵的延长线过点,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
设,则,
∵,
∴,
∴,
在中,,
故选:A.
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】(2025·江苏镇江·中考真题)计算:.
【答案】4
【分析】本题考查特殊角的三角函数值,零次幂,负指数幂,掌握算理是解决问题的关键.先计算特殊角的三角函数值,零次幂,负指数幂,再进行加减运算即可.
【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·江苏宿迁·中考真题)计算:.
【答案】.
【分析】本题考查了实数的混合运算,根据二次根式的性质,特殊三角函数值,化简绝对值进行运算,然后合并即可,掌握以上知识是解题的关键.
【详解】解:
.
【变式4-2】(2026·江苏宿迁·一模)计算:.
【答案】
【详解】解:
.
【变式4-3】(2026·江苏宿迁·二模)计算:.
【答案】6
【分析】原式分别计算负整数指数幂、绝对值以及特殊角三角函数,然后再进行加减运算即可.
【详解】解:
.
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·江苏淮安·中考真题)综合与实践
【主题】雨天撑伞的学问
【情境】图(1)、图(2)是小丽在雨天水平撑伞的示意图,她的身体侧面可以近似看作矩形,米,米,雨伞撑开的宽度米,伞柄的部分长为米,点为中点,,点到地面的距离是米,手臂可以水平向前最长伸出米,雨线与地面的夹角为,雨线与平行,与地面平行.
【问题感知】(1)①在图(1)、图(2)中,点到地面的距离是 米;
②如图(1)所示,,若小丽将伞拿在胸前(与在同一条直线上),则小丽身体被雨水淋湿的部分 米.(参考数据:,,)
【问题探究】(2)如图(2)所示,,设小丽将手臂水平前伸了米(即线段的长度),身体被雨水淋湿部分的长度为米,求与的函数表达式,并写出头部不被淋湿情况下的取值范围.
【问题解决】(3)在(2)的条件下,小丽发现水平撑伞身体始终有部分会被淋湿,于是她将雨伞绕点顺时针旋转一定角度(点到地面的距离保持不变),使得与雨线垂直,如图(3)所示,试问:小丽在旋转雨伞后,是否可以通过调节手臂水平前伸长度,使得全身都不会被雨淋湿?如果可以,请求出的最小值;如果不可以,请说明理由.
【答案】(1)①;②;(2);(3)可以,的最小值为.
【分析】本题主要考查实际情景中的数学问题,涉及解直角三角形,平行线的性质,解题的关键是通过作辅助线构建直角三角形进行求解.
(1)①根据题意,直接求线段长即可;②利用平行线的性质,两直线平行同位角相等,再借助直接三角形求解;
(2)延长交于点,先求出相关角,再利用,接着可得,延长交于点,过作交于,为保证头部不被淋湿,即,建立不等式求解即可;
(3)设小丽将手臂水平前伸了米时,身体恰好不会被淋湿,计算出此时的值,再判断此时头部是否被淋湿即可.
【详解】解:(1)①由题意知,米,米,
米,
即点到地面的距离是米,
故答案为:;
②米,点为中点,
米,
,
,
,
,
在中,米,
米,
故答案为:;
(2)如图,延长交于点,
则,
米,
,
,
,
,
在中,米,
,
即,
延长交于点,过作交于,
则(米),,,
为使头部不被淋湿,
所以,
解得,又,
所以;
;
(3)设小丽将手臂水平前伸了米时,身体恰好不会被淋湿,如图,
延长交于点,过作交于,
延长交于,过作交于,
则,,,
,
所以在中,,,
在中,,
所以,
在中,,
又,
所以此时头部不会被淋湿,
综上,可以通过调节手臂水平前伸长度,使得全身都不会被雨淋湿,的最小值为.
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·江苏徐州·中考真题)下圆墩是“彭城七里”的起点,也是徐州城市历史的源头.某校数学综合与实践小组到下圆墩遗址公园参观,发现一处三角形的景观墙(如图),记作.同学们测得,,.求的长度(精确到).
答案(参考数据:,,,,,)
【答案】的长度约为.
【分析】本题考查的是解直角三角形的实际应用,如图,过作于,则,设,可得,再进一步利用三角函数求解即可.
【详解】解:如图,过作于,则,
设,而,
∴,
在中,,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴,
解得:,
∴,
∴,
∴的长度约为.
【变式5-2】(2026·江苏徐州·一模)小涵和小宇想测量公园山坡上一个信号杆的高度,在征得家长同意后,他们带着工具前往测量.测量示意图如图所示,他们在坡面上的点D处安装测角仪,测得信号杆顶端A的仰角为,与坡面的夹角β为,又测得点D与信号杆底端B之间的距离为.已知点A,B,C在同一条直线上,均与水平线垂直.求信号杆的高.(参考数据:,,)
【答案】
【分析】过点作于点,交于点,利用锐角三角函数进行求解.
【详解】解:如图所示,过点作于点,交于点,
∵,,
∴,,
∴,
∵均与水平线垂直,
∴,
∵,,
∴,
,
∴,
∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴.
【变式5-3】(2026·江苏无锡·一模)图1是江阴市兴国寺塔,它始建于北宋太平兴国年间.塔底外形是一个如图2所示的正八边形.某数学兴趣小组对兴国寺塔进行了一定的实地测量活动,具体过程如下:
【数据收集】通过实地测量,正八边形的边长.
【问题解决】
(1)求图2中塔底半径.
(2)如图3,在延长线上确定一点B,使A、B两点的距离为,在B处竖一根的竹竿,从杆顶P测得塔顶E的仰角为,求出兴国寺塔的高度.
(结果取整数.参考数据:,,)
【答案】(1)图2中塔底半径的长约为;
(2)兴国寺塔的高度约为.
【分析】(1)过点作于点,由题意得,根据等腰三角形三线合一求出,,解直角三角形即可解答;
(2)过点作于点,易证四边形是矩形,得到,解直角三角形求出,即可解答.
【详解】(1)解:过点作于点,
由题意得,
∵,,
∴,,
∵,
∴,
在中,,
∴,
答:图2中塔底半径的长约为;
(2)解:过点作于点,
由题意得,
由(1)知,
则,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
在中,,
∴,
∴
答:兴国寺塔的高度约为.
1. (2025·江苏南京·二模)下列长度的两条线段与长度为12的线段首尾依次相连能组成直角形三角形的是( )
A.6,9 B.9,15 C.10,16 D.15,18
【答案】B
【分析】本题考查了勾股定理的逆定理,根据勾股定理的逆定理即可判断,掌握勾股定理的逆定理是解题的关键.
【详解】解:A、,不能组成直角三角形,故选项不符合题意;
B、,能组成直角三角形,故选项符合题意;
C、,不能组成直角三角形,故选项不符合题意;
D、,不能组成直角三角形,故选项不符合题意;
故选:B.
2.
(2026·江苏南通·一模)如图,菱形的两条对角线相交于,若,,则菱形的周长是( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由菱形的性质计算出和,利用勾股定理计算出,从而得出菱形的周长.
【详解】解:∵四边形是菱形,
∴,,,,
由勾股定理可得,,
∴菱形的周长为.
3.
(2026·江苏南通·一模)如图,在网格正方形中,每个小正方形的边长为,顶点为格点,若的顶点均是格点,则的值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查勾股定理的逆定理和解直角三角形,关键是通过作辅助线构造直角三角形,应用锐角的正切定义求解.取格点,连接,,由网格的特点易得三点共线,利用勾股定理求出,,,,进而得到,证明为直角三角形,,由即可求解.
【详解】解:如图,取格点,连接,,
由网格的特点得,三点共线,
,,,
,
为直角三角形,,
tan.
故选:D.
4.
(2025·江苏南京·一模)如图,在四边形中,,,以D为圆心,为半径的弧恰好与相切,切点为E,若,则的值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】作延长线于点,连接,根据圆的基本性质以及切线的性质,分别利用勾股定理求解在和,最终得到,即可根据正弦函数的定义求解.本题考查圆的切线的判定与性质,解直角三角形,以及正弦函数的定义等,综合性较强,熟练运用圆的相关性质以及切线的性质等是解题关键.
【详解】解:如图所示,作延长线于点,连接,
∵,,
∴,
∴四边形为矩形,,,
∴为的切线,
由题意,为的切线,
∴,,
∵,
∴设,,,
则,,
在中,,
在中,,
∵,
∴,
解得:或(不合题意,舍去),
∴,
∴,
∴,
故选:A.
5.
(2026·江苏连云港·一模)如图,中,,点在的延长线上,点在边上,分别是的中点.若,则的长是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】连接,取的中点F,连接,根据中位线的性质得,再说明是直角三角形,然后根据勾股定理得出答案.
【详解】解:连接,取的中点F,连接,
∵点M,N,F分别是的中点,
∴分别是的中位线,
∴,.
∵
∴.
∵,
∴.
∵,
∴.
在中,根据勾股定理,得.
6.
(2026·江苏连云港·一模)如图,在平面直角坐标系中,菱形的边在轴正半轴上,为边上一点,连接.将菱形沿折叠,点落在点处,于点.若点的坐标为,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由点的坐标得,求出点,运用待定系数法求出直线的解析式为,求得,设,则,由两点间距离公式得,解得,进而可得点D的坐标.
【详解】解:∵四边形为菱形,边在轴正半轴上,
∴轴,
∵于点,且点的坐标为,
∴轴,
∴,,
∴,
过点作轴于点,则,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
把代入得,
∴,
∴直线的解析式为,
由折叠可得,,
∴,
设,则
∴,
∴,
解得,
∴,
∴.
7.
(2026·江苏泰州·一模)某河堤横断面如图所示,堤高,迎水坡的坡比是,则的长为________m.
【答案】
【分析】先根据坡度的概念求出,再根据勾股定理计算,得到答案.
【详解】解:∵迎水坡的坡比是,,
∴,
由勾股定理得.
8.
(2025·江苏扬州·三模)如图所示,实数可以用数轴上的点来表示,点A表示的数为,点B表示的数为b,则____.
【答案】/
【分析】本题考查的是实数与数轴,勾股定理的应用,如图,先计算,,可得,,再进一步求解即可.
【详解】解:如图,
∵,,
∴,,
∵点A表示的数为,点B表示的数为b,
∴,
故答案为:.
9.
(2025·江苏南通·中考真题)如图,网格图中每个小正方形的面积都为.经过网格点的一条直线,把网格图分成了两个部分,其中的面积为,则的值为____________________.
【答案】
【分析】设,证明,可求得,根据的面积为,得到,求得,解方程得,根据勾股定理可得,从而可得的值.
【详解】解:如图,在图中标注,,
设,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵的面积为,网格图中每个小正方形的面积都是,
∴,
∴,
∴,
∴,
解得,,(舍去),
∵
∴,
∴,
∴
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了解直角三角形,相似三角形的判定与性质,勾股定理,三角形的面积,解题的关键是熟练掌握以上性质.
10.
(2026·江苏宿迁·一模)如图,在正方形中,,E是中点,连接,将沿翻折得到,连接、,则______.
【答案】
【分析】如图,过点F作交于点M,交于点N,设,则,证明出,表示出,然后利用勾股定理求出,进一步利用勾股定理求解.
【详解】解:如图,过点F作交于点M,交于点N
∵四边形是正方形
∴,
∵E是中点
∴
设,则
由折叠得,,,
∴
∵
∴四边形是矩形
∴,
∴,
∴
∴
∴
∴
∴
∴在中,
∴
∴或(舍去)
∴,
∴.
11.
(2025·江苏扬州·中考真题)如图1,棱长为的密封透明正方体容器水平放置在桌面上,其中水面高度.将此正方体放在坡角为的斜坡上,此时水面恰好与点齐平,其主视图如图2所示,则______.
【答案】
【分析】本题考查了求角的正切值、一元一次方程的几何应用、主视图、平行线的性质等知识,熟练掌握正切的定义是解题关键.延长,交直线于点,设,则,先根据水的体积不变建立方程,解方程可得的值,再根据平行线的性质可得,然后根据正切的定义计算即可得.
【详解】解:如图,延长,交直线于点,
由题意得:,
设,则,
∵密封透明正方体容器水平放置在桌面上与放在坡角为的斜坡上,容器里水的体积不变;且放在坡角为的斜坡上时,水的体积等于长为、宽为、高为的长方体的体积与长为、宽为、高为的长方体的体积的一半之和,
∴,
解得,
即,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
故答案为:.
12.
(2025·江苏镇江·中考真题)小方根据我国古代数学著作《九章算术》中的一道“折竹”问题改编了一个情境:如图,一根竹子原来高1丈(1丈尺),折断后顶端触到墙上距地面9尺的点处,墙脚离竹根处3尺远.请你解答:折断处离地面多高?
【答案】5尺
【分析】本题考查了矩形的判定与性质、勾股定理的应用,熟练掌握勾股定理的应用是解题关键.过点作于点,先证出四边形是矩形,则可得尺,,再设尺,则尺,尺,在中,利用勾股定理求解即可得.
【详解】解:如图,过点作于点,
由题意得:,尺,尺,尺,
∴四边形是矩形,
∴尺,,
设尺,则尺,尺,
在中,由勾股定理得:,即,
解得,
即尺,
答:折断处离地面5尺.
13. (2026·江苏苏州·一模)缅怀革命先烈,传承红色基因.清明节期间,某数学兴趣小组前往苏州烈士陵园开展实践活动,对纪念碑的高度进行测量,相关测量数据记录如下:
活动主题
测量纪念碑的高度
实物图和测量示意图
测量步骤
如图,某同学在点处用测角仪测得纪念碑的最高点的仰角,另一名同学在他的正后方的点处用相同的测角仪测得点的仰角(测角仪的高度为,且图中所有的点都在同一平面内,,,垂足分别为.
测量数据
在点处测得点的仰角为,在点处测得点的仰角为.
参考数据
…
…
根据以上信息,求该纪念碑的高度(结果精确到).
【答案】
【分析】延长交于点,分别解和,求出,再根据线段的和差关系进行求解即可.
【详解】解:延长交于点,则由题意可知:,,,,
在中,,
∴;
在中,,
∴,
∴,
∴,
∴;
答:该纪念碑的高度为
14. (2026·江苏泰州·一模)拉筋板是一种常见的健身器材,通过站立于倾斜的踏板上,利用自身重力拉伸小腿后侧肌群,达到放松肌肉、改善柔韧性的效果.
图1是放置在水平地面上的拉筋板实物图,图2是其侧面示意图,由踏板,底座及支撑架组成,,支撑架可绕点A旋转,当D点卡在底座上的不同档位(为锐角)时,踏板可绕点B旋转以调节倾斜角度.当点D调至时,.
(1)求的长;
(2)该拉筋板的使用说明书提示:当踏板与水平地面的夹角超过时,人体重心偏高,易发生受伤风险.小明在进行拉伸时为避免受伤,对D点位置进行了调整(如图3),请求出的最小值.(结果保留根号)(参考数据:,,)
【答案】(1)
(2)的最小值为
【分析】(1)过点作,垂足为.求得,根据特殊角的三角函数值求解即可;
(2)过点作,垂足为.根据解直角三角形的方法求解即可;
【详解】(1)解:(1)过点作,垂足为.
在中,,
,
在中,,
,
答:的长为.
(2)解:过点作,垂足为.
,
在中,,
,
,
在中,,
,
答:的长为.
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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】直角三角形的两条边长分别为和,则第三条边的长为( )
A. B. C.或 D.2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】在中边上的高为4,若,则的面积为( )
A.10或2 B.20或4 C.10或4 D.20或2
【变式1-2】(2026·江苏扬州·一模)图1是由6个全等的正方形组成的图形,每个小正方形的边长为1,则图2中线段长度最接近的是( )
A. B. C. D.
【变式1-3】如图,中,,平分,于,的垂直平分线交于点,已知,,,则的长为( )
A. B. C. D.
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】(2026·江苏徐州·一模)如图,在中,,将点A沿折叠,恰好可以落在点B处,则_____.
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】如图,将折叠,使点与重合,折痕为.若,,,则的长为______.
【变式2-2】(2025·江苏扬州·三模)已知直线与轴、轴分别交于点和点,是上的一点,若将沿折叠,点恰好落在轴上的点处,则点坐标为( )
A. B. C. D.
【变式2-3】如图,在矩形纸片中,,,点E为边上一点,将沿翻折,点A恰好落在边上点F处,则长为( )
A. B. C. D.
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·江苏常州·中考真题)如图,在中,,,,则的值是( )
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·江苏南通·二模)如图,在由边长为1的小正方形组成的网格中,点均在格点上,连接,,则的值是( )
A. B. C. D.
【变式3-2】(2025·江苏无锡·中考真题)如图,与相切于点,连接,过点作的垂线,交于点,连接,交线段于点.若,则的值为___________.
【变式3-3】(2025·江苏常州·一模)如图所示为一张矩形纸片,为的中点,点F在边上,把该纸片沿折叠,点A,B的对应点分别为G,H,与交于点O,的延长线过点C.若,则的值是( )
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】(2025·江苏镇江·中考真题)计算:.
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·江苏宿迁·中考真题)计算:.
【变式4-2】(2026·江苏宿迁·一模)计算:.
【变式4-3】(2026·江苏宿迁·二模)计算:.
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·江苏淮安·中考真题)综合与实践
【主题】雨天撑伞的学问
【情境】图(1)、图(2)是小丽在雨天水平撑伞的示意图,她的身体侧面可以近似看作矩形,米,米,雨伞撑开的宽度米,伞柄的部分长为米,点为中点,,点到地面的距离是米,手臂可以水平向前最长伸出米,雨线与地面的夹角为,雨线与平行,与地面平行.
【问题感知】(1)①在图(1)、图(2)中,点到地面的距离是 米;
②如图(1)所示,,若小丽将伞拿在胸前(与在同一条直线上),则小丽身体被雨水淋湿的部分 米.(参考数据:,,)
【问题探究】(2)如图(2)所示,,设小丽将手臂水平前伸了米(即线段的长度),身体被雨水淋湿部分的长度为米,求与的函数表达式,并写出头部不被淋湿情况下的取值范围.
【问题解决】(3)在(2)的条件下,小丽发现水平撑伞身体始终有部分会被淋湿,于是她将雨伞绕点顺时针旋转一定角度(点到地面的距离保持不变),使得与雨线垂直,如图(3)所示,试问:小丽在旋转雨伞后,是否可以通过调节手臂水平前伸长度,使得全身都不会被雨淋湿?如果可以,请求出的最小值;如果不可以,请说明理由.
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·江苏徐州·中考真题)下圆墩是“彭城七里”的起点,也是徐州城市历史的源头.某校数学综合与实践小组到下圆墩遗址公园参观,发现一处三角形的景观墙(如图),记作.同学们测得,,.求的长度(精确到).
答案(参考数据:,,,,,)
【变式5-2】(2026·江苏徐州·一模)小涵和小宇想测量公园山坡上一个信号杆的高度,在征得家长同意后,他们带着工具前往测量.测量示意图如图所示,他们在坡面上的点D处安装测角仪,测得信号杆顶端A的仰角为,与坡面的夹角β为,又测得点D与信号杆底端B之间的距离为.已知点A,B,C在同一条直线上,均与水平线垂直.求信号杆的高.(参考数据:,,)
【变式5-3】(2026·江苏无锡·一模)图1是江阴市兴国寺塔,它始建于北宋太平兴国年间.塔底外形是一个如图2所示的正八边形.某数学兴趣小组对兴国寺塔进行了一定的实地测量活动,具体过程如下:
【数据收集】通过实地测量,正八边形的边长.
【问题解决】
(1)求图2中塔底半径.
(2)如图3,在延长线上确定一点B,使A、B两点的距离为,在B处竖一根的竹竿,从杆顶P测得塔顶E的仰角为,求出兴国寺塔的高度.
(结果取整数.参考数据:,,)
1. (2025·江苏南京·二模)下列长度的两条线段与长度为12的线段首尾依次相连能组成直角形三角形的是( )
A.6,9 B.9,15 C.10,16 D.15,18
2.
(2026·江苏南通·一模)如图,菱形的两条对角线相交于,若,,则菱形的周长是( ).
A. B. C. D.
3.
(2026·江苏南通·一模)如图,在网格正方形中,每个小正方形的边长为,顶点为格点,若的顶点均是格点,则的值是( )
A. B. C. D.
4.
(2025·江苏南京·一模)如图,在四边形中,,,以D为圆心,为半径的弧恰好与相切,切点为E,若,则的值是( )
A. B. C. D.
5.
(2026·江苏连云港·一模)如图,中,,点在的延长线上,点在边上,分别是的中点.若,则的长是( )
A. B. C. D.
6.
(2026·江苏连云港·一模)如图,在平面直角坐标系中,菱形的边在轴正半轴上,为边上一点,连接.将菱形沿折叠,点落在点处,于点.若点的坐标为,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
7.
(2026·江苏泰州·一模)某河堤横断面如图所示,堤高,迎水坡的坡比是,则的长为________m.
8.
(2025·江苏扬州·三模)如图所示,实数可以用数轴上的点来表示,点A表示的数为,点B表示的数为b,则____.
9.
(2025·江苏南通·中考真题)如图,网格图中每个小正方形的面积都为.经过网格点的一条直线,把网格图分成了两个部分,其中的面积为,则的值为____________________.
10.
(2026·江苏宿迁·一模)如图,在正方形中,,E是中点,连接,将沿翻折得到,连接、,则______.
11.
(2025·江苏扬州·中考真题)如图1,棱长为的密封透明正方体容器水平放置在桌面上,其中水面高度.将此正方体放在坡角为的斜坡上,此时水面恰好与点齐平,其主视图如图2所示,则______.
12.
(2025·江苏镇江·中考真题)小方根据我国古代数学著作《九章算术》中的一道“折竹”问题改编了一个情境:如图,一根竹子原来高1丈(1丈尺),折断后顶端触到墙上距地面9尺的点处,墙脚离竹根处3尺远.请你解答:折断处离地面多高?
13. (2026·江苏苏州·一模)缅怀革命先烈,传承红色基因.清明节期间,某数学兴趣小组前往苏州烈士陵园开展实践活动,对纪念碑的高度进行测量,相关测量数据记录如下:
活动主题
测量纪念碑的高度
实物图和测量示意图
测量步骤
如图,某同学在点处用测角仪测得纪念碑的最高点的仰角,另一名同学在他的正后方的点处用相同的测角仪测得点的仰角(测角仪的高度为,且图中所有的点都在同一平面内,,,垂足分别为.
测量数据
在点处测得点的仰角为,在点处测得点的仰角为.
参考数据
…
…
根据以上信息,求该纪念碑的高度(结果精确到).
14. (2026·江苏泰州·一模)拉筋板是一种常见的健身器材,通过站立于倾斜的踏板上,利用自身重力拉伸小腿后侧肌群,达到放松肌肉、改善柔韧性的效果.
图1是放置在水平地面上的拉筋板实物图,图2是其侧面示意图,由踏板,底座及支撑架组成,,支撑架可绕点A旋转,当D点卡在底座上的不同档位(为锐角)时,踏板可绕点B旋转以调节倾斜角度.当点D调至时,.
(1)求的长;
(2)该拉筋板的使用说明书提示:当踏板与水平地面的夹角超过时,人体重心偏高,易发生受伤风险.小明在进行拉伸时为避免受伤,对D点位置进行了调整(如图3),请求出的最小值.(结果保留根号)(参考数据:,,)
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