内容正文:
第二十九章
三角初步
29.2.1 解直角三角形
课标要点
1. 理解解直角三角形的含义:在直角三角形中,由已知元素求出所有未知元素的过程。
2. 掌握直角三角形中边角关系:两锐角互余、勾股定理、锐角的正弦、余弦、正切。
3. 能根据已知条件,选择合适的三角比,解直角三角形;会用计算器求锐角三角比、由三角比反求锐角。
学习重难点
重点:
合理选择三角比,根据已知边、未知边,选合适三角函数解直角三角形。
难点:
作辅助线,将任意图形转化为解直角三角形。
知识点 解直角三角形
1. 定义
在直角三角形中,根据已知元素求出所有未知元素的过程,称为解直角 三角形.
2. 直角三角形中的边角关系
类型
关系式
三边关系
两锐角关系
边角关系
,,
3. 常见题型及其解题步骤
对于直角三角形而言,除了已知其中一个直角以外,其三条边和两个锐角这五个元素中“知2求3”,其中至少已知一条边。
(1)已知一边、一角(SAS)
(2)已知两条边(SS)
已知条件
解题步骤
已知一边一角
A,a
B=90°-A,b=,c=
A,c
B=90°-A,,
已知两边
a,b
c=,由tanA=求A,B=90°-A
a,c
b=,由sinA=求A,B=90°-A
随学随练
1. 在中,分别为的对边,根据下面的条件解这个三角形:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了解直角三角形,解题的关键是熟练掌握边角之间的转化.
(1)先求正切值,即可求解度数,再由勾股定理求解斜边,以及直角三角形锐角互余求解即可;
(2)先根据直角三角形锐角互余求解,然后正切求解,再由勾股定理求解.
【详解】(1)解:如图,∵,,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:如图,∵,,
∴,,
∴,
∴.
知识点 解非直角三角形
1. 解等腰三角形
作高,将等腰三角形转化为直角三角形。
2. 解任意三角形
三角形中,边角共有6个元素,知道其中三个可求出其他未知元素。
3. 常见题型:
(1)已知三条边(SSS)
(2)已知边角边(SAS)
(3)已知角角边(AAS)或角边角(ASA)
4. “3、4、5”的三角形
如图,∆ABC中,AC=3,BC=4,AB=5,AD平分∠CAB
则sinB=,∠B37°;sin∠CAB=,∠CAB53°;tan∠CAD=,∠CAD26.6°
随学随练
2. 等腰三角形ABC的腰长AB=AC=5,底边BC=6,求.
【答案】
【分析】作BC边的高AD,根据等腰三角形的性质求出DC,再由已知条件和三角函数的定义求出.
【详解】解:如图,作AD⊥BC于D,
∵AB=AC,
∴DC=BC=6=3,
在RtACD中,DC=3,AC=5,
∴.
【点睛】本题考查解直角三角形以及等腰三角形的性质,只要理解直角三角形中边角之间的关系即可求解.
题型 已知一边一角解直角三角形
▌例1如图,在中,,,,则的度数为______.
【答案】/60度
【分析】求出的正弦值,即可求解度数.
【详解】解:∵在中,,,,
∴,
∴.
▌对点练1. 解直角三角形:已知:,,,求a
【答案】
【分析】本题考查的是解直角三角形,根据在直角三角形中,,代入计算求出a即可.
【详解】解:在中,,如下图,
,
,,
,
.
▌对点练2 在中,,和的对边分别为a,c,已知和直角边a,求斜边c,则下列计算正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查直角三角形中锐角的正弦定义,利用正弦定义变形即可求出斜边c的表达式.
【详解】解:根据正弦的定义可得,,
∴将上式变形得,,
故选:B.
▌对点练3. 在中,,则的长为( )
A.7 B.7 C. D.7
【答案】A
【分析】本题考查直角三角形中锐角余弦的定义,根据余弦定义推导的表达式即可得出答案.
【详解】∵在中,,
∴根据余弦的定义,,
又∵,
∴.
故选:A.
题型 已知两边解直角三角形
▌例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:,
.
▌对点练1. 如图,在中,,于点,,,则的值______.
【答案】
【分析】由角度等量代换可得,即可得出结果.
【详解】解:∵,,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴.
▌对点练2. 如图,在中,.若,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了解直角三角形,在直角三角形中,锐角的对边与斜边的比即为锐角的正弦,由此即可计算.
【详解】解:∵,,,
∴,
∴,
故选:A.
▌对点练3. 在中,.
(1)若,,求a,b的值;
(2)若,,求,和c的值.
【答案】(1)
,
(2)
,,
【分析】(1)先根据求出a,再根据勾股定理求出;
(2)先根据勾股定理求出,再根据求出,进而得出答案.
【详解】(1)解:在中,,
∴,
即,
解得.
根据勾股定理,得,
即,
解得;
(2)解:根据勾股定理,得,
即,
解得.
在中,,
∴,
则,
∴.
题型 解等腰三角形
▌例1 如图,△ABC中,AB=AC=6,BC=4,求sinB的值.
【答案】.
【详解】试题分析:求三角函数的值,一般需要在直角三角形里才能求,所以需要先做BC边的垂线,构造Rt△ADB,由勾股定理求出AD边,即可求sinB.
过A作AD⊥BC于D,
∵AB=AC,
∴BD=2.在Rt△ADB中,由勾股定理,知AD=,
∴sinB=.
▌对点练1. 已知等腰三角形中,,.求的值.
【答案】
【分析】本题主要考查了等腰三角形的性质,勾股定理,锐角三角函数,熟练掌握三角函数的定义是解题关键.
过点作于点,通过等腰三角形的性质“三线合一”求出,根据勾股定理求得,根据即可求解.
【详解】解:如图,过点作于点,
∵,,
∴,
又∵,
∴在中,,
∴.
▌对点练2. 我们把底角为51°的等腰三角形称为最稳定三角形. 如图,已知△ABC是最稳定三角形,AB=AC,BC=232.8m.求BC边上的高AD的长.(sin51°≈0.8,cos51°≈0.6,tan51°≈1.2,精确到1m)
【答案】高AD的长是140米.
【分析】根据最稳定三角形得出∠B=∠C=51°,且AB=AC,再利用三线合一得出BD,最后利用三角函数求出AD.
【详解】解:∵ △ABC是最稳定三角形,
∴∠B=∠C=51°,且AB=AC,
∵ ADBC,
∴BD=BC=116.4m,
∴ AD= 116.4×tan51°=139.68 ≈140m,
∴BC边上的高AD的长是140米.
▌对点练3. 人字梯为家庭常用工具.如图,梯子两侧长都为,,人字梯顶端离地面的高度是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】过人字梯顶端作底边的垂线构造直角三角形,结合已知斜边长和底角,利用正弦三角函数的定义计算得到顶端离地面的高度.
【详解】解:过人字梯顶端作于点,
则就是离地面的高度,是直角三角形,
∵,,
∴根据锐角三角函数的定义:在直角三角形中,
∴.
题型 解任意三角形
▌例1 如图,是的高.若,,则边的长为( )
A. B.10 C. D.12
【答案】B
【分析】先利用已知条件求出的长度,再根据的值求出高的长度,最后在中用勾股定理计算的长.
【详解】解:是的高,
.
,
.
,
.
在中,
,,
.
▌对点练1. 如图,在△ABC中,,,,求的长.
【答案】
【分析】过作于,则,在中,由,,求得,,根据三角形的内角和得到,在中,根据,再根据即可得到结论.
【详解】解:如图,过作于,
∴,
∵在中,,,
∴,
,
又∵在△ABC中,,,
∴,
在中,,
∴,
∴的长为.
▌对点练2. 若菱形的周长为,且有一个内角为,则该菱形的高为______.
【答案】
【分析】作的菱形,作于点,在中,使用三角函数计算出高的长即可.
【详解】解:如图,在菱形中,,作于点,
∵四边形是菱形,
∴,
∵菱形的周长为,
∴,
在中,,
∴菱形的高为.
▌对点练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,
∴,
∴=.
题型 用方程思想解三角形
▌例1 如图,在中,已知,,,求的长.
【答案】
【分析】过点作,垂足为点,设,在中,得出,在中,得出,根据,列出方程求解得出,在中,根据即可求解.
【详解】解:如图,过点作,垂足为点,
设,在中, ,
在中,,
,
,
,
.
解得:,即,
在中,∵,
∴
▌对点练1. 如图,在△ABC中,∠ACB=45°,cotB=,BC=10.
(1)求AB的长;
(2)如果CD为边AB上的中线,求∠DCB的正切值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)过点A作AE⊥BC,构造两个直角三角形,分别用特殊角和三角函数求解.
(2)过D作DF⊥BC,分别在两个直角三角形中求解.
【详解】解:(1)过A作AE⊥BC于E,作DF⊥BC于F,
∵∠BCA=45°,
在Rt△AEC中,AE=EC,
∵cotB=,
在Rt△BEA中,=,
设BE=3x,AE=2x,
∴BC=BE+EC=BE+AE=10,
∴x=2,
∴BE=6,EA=EC=4,
由勾股定理得:AB2+BE2=AE2.
即AB2=36+16=52.
∴AB=.
(2)由(1)知AB=2,
又∵D为AB的中点,
∴BD=AD=,
∵DF⊥BC,AE⊥BC,
∴
∵BD=AD,
∴BF=FE=BE=3.
∴DF=AE=2,
∴FC=FE+EC=3+4=7
∴tan∠DCB=.
▌对点练2. 如图,海岛A四周30海里范围内是暗礁区,一艘货轮由东向西航行,在B处见岛A在北偏西60º,航行20海里后到C处,见岛A在北偏西45º,货轮继续向西航行,有无触礁危险?
解:如图,过点A作AD⊥CB于点D.
在Rt△ACD中,∠ACD=45°,则Rt△ACD是等腰直角三角形,则AD=CD.
在Rt△ABD中,∠ABD=90°−60°=30°
∴BD=•AD
∵BC=BD−CD
∴20=AD−AD
∴AD==<30海里.
故该船继续航行(沿原方向)有触礁的危险.
▌对点练3. (1)【知识再现】我们知道,直角三角形中有个元素−−三个角,三条边,由已知元素求出所有未知元素的过程叫解直角三角形,下列三个条件中,不能解直角三角形的是________.
①已知两条边;②已知一条边和一个锐角;③已知两个角.
(2)【联系拓展】扩展开去,任意三角形中有个元素−−三个角,三条边,由已知元素求出所有未知元素的过程叫解三角形.三角函数是三角形边角关系的纽带,也可以作为解三角形的常用工具.如图1,已知中,,,,解这个三角形;
(3)【延伸应用】如图2,中,,,,在解这个三角形时,若未知元素都有两解的的取值范围是________.
【答案】(1)③;(2),,;(3)
【分析】本题考查了解直角三角形,等腰直角三角形的性质,含角的直角三角形的性质,解题的关键是掌握相关知识.
(1)根据解直角三角形的定义可得结论;
(2)过点作于点,由中,,,可得,,,设,则,,根据列方程求出,即可求解;
(3)过点作,交的延长线于点,由,,可得,当或时,有唯一解,当,即时,有两个解,可得结论.
【详解】解:(1)不能解直角三角形的是已知两个角,
故答案为:③;
(2)如图1,过点作于点,
中,,,
,,,
设,则,,
在中,,即,
解得:,
,,
,
,,;
(3)过点作,交的延长线于点,
,,
,
,
当或时,有唯一解,
当,即时,有两个解,
故答案为:.
基础通关
1.在中,,,,则AC的长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了解直角三角形.根据正弦函数的定义即可求解.
【详解】解:在中,,,,
∴,
故选:D.
2.如图,在中,,,, 于,设,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了锐角三角函数等知识点,属于基础题型,在图形中找到的等角是解题的关键.先利用同角的余角相等,证出,再求出的正弦值,即可得出答案.
【详解】解:,
.
.
,
.
.
.
.
故选:.
3.如图,在中,,垂足为D,E为边的中点,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意得出BC=2,由勾股定理逆定理确定∆ABC为直角三角形,∠ACB=90°,结合图形得出∠ACD=∠B,利用等面积法求出,再由正弦值即可确定角的度数.
【详解】解:∵CD⊥AB,
∴∠ADC=∠CDB=90°,
∵E为BC的中点,
∴DE=BE=EC=,
∴BC=2,
∵,
∴∆ABC为直角三角形,∠ACB=90°,
∴∠ACD+∠DCB=90°,
∵∠B+∠DCB=90°,
∴∠ACD=∠B,
∵,
∴,
∴,
∴∠ACD=∠B=30°,
故选:B.
【点睛】题目主要考查直角三角形的性质,勾股定理逆定理,求出三角形正弦值确定角度等,理解题意,综合运用这些知识点是解题关键.
4.如图,在△中,,,.则边的长为___________.
【答案】
【分析】过A作AD⊥BC于D点,根据,可求得CD,在Rt△ACD中由勾股定理可求得AD,再利用Rt△ADB中,可知AB=2AD,即可解题
【详解】过A作AD⊥BC于D点,
∵,AC=2
∴CD=
在Rt△ACD中由勾股定理得:AD=
又∵∠B=30°
∴AB=2AD=.
【点睛】本题考查了锐角三角函数,勾股定理求线段长度,30°所对的直角边是斜边的一半,灵活联合运用即可解题.
5.在Rt△ABC中,∠C=90°,若c=6,a=6,则b=___,∠B=_____,∠A=____.
【答案】 6 45° 45°
【详解】试题解析:在中,,若
故答案为
6.如图,已知与是两个全等的直角三角形,量得它们的斜边长为,较小锐角为,将这两个三角形摆成如图(1)所示的形状,使点、、、在同一条直线上,且点与点重合,将图(1)中的绕点顺时针方向旋转到图(2)的位置,点在边上,交于点,则线段的长为______.(保留根号)
【答案】
【分析】根据直角三角形两锐角互余求出∠B=∠DEF=60°,再根据旋转的性质可得BC=CE,然后判断出△BCE是等边三角形,根据等边三角形的性质可得∠BCE=60°,然后求出∠EFG=30°,再求出∠EGF=90°,根据直角三角形30°角所对的直角边等于斜边的一半求出EF,EG,然后利用勾股定理列式计算即可得FG的长.
【详解】解:∵△ACB与△DFE全等,较小锐角为30°,
∴∠B=∠DEF=90°-30°=60°,
由旋转的性质得,BC=CE,
∴△BCE是等边三角形,
∴∠BCE=60°,
∴∠EFG=90°-60°=30°,
∴∠EGF=180°-30°-60°=90°,
∵斜边长为10cm,
∴EF=DE=×10=5cm,
EG=EF=×5=cm,
在Rt△EFG中,FG===.
故答案为:.
7.如图,在△ABC中,∠B=30°,tanC=,AD⊥BC于点D.若AB=8,求BC的长.
【答案】
【分析】根据直角三角形中30°角所对的直角边是斜边的一半可以求得AD的长,然后即可求得BD的长,再根据AD的长和tanC=,可以求得CD的长,从而可以求得BC的长,本题得以解决.
【详解】解:∵AD⊥BC,
∴∠ADB=∠ADC=90°.
∵在Rt△ADB中,∠B=30°,AB=8,
∴AD=4,BD=,
∵在Rt△ADC中,tanC=,AD=4,
∴CD=,
∴CD=3.
∴BC=BD+CD=.
【点睛】本题考查解直角三角形、勾股定理、含30°角的直角三角形,解题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答.
8.计算:
(1)求的值.
(2)在中,,,,解这个直角三角形.
【答案】(1)
(2) , ,
【分析】(1)根据特殊的三角函数值即可求解;
(2)根据直角三角形的勾股定理即可求解.
【详解】(1)解:原式
,
故答案是:.
(2)解:如图所示,中,,,,
∴ ,
根据直角三角形三边关系, , ,
∴ , ,
故答案是: , ,.
【点睛】本题主要考查解直角三角形,以及特殊角的三角函数值,理解和掌握解直角三角形和特殊角的三角函数值是解题的关键.
9.在中,,a,b,c分别为的对边,,,解这个直角三角形.
【答案】,.
【分析】本题考查解直角三角形,利用互余关系求,特殊角的三角函数值求出的值.
【详解】解:在中,,,,
∴,.
10.如图,中,,.
(1)求的长.
(2)是边上的高,请你补全图形,并求的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)过点作于点,根据三线合一得出,在中,勾股定理求得,进而即可求解;
(2)过点,作交的延长线于点,根据,以及正弦的定义,结合(1)的结论,即可求解.
【详解】(1)解:如图,过点作于点,
∵
∴,
∵
∴,
∴
在中,,
∴
(2)解:如图,过点,作交的延长线于点
∵
∴
∵
∴
∵,
∴
【点睛】本题考查了三线合一的性质,解直角三角形,掌握直角三角形中的边角关系是解题的关键.
素养提升
1.如图,在Rt△ABC中,直角边BC的长为m,∠A=40°,则斜边AB的长是( )
A.msin40° B.mcos40° C. D.
【答案】C
【分析】利用三角函数的定义即可求解.
【详解】解:∵sinA=,
∴AB=,
故选:C.
【点睛】本题考查了三角函数,正确理解三角函数的定义是关键.
2.如图,在中,CD为斜边AB上的高,已知AD=8,BD=4,那么
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意易证∠A=∠BCD,则tanA=,求出CD的长,然后求出tanA即可.
【详解】由题意可知,∠A+∠B=90°,
∠BCD+∠B=90°,
∴∠A=∠BCD,
∴tanA=,
∴CD2=AD·BD=8×4=32,即CD=4,
则tanA===.
故选A.
【点睛】本题主要考查解直角三角形,解此题的关键在于利用公共角∠B得到∠A与∠BCD的关系,再通过正切函数求解即可.
3.已知正六边形ABCDEF的边心距为 cm,则正六边形的半径为( )cm.
A.2 B.2 C. D.4
【答案】B
【分析】根据题意画出图形,连接OA、OB,过O作OD⊥AB,再根据正六边形的性质及锐角三角函数的定义求解即可.
【详解】解:如图所示,
连接OA、OB,过O作OD⊥AB,
∵多边形ABCDEF是正六边形,
∴∠AOB=60°,
∵OA=OB,
∴△OAB是等边三角形,
∴∠OAD=60°,
∴OD=OA•sin∠OAB=AO=,
解得:AO=2.
故选B.
【点睛】本题考查的是正六边形的性质,等边三角形的判定与性质,解直角三角形,根据题意画出图形,利用数形结合求解是解答此题的关键.
4.如图,在四边形ABCD中,∠DAB=∠B=60°,AD⊥CD,AC平分∠DAB,E为AB边的中点,连接DE交AC于F.若CD=1,则线段AF的长度为( )
A. B. C.1 D.
【答案】D
【分析】延长AD、BC交于点G,将图形补充成等边三角形,利用△ACD和△ABC都是含30°角的直角三角形得出AC,AD,AB的长度,再利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得出EC的长度,用等边三角形的性质推导ECAD,继而得出△EFC∽△DFA,,最后结合CF=AC-AF利用这个比例式得到关于AF的方程,解出即可.
【详解】∵∠DAB=∠B=60°,AC平分∠DAB,
∴∠DAC=∠CAB=30°,
∵AD⊥CD,CD=1,
∴AD=,AC=2,
延长AD、BC交于点G,如图,
∵∠DAB=∠B=60°,
∴∠G=60°,
∴△ABG为等边三角形,
∵AC平分∠DAB,
∴C为GB的中点,且AC⊥GB,
∴AB=,
连接EC,
∵E为AB边的中点,AC⊥GB
∴EC=AB=,
∵C为GB的中点,
∴ECAD,
∴△EFC∽△DFA,
∴,即
∴
∴AF=.
故选:D.
二、填空题
5.Rt△ABC中,∠C=90°,b=6,若∠A的平分线长为4,则a=_____,∠A= ______
【答案】 60°
【详解】解:根据题意作出图形,
可知
在Rt△ACD中,
∴∠CAD=30°,
∵AD为∠A的角平分线,
∴∠A=2∠CAD=2×30°=60°,
则
即a=.
故答案为:
6.如图,在中,,,,则的长为______.
【答案】
【分析】本题考查了解直角三角形.过A作于H,利用正弦函数的定义求得,再利用正弦函数的定义求得,据此求解即可.
【详解】解:过A作于H,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
故答案为:.
7.在△ABC中,∠A:∠B:∠C=1:2:3,则a:b:c=_______.
【答案】1::2
【分析】首先根据∠A、∠B、∠C的度数之比确定△ABC是一个内角为30°的直角三角形,然后根据该特殊直角三角形的三边关系求出其三边之比.
【详解】设∠A、∠B、∠C的度数分别为x、2x、3x,则x+2x+3x=180°,解得x=30°
∴2x=60°,3x=90°
∴∠A、∠B、∠C的度数分别为30°、60°、90°.
∴△ABC是直角三角形
又∵∠A=30°
∴c=2a
b=
∴a:b:c=1::2.
【点睛】本题考查了勾股定理,三角形内角和定理,解题的关键是由度数比确定一个内角为30°的直角三角形辅助解题.
8.如图,在菱形中, ,M,N分别在边上,将四边形沿翻折,使的对应线段经过顶点D,当时,的值为 _____.
【答案】
【分析】延长交于点H,利用折叠性质得出,从而判断,再设出,分别表示出各个线段的长度即可求解.
【详解】解:如图,延长交于点H,
∵,
∴,
∵四边形为菱形,
∴,
∴,
∵四边形沿翻折,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
设,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题考查菱形的性质,翻折变换,解直角三角形,解题的关键是正确作出辅助线,得出.
9.课本再现
(1)在中,,求的长;
拓展延伸
(2)在中,为锐角,,求的面积.
【答案】(1)4;(2)
【分析】本题主要考查了解直角三角形,解题的关键是熟练掌握三角形函数的定义.
(1)先解直角三角形求出,然后再根据勾股定理求出即可;
(2)过点B作于点D,解直角三角形求出,根据勾股定理求出,最后求出三角形的面积即可.
【详解】解:(1)∵在中,,
∴,
即,
解得:,
∴.
(2)过点B作于点D,如图所示:
则,
∵,
∴,
∴,
∴.
10.如图,在中,,D是边上一点,,设.
(1)求的值;
(2)若,求的长.
【答案】(1),,
(2)的长为3
【分析】本题考查了解直角三角形,勾股定理,熟练掌握三角函数的定义是解题关键,
(1)利用勾股定理求出的长,然后由三角函数的定义进行解题;
(2)由(1)中正弦三角函数值可以求得斜边的长度,然后根据勾股定理求出的长度,则.
【详解】(1)解:在中,
,
,
,,;
(2),,
在中,,
,
,
,
.
迁移创新
1. (2026·上海·中考真题)如图,在等边中,点是边的中点,连接,将绕点旋转(),得到,边交于点,当时,的值为________.
【答案】/
【分析】根据等边三角形的性质得出,,结合求出,利用旋转的性质得到,,判定为等边三角形,从而得出,最后在中求出与的数量关系即可求解.
【详解】解:是等边三角形,是的中点,
,,,
,
在(设交于点)中,
由旋转的性质可知,
,,
在中,,,
是等边三角形
,
在中,,
,
.
2.(河北·中考真题)如图1和图2,平面上,四边形中,,点在边上,且.将线段绕点顺时针旋转到的平分线所在直线交折线于点,设点在该折线上运动的路径长为,连接.
(1)若点在上,求证:;
(2)如图2.连接.
①求的度数,并直接写出当时,的值;
②若点到的距离为,求的值;
【答案】(1)
证明:∵将线段绕点顺时针旋转到,
∴
∵的平分线所在直线交折线于点,
∴
又∵
∴
∴;
(2)①,;②或
【分析】(1)根据旋转的性质和角平分线的概念得到,,然后证明出,即可得到;
(2)①首先根据勾股定理得到,然后利用勾股定理的逆定理即可求出;首先画出图形,然后证明出,利用相似三角形的性质求出,,然后证明出,利用相似三角形的性质得到,进而求解即可;
②当点在上时,,,分别求得,根据正切的定义即可求解;②当在上时,则,过点作交的延长线于点,延长交的延长线于点,证明,得出,,进而求得,证明,即可求解;
【详解】(1)略
(2)①∵,,
∴
∵,
∴,
∴
∴;
如图所示,当时,
∵平分
∴
∴
∴
∴
∵,
∴
∴,
∴
∵,
∴
∴,即
∴解得
∴.
②如图所示,当点在上时,,
∵,
∴,,
∴,
∴
∴;
如图所示,当在上时,则,过点作交的延长线于点,延长交的延长线于点,
∵,
∴,
∴
∴
即
∴,,
∴
∵
∴,
∴,
∴
∴
解得:
∴,
综上所述,的值为或;
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第二十九章
三角初步
29.2.1 解直角三角形
课标要点
1. 理解解直角三角形的含义:在直角三角形中,由已知元素求出所有未知元素的过程。
2. 掌握直角三角形中边角关系:两锐角互余、勾股定理、锐角的正弦、余弦、正切。
3. 能根据已知条件,选择合适的三角比,解直角三角形;会用计算器求锐角三角比、由三角比反求锐角。
学习重难点
重点:
合理选择三角比,根据已知边、未知边,选合适三角函数解直角三角形。
难点:
作辅助线,将任意图形转化为解直角三角形。
知识点 解直角三角形
1. 定义
在直角三角形中,根据已知元素求出所有未知元素的过程,称为解直角 三角形.
2. 直角三角形中的边角关系
类型
关系式
三边关系
两锐角关系
边角关系
,,
3. 常见题型及其解题步骤
对于直角三角形而言,除了已知其中一个直角以外,其三条边和两个锐角这五个元素中“知2求3”,其中至少已知一条边。
(1)已知一边、一角(SAS)
(2)已知两条边(SS)
已知条件
解题步骤
已知一边一角
A,a
B=90°-A,b=,c=
A,c
B=90°-A,,
已知两边
a,b
c=,由tanA=求A,B=90°-A
a,c
b=,由sinA=求A,B=90°-A
随学随练
1. 在中,分别为的对边,根据下面的条件解这个三角形:
(1);
(2).
知识点 解非直角三角形
1. 解等腰三角形
作高,将等腰三角形转化为直角三角形。
2. 解任意三角形
三角形中,边角共有6个元素,知道其中三个可求出其他未知元素。
3. 常见题型:
(1)已知三条边(SSS)
(2)已知边角边(SAS)
(3)已知角角边(AAS)或角边角(ASA)
4. “3、4、5”的三角形
如图,∆ABC中,AC=3,BC=4,AB=5,AD平分∠CAB
则sinB=,∠B37°;sin∠CAB=,∠CAB53°;tan∠CAD=,∠CAD26.6°
随学随练
2. 等腰三角形ABC的腰长AB=AC=5,底边BC=6,求.
题型 已知一边一角解直角三角形
▌例1如图,在中,,,,则的度数为______.
▌对点练1. 解直角三角形:已知:,,,求a
▌对点练2 在中,,和的对边分别为a,c,已知和直角边a,求斜边c,则下列计算正确的是( )
A. B. C. D.
▌对点练3. 在中,,则的长为( )
A.7 B.7 C. D.7
题型 已知两边解直角三角形
▌例1 在中,,,,则的值为( )
A. B. C. D.
▌对点练1. 如图,在中,,于点,,,则的值______.
▌对点练2. 如图,在中,.若,,则的值为( )
A. B. C. D.
▌对点练3. 在中,.
(1)若,,求a,b的值;
(2)若,,求,和c的值.
题型 解等腰三角形
▌例1 如图,△ABC中,AB=AC=6,BC=4,求sinB的值.
▌对点练1. 已知等腰三角形中,,.求的值.
▌对点练2. 我们把底角为51°的等腰三角形称为最稳定三角形. 如图,已知△ABC是最稳定三角形,AB=AC,BC=232.8m.求BC边上的高AD的长.(sin51°≈0.8,cos51°≈0.6,tan51°≈1.2,精确到1m)
▌对点练3. 人字梯为家庭常用工具.如图,梯子两侧长都为,,人字梯顶端离地面的高度是( )
A. B.
C. D.
题型 解任意三角形
▌例1 如图,是的高.若,,则边的长为( )
A. B.10 C. D.12
▌对点练1. 如图,在△ABC中,,,,求的长.
▌对点练2. 若菱形的周长为,且有一个内角为,则该菱形的高为______.
▌对点练3. 如图,△ABC中,AB=12,BC=15,∠ABC=60°.求tanC的值.
题型 用方程思想解三角形
▌例1 如图,在中,已知,,,求的长.
▌对点练1. 如图,在△ABC中,∠ACB=45°,cotB=,BC=10.
(1)求AB的长;
(2)如果CD为边AB上的中线,求∠DCB的正切值.
▌对点练2. 如图,海岛A四周30海里范围内是暗礁区,一艘货轮由东向西航行,在B处见岛A在北偏西60º,航行20海里后到C处,见岛A在北偏西45º,货轮继续向西航行,有无触礁危险?
▌对点练3. (1)【知识再现】我们知道,直角三角形中有个元素−−三个角,三条边,由已知元素求出所有未知元素的过程叫解直角三角形,下列三个条件中,不能解直角三角形的是________.
①已知两条边;②已知一条边和一个锐角;③已知两个角.
(2)【联系拓展】扩展开去,任意三角形中有个元素−−三个角,三条边,由已知元素求出所有未知元素的过程叫解三角形.三角函数是三角形边角关系的纽带,也可以作为解三角形的常用工具.如图1,已知中,,,,解这个三角形;
(3)【延伸应用】如图2,中,,,,在解这个三角形时,若未知元素都有两解的的取值范围是________.
基础通关
1.在中,,,,则AC的长为( )
A. B. C. D.
2.如图,在中,,,, 于,设,则的值为( )
A. B. C. D.
3.如图,在中,,垂足为D,E为边的中点,,则( )
A. B. C. D.
4.如图,在△中,,,.则边的长为___________.
5.在Rt△ABC中,∠C=90°,若c=6,a=6,则b=___,∠B=_____,∠A=____.
6.如图,已知与是两个全等的直角三角形,量得它们的斜边长为,较小锐角为,将这两个三角形摆成如图(1)所示的形状,使点、、、在同一条直线上,且点与点重合,将图(1)中的绕点顺时针方向旋转到图(2)的位置,点在边上,交于点,则线段的长为______.(保留根号)
7.如图,在△ABC中,∠B=30°,tanC=,AD⊥BC于点D.若AB=8,求BC的长.
8.计算:
(1)求的值.
(2)在中,,,,解这个直角三角形.
9.在中,,a,b,c分别为的对边,,,解这个直角三角形.
10.如图,中,,.
(1)求的长.
(2)是边上的高,请你补全图形,并求的长.
素养提升
1.如图,在Rt△ABC中,直角边BC的长为m,∠A=40°,则斜边AB的长是( )
A.msin40° B.mcos40° C. D.
2.如图,在中,CD为斜边AB上的高,已知AD=8,BD=4,那么
A. B. C. D.
3.已知正六边形ABCDEF的边心距为 cm,则正六边形的半径为( )cm.
A.2 B.2 C. D.4
4.如图,在四边形ABCD中,∠DAB=∠B=60°,AD⊥CD,AC平分∠DAB,E为AB边的中点,连接DE交AC于F.若CD=1,则线段AF的长度为( )
A. B. C.1 D.
二、填空题
5.Rt△ABC中,∠C=90°,b=6,若∠A的平分线长为4,则a=_____,∠A= ______
6.如图,在中,,,,则的长为______.
7.在△ABC中,∠A:∠B:∠C=1:2:3,则a:b:c=_______.
8.如图,在菱形中, ,M,N分别在边上,将四边形沿翻折,使的对应线段经过顶点D,当时,的值为 _____.
9.课本再现
(1)在中,,求的长;
拓展延伸
(2)在中,为锐角,,求的面积.
10.如图,在中,,D是边上一点,,设.
(1)求的值;
(2)若,求的长.
迁移创新
1. (2026·上海·中考真题)如图,在等边中,点是边的中点,连接,将绕点旋转(),得到,边交于点,当时,的值为________.
2.(河北·中考真题)如图1和图2,平面上,四边形中,,点在边上,且.将线段绕点顺时针旋转到的平分线所在直线交折线于点,设点在该折线上运动的路径长为,连接.
(1)若点在上,求证:;
(2)如图2.连接.
①求的度数,并直接写出当时,的值;
②若点到的距离为,求的值;
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