内容正文:
分类训练19 锐角三角函数及其应用
考点1 直角三角形的边角关系
1.(2025云南)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°.若AB=13,BC=5,则sin A= ( )
A. B. C. D.
2.新考法结合网格 (2025威海)问题提出
已知∠α,∠β都是锐角,tan α=,tan β=,求∠α+∠β的度数.
问题解决
(1)如图,小亮同学在由边长为1的正方形组成的网格中画出∠BAD和∠CAD,请你按照这个思路求∠α+∠β的度数.(点A,B,C,D都在格点上)
策略迁移
(2)已知∠α,∠β都是锐角,tan α=,tan β=,则∠α+∠β= °.
(3)已知∠α,∠β,∠θ都是锐角,tan α=,tan β=,∠α+∠β=∠θ,求tan θ的值.
(提示:在正方形网格中画出求解过程的图形,并直接写出答案)
备用图(1) 备用图(2)
考点2 锐角三角函数的实际应用
考向1 坡度、坡角问题
3.(2025绥化)如图,某水库堤坝横断面迎水坡AB的斜面坡度i=1∶(斜面坡度是指坡面的铅直高度BC与水平宽度AC的比),堤坝高BC=15 m,则迎水坡面AB的长度是 m.
4.(2025扬州)如图(1),棱长为9 cm的密封透明正方体容器水平放置在桌面上,其中水面高度BM=7 cm.将此正方体放在坡角为α的斜坡上,此时水面MN恰好与点A齐平,其主视图如图(2)所示,则tan α= .
图(1) 图(2)
考向2 仰角、俯角问题
5.(2025成都)在综合与实践活动中,某学习小组用无人机测量校园西门A与东门B之间的距离.如图,无人机从西门A处垂直上升至C处,在C处测得东门B的俯角为30°,然后沿AB方向飞行60米到达D处,在D处测得西门A的俯角为63.4°.求校园西门A与东门B之间的距离.(结果精确到0.1米;参考数据:sin 63.4°≈0.89,cos 63.4°≈0.45,tan 63.4°≈2.00,≈1.73)
6.(2025安徽)某公司为庆祝新产品上市,在甲楼与乙楼的楼顶之间悬挂彩带营造喜庆气氛.如图所示,甲楼和乙楼分别用与水平地面垂直的线段AB和CD表示,彩带用线段AD表示.工作人员在点A处测得点C的俯角为23.8°,测得点D的仰角为36.9°.已知AB=13.20 m,求AD的长(精确到0.1 m).
参考数据:sin 23.8°≈0.40,cos 23.8°≈0.91,tan 23.8°≈0.44,
sin 36.9°≈0.60,cos 36.9°≈0.80,tan 36.9°≈0.75.
7.(2025青岛)学校综合实践小组测量博学楼的高度.如图,点A,B,C,D,E在同一平面内,点B,C,D在同一水平线上.一组成员从19米高的厚德楼顶部A测得博学楼的顶部E的俯角为22°,另一组成员沿BD方向从厚德楼底部B点向博学楼走15米到达C点,在C点测得博学楼顶部E的仰角为42°,求博学楼DE的高度.
(参考数据:sin 22°≈,cos 22°≈,tan 22°≈,sin 42°≈,cos 42°≈,tan 42°≈)
8.(2025陕西)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FB上的点D处安装测角仪DE,测得信号杆顶端A的仰角α为45°,DE与坡面的夹角β为72.5°,又测得点D与信号杆底端B之间的距离DB为22 m.已知DE=1.7 m,点A,B,C在同一条直线上,AB,DE均与水平线FC垂直.试求信号杆AB的高.(参考数据:sin 72.5°≈0.95,cos 72.5°≈0.30,tan 72.5°≈3.17)
考向3 方向角问题
9.(2025长沙)如图,某景区内两条互相垂直的道路a,b交于点M,景点A,B在道路a上,景点C在道路b上.为了进一步提升景区品质,景区管委会在道路b上又开发了风景优美的景点D.经测得景点C位于景点B的北偏东60°方向上,位于景点A的北偏东30°方向上,景点B位于景点D的南偏西45°方向上.已知AB=800 m.
(1)求∠ACB的度数;
(2)求景点C与景点D之间的距离.(结果保留根号)
10.新情境无人机巡视林场 (2025重庆)为加强森林防火,某林场采用人工瞭望与无人机巡视两种方式监测森林情况.如图,A,B,C,D在同一平面内.A是瞭望台,某一时刻,观测到甲无人机位于A的正东方向10千米的B处,乙无人机位于A的南偏西30°方向20千米的D处.两无人机同时飞往C处巡视,D位于C的正西方向上,B位于C的北偏西30°方向上.
(参考数据:≈1.41,≈1.73,≈2.24,≈2.65)
(1)求BD的长度(结果保留小数点后一位).
(2)甲、乙两无人机同时分别从B,D出发沿BC,DC往C处进行巡视,乙无人机的速度为甲无人机速度的2倍.当两无人机相距20千米时,它们可以开始相互接收到信号.请问甲无人机飞离B处多少千米时,两无人机可以开始相互接收到信号(结果保留小数点后一位)?
考向4 实物问题
11.(2025甘肃)如图(1),位于嘉峪关的长城第一墩,又称天下第一墩,是明代万里长城最西端的一座墩台,始建于明嘉靖十八年(1539年).该墩台雄踞于讨赖河峡谷的悬崖之上,扼守丝绸之路咽喉要道,与嘉峪关关城、悬壁长城共同构成河西走廊的军事防御体系.随着岁月的变迁和自然的风化,长城第一墩的高度在慢慢降低.为了解长城第一墩的现存高度,某校同学们开展了“测量长城第一墩高度”的综合实践活动.如图(2)是他们测量长城第一墩高度AB的示意图,点A为最高点,点B,F,D是地面同一直线上的三个点(点D,F都在保护栅栏外),在D,F处分别用测角仪测得∠ACG=16.7°,∠AEG=22°,其中CD=EF=1.7 m(测角仪的高度),DF=CE=5.5 m,求长城第一墩的高度AB(结果精确到0.1 m.参考数据:sin 22°≈0.37,cos 22°≈0.93,tan 22°≈0.40,sin 16.7°≈0.29,cos 16.7°≈0.96,tan 16.7°≈0.30).
图(1) 图(2)
12.新素材靠墙玻璃淋浴房 (2025江西)图(1)是一种靠墙玻璃淋浴房,其俯视示意图如图(2)所示,AE与DE两处是墙,AB与CD两处是固定的玻璃隔板,BC处是门框,测得AB=BC=CD=60 cm,∠ABC=∠BCD=135°,MN处是一扇推拉门,推动推拉门时,两端点M,N分别在BC,CD对应的轨道上滑动.当点N与点C重合时,推拉门与门框完全闭合;当点N滑动到限位点P处时,推拉门推至最大,此时测得∠CNM=6°.
(1)在推拉门从闭合到推至最大的过程中,
①∠CMN的最小值为 度,最大值为 度;
②△CMN面积的变化情况是 ( )
A.越来越大
B.越来越小
C.先增大后减小
(2)当∠CMN=30°时,求△CMN的面积.
图(1) 图(2)
考向5 项目式学习型
13.(2025新疆)某数学兴趣小组在校园内开展综合实践活动,撰写实验报告如下:
实验
主题
测量校徽的高度
工具
准备
测角仪、卷尺等
实
验
过
程
1.站在与教学楼底部A同一水平地面的B处,由于大树CD的遮挡,视线恰能看到悬挂的校徽顶部E处(此时F,C,E三点在同一直线上);
2.测量A,D两点和B,D两点间的距离;
3.用测角仪测得从眼睛F处看校徽顶部E处的仰角∠EFG;
4.向后退至点H处时,视线恰能看到校徽底部M处(此时N,C,M三点在同一直线上),测量B,H两点间的距离;
5.用测角仪测得从眼睛N处看校徽底部M处的仰角∠MNG.
实
验
图
示
测
量
数
据
1.AD=4 m
2.BD=10 m
3.BH=13.5 m
4.∠EFG=43°
5.∠MNG=21.8°
备注
1.图上所有点均在同一平面内;2.AE,CD,FB,NH均与地面垂直.
参考数据:sin 21.8°≈0.37,cos 21.8°≈0.93,tan 21.8°≈0.40;
sin 43°≈0.68,cos 43°≈0.73,tan 43°≈0.93.
请你根据以上实验过程和测量的数据,计算校徽的高度EM的值.
14.(2025山西)
图(1)
项目学习
项目背景:如图(1),“源池泉涌”为我省某景区的一个景点,主体设计包括外栏墙与内栏墙,外栏墙高于内栏墙,两栏中间为步道,内栏墙内为泉池,池内泉水清澈见底.从正上方看,外栏墙呈正八边形,内栏墙呈圆形.综合实践小组的同学围绕“景物的测量与计算”开展项目学习活动,形成了如下活动报告.
项目主题
景物的测量与计算
驱动问题
如何测量内栏墙围成泉池的直径
活动内容
利用视图、三角函数等有关知识进行测量与计算
活动过程
方案
说明
图(2)为该景点俯视图的示意图,点A,D是正八边形中一组平行边的中点,BC为圆的直径,图中点A,B,C,D在同一条直线上.
图(3)为测量方案示意图,直径BC所在水平直线与外栏墙分别交于点E,F,外栏墙AE与DF均与水平地面垂直,且AE=DF.BE,CF均表示步道的宽,BE=CF.图中各点都在同一竖直平面内.
俯视图的示意图图(2)
测量方案示意图图(3)
数据
测量
在点A处测得点B和点C的俯角分别为∠DAB=37°,∠DAC=8.5°,AD=26米.图中墙的厚度均忽略不计.
计算
…
交流展示
…
请根据上述数据,计算内栏墙围成泉池的直径BC的长(结果精确到1米.参考数据:sin 8.5°≈0.15,cos 8.5°≈0.99,tan 8.5°≈0.15,sin 37°≈0.60,cos 37°≈0.80,tan 37°≈0.75).
考向6 其他问题
15.新考法结合双动点问题 (2025苏州)两个智能机器人在如图所示的Rt△ABC区域工作,∠ABC=90°,AB=40 m,BC=30 m,直线BD为生产流水线,且BD平分△ABC的面积(即D为AC中点).机器人甲从点A出发,沿A→B的方向以v1(m/min)的速度匀速运动,其所在位置用点P表示,机器人乙从点B出发,沿B→C→D的方向以v2(m/min)的速度匀速运动,其所在位置用点Q表示.两个机器人同时出发,设机器人运动的时间为t(min),记点P到BD的距离(即垂线段PP'的长)为d1(m),点Q到BD的距离(即垂线段QQ'的长)为d2(m).当机器人乙到达终点时,两个机器人立即同时停止运动,此时d1=7.5 m.d2与t的部分对应数值如下表(t1<t2):
t(min)
0
t1
t2
5.5
d2(m)
0
16
16
0
(1)机器人乙运动的路线长为 m;
(2)求t2-t1的值;
(3)当机器人甲、乙到生产流水线BD的距离相等(即d1=d2)时,求t的值.
备用图
分类训练19锐角三角函数及其应用
1 D
2 (1)如图(1),连接BC.
图(1)
观察可知,tan∠BAD=,tan∠CAD=,
∴∠α=∠BAD,∠β=∠CAD.
∵AB2=BC2=12+22=5,AC2=12+32=10,
∴AB2+BC2=AC2,
∴△ABC是等腰直角三角形,
∴∠BAC=45°,
∴∠α+∠β=45°.
(2)90
解法提示:如图(2),取格点A,B,C,D,使tan∠BAD=,tan∠CAD=,连接BC.
图(2)
∴∠α=∠BAD,∠β=∠CAD.
∵AB2=AC2=22+32=13,BC2=12+52=26,
∴AB2+AC2=BC2,
∴△ABC是等腰直角三角形,
∴∠BAC=90°,
∴∠α+∠β=∠BAD+∠CAD=∠BAC=90°.
(3)如图(3).tan θ=.
图(3)
解法提示:取格点D,F,G,H,使tan∠GDH=,tan∠HDF=,
∴∠α=∠GDH,∠β=∠HDF.
∵∠α+∠β=∠θ,
∴∠θ=∠GDH+∠HDF=∠GDF.
∵DG==2,GF==,DF==5,
∴DG2+GF2=DF2,
∴∠DGF=90°,
∴tan θ=tan∠GDF===.
3 15
4
【解析】在题图(2)中,易知∠DAN=α,设DN=x cm.结合题意,根据容器里水的体积不变可列方程为9×9×7=9×9×9-x×9×9,整理得7=9-x,解得x=4,即DN=4 cm,∴tan α=tan∠DAN==.
5 由题意,得∠CAB=∠ACD=90°,∠ABC=∠BCD=30°,CD=60米.
在Rt△ACD中,AC=CD·tan 63.4°≈60×2.00=120(米),
∴在Rt△ABC中,AB==120≈207.6(米).
答:校园西门A与东门B之间的距离约为207.6米.
6 如图,过点A作AE⊥CD,垂足为E.
由题意知,四边形ABCE为矩形,所以CE=AB=13.20.
在Rt△ACE中,tan∠CAE=,
所以AE==≈=30.0.
在Rt△ADE中,cos∠DAE=,
所以AD==≈=37.5.
因此,AD的长约为37.5 m.
7 如图,过点E作EF⊥AB于点F,则四边形BDEF是矩形,
∴EF=BD,BF=DE.
由题意知,AB=19米,BC=15米,∠AEF=22°.
设CD=x米,则EF=BD=BC+CD=(x+15)米.
在Rt△DCE中,∠ECD=42°,tan∠ECD=,
∴DE=CD·tan 42°≈x米,
∴BF=DE=x米.
在Rt△AEF中,∠AEF=22°,tan∠AEF=,
∴AF=EF·tan 22°≈(x+15)米.
∵AF+BF=AB,
∴(x+15)+x=19,解得x=10,
∴DE=x=×10=9(米).
故博学楼DE的高度约为9米.
8 如图,分别过点D,E作AC的垂线,垂足分别为G,H,则四边形DEHG是矩形.
由题意可得∠DBG=β=72.5°.
在Rt△BDG中,DG=BDsin 72.5°≈22×0.95=20.9(m),BG=BDcos 72.5°≈22×0.30=6.6(m),
∴EH=DG=20.9 m.
在Rt△AEH中,∠AEH=45°,∴AH=EH=20.9 m.
∵HG=DE=1.7 m,
∴AB=AG-BG=AH+HG-BG=20.9+1.7-6.6=16(m).
答:信号杆AB的高约为16 m.
9 (1)如图,由题意可得∠CBE=60°,∠CAF=30°,∠BDM=45°,BM⊥DM,BE∥AF∥DM,
∴∠BCM =∠CBE=60°,∠ACM=∠CAF=30°,
∴∠ACB=∠BCM-∠ACM=60°-30°=30°.
(2)∵∠CBE=60°,
∴∠CBM =90°-∠CBE=90°-60°=30°.
由(1)得∠ACB=30°,
∴∠ABC=∠ACB=30°.
又∵AB=800,
∴AC=AB=800.
在Rt△ACM中,sin∠ACM=,cos∠ACM=,
∴AM=AC·sin∠ACM=800sin 30°=800×=400,
CM=AC·cos∠ACM =800cos 30°=800×=400,
∴BM=BA+AM=800+400=1 200.
∵∠BDM=45°,BM⊥DM,
∴DM=BM=1 200,
∴DC=DM-CM=1 200-400,
∴景点C与景点D之间的距离为(1 200-400)m.
10 (1)如图,过点A作AE⊥CD于点E,过点B作BF⊥CD于点F.
在Rt△ADE中,∠DAE=30°,AD=20,
∴AE=AD·cos∠DAE=20·cos 30°=10,DE=AD·sin∠DAE=20·sin 30°=10.
∵甲无人机位于A的正东方向10千米的B处,D位于C的正西方向上,
∴AB∥CD,AB=10,∴AE⊥AB,BF⊥AB,
∴四边形AEFB是矩形,
∴EF=AB=10,BF=AE=10,
∴DF=DE+EF=20,
∴BD==10≈26.5(千米).
答:BD的长度约为26.5千米.
(2)在Rt△FBC中,∠BCF=90°-30°=60°,
∴BC===20,
CF===10,
∴CD=DF+CF=30.
如图,假设当甲无人机运动到M,乙无人机运动到N时,满足MN=20.过点M作MT⊥CD于点T.
设BM=x,则DN=2x,CM=(20-x).
在Rt△CMT中,CT=CM·cos∠MCT=(20-x)·cos 60°=10-x,
MT=CM·sin∠MCT=(20-x)·sin 60°=10-x,
∴TN=CD-DN-CT=30-2x-(10-x)=20-x.
在Rt△MNT中,由勾股定理,得MN2=MT2+TN2,
∴202=(10-x)2+(20-x)2,
∴x1=15-5,x2=15+5(舍去),
∴BM=15-5≈3.8(千米).
答:甲无人机飞离B处约3.8千米时,两无人机可以开始相互接收到信号.
11 设AG的长为x m,由题意得,
在Rt△AGE中,GE==≈.
在Rt△AGC中,GC==≈.
∵GC-GE=EC=5.5 m,
∴-=5.5,
解得x=6.6,即AG=6.6 m.
由已知得GB=CD=EF=1.7 m,
∴AB=AG+GB=6.6+1.7=8.3(m).
答:长城第一墩的高度AB约为8.3 m.
12 (1)①0 39
②C
(2)如图,过点N作NH⊥BC交BC的延长线于点H.
依题意可知:MN=BC=60 cm.
∵∠CMN=30°,
∴NH=MN=30 cm,MH=MN·cos 30°=MN=30 cm.
∵∠BCD=135°,∴∠NCH=∠CNH=45°,
∴CH=NH=30 cm,∴MC=(30-30)cm,
∴S△CMN=×(30-30)×30=(450-450)(cm2).
答:当∠CMN=30°时,△CMN的面积为(450-450)cm2.
13 易得四边形FBAG,四边形NHAG为矩形,
∴FG=AB=AD+BD=4+10=14(m),NG=AH=AD+DB+BH=4+10+13.5=27.5(m).
∵在Rt△EFG中,tan∠EFG=,
∴EG=FG·tan∠EFG=14×tan 43°≈14×0.93=13.02(m).
在Rt△MNG中,tan∠MNG=,
∴MG=NG·tan∠MNG=27.5×tan 21.8°≈27.5×0.40=11(m),
∴EM=EG-MG=13.02-11=2.02(m).
答:校徽的高度EM约为2.02 m.
14 由题意得,∠AEF=90°,四边形AEFD为矩形,
∴EF=AD=26米,AD∥EF,
∴∠ABE=∠DAB=37°,∠ACE=∠DAC=8.5°.
设BE=CF=x米,则CE=(26-x)米,BC=(26-2x)米.
在Rt△ABE中,∠AEB=90°,tan∠ABE=,
∴AE=BE·tan ∠ABE=x·tan 37°.
在Rt△ACE中,∠AEC=90°,tan∠ACE=,
∴AE=CE·tan∠ACE=(26-x)·tan 8.5°,
∴x·tan 37°=(26-x)·tan 8.5°,
解得x≈,
∴BC=26-2×≈17(米).
答:内栏墙围成泉池的直径BC的长约为17米.
15 (1)55
(2)方法一:根据题意,得v2==10.
∵△ABC中,∠ABC=90°,AB=40,BC=30,∴AC=50.
∵△ABC中,∠ABC=90°,D为AC中点,
∴BD=CD=AD=25,
∴∠ABD=∠BAC,∠DBC=∠C,
∴sin∠ABD=sin∠BAC=,sin∠DBC=sin C=.
当点Q在BC上时,d2=BQ·sin∠DBC=10t·=8t,
∴8t1=16,解得t1=2.
当点Q在CD上时,如图(1),过点A作AH⊥BD,垂足为H,
图(1)
则AH=AB·sin∠ABD=40×=24.
∵∠CDB=∠ADH,∴sin∠CDB=sin∠ADH=,
∴d2=QD·sin∠CDB=(55-10t)×=-t,
∴-t2=16,解得t2=,
∴t2-t1=-2=.
方法二:如图(2),由方法一,得v2=10.
当点Q1在BC上时,由d2=16,得BQ1===20,
∴CQ1=BC-BQ1=10.
∵当t=t1,t=t2时,d2=16,∴Q1Q2∥BD,
∴===,∴CQ1+CQ2=(CB+CD)=,
∴t2-t1==×=.
图(2)
(3)∵当t=5.5时,d1=7.5.
此时,BP===12.5,
∴AP=AB-BP=40-12.5=27.5,
∴v1===5,
∴d1=BP·sin∠ABD=(40-5t)×=24-3t.
当点Q在BC上时,由d1=d2,得24-3t=8t,解得t=.
当点Q在CD上时,由d1=d2,得24-3t=-t,解得t=,
∴t=或t=.
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