内容正文:
专题07解直角三角形期中复习讲义
1.理解解直角三角形的含义,知道直角三角形中边角共五个元素(三条边、两个锐角),在已知除直角外两个独立条件(至少一条边)时,可以求出其余未知元素。
2.掌握解直角三角形的依据:勾股定理、两锐角互余、锐角三角函数,能根据已知条件灵活选用正弦、余弦、正切进行计算。
3.能够识别仰角、俯角、坡度、坡角等实际问题中的概念,读懂实际情境,画出直角三角形示意图,把实际问题转化为解直角三角形数学模型。
4.对于非直角图形问题,学会通过作高、垂线构造直角三角形,掌握 “双直角三角形” 模型的分析与计算方法。
5.会结合相似、特殊角三角函数等知识,进行边角综合计算,规范书写解题步骤。
能够根据题意选择简便算法,尽量使用原始数据计算,减少近似计算带来的误差,会按要求取近似值。
6.理清常见易错点:区分坡度(坡比)和坡角;构造直角三角形时找准对应边角;分清仰角、俯角是视线与水平线的夹角;多模型问题注意图形分类讨论,避免漏解。
题型
考察方向
难度
题型一
解直角三角形的相关计算
★★★
题型二
解非直角三角形
★★★★
题型三
构造直角三角形求不规则图形的边长或面积
★★★★
题型四
仰角俯角问题
★★★★
题型五
方位角问题
★★★★
题型六
坡度坡比问题
★★★★
题型七
其他问题
★★★★
拔高题
7题
星级说明:★基础;★★中档;★★★提升;★★★★难题★★★★★压轴
知识点 01 解直角三角形基础概念
1. Rt△的五个元素
在Rt△ ABC,∠ C=90: 三边:斜边c,直角边a(∠ A对边)\)、b(∠A邻边); 两锐角:∠ A、∠B。
2. 定义
由直角三角形中已知 2 个元素(至少含一条边),求出其余全部未知元素的过程,叫做解直角三角形。
3. 可解 / 不可解判定表
已知条件
能否解直角三角形
理由
两边(两直角边 / 斜边 + 直角边)
可以
有边长,结合勾股、三角比求角
一边一锐角
可以
边长 + 角度,直接用边角关系
仅两个锐角
不可以
无长度,只能确定形状,无法求边长
知识点 02 直角三角形三大等量关系(解题全部依据)
(1)三边关系(勾股定理)
a2+b2=c2 适用:已知两边求第三边。
(2)锐角关系(互余)
∠A+∠B=90 适用:已知一个锐角,直接求另一个锐角。
(3)边角关系(三角函数,核心计算工具)
三角比
公式
适用场景
正弦
sinA= sinB=
已知斜边,求对边;已知斜边与对边求角
余弦
cosA= cosB=
已知斜边,求邻边;已知斜边与邻边求角
正切
tanA= tanb=
已知两条直角边,求锐角
知识点 03 特殊直角三角形快速结论(30°/45°)
三角形类型
三边比例
常用结论
含 30°直角三角形(∠A=30)
a:b:c=1:\:2
30° 对边 = 斜边一半
等腰直角三角形(∠A=∠B=45)
a:b:c=1:1:
两直角边相等
知识点 04 非标准图形:构造直角三角形
很多几何图形无现成直角,需要作高 / 作垂线分割出Rt△再求解:
1.普通三角形:过顶点向对边作高,分成两个直角三角形;
2.梯形:上下底作垂线,拆成矩形 + 两个直角三角形;
3.菱形、平行四边形:作高构造直角;
4.钝角三角形:向底边延长线作高,得到外部直角三角形。
解题核心:化斜为直,把不规则图形转化为可解的直角三角形。
知识点05.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
图形
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。
知识点 06 解直角三角形通用解题步骤
1.标图:在图形中标出已知边、已知角,标注字母a、b、c、∠ A、 ∠B;
2.判断:分清属于四类基础题型,确定先用勾股还是三角比;
3.计算:优先使用题目原始数据,减少中间近似误差;
4.求角:边长比值求三角函数,再反推角度;
5.检验: ① 直角边<斜边; ② 两锐角相加等于 90°; ③ 边长符合勾股定理。
知识点07: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。
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
知识点 08 高频易错点汇总
易错类型
错误示例
正确做法
边角对应错乱
求∠A误用当(sin A)
先锁定锐角,分清对边、邻边
计算顺序错误
先用近似角度再求边长,误差大
优先用原始边长计算,最后求角
忽略条件限制
只给两个锐角,强行求边长
牢记必须至少已知一条边
特殊角比值记混
30° 对边等于斜边
熟记30对边是斜边一半
图形不会转化
梯形、钝角三角形直接硬算
作垂线分割,构造直角三角形
题型一、解直角三角形的相关计算
1.如图,中,,,为,则长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据直角三角形中锐角三角函数的定义求解即可.
【详解】解:A、,解得,符合题意;
B、,解得,不符合题意;
C、,解得,不符合题意;
D、,解得,不符合题意.
2.已知在中,,,,点、分别在边、上(不与端点重合),,垂足为点.当时,的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】作垂线构造直角三角形,证,利用求出长度,在中算出.
【详解】解:如图,过点作,垂足为,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
在中,,
在中,,
∴,
∴,
在中,.
3.如图,点,在矩形内,.若,则的长为____________.
【答案】
【分析】延长,交于点,利用勾股定理求得,计算和,借助矩形内角为直角、全等三角形的角相等,证得,,利用和得出、长,进而得、,利用勾股定理即可求的长.
【详解】解:如图,延长,交于点,
∵
∴在中,,,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,
∴,,
∵,
∴,,,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴,,,
∴,,
∴.
题型二、解非直角三角形
4.在锐角中,是高,如果,,那么的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据三角函数的定义即可得出,,从而得出即可.
【详解】解:,
在中,,
在中,,
,,
,
,
,
故选:B.
【点睛】本题考查了三角函数的定义,掌握锐角三角函数的定义是解题的关键.
5.如图,在中,,则的长为___________.
【答案】/
【分析】本题主要考查了解直角三角形以及勾股定理,熟练掌握解直角三角形的方法是解答本题的关键.作于,设,根据题意可得,进而解直角得出,,即可求解.
【详解】解:如图所示,作于,
设,
,
,
,,
,
即,
解得:,
在中,,
即:,
,
,
故答案为:.
6.如图,在△ABC中,sinB=, tanC=2,AB=3,则AC的长为( )
A. B. C. D.2
【答案】B
【分析】过A点作AH⊥BC于H点,先由sin∠B及AB=3算出AH的长,再由tan∠C算出CH的长,最后在Rt△ACH中由勾股定理即可算出AC的长.
【详解】解:过A点作AH⊥BC于H点,如下图所示:
由,且可知,,
由,且可知,,
∴在中,由勾股定理有:.
故选:B.
【点睛】本题考查了解直角三角形及勾股定理等知识,如果图形中无直角三角形时,可以通过作垂线构造直角三角形进而求解.
题型三、构造直角三角形求不规则图形的边长或面积
7.如图1是一个小区入口的双翼闸机,它的双翼展开时,双翼边缘的端点A与B之间的距离为8cm(如图2),双翼的边缘AC=BD=60cm,且与闸机侧立面夹角∠PCA=∠BDQ=30°.当双翼收起时,可以通过闸机的物体的最大宽度为( )
A.608 B.608 C.64 D.68
【答案】D
【分析】过点A作AE⊥PC于点E,过点B作BF⊥QD于点F,在Rt△AEC中,AC=60cm,∠PCA=30°,可求AE,由对称性可知:BF=AE,通过闸机的物体最大宽度为2AE+AB即可.
【详解】过点A作AE⊥PC于点E,过点B作BF⊥QD于点F,
∵AC=60cm,∠PCA=30°,∴AEAC=30(cm),由对称性可知:BF=AE,
∴通过闸机的物体最大宽度为2AE+AB=60+8=68(cm).
故选择:D.
【点睛】本题考查闸机的最大宽度,关键抓住两翼可以三角形处理,利用30°三角形解决问题.
8.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.
9.如图,我市在建的鄂咸高速太和新城段路基的横断面为梯形ABCD,DC∥AB,斜坡AD长为8米,坡角α为30°,斜坡BC的坡角β为45°,则斜坡BC的长为( )
A.6米 B.米
C.4米 D.米
【答案】D
【分析】做辅助线DE⊥AB于点E,CF⊥AB于点F,构建出两对直角三角形,根据已知条件分别用三角函数解这两个三角形,即可的出本题答案.
【详解】解:分别作DE⊥AB于点E,CF⊥AB于点F,
∵DC∥AB,
∴,
在Rt△ADE中,
∵ AD = 8米,坡角α =30°,
DE = ADsinα = 8sin30° = 4米;
在Rt△ADE中,
坡BC的坡角β = 45°,
∴.
【点睛】本题主要考查了三角函数的实际应用,以及解直角三角形的知识.
题型四、仰角俯角问题
10.如图,飞机的飞行高度为,此时从飞机上看地面控制点A的俯角为,飞机到控制点的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据平行线的性质将俯角转化为直角三角形的内角,利用正弦函数的定义列式求解即可.
【详解】解:由题意可知,水平线与地面平行,
等于俯角,即,
在中,,,
,
,
.
11.如图,小明在楼顶点A处测得对面大楼楼顶点C处的仰角为,楼底点D处的俯角为.若两座楼与相距60米,则大楼的高度为_________米(结果保留根号).
【答案】
【分析】先在中,解直角三角形可得的长,再在中,解直角三角形即可得的长.
【详解】解:由题意得:,,,,,米,
∴,,,
∴,
在中,(米),
在中,(米).
12.如图,某地修建高速公路,要从地向地修一座隧道(,在同一水平面上),为了测量,两地之间的距离,某工程师乘坐热气球从地出发,垂直上升到达处,在处观察地的俯角为,则,两地之间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:由题可知,,
.
题型五、方位角问题
13.如图,在点处有一艘轮船,测得在其北偏西方向有一座灯塔,这时在处的轮船与灯塔之间的距离为千米,轮船以每小时千米的速度沿正北方向匀速行驶到处,点在灯塔的正东方向,则此轮船行驶的时间约为( )(参考数据:)
A.2.1小时 B.1.7小时 C.1.3小时 D.1.2小时
【答案】C
【分析】利用中的三角函数关系求出的长,再用路程除以速度得到轮船行驶时间.
【详解】解:由题意可得,,,千米,
∴在中,,即,解得千米,
∴行驶时间(小时),
取,得(小时),
故C选项符合题意.
14.如图,港口A在观测站O的正东方向,海里,某船从港口A出发,沿北偏东方向航行一段距离后到达B处,此时从观测站O处测得该船位于北偏东的方向,则该船航行的距离(即的长)是______海里.
【答案】
【分析】作,再根据题意可知,,然后根据直角三角形的性质得海里,接下来根据勾股定理求出答案即可.
【详解】解:过点A作,于点D,
根据题意可知,
∴,
∴.
在中,海里,
∴海里.
在中,,
∴,
∴海里,
根据勾股定理,得海里.
15.为提升全民体重管理意识和技能,改善超重肥胖状况,国家卫健委联合16个部门制定了《“体重管理年”活动实施方案》.甲乙两人积极响应号召,相约在公园跑步锻炼.如图,他们从点A出发,目的地在点A的东北方向处点C,点B在点A的正北方向,点C在点B的北偏东方向,点D在点A的东南方向,且在点C的南偏西方向.(参考数据:,,)
(1)求的长度(结果保留根号);
(2)甲乙两人同时从点出发跑步前往点,甲选择路线,乙选择路线,已知甲的速度为每分钟,乙的速度为每分钟,请通过计算说明甲和乙谁先到达点.
【答案】(1)的长度为
(2)解:由题意得,,
,
,,
,
,
由(1)知,,
,
∴甲选择路线:,
乙选择路线:,
∵甲的速度为每分钟,乙的速度为每分钟,
∴甲所用时间为分,乙所用时间为分,
,
∴甲先到达点 .
【分析】(1)先证明为等腰直角三角形,根据解直角三角形求出,,即可求解;
(2)通过解直角三角形求出长,再分别求出甲,乙到达点的时间,比较即可得出答案.
【详解】(1)解:过C作于H,
则,,,
,
在中,,
,
,
答:的长度为;
(2)略
题型六、坡度坡比问题
16.如图,已知传送带和地面所成斜坡的坡度比为,把物体从地面点处送到离地面2米高的点处,则传送带的水平距离为( )
A.米 B.4米 C.米 D.8米
【答案】B
【分析】根据坡度比等于垂直距离与水平距离的比,列出关系式即可求解.
【详解】解:∵传送带和地面所成斜坡的坡度比为,
∴,
∴(米),
即传送带的水平距离为4米.
17.如图,传送带和地面所成斜坡的坡度为 .若某物体由传送带从地面处经过米传送到处,则该物体被抬高了________米.
【答案】
【分析】构造,设米,由坡度的定义可得米,使用勾股定理构造方程,求解出即可.
【详解】解:如图,设米,
∵坡度为,
∴,
∴米,
在中,,
∴,
解得(负根,舍去),
∴物体被抬高了米.
18.如图,一段路基的横断面是梯形,高为,上底宽为,其坡面的坡角分别是和.求路基下底的宽.(精确到0.1m)
【答案】
【分析】作,再求出,同理可得,然后根据得出答案.
【详解】解:作,垂足为点E,F,
由题意,得,
在中,,
∴.
在中,同理可得,
∴.
答:路基下底的宽约为.
题型七、其他问题
19.长春万达茂室内滑雪场是亚洲垂直落差最大的室内滑雪场,最大落差达85米.如图,某条雪道的坡角为α,坡面长度为413米,则该雪道的铅直高度为( )
A.米 B.米 C.米 D.米
【答案】A
【详解】解:由图可知,,
即米.
20.如图,鱼竿的长为.露在水面上的鱼线的长为,将鱼竿逆时针转动到的位置,此时露在水面上的鱼线的长度是______m.
【答案】
【分析】先利用正弦定义求得,再利用正弦定义求解即可.
【详解】解:在中,,,
∴,
∴,
由题意,,
在中,,
故露在水面上的鱼线的长度是.
21.某学习小组计划应用所学数学知识测量家乡一条河的宽度,他们选择附近一座观景台进行观测.如图,在河岸两边分别标记,两点,使得与河岸垂直,且点,与台底在同一条直线上,已知台高米,,,求河宽(结果保留小数点后一位).
(参考数据:,,,)
【答案】河宽为32.6米.
【分析】由锐角的正切定义求出和的长,即可得到的长.
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴(米).
∵,
∴(米).
∴(米).
答:河宽为32.6米.
解答题
22.如图,在中,,是边上一点,使,且,,
(1)求的长;
(2)过点作,交延长线于点,若,求的长.
【答案】(1)6
(2)
【分析】(1)由题意可得,利用正切的定义可得;再利用勾股定理列方程求得,最后利用正切的定义求的长即可;
(2)如图,过C作于F,由,可得,则,即,再利用勾股定理列方程求得,则,,最后利用勾股定理求解即可.
【详解】(1)解:∵,,
∴,即,
∴,
∵,
∴,
解得(负值已舍去),即,
∵,
∴,即,解得:.
(2)解:如图,过C作于F,
∵,
∴,
∴,即,
∵,
∴,
解得(负值已舍去),
∴,,
∴.
23.在矩形中,,,点E为边上一动点,连接,在右侧作,,.
(1)如图1,若点F恰好落在边上,求的长;
(2)如图2,延长交边于点H,当时,求的值.
【答案】(1)3.5
(2)
【分析】本题属于四边形综合题,主要考查相似三角形的性质与判定,矩形的性质与判定等相关知识,解题关键是熟练掌握相似三角形的性质与判定,矩形的性质与判定.
(1)由四边形为矩形,可得,,,再证明,可得,最后求得的长;
(2)由题意可知,,过点作于点,由上易得,可得,设,则,由题意可知,可得,代入建立关于的方程,解之即可.
【详解】(1)四边形为矩形,,,
,,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,,
;
(2),,
,
如图,过点F作于点M,
,
,
,
,
,
,
,
,
设,则,
,
,
,
又,
,
,
即,
解得,(舍去)
.
24.白鹭塔位于长沙的城市“绿肺”——长沙洋湖湿地景区,塔体采用多层密檐形式,以八角、七层、重檐为基本特征,既宏伟壮观又具湖南地域特色.某数学兴趣小组要利用测角仪测量白鹭塔的高度,如图,塔前有一座高为的景观桥,已知,点在同一条水平直线上.在景观桥C处测得塔顶部B的仰角为,在景观桥D处测得塔顶部B的仰角为.
(1)求的长;
(2)求白鹭塔的高度.(精确到,参考数据:)
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用含30度角的直角三角形的性质求解;
(2)过点D作,垂足为点F,利用三角函数解,,即可.
【详解】(1)解:由题意,得.
在中,,
,
的长约为.
(2)解:如图,过点D作,垂足为点F,
由题意,得.
在中,,
.
设,
.
在中,,
.
在中,,
.
,
,
解得.
答:白鹭塔的高度约为.
25.重庆涪陵美心红酒小镇景区(大家常称蔺市洋人街),属于国家级旅游景区.景区内有、、、,个景点,如图,景点位于景点的正东方向千米处,是一条横向公路,景点位于景点的正北方向,景点位于景点的北偏东方向千米处,景点又位于景点的西北方向(北偏西).(参考数据:,,)
(1)请求出之间的距离;(结果保留根号)
(2)小王,小李在游景区时,小王从景点沿着正东方向匀速直线运动,小李从景点沿着某条直线匀速运动.已知小李的速度与小王的速度之比为,两人同时出发,在公路上某处会合.请问:小李和小王会合时,小王一共走路多少千米?(结果保留小数点后一位)
【答案】(1)千米.
(2)会合时小王一共走了千米.
【分析】(1)作于,由方向角得,在Rt中利用特殊角三角函数值求出、;作交的延长线于,由得为等腰直角三角形,,由求出的长;
(2)设两人会合于公路上的点、,由两人同时出发、同时会合,把速度比转化为路程比;在Rt中用勾股定理建立关于的一元二次方程,解方程并根据实际意义检验根.
【详解】(1)解:过点作于,作交的延长线于.
∵景点位于景点的北偏东方向,为正东方向,
∴.
在Rt中,,千米,
∴(千米),
(千米).
∵,,,
∴,
∴四边形为矩形,
∴(千米),(千米).
∵景点位于景点的西北方向,且射线指向正北,
∴.
在Rt中,,
∴,
∴(千米).
∴(千米).
答:、之间的距离为千米.
(2)解:设两人会合于公路上的点,小王一共走了千米,则,小李走的路程为.
∵两人同时出发、同时会合,小李的速度与小王的速度之比为,
∴,即.
由(1)知千米,千米,则.
∵、都在线段上,,,
∴.
在Rt中,,
∴.
∴,即,
整理,得,
解得,.
∵,
∴.
∵,
∴,且,会合点在线段上,符合题意.
答:小李和小王会合时,小王一共走了约千米.
【点睛】本题考查方向角、解直角三角形、矩形的判定与性质、等腰直角三角形、勾股定理以及一元二次方程的应用;解题关键:一是抓住方向角与正东、正北方向互相垂直,把北偏东、北偏西转化为与,通过作垂线构造Rt、Rt与矩形,利用特殊角三角函数值和等腰直角三角形完成线段长度的转化;二是第(2)问抓住“两人同时出发、同时会合”,把速度比转化为路程比,设后在Rt中用勾股定理建立一元二次方程,解出后须检验根的实际意义,取.
26.如图①是位于宜宾市南溪区欢乐田园的摩天轮“长江之眼”,该摩天轮有吊舱48个,一次最多可承载288人,是川南最大的摩天轮.图②是它的平面示意图,是摩天轮的直径,兰兰从C点沿着坡度的斜坡走了12米到达登舱平台上的点D,登上摩天轮吊舱后,在摩天轮顶端M测得地面上点A的俯角为,测得地面上点B的俯角为,已知A、B两点的距离为74米,,(在同一条直线上).(参考数据:)
(1)求D点到地面的距离;
(2)求摩天轮的高度(结果保留整数).
【答案】(1)D点到地面的距离为6米
(2)摩天轮的高度为95米
【分析】(1)过点D作于点E,根据坡度的定义可求得,即可根据直角三角形中30度所对直角边等于斜边的一半求解;
(2)延长 交于点F,则,根据俯角的定义和平行线的性质可知,,可设米,则米,然后根据,即可求解出x的值,从而求得.
【详解】(1)解:如图,过点D作于点E,
∵斜坡坡度,
∴,
∴,
∵在中,米,
∴(米)
答:D点到地面的距离为6米.
(2)解:如图,延长 交于点F,则,
由题可得:,,米,米,
∴,
设米,则米,
在中,,
∴,即,
解得,
即米,
∴(米),
答: 摩天轮的高度为95米.
27.年6月6日是第个全国“爱眼日”,使用电脑时一般正确的坐姿是:当眼睛望向显示器屏幕时,“视线角”为(望向屏幕上边缘的水平视线与望向屏幕中心的视线的夹角),小臂水平放在桌面上,肘部形成的“手肘角”为(参考数据:,,,,结果精确到).
(1)如图1,当水平视线与屏幕垂直,“视线角”为,时,求眼睛A与屏幕的距离;
(2)如图2,肩膀到水平地面的距离,大臂,小臂水平放在桌面上,为保持正确坐姿,求桌面到地面的距离.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)在中,结合,进一步求解即可;
(2)延长交于点M,得到,,求解,在中,,,求出的长,再进一步求解即可.
【详解】(1)解:在中,,,,
,
故眼睛A与屏幕的距离约为;
(2)解:延长交于点M,
由题意可知:,
∴四边形为矩形,
∴,,
,
,
在中,,,
,
,
故桌面到地面的距离约为.
28.如图,中,,D为边上一点,连接,过点C作交的延长线于点F,延长交于点G.
(1)如图1,若,,求的度数;
(2)如图2,若,E为线段上一点,连接、,延长至H,使,连接,若,探究线段与线段的数量关系,并证明;
(3)如图3,E为直线上一点,连接、,若,,点P在直线上运动,连接,将沿翻折到所在平面内得到,点M、N分别在射线、上运动,满足,连接、,当取得最小值时,连接、、,当取得最大值,直接写出的面积.
【答案】(1)
(2),
证明:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,则,
∴,则点G是线段的中点,
如图所示,过点作,交于点K,
∴,
在中,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,则是等腰直角三角形,,
在中,,
∴是等腰直角三角形,,
如图所示,过点作,取,连接,
根据题意,设,则,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
在中,
,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴;
(3)的面积为
【分析】(1)根据等边对等角得到,由直角三角形两锐角互余得到,由三角形外角的性质列式即可求解;
(2)根据题意得到,则点G是线段的中点,过点作,交于点K,证明,则是等腰直角三角形,,所以是等腰直角三角形,如图所示,过点作,取,连接,设,可证,得到,再证明,得,结合等腰直角三角形的性质即可求解;
(3)如图所示,过点作交于点W,得到,,,作于点R,得到当点共线时,的值最小,最小值为的值,根据题意,当点三点共线,且线段经过以点D为圆心的圆时,的值最大,然后根据点圆最值关系即可解题.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵,即,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴;
(2)略
(3)解:如图所示,过点作交于点W,
∵,,
∴,
∴,
∴,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
解得,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,,
∴,,
如图所示,作于点R,
∴,
∴,
∴,
∴,
如图,作,且,
∴,
∴,
∴,
∴当点共线时,的值最小,最小值为的值,
作,则,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,且,
∴,
解得,,
∴,
∴,
∴,
∵将沿翻折到所在平面内得到,
∴,即点三点在以点D为圆心1为半径的圆上,如图所示,
根据题意,当点三点共线,且线段经过以点D为圆心的圆时,的值最大,
∴
,
∴,
如图所示,过点作交于点,过点作交的延长线于点,
∵
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
如图所示,当点在延长线时,
∴,,,
∴,
∵,
∴,,
∴,
解得 ,,
∴
∴当点在延长线时,不符合题意,舍去,
综上所述,的面积为.
【点睛】本题主要考查了等腰三角形的判定和性质,勾股定理,相似三角形的判定和性质,圆的基础知识,含30度角的直角三角形的计算,解直角三角形的计算等知识的综合运用,掌握以上知识,合理作出辅助线是解题的关键.
试卷第1页(共3页)
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专题07解直角三角形期中复习讲义
1.理解解直角三角形的含义,知道直角三角形中边角共五个元素(三条边、两个锐角),在已知除直角外两个独立条件(至少一条边)时,可以求出其余未知元素。
2.掌握解直角三角形的依据:勾股定理、两锐角互余、锐角三角函数,能根据已知条件灵活选用正弦、余弦、正切进行计算。
3.能够识别仰角、俯角、坡度、坡角等实际问题中的概念,读懂实际情境,画出直角三角形示意图,把实际问题转化为解直角三角形数学模型。
4.对于非直角图形问题,学会通过作高、垂线构造直角三角形,掌握 “双直角三角形” 模型的分析与计算方法。
5.会结合相似、特殊角三角函数等知识,进行边角综合计算,规范书写解题步骤。
能够根据题意选择简便算法,尽量使用原始数据计算,减少近似计算带来的误差,会按要求取近似值。
6.理清常见易错点:区分坡度(坡比)和坡角;构造直角三角形时找准对应边角;分清仰角、俯角是视线与水平线的夹角;多模型问题注意图形分类讨论,避免漏解。
题型
考察方向
难度
题型一
解直角三角形的相关计算
★★★
题型二
解非直角三角形
★★★★
题型三
构造直角三角形求不规则图形的边长或面积
★★★★
题型四
仰角俯角问题
★★★★
题型五
方位角问题
★★★★
题型六
坡度坡比问题
★★★★
题型七
其他问题
★★★★
拔高题
7题
星级说明:★基础;★★中档;★★★提升;★★★★难题★★★★★压轴
知识点 01 解直角三角形基础概念
1. Rt△的五个元素
在Rt△ ABC,∠ C=90: 三边:斜边c,直角边a(∠ A对边)\)、b(∠A邻边); 两锐角:∠ A、∠B。
2. 定义
由直角三角形中已知 2 个元素(至少含一条边),求出其余全部未知元素的过程,叫做解直角三角形。
3. 可解 / 不可解判定表
已知条件
能否解直角三角形
理由
两边(两直角边 / 斜边 + 直角边)
可以
有边长,结合勾股、三角比求角
一边一锐角
可以
边长 + 角度,直接用边角关系
仅两个锐角
不可以
无长度,只能确定形状,无法求边长
知识点 02 直角三角形三大等量关系(解题全部依据)
(1)三边关系(勾股定理)
a2+b2=c2 适用:已知两边求第三边。
(2)锐角关系(互余)
∠A+∠B=90 适用:已知一个锐角,直接求另一个锐角。
(3)边角关系(三角函数,核心计算工具)
三角比
公式
适用场景
正弦
sinA= sinB=
已知斜边,求对边;已知斜边与对边求角
余弦
cosA= cosB=
已知斜边,求邻边;已知斜边与邻边求角
正切
tanA= tanb=
已知两条直角边,求锐角
知识点 03 特殊直角三角形快速结论(30°/45°)
三角形类型
三边比例
常用结论
含 30°直角三角形(∠A=30)
a:b:c=1:\:2
30° 对边 = 斜边一半
等腰直角三角形(∠A=∠B=45)
a:b:c=1:1:
两直角边相等
知识点 04 非标准图形:构造直角三角形
很多几何图形无现成直角,需要作高 / 作垂线分割出Rt△再求解:
1.普通三角形:过顶点向对边作高,分成两个直角三角形;
2.梯形:上下底作垂线,拆成矩形 + 两个直角三角形;
3.菱形、平行四边形:作高构造直角;
4.钝角三角形:向底边延长线作高,得到外部直角三角形。
解题核心:化斜为直,把不规则图形转化为可解的直角三角形。
知识点05.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
图形
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。
知识点 06 解直角三角形通用解题步骤
1.标图:在图形中标出已知边、已知角,标注字母a、b、c、∠ A、 ∠B;
2.判断:分清属于四类基础题型,确定先用勾股还是三角比;
3.计算:优先使用题目原始数据,减少中间近似误差;
4.求角:边长比值求三角函数,再反推角度;
5.检验: ① 直角边<斜边; ② 两锐角相加等于 90°; ③ 边长符合勾股定理。
知识点07: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。
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
知识点 08 高频易错点汇总
易错类型
错误示例
正确做法
边角对应错乱
求∠A误用当(sin A)
先锁定锐角,分清对边、邻边
计算顺序错误
先用近似角度再求边长,误差大
优先用原始边长计算,最后求角
忽略条件限制
只给两个锐角,强行求边长
牢记必须至少已知一条边
特殊角比值记混
30° 对边等于斜边
熟记30对边是斜边一半
图形不会转化
梯形、钝角三角形直接硬算
作垂线分割,构造直角三角形
题型一、解直角三角形的相关计算
1.如图,中,,,为,则长为( )
A. B. C. D.
2.已知在中,,,,点、分别在边、上(不与端点重合),,垂足为点.当时,的值为( )
A. B. C. D.
3.如图,点,在矩形内,.若,则的长为____________.
题型二、解非直角三角形
4.在锐角中,是高,如果,,那么的长为( )
A. B. C. D.
5.如图,在中,,则的长为___________.
6.如图,在△ABC中,sinB=, tanC=2,AB=3,则AC的长为( )
A. B. C. D.2
题型三、构造直角三角形求不规则图形的边长或面积
7.如图1是一个小区入口的双翼闸机,它的双翼展开时,双翼边缘的端点A与B之间的距离为8cm(如图2),双翼的边缘AC=BD=60cm,且与闸机侧立面夹角∠PCA=∠BDQ=30°.当双翼收起时,可以通过闸机的物体的最大宽度为( )
A.608 B.608 C.64 D.68
8.如图,在四边形中,连接、,,,,则的值为______.
9.如图,我市在建的鄂咸高速太和新城段路基的横断面为梯形ABCD,DC∥AB,斜坡AD长为8米,坡角α为30°,斜坡BC的坡角β为45°,则斜坡BC的长为( )
A.6米 B.米
C.4米 D.米
题型四、仰角俯角问题
10.如图,飞机的飞行高度为,此时从飞机上看地面控制点A的俯角为,飞机到控制点的距离为( )
A. B. C. D.
11.如图,小明在楼顶点A处测得对面大楼楼顶点C处的仰角为,楼底点D处的俯角为.若两座楼与相距60米,则大楼的高度为_________米(结果保留根号).
12.如图,某地修建高速公路,要从地向地修一座隧道(,在同一水平面上),为了测量,两地之间的距离,某工程师乘坐热气球从地出发,垂直上升到达处,在处观察地的俯角为,则,两地之间的距离为( )
A. B. C. D.
题型五、方位角问题
13.如图,在点处有一艘轮船,测得在其北偏西方向有一座灯塔,这时在处的轮船与灯塔之间的距离为千米,轮船以每小时千米的速度沿正北方向匀速行驶到处,点在灯塔的正东方向,则此轮船行驶的时间约为( )(参考数据:)
A.2.1小时 B.1.7小时 C.1.3小时 D.1.2小时
14.如图,港口A在观测站O的正东方向,海里,某船从港口A出发,沿北偏东方向航行一段距离后到达B处,此时从观测站O处测得该船位于北偏东的方向,则该船航行的距离(即的长)是______海里.
15.为提升全民体重管理意识和技能,改善超重肥胖状况,国家卫健委联合16个部门制定了《“体重管理年”活动实施方案》.甲乙两人积极响应号召,相约在公园跑步锻炼.如图,他们从点A出发,目的地在点A的东北方向处点C,点B在点A的正北方向,点C在点B的北偏东方向,点D在点A的东南方向,且在点C的南偏西方向.(参考数据:,,)
(1)求的长度(结果保留根号);
(2)甲乙两人同时从点出发跑步前往点,甲选择路线,乙选择路线,已知甲的速度为每分钟,乙的速度为每分钟,请通过计算说明甲和乙谁先到达点.
题型六、坡度坡比问题
16.如图,已知传送带和地面所成斜坡的坡度比为,把物体从地面点处送到离地面2米高的点处,则传送带的水平距离为( )
A.米 B.4米 C.米 D.8米
17.如图,传送带和地面所成斜坡的坡度为 .若某物体由传送带从地面处经过米传送到处,则该物体被抬高了________米.
18.如图,一段路基的横断面是梯形,高为,上底宽为,其坡面的坡角分别是和.求路基下底的宽.(精确到0.1m)
题型七、其他问题
19.长春万达茂室内滑雪场是亚洲垂直落差最大的室内滑雪场,最大落差达85米.如图,某条雪道的坡角为α,坡面长度为413米,则该雪道的铅直高度为( )
A.米 B.米 C.米 D.米
20.如图,鱼竿的长为.露在水面上的鱼线的长为,将鱼竿逆时针转动到的位置,此时露在水面上的鱼线的长度是______m.
21.某学习小组计划应用所学数学知识测量家乡一条河的宽度,他们选择附近一座观景台进行观测.如图,在河岸两边分别标记,两点,使得与河岸垂直,且点,与台底在同一条直线上,已知台高米,,,求河宽(结果保留小数点后一位).
(参考数据:,,,)
解答题
22.如图,在中,,是边上一点,使,且,,
(1)求的长;
(2)过点作,交延长线于点,若,求的长.
23.在矩形中,,,点E为边上一动点,连接,在右侧作,,.
(1)如图1,若点F恰好落在边上,求的长;
(2)如图2,延长交边于点H,当时,求的值.
24.白鹭塔位于长沙的城市“绿肺”——长沙洋湖湿地景区,塔体采用多层密檐形式,以八角、七层、重檐为基本特征,既宏伟壮观又具湖南地域特色.某数学兴趣小组要利用测角仪测量白鹭塔的高度,如图,塔前有一座高为的景观桥,已知,点在同一条水平直线上.在景观桥C处测得塔顶部B的仰角为,在景观桥D处测得塔顶部B的仰角为.
(1)求的长;
(2)求白鹭塔的高度.(精确到,参考数据:)
25.重庆涪陵美心红酒小镇景区(大家常称蔺市洋人街),属于国家级旅游景区.景区内有、、、,个景点,如图,景点位于景点的正东方向千米处,是一条横向公路,景点位于景点的正北方向,景点位于景点的北偏东方向千米处,景点又位于景点的西北方向(北偏西).(参考数据:,,)
(1)请求出之间的距离;(结果保留根号)
(2)小王,小李在游景区时,小王从景点沿着正东方向匀速直线运动,小李从景点沿着某条直线匀速运动.已知小李的速度与小王的速度之比为,两人同时出发,在公路上某处会合.请问:小李和小王会合时,小王一共走路多少千米?(结果保留小数点后一位)
26.如图①是位于宜宾市南溪区欢乐田园的摩天轮“长江之眼”,该摩天轮有吊舱48个,一次最多可承载288人,是川南最大的摩天轮.图②是它的平面示意图,是摩天轮的直径,兰兰从C点沿着坡度的斜坡走了12米到达登舱平台上的点D,登上摩天轮吊舱后,在摩天轮顶端M测得地面上点A的俯角为,测得地面上点B的俯角为,已知A、B两点的距离为74米,,(在同一条直线上).(参考数据:)
(1)求D点到地面的距离;
(2)求摩天轮的高度(结果保留整数).
27.年6月6日是第个全国“爱眼日”,使用电脑时一般正确的坐姿是:当眼睛望向显示器屏幕时,“视线角”为(望向屏幕上边缘的水平视线与望向屏幕中心的视线的夹角),小臂水平放在桌面上,肘部形成的“手肘角”为(参考数据:,,,,结果精确到).
(1)如图1,当水平视线与屏幕垂直,“视线角”为,时,求眼睛A与屏幕的距离;
(2)如图2,肩膀到水平地面的距离,大臂,小臂水平放在桌面上,为保持正确坐姿,求桌面到地面的距离.
28.如图,中,,D为边上一点,连接,过点C作交的延长线于点F,延长交于点G.
(1)如图1,若,,求的度数;
(2)如图2,若,E为线段上一点,连接、,延长至H,使,连接,若,探究线段与线段的数量关系,并证明;
(3)如图3,E为直线上一点,连接、,若,,点P在直线上运动,连接,将沿翻折到所在平面内得到,点M、N分别在射线、上运动,满足,连接、,当取得最小值时,连接、、,当取得最大值,直接写出的面积.
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