内容正文:
专题03 锐角三角函数
01 期中考情透视
02 复习目标锚定
03 知识体系构建
04 核心考点精讲
考点一 锐角三角函数的概念 / 考点二 特殊角的三角函数值 题型三 三角函数的增减性与取值范围 /考点四 解直角三角形
考点五 解直角三角形的实际应用 /考点六 锐角三角函数综合计算
05 重难题型突破
题型一:锐角三角函数定义的直接应用 /题型二:已知三角函数值求直角三角形边长
题型三:特殊角三角函数值的计算 /题型四:由三角函数值反求锐角大小
题型五:互余两角的三角函数关系应用 /题型六:同角三角函数的基本关系应用
题型七:网格中求锐角三角函数值 /题型八:构造直角三角形解斜三角形问题
题型九:解直角三角形的基础计算 /题型十:仰角、俯角类实际应用问题
题型十一:方向角类实际应用问题 /题型十二:坡度、坡角类实际应用问题
06 限时分层演练
基础固本练 / 综合进阶练
锐角三角函数在期中试卷中属于重点板块,基础考点集中在锐角三角比定义、30°、45°、60°特殊角三角比计算、简单解直角三角形,多以选择、填空形式出现,难度偏基础;中档题型以解答题为主,常考查仰角俯角等实际测量应用题;拔高题常和勾股定理、相似、折叠综合,一般作为几何小压轴,侧重构造直角三角形转化条件,整体分层清晰,重视定义理解与建模转化能力。
识记
记住正弦、余弦、正切的定义;熟记 30°、45°、60° 特殊角的三角函数值;知道三角函数的取值范围,能准确识别对边、邻边、斜边。
理解
理解锐角三角函数只和锐角大小有关,与直角三角形边长无关;理解同角、互余两角三角函数关系;能判断一个锐角的三角函数增减变化;明白解直角三角形的含义,理清边角之间的对应关系。
应用
利用三角函数定义、特殊角的值进行计算;会解直角三角形;能识别仰角、俯角、坡度坡角,建立直角三角形模型解决实际问题;能结合勾股定理、相似、图形折叠等,通过作垂线构造直角三角形,解决期中综合题型
考点一 锐角三角函数的概念
核心定义
在直角三角形中,对于一个锐角∠α(0°<α<90°),它的三角函数值由三边的比值唯一确定,与三角形的大小无关,仅随 的变化而变化。
函数名称
边的比值定义
符号表示
取值范围
∠α的对边与斜边的比
sin α = 对边/斜边 = a/c
0<sin α<1
∠α的邻边与斜边的比
cos α = 邻边/斜边 = b/c
0<cos α<1
∠α的对边与邻边的比
tan α = 对边/邻边 = a/b
tan α>0
1关键要点
· 三角函数是比值,没有单位,一旦角度固定,函数值就固定不变;
· 必须在直角三角形中使用定义,非直角三角形需要通过作高构造直角三角形;
· 对边、邻边是相对于指定锐角而言的,不能混淆。
⚠️避坑指南
1.误认为三角函数值随三角形边长变化而变化,实际只与角度有关;
2.在非直角三角形中直接套用 sin α = 对边/斜边,忽略构造直角三角形的步骤;
3.对边、邻边判断错误,比如把斜边当成邻边计算;
4.书写时漏写角度符号,如 sin30 是错误写法,正确为 sin 30°。
考点二 特殊角的三角函数值
核心数值表
角度
30°
45°
60°
sin α
cos α
tan α
1
记忆技巧
· 正弦值:分母均为2,分子依次为、、,随角度增大而增大;
· 余弦值:与正弦值顺序相反,随角度增大而减小;
· 正切值:30°和60°的正切值互为倒数,45°正切值为1。
⚠️避坑指南
1.数值记混,比如把 sin60°和 cos30°的结果搞反;
2.计算时将三角函数值与角度的增减性搞反,误以为 sin α 随角度增大而减小;
3.化简时不按要求保留根号,或者计算分式时漏算分母有理化。。
考点三 三角函数的增减性与取值范围
核心规律
· 当 0°<α<90°时,sin α 和 tan α 随角度增大而 ;
· 当 0°<α<90°时,cos α 随角度增大而 ;
· 平方关系:sin²α + cos²α = 1;
· 互余关系:若∠A + ∠B = 90°,则 sin A = cos B,cos A = sin B。
⚠️避坑指南
1.误以为余弦值随角度增大而增大,导致比较大小时出错;
2.混淆互余关系,比如把 sin30° = cos60° 错记成 sin30° = cos30°;
3.应用平方关系时忘记给 sin、cos 加平方,如 sin α + cos α = 1 是错误的。。
考点四解直角三角形
定义与依据
在直角三角形中,除直角外,一共有5个元素(3条边、2个锐角),由已知元素求出所有未知元素的过程,叫做 。
核心依据:
1. 三边关系:勾股定理 ;
2. 锐角关系:∠A + ∠B = 90°;
3. 边角关系:sin A = ,cos A = ,tan A = 。
常见题型
· 已知一条边和一个锐角,求其余边和角;
· 已知两条边,求其余边和角;
· 非直角三角形通过作高转化为两个直角三角形求解。
⚠️避坑指南
1.选择三角函数时选错边的比值,比如已知斜边和对边求角,误用 cos 而不是 sin;
2.计算边长时开平方漏解(边长为正,只取正根);
3.保留近似值时不按题目要求的精确度,或者中间步骤提前约分导致结果误差过大。。
考点五 解直角三角形的实际应用
核心概念
· 仰角与俯角:视线在水平线上方的角叫 ,视线在水平线下方的角叫 ;
· 坡度(坡比):坡面的垂直高度 h 与水平宽度 l 的比,即 i = tan α(α 为坡角);
· 方向角:以正南或正北为基准,描述物体所在方向的角,如北偏东30°。
解题步骤
1. 审题,画出几何图形,标注已知条件和未知量;
2. 将实际问题转化为直角三角形问题,必要时作辅助线构造直角三角形;
3. 选择合适的三角函数关系式求解;
4. 检验结果是否符合实际意义,按要求作答。
⚠️避坑指南
1.混淆仰角和俯角的定义,把视线与铅垂线的夹角当成仰角;
2.坡度概念理解错误,把坡角当成坡度,或者把水平宽度与垂直高度的比当成坡度;
3.方向角描述错误,比如把“北偏东30°”写成“东偏北30°;
4.解决双直角三角形问题时,公共边找不准,导致关系式列错。
考点六 锐角三角函数综合计算
核心题型
· 特殊角三角函数值的混合运算(含零指数、负指数、绝对值);
· 利用三角函数求线段长度、角度大小;
· 与四边形、相似三角形结合的综合题。
⚠️避坑指南
1.混合运算时运算顺序错误,或者特殊角数值代错;
2.综合题中找不到直角三角形,不会通过作高转化边角关系;
3.结果没有化简到最简二次根式,或者分式没有分母有理化。。
题型一锐角三角函数定义的直接应用
典例1 (25-26九年级上·山东泰安·期中)如图,以点O为圆心,任意长为半径画弧,与射线交于点A,再以点A为圆心,长为半径画弧,两弧交于点B,画射线,则的值为( ).
A. B. C. D.
💡破题要诀
先确认图形为直角三角形,锁定目标锐角,仔细区分该角的对边、邻边与斜边;严格对照正弦、余弦、正切的定义写出比值,牢记三角函数值只由锐角大小决定,不受三角形放大、缩小影响;审题留意角的位置,不要错用另外一个锐角的对边和邻边。
迁移应用
1.(25-26九年级上·山东淄博·期中)在中,,,,则等于( )
A. B. C. D.
2.(25-26九年级上·上海虹口·期中)如图,在中,,那么的正弦值是( )
A. B. C. D.
3.(24-25九年级上·上海宝山·期中)如图,在菱形中,对角线、交于点,点是的中点,联结.如果,,那么_________.
题型二 已知三角函数值求直角三角形边长
典例1 如图,在四边形ABCD中,∠B=∠D=90°,AB=3,BC=2,tanA=,则CD的值为( )
A. B. C. D.2
💡破题要诀
根据三角函数的比值关系设比例参数 k,用含 k 的代数式表示出对应两条边;再利用勾股定理求出第三条边;结合题目给出的已知边长建立方程求出参数 k,回代得到各边长度;计算过程中分清斜边与直角边,避免设边时混淆。
迁移应用
1.(25-26九年级上·江苏苏州·期中)在中,,,,则为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
2.已知,在矩形中,于,设,且,,则的长为( )
A. B. C. D.
3.(25-26九年级上·上海闵行·期中)在中,,,,是边上的高,那么的长是______.
题型三 特殊角三角函数值的计算
典例1 (25-26九年级上·山东济宁·期中)( )
A. B. C. D.
💡破题要诀
熟练牢记 30°、45°、60° 的正弦、余弦、正切值,代入算式后按照实数运算法则运算,有序处理乘方、开方、加减;重点区分 sin 和 cos 在特殊角下的数值,防止记混;结果化为最简二次根式,不要遗漏符号与括号
迁移应用
1.(25-26九年级上·四川巴中·期中)已知为锐角,则的值为()
A. B. C. D.
2.(25-26九年级上·山东聊城·期中)计算:
(1);
(2).
3.(25-26九年级上·山东菏泽·期中)计算:
(1);
(2).
题型四 由三角函数值反求锐角大小
典例1 (25-26九年级上·山东淄博·期中)已知,则( )
A. B. C. D.
💡破题要诀
优先对照特殊角三角函数表匹配角度;如果数值不属于特殊角,使用计算器求锐角,看清函数名称,区分 sin、cos、tan;注意结果单位是角度,看清题目是否要求精确值或者近似值。
迁移应用
1.(25-26九年级上·吉林长春·期中)若,则锐角的度数为( )
A. B. C. D.
2.已知在中,,,则的度数是( )
A. B. C. D.
3.(25-26九年级上·湖南常德·期中)已知:,则锐角______.
题型五 互余两角的三角函数关系应用
典例1 (25-26九年级上·山东烟台·期中)计算的结果为( )
A. B. C.1 D.0
💡破题要诀
核心公式sinA=cos(90°-A),cosA=sin(90°-A);看到两个锐角互余,及时实现正弦、余弦互换;常用来化简式子、比较三角函数大小、等量代换,转化为同一种函数方便计算。
迁移应用
1.如果α是锐角,且,那么的值等于( )
A. B. C. D.
2.(25-26九年级上·山东淄博·期中)如图,在中,,过点C作于点D,则下列结论不正确的是( )
A. B. C. D.
题型六 同角三角函数的基本关系应用
典例1 在中,,若,则等于( )
A. B. C. D.
💡破题要诀
用好恒等式,已知一个锐角的正弦或余弦,可以求另一个;因为是锐角,三角函数值都大于 0,开方只取正根;该公式常用于整体代换、化简求值,不需要先求出角度。
迁移应用
1.已知:α为锐角,且=1,则tanα的值等于( )
A.﹣1 B.2 C.3 D.2.5
2.(25-26九年级上·甘肃天水·期中)_______.
3.在中,,若,则的值为_______.
题型七 网格中求锐角三角函数值
典例1 如图,在边长为1的正方形网格中,点A,B,C都在网格线上,,垂足为D,则( )
A. B. C. D.
💡破题要诀
找到目标角,借助网格横线竖线,构造包含这个角的直角三角形;利用格子长度,通过勾股定理求出三边长度;再套用三角函数定义求值;注意目标角不一定在格点直角处,必要时用等角转化
迁移应用
1.如图,点均在正方形网格的格点上,交于点,则( )
A.3 B. C.2 D.
2.如图所示,△ABC 的顶点在正方形网格的格点上,则 tan A 的值为( )
A. B. C.2 D.
3.如图所示的网格是正方形网格,则_____ .
题型八 构造直角三角形解斜三角形问题
典例1 如图,在△ABC中,sinB=, tanC=2,AB=3,则AC的长为( )
A. B. C. D.2
💡破题要诀
斜三角形没有现成直角,解题核心是作高,向三角形的边作垂线,把斜三角形拆成两个共高的直角三角形;将已知边角条件转移到直角三角形中,分别利用三角函数、勾股定理建立联系;注意高可能在三角形内部,也可能在外部。
迁移应用
1.如图,在中,,,,则点到的距离是( )
A. B. C. D.
2.如图,在中,,则的长为___________.
3.(23-24九年级上·江苏泰州·期中)如图,是的中线,
求:
(1)的长;
(2)的正弦值.
题型九 解直角三角形的基础计算
典例1 (25-26九年级上·上海浦东新·期中)在中,,如果,,那么等于( )
A. B. C. D.
💡破题要诀
明确解直角三角形就是由已知两个元素(至少一条边),求出其余所有未知边和角;三个工具:勾股定理、两锐角互余、锐角三角函数;列式时优先选用原始已知条件,尽量不用中间算出的结果,减少计算累积误差
迁移应用
1.如图,甲、乙两位登山者同时从点A出发,一段时间后,甲步行m米到达点C,乙步行n米到达点B.若坡角为,则甲、乙两人的垂直距离可以表示为( )
A.米 B.米
C.米 D.米
2.(25-26九年级上·四川成都·期中)如图,在中,是边上的高,点是的中点,若,,且,则的长是______ .
3.(25-26九年级上·河北唐山·期中)在Rt中,.解这个直角三角形.
题型十 仰角、俯角类实际应用问题
典例1 (25-26九年级上·吉林长春·期中)如图,一枚自制小火箭从发射点处发射,身高为1.6米的小明在离发射点距离的处,当小火箭到达点时,小明测得此刻的仰角为,则这枚小火箭此时的高度是( )
A. B.
C. D.
💡破题要诀
仰角、俯角是视线和水平线的夹角,先画出示意图,标出水平线、视线、竖直高度;这类题大多是双直角三角形模型,两个直角三角形共用一条竖直高;常设高为未知数,分别用三角函数表示水平距离,再根据水平线段的和差关系列方程求解。
迁移应用
1.(25-26九年级上·陕西西安·期中)2025年10月31日23点44分,搭载神舟二十一号载人飞船的火箭在酒泉卫星发射中心成功发射.当火箭上升到点时,位于海平面上的观测点到的距离为千米,仰角为,则此时火箭距海平面的高度为( )
A.千米 B.千米 C.千米 D.千米
2.(25-26九年级上·吉林长春·期中)某校学生开展综合实践活动,测量一建筑物的高度.如图所示,在建筑物旁边有一高度为8米的小楼房,琪琪同学在小楼房楼底处测得处的仰角为,在小楼房楼顶处测得处的仰角为(、在同一平面内,、在同一水平面上),则需测量的建筑物的高为_____米.(结果保留根号)
3.(24-25九年级上·吉林·期中)如图1是吉林市文化地标之一的世纪之舟,它于1999年正式竣工落成.某校数学兴趣小组利用无人机测量世纪之舟的主体的高度,并绘制了如图2的示意图.无人机在点处测得世纪之舟顶部点的仰角为,世纪之舟底部点的俯角为,无人机与世纪之舟的水平距离,求世纪之舟主体的高度.(结果精确到整数)参考数据:(,,)
题型十一 方向角类实际应用问题
典例1 (25-26九年级上·山东聊城·期中)如图,一艘渔船以的速度向正北方向航行,在A处看到灯塔S在渔船的北偏东30°方向,一个小时后航行到B处,看到灯塔S在渔船的北偏东方向.若渔船继续向正北方向航行到灯塔S的正西方向的C处,此时灯塔S与渔船的距离为( )
A. B. C. D.
💡破题要诀
方向角以正北或正南方向为基准,先规范画出方位图,利用平行线性质找到相等的内错角;通过作垂线构造直角三角形;仔细梳理各点之间的线段和角度关系,分清南北、东西方向,不要把方向角当成和东西线的夹角。
迁移应用
1.(25-26九年级上·江苏无锡·期中)如图,一艘客船从码头点出发,沿北偏东方向航行,速度为海里时,小时后一艘快艇也从同一码头出发,向正北方向航行小时后,此时客船在快艇的正东方向,则快艇航行的速度为( )
A.海里时 B.海里时 C.海里时 D.海里时
2.(25-26九年级上·北京·期中)王子和小于两人相约一起去篮球馆打篮球.已知王子家B在小于家A的北偏西方向上,.两人到达篮球馆C处后,发现小于家A在篮球馆C的南偏西方向上,王子家B在篮球馆C的南偏西方向上.则小于家A到篮球馆C的距离______(结果精确到;参考数据:,,)
3.(25-26九年级上·重庆铜梁·期中)如图,B地位于A地的正东方向,D地位于B地正北方,且位于A地北偏东,D与A相距.C地位于B地北偏东方向上,且C与B地相距,E地位于D地南偏东方向上,且位于C地正北方.
(1)请求出C、E两地间的距离.(结果保留根号)
(2)甲以每分钟的速度从D出发,沿路线跑步前进,与此同时,乙以每分钟的速度从D出发,沿路线步行前进,通过计算说明,甲、乙两人谁先到达B地.(计算结果精确到)(参考数据:,,)
题型十二 坡度、坡角类实际应用问题
典例1 (25-26九年级上·河北沧州·期中)如图,在修建送水站时,施工部门沿某一斜坡铺设送水管道,于点,米,米,则斜坡的坡度为( )
A. B. C. D.
💡破题要诀
牢记坡比(坡度)i=tana=,坡度是高度和水平宽度的比,不是高度和坡面长的比;坡面、铅直高、水平宽构成直角三角形;结合勾股定理与三角函数转化边长,读懂坡面改造、拦水坝这类图形中的线段关系。
迁移应用
1.(25-26九年级上·河北石家庄·期中)如图,体育公园设置了一段爬坡路线,已知这段路线相关数据,,则下列说法错误的是( )
A.路线的坡角是 B.路线的坡度是
C.的长度为 D.路线的坡比是
2.(25-26九年级上·陕西西安·期中)河堤横断面如图所示,堤高米,迎水坡的坡度为(坡度是坡面的铅直高度与水平宽度之比),则的长是______ .
3.(25-26九年级上·江苏无锡·期中)【阅读】如图,中,,,延长到点,使,设,则,.据此可以求出.
【探究】如图,,试用上述方法求出______.
【运用】城市公路一段下沉通道剖面如图所示,正常情况下,汽车可以沿方向或其相反方向通行,其中是正常水平路面,是通道底部水平路面,是与水平方向夹角为的斜坡,已知,某次暴雨引起通道积水,水面宽度.小张驾车打算从此路段经过,经查阅资料得知,小张所驾汽车可安全通过最深为的水面,问小张是否能够从此积水路段安全通过?请通过计算说明理由.(参考数据)
基础固本练(限时:30分钟)
1.(25-26九年级上·北京·期中)如图,中,,则的正弦值可以表示为( )
A. B. C. D.
2.(25-26九年级上·江苏苏州·期中)已知是锐角,,那么等于( )
A. B. C. D.
3.(25-26九年级上·上海·期中)在中,,,,那么的值是( )
A. B. C. D.
4.(25-26九年级上·山东菏泽·期中)在中,,,,则的值为( )
A. B. C. D.
5.(25-26九年级上·陕西西安·期中)如图,在中,,则( )
A. B. C. D.
6.(25-26九年级上·山东潍坊·期中)如图,在中,,则的值为( )
A. B. C. D.
7.(25-26九年级上·浙江杭州·期中)如图,在中,,如果把的各边都扩大为原来的4倍,则的值( )
A.不变 B.缩小为原来的倍
C.扩大为原来的2倍 D.扩大为原来的4倍
8.(25-26九年级上·江苏苏州·期中)如图,为了测量某铁塔的高度(假设铁塔与地面任意一条直线都垂直),测量人员选取了与该塔底在同一平面内的两个观测点与,现测得米,则该铁塔的高度约为________米.
9.(25-26九年级上·江苏苏州·期中)如图,小丽从点出发,沿坡度为的坡道向上走了100米到达点,则她沿垂直方向升高了______.
10.(25-26九年级上·辽宁鞍山·期中)如图,的顶点都在方格纸的格点上,那么的值为______.
11.(25-26九年级上·上海·期中)在中,,若,则的长为____.
12.(25-26九年级上·山东泰安·期中)将,,用“>”号连接起来为______.
13.(25-26九年级上·山东威海·期中)计算:
(1).
(2).
14.如图,一款可调节角度的台灯,通过调节与的夹角来调整光源的角度.已知,,最大角度为.
(1)当时,求点到的水平距离.
(2)当,求点到桌面的垂直距离.(参考值:,,,)
15.如图,在中,,,,求,,的值.
综合进阶练(限时:60分钟)
1.在正方形网格中,的位置如图所示,则的值为( )
A. B. C. D.
2.如图,中,,,的垂直平分线分别交于、两点,连接,如果,则的值为( )
A. B. C. D.
3.如图,在矩形中,对角线相交于点于点E,且,若,则的长是( )
A. B.6 C. D.
4.如图,,,,于D,,的长是________.
5.如图中的每个小正方形的边长均相等,则的值为______ .
6.(25-26九年级上·全国·期中)如图,点E在正方形的边上,把绕点A顺时针旋转至位置,如果,,那么点E与点F之间的距离等于____.
7.如图,在中,,为的中点,连接,为斜边上的高.已知,.
(1)求线段的长;
(2)求的值.
8.中国第一滨海“双子塔”——厦门世茂海峡大厦,位于厦门市思明区,东依千年古刹南普陀和百年名校厦门大学,南至演武大桥,西望海上花园鼓浪屿,北靠万石植物园五老峰,坐拥得天独厚的优雅环境.某数学实践小组来到现场,计划测量“双子塔”其中一座大厦的高度.如图,在地面观测点处测得大厦顶部的仰角为,再沿水平方向向大厦底部行走100米到达观测点处,测得大厦顶部的仰角为.已知观测点与大厦底部在同一直线上,求大厦的高度.(参考数据:.)
9.如图,在东西方向的海面线上,有A、B两艘巡逻船和观测点D(A、B、D在直线上),两船同时收到渔船C在海面停滞点发出的求救信号.测得渔船分别在巡逻船A、B北偏西和北偏东方向,巡逻船A和渔船C相距120海里,渔船在观测点D北偏东方向.求巡逻船B与观测点D间的距离.(结果取整数.参考数据:,.)
10.为了监控大桥引桥下坡路段车辆行驶速度,通常会设置电子眼进行区间测速.如图,电子眼位于点P处,离水平地面的高度为4米,区间测速的起点为引桥坡面点A处,此时电子眼的俯角为;区间测速的终点为引桥坡脚点B处,此时电子眼的俯角为(A,B,P,Q四点在同一平面).
(1)求水平路段的长.(精确到)
(2)已知测速路段坡比,如果该路段限速30千米/小时(即米/秒),某汽车用时秒匀速通过测速路段,该汽车是否超速?(参考数据:,,,,,,)
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专题03 锐角三角函数
01 期中考情透视
02 复习目标锚定
03 知识体系构建
04 核心考点精讲
考点一 锐角三角函数的概念 / 考点二 特殊角的三角函数值 题型三 三角函数的增减性与取值范围 /考点四 解直角三角形
考点五 解直角三角形的实际应用 /考点六 锐角三角函数综合计算
05 重难题型突破
题型一:锐角三角函数定义的直接应用 /题型二:已知三角函数值求直角三角形边长
题型三:特殊角三角函数值的计算 /题型四:由三角函数值反求锐角大小
题型五:互余两角的三角函数关系应用 /题型六:同角三角函数的基本关系应用
题型七:网格中求锐角三角函数值 /题型八:构造直角三角形解斜三角形问题
题型九:解直角三角形的基础计算 /题型十:仰角、俯角类实际应用问题
题型十一:方向角类实际应用问题 /题型十二:坡度、坡角类实际应用问题
06 限时分层演练
基础固本练 / 综合进阶练
锐角三角函数在期中试卷中属于重点板块,基础考点集中在锐角三角比定义、30°、45°、60°特殊角三角比计算、简单解直角三角形,多以选择、填空形式出现,难度偏基础;中档题型以解答题为主,常考查仰角俯角等实际测量应用题;拔高题常和勾股定理、相似、折叠综合,一般作为几何小压轴,侧重构造直角三角形转化条件,整体分层清晰,重视定义理解与建模转化能力。
识记
记住正弦、余弦、正切的定义;熟记 30°、45°、60° 特殊角的三角函数值;知道三角函数的取值范围,能准确识别对边、邻边、斜边。
理解
理解锐角三角函数只和锐角大小有关,与直角三角形边长无关;理解同角、互余两角三角函数关系;能判断一个锐角的三角函数增减变化;明白解直角三角形的含义,理清边角之间的对应关系。
应用
利用三角函数定义、特殊角的值进行计算;会解直角三角形;能识别仰角、俯角、坡度坡角,建立直角三角形模型解决实际问题;能结合勾股定理、相似、图形折叠等,通过作垂线构造直角三角形,解决期中综合题型
考点一 锐角三角函数的概念
核心定义
在直角三角形中,对于一个锐角∠α(0°<α<90°),它的三角函数值由三边的比值唯一确定,与三角形的大小无关,仅随角度的变化而变化。
函数名称
边的比值定义
符号表示
取值范围
正弦
∠α的对边与斜边的比
sin α = 对边/斜边 = a/c
0<sin α<1
余弦
∠α的邻边与斜边的比
cos α = 邻边/斜边 = b/c
0<cos α<1
正切
∠α的对边与邻边的比
tan α = 对边/邻边 = a/b
tan α>0
1关键要点
· 三角函数是比值,没有单位,一旦角度固定,函数值就固定不变;
· 必须在直角三角形中使用定义,非直角三角形需要通过作高构造直角三角形;
· 对边、邻边是相对于指定锐角而言的,不能混淆。
⚠️避坑指南
1.误认为三角函数值随三角形边长变化而变化,实际只与角度有关;
2.在非直角三角形中直接套用 sin α = 对边/斜边,忽略构造直角三角形的步骤;
3.对边、邻边判断错误,比如把斜边当成邻边计算;
4.书写时漏写角度符号,如 sin30 是错误写法,正确为 sin 30°。
考点二 特殊角的三角函数值
核心数值表
角度
30°
45°
60°
sin α
cos α
tan α
1
记忆技巧
· 正弦值:分母均为2,分子依次为、、,随角度增大而增大;
· 余弦值:与正弦值顺序相反,随角度增大而减小;
· 正切值:30°和60°的正切值互为倒数,45°正切值为1。
⚠️避坑指南
1.数值记混,比如把 sin60°和 cos30°的结果搞反;
2.计算时将三角函数值与角度的增减性搞反,误以为 sin α 随角度增大而减小;
3.化简时不按要求保留根号,或者计算分式时漏算分母有理化。。
考点三 三角函数的增减性与取值范围
核心规律
· 当 0°<α<90°时,sin α 和 tan α 随角度增大而增大;
· 当 0°<α<90°时,cos α 随角度增大而减小;
· 平方关系:sin²α + cos²α = 1;
· 互余关系:若∠A + ∠B = 90°,则 sin A = cos B,cos A = sin B。
⚠️避坑指南
1.误以为余弦值随角度增大而增大,导致比较大小时出错;
2.混淆互余关系,比如把 sin30° = cos60° 错记成 sin30° = cos30°;
3.应用平方关系时忘记给 sin、cos 加平方,如 sin α + cos α = 1 是错误的。。
考点四解直角三角形
定义与依据
在直角三角形中,除直角外,一共有5个元素(3条边、2个锐角),由已知元素求出所有未知元素的过程,叫做解直角三角形。
核心依据:
1. 三边关系:勾股定理 a² + b² = c²;
2. 锐角关系:∠A + ∠B = 90°;
3. 边角关系:sin A = ,cos A = ,tan A = 。
常见题型
· 已知一条边和一个锐角,求其余边和角;
· 已知两条边,求其余边和角;
· 非直角三角形通过作高转化为两个直角三角形求解。
⚠️避坑指南
1.选择三角函数时选错边的比值,比如已知斜边和对边求角,误用 cos 而不是 sin;
2.计算边长时开平方漏解(边长为正,只取正根);
3.保留近似值时不按题目要求的精确度,或者中间步骤提前约分导致结果误差过大。。
考点五 解直角三角形的实际应用
核心概念
· 仰角与俯角: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):坡面的垂直高度 h 与水平宽度 l 的比,即 i = tan α(α 为坡角);
· 方向角:以正南或正北为基准,描述物体所在方向的角,如北偏东30°。
解题步骤
1. 审题,画出几何图形,标注已知条件和未知量;
2. 将实际问题转化为直角三角形问题,必要时作辅助线构造直角三角形;
3. 选择合适的三角函数关系式求解;
4. 检验结果是否符合实际意义,按要求作答。
⚠️避坑指南
1.混淆仰角和俯角的定义,把视线与铅垂线的夹角当成仰角;
2.坡度概念理解错误,把坡角当成坡度,或者把水平宽度与垂直高度的比当成坡度;
3.方向角描述错误,比如把“北偏东30°”写成“东偏北30°;
4.解决双直角三角形问题时,公共边找不准,导致关系式列错。
考点六 锐角三角函数综合计算
核心题型
· 特殊角三角函数值的混合运算(含零指数、负指数、绝对值);
· 利用三角函数求线段长度、角度大小;
· 与四边形、相似三角形结合的综合题。
⚠️避坑指南
1.混合运算时运算顺序错误,或者特殊角数值代错;
2.综合题中找不到直角三角形,不会通过作高转化边角关系;
3.结果没有化简到最简二次根式,或者分式没有分母有理化。。
题型一锐角三角函数定义的直接应用
典例1 (25-26九年级上·山东泰安·期中)如图,以点O为圆心,任意长为半径画弧,与射线交于点A,再以点A为圆心,长为半径画弧,两弧交于点B,画射线,则的值为( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了求角的正切值,等边三角形的性质与判定,线段的尺规作图,根据作图方法可得,则可证明是等边三角形,得到,据此可得答案.
【详解】解:如图所示,连接,
由作图方法可知,
∴是等边三角形,
∴,
∴,
故选:D.
💡破题要诀
先确认图形为直角三角形,锁定目标锐角,仔细区分该角的对边、邻边与斜边;严格对照正弦、余弦、正切的定义写出比值,牢记三角函数值只由锐角大小决定,不受三角形放大、缩小影响;审题留意角的位置,不要错用另外一个锐角的对边和邻边。
迁移应用
1.(25-26九年级上·山东淄博·期中)在中,,,,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了勾股定理和正切的定义,解题的关键是先利用勾股定理求直角边的长,再根据正切定义计算.
先由勾股定理求出的长度,再根据正切的定义()计算的值.
【详解】解:,,,
,
.
故选:B.
2.(25-26九年级上·上海虹口·期中)如图,在中,,那么的正弦值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查三角函数,熟记公式是解题关键.
根据锐角三角函数的定义即可解答.
【详解】解:在中,,
故选:A.
3.(24-25九年级上·上海宝山·期中)如图,在菱形中,对角线、交于点,点是的中点,联结.如果,,那么_________.
【答案】
【分析】本题考查了求角的余弦根据、分别是、的中点,知是中位线得,连接,根据菱形的性质知与垂直平分,根据余弦的定义,即可求解.
【详解】解:在菱形中,是的中点,
也是对角线的交点,且与垂直平分,
、分别是、的中点,
∴,
∴
在中,,,
∴
故答案为:
题型二 已知三角函数值求直角三角形边长
典例1 如图,在四边形ABCD中,∠B=∠D=90°,AB=3,BC=2,tanA=,则CD的值为( )
A. B. C. D.2
【答案】C
【分析】延长AD、BC,两线交于O,解直角三角形求出OB,求出OC,根据勾股定理求出OA,求出△ODC∽△OBA,根据相似三角形的性质得出比例式,代入求出即可.
【详解】解:延长AD、BC,两线交于O,
在Rt△ABO中,∠B=90°,tanA==,AB=3,
∴OB=4,
∵BC=2,
∴OC=OB-BC=4-2=2,
在Rt△ABO中,∠B=90°,AB=3,OB=4,
由勾股定理得:AO=5,
∵∠ADC=90°,
∴∠ODC=90°=∠B,
∵∠O=∠O,
∴△ODC∽△OBA,
∴,
∴,
解得:DC=,
故选:C.
【点睛】本题考查了勾股定理,解直角三角形和相似三角形的性质和判定等知识点,能正确作出辅助线(构造出直角三角形)是解此题的关键.
💡破题要诀
根据三角函数的比值关系设比例参数 k,用含 k 的代数式表示出对应两条边;再利用勾股定理求出第三条边;结合题目给出的已知边长建立方程求出参数 k,回代得到各边长度;计算过程中分清斜边与直角边,避免设边时混淆。
迁移应用
1.(25-26九年级上·江苏苏州·期中)在中,,,,则为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【答案】B
【分析】本题考查锐角三角函数和勾股定理,掌握正弦定义和勾股定理是解题关键.
利用正弦函数的定义求出斜边,再根据勾股定理求.
【详解】∵ , ,且,
∴ ,
∴,
又∵ 为直角三角形,
∴,
∴,
,
∴ .
故选:B.
2.已知,在矩形中,于,设,且,,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据同角的余角相等求出∠ADE=∠ACD,再根据两直线平行,内错角相等可得∠BAC=∠ACD,然后求出AC,再利用勾股定理求出BC,然后根据矩形的对边相等可得AD=BC.
【详解】解:∵DE⊥AC,
∴∠ADE+∠CAD=90°,
∵∠ACD+∠CAD=90°,
∴∠ACD=∠ADE=α,
∵矩形ABCD的对边AB∥CD,
∴∠BAC=∠ACD,
∵cosα=,
∴,
∴AC=×4=,
由勾股定理得,BC==,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=BC=.
故选:B.
【点睛】本题考查了矩形的性质,勾股定理,锐角三角函数的定义,同角的余角相等的性质,熟记各性质并求出BC是解题的关键.
3.(25-26九年级上·上海闵行·期中)在中,,,,是边上的高,那么的长是______.
【答案】
【分析】本题考查了解直角三角形的应用,掌握正切的含义是解题关键.根据题意设,,由勾股定理得,从而求出,,再利用三角形面积公式,通过面积相等列出方程求解即可.
【详解】解:在中,,,
设,,
由勾股定理得,
,
,
,,
,
,
故答案为:.
题型三 特殊角三角函数值的计算
典例1 (25-26九年级上·山东济宁·期中)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查求特殊角的三角函数值,根据特殊角的三角函数值,进行求解即可.
【详解】解:;
故选B.
💡破题要诀
熟练牢记 30°、45°、60° 的正弦、余弦、正切值,代入算式后按照实数运算法则运算,有序处理乘方、开方、加减;重点区分 sin 和 cos 在特殊角下的数值,防止记混;结果化为最简二次根式,不要遗漏符号与括号
迁移应用
1.(25-26九年级上·四川巴中·期中)已知为锐角,则的值为()
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了特殊角的三角函数值,根据,得,求出,即得解.
【详解】解:∵,且,
∴.
∴.
∴.
故选:C.
2.(25-26九年级上·山东聊城·期中)计算:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了实数的运算,熟练掌握相关运算法则是解题的关键.
(1)先根据特殊角的三角函数值、负指数幂的运算法则计算,再合并即可;
(2)先代入特殊角的三角函数值及化简绝对值,再根据实数的混合运算法则计算即可.
【详解】(1)解:
(2)解:
3.(25-26九年级上·山东菏泽·期中)计算:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查特殊值的三角函数,算术平方根,零指数幂,负整数指数幂,绝对值,实数的混合运算,掌握知识点是解题的关键.
(1)先将特殊角三角函数值代入,再进行实数的混合运算即可;
(2)先计算二次根式、零次幂、负整数次幂、绝对值,代入特殊角三角函数值,再进行加减运算.
【详解】(1)解:
.
(2)
.
题型四 由三角函数值反求锐角大小
典例1 (25-26九年级上·山东淄博·期中)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了特殊角的三角函数值,牢记特殊角的三角函数值是解题的关键.
根据特殊角的三角函数值求解即可.
【详解】解:∵,,
∴ .
故选C.
💡破题要诀
优先对照特殊角三角函数表匹配角度;如果数值不属于特殊角,使用计算器求锐角,看清函数名称,区分 sin、cos、tan;注意结果单位是角度,看清题目是否要求精确值或者近似值。
迁移应用
1.(25-26九年级上·吉林长春·期中)若,则锐角的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查特殊角的三角函数值.
根据已知正弦值,即可得锐角的度数.
【详解】解:∵ , 为锐角,
∴ .
故选:B.
2.已知在中,,,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用的三角函数值解决问题.
【详解】解:∵在中,,,
∴,
∴,
故选:A.
【点睛】本题考查了特殊角的三角函数值.记住特殊角的三角函数值是解决此类问题的关键.
3.(25-26九年级上·湖南常德·期中)已知:,则锐角______.
【答案】
【分析】本题考查锐角三角函数,熟练掌握特殊角的三角函数值是解题的关键.利用特殊角的三角函数值,将 代入方程,通过代数运算求解 ,再根据锐角范围确定的值.
【详解】, ,
,
,
为锐角,
,
故答案为:.
题型五 互余两角的三角函数关系应用
典例1 (25-26九年级上·山东烟台·期中)计算的结果为( )
A. B. C.1 D.0
【答案】D
【分析】本题考查了互余角的三角函数关系.利用互余角的三角函数关系将转化为,然后计算差值.
【详解】解:∵,
∴,
∴.
故选:D.
💡破题要诀
核心公式sinA=cos(90°-A),cosA=sin(90°-A);看到两个锐角互余,及时实现正弦、余弦互换;常用来化简式子、比较三角函数大小、等量代换,转化为同一种函数方便计算。
迁移应用
1.如果α是锐角,且,那么的值等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查互余的两角三角函数的关系,熟练掌握互余的两角三角函数关系是解题的关键;
在直角三角形中,时,正余弦之间的关系为:一个角的正弦值等于这个角的余角的余弦值,即;一个角的余弦值等于这个角的余角的正弦值,即,即可解答;
【详解】,,
;
故选:B.
2.(25-26九年级上·山东淄博·期中)如图,在中,,过点C作于点D,则下列结论不正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了三角函数的定义,注意直角三角形中斜边上画出高,图中会有相等的角,若,则.
利用三角函数的定义结合图形,注意题目中相等的角在不同三角形中三角函数的表示不同.
【详解】解:∵在中,,,
∴,
A.,故A选项错误,符合题意;
B.因为,所以,故B选项正确,不符合题意;
C.,故C选项正确,不符合题意;
D.因为,所以,故D选项正确,不符合题意;
故选:A.
题型六 同角三角函数的基本关系应用
典例1 在中,,若,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查锐角三角函数值的计算,可先依据锐角余弦的定义设出直角三角形的边长,再利用勾股定理求出另一条直角边,最后根据正切的定义计算出的值.
【详解】解:∵在中,,
∴,
设,(),
∴,
∴,
故选:B.
💡破题要诀
用好恒等式,已知一个锐角的正弦或余弦,可以求另一个;因为是锐角,三角函数值都大于 0,开方只取正根;该公式常用于整体代换、化简求值,不需要先求出角度。
迁移应用
1.已知:α为锐角,且=1,则tanα的值等于( )
A.﹣1 B.2 C.3 D.2.5
【答案】D
【分析】根据锐角的同角三角函数之间的关系进行化简可得答案.
【详解】解:由,得.
所以.
解得tanα=2.5.
故选D.
【点睛】本题考查了锐角的三角函数,熟练掌握同角三种函数之间的关系是解本题的关键.
2.(25-26九年级上·甘肃天水·期中)_______.
【答案】1
【分析】根据三角函数值定义,作出图形,结合勾股定理数形结合是解决问题的关键.
根据三角函数值定义,结合图形,数形结合即可得到答案.
【详解】解:如图所示:
根据三角函数值定义:,
,
在中,,
,
故答案为:.
3.在中,,若,则的值为_______.
【答案】
【分析】本题考查了解直角三角形的应用,掌握勾股定理和锐角三角函数是解题关键.利用正弦值设.,,再利用勾股定理求出,再利用余弦的定义求解即可.
【详解】解:在中,,,
,
设,,
由勾股定理得:,
,
故答案为:.
题型七 网格中求锐角三角函数值
典例1 如图,在边长为1的正方形网格中,点A,B,C都在网格线上,,垂足为D,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了相似三角形的判定与性质,解直角三角形,解题关键是掌握上述知识点并能运用求解.
先证明,再根据相似三角形的性质列出比例式,根据正切的定义式求解.
【详解】解:如图,
∵,,
∴,
又,
∴,
∴,
∴,
故选:B.
💡破题要诀
找到目标角,借助网格横线竖线,构造包含这个角的直角三角形;利用格子长度,通过勾股定理求出三边长度;再套用三角函数定义求值;注意目标角不一定在格点直角处,必要时用等角转化
迁移应用
1.如图,点均在正方形网格的格点上,交于点,则( )
A.3 B. C.2 D.
【答案】A
【分析】本题考查了解直角三角形,勾股定理,等腰三角形的性质,解题的关键是正确作出辅助线构造平行线.
取格点G,使,可得,,从而得到,进而得到,即可求解.
【详解】解:如图,取格点G,使,
∴,
根据题意得:,,
∴,
∴,
∴,
∴.
故选:A
2.如图所示,△ABC 的顶点在正方形网格的格点上,则 tan A 的值为( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【分析】根据网格构造直角三角形,由勾股定理可求AD、BD,再根据三角函数的意义可求出tanA的值.
【详解】解:如图,取网格点D,连接BD,
由网格图,可得:,,,
∴,
∴是直角三角形,且,
∴,
故选:A.
【点睛】本题考查了勾股定理的逆定理以及求一个角的正切值的知识,利用网格构造直角三角形是解决问题的关键.
3.如图所示的网格是正方形网格,则_____ .
【答案】
【分析】本题考查解直角三角形,解题的关键是明确题意,利用锐角三角函数解答.
根据题意和图形并结合正切的定义,可以计算出的值.
【详解】解:如图,设正方形网格中的小正方形的边长为,
,
∴,,,,
∴.
故答案为:.
题型八 构造直角三角形解斜三角形问题
典例1 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.
💡破题要诀
斜三角形没有现成直角,解题核心是作高,向三角形的边作垂线,把斜三角形拆成两个共高的直角三角形;将已知边角条件转移到直角三角形中,分别利用三角函数、勾股定理建立联系;注意高可能在三角形内部,也可能在外部。
迁移应用
1.如图,在中,,,,则点到的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了解直角三角形和点到直线的距离,解题的关键是掌握解直角三角形和点到直线的距离定义.
过点A作,通过三角形内角和定理求出的度数,再在直角三角形中利用正弦求出点A到的距离.
【详解】解:过点作,垂足为D,
在中,,
,
在中,,
,
∴点A到的距离为.
故选:A.
2.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:.
3.(23-24九年级上·江苏泰州·期中)如图,是的中线,
求:
(1)的长;
(2)的正弦值.
【答案】(1)6
(2)
【分析】本题考查解直角三角形的应用、锐角三角函数等知识,解题的关键是:
(1)作于.在中,求出,在中,求出即可解决问题;
(2)在中,求出,即可解决问题.
【详解】(1)解:如图,作于.
在中,,,
,,
在中,,
,
.
(2),
,,,
在中,.
的正弦值为.
题型九 解直角三角形的基础计算
典例1 (25-26九年级上·上海浦东新·期中)在中,,如果,,那么等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了解直角三角形,根据直角三角形中三角函数的定义,利用的正弦值求解斜边即可.
【详解】解:∵在中,,,,
∴,
∴,
故选:C.
💡破题要诀
明确解直角三角形就是由已知两个元素(至少一条边),求出其余所有未知边和角;三个工具:勾股定理、两锐角互余、锐角三角函数;列式时优先选用原始已知条件,尽量不用中间算出的结果,减少计算累积误差
迁移应用
1.如图,甲、乙两位登山者同时从点A出发,一段时间后,甲步行m米到达点C,乙步行n米到达点B.若坡角为,则甲、乙两人的垂直距离可以表示为( )
A.米 B.米
C.米 D.米
【答案】B
【分析】本题考查了三角函数的应用,理解题意是关键;由题意得米,,由正弦函数关系式即可求解.
【详解】解:如图,米,
∵,
∴,
在中,,
∴米,
故选:B.
2.(25-26九年级上·四川成都·期中)如图,在中,是边上的高,点是的中点,若,,且,则的长是______ .
【答案】2
【分析】本题考查了勾股定理,直角三角形斜边上的中线,锐角三角函数,解直角三角形,等腰三角形的性质,根据题目的已知条件并结合图形进行分析是解题的关键.
根据垂直定义可得,再在中,利用勾股定理可得,然后利用直角三角形斜边上的中线性质可得,从而可得,进而可得,最后在中,利用锐角三角函数的定义进行计算即可解答.
【详解】解:,
,
,
,
点是的中点,
,
,
,
,
在中,,
故答案为:.
3.(25-26九年级上·河北唐山·期中)在Rt中,.解这个直角三角形.
【答案】;;
【分析】本题考查了解直角三角形,三角形的内角和定理的应用,准确计算是关键,根据三角形内角和定理求出,再根据三角函数解直角三角形即可.
【详解】解:
∵
∴,
∵
∴.
题型十 仰角、俯角类实际应用问题
典例1 (25-26九年级上·吉林长春·期中)如图,一枚自制小火箭从发射点处发射,身高为1.6米的小明在离发射点距离的处,当小火箭到达点时,小明测得此刻的仰角为,则这枚小火箭此时的高度是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】此题考查了解直角三角形的应用,解题的关键是正确添加辅助线构造直角三角形.过点D作于点E,则,证明四边形是矩形,则,,由得到,即可得到答案.
【详解】解:过点D作于点E,则,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
在中,,
∴
∴
故选:A.
💡破题要诀
仰角、俯角是视线和水平线的夹角,先画出示意图,标出水平线、视线、竖直高度;这类题大多是双直角三角形模型,两个直角三角形共用一条竖直高;常设高为未知数,分别用三角函数表示水平距离,再根据水平线段的和差关系列方程求解。
迁移应用
1.(25-26九年级上·陕西西安·期中)2025年10月31日23点44分,搭载神舟二十一号载人飞船的火箭在酒泉卫星发射中心成功发射.当火箭上升到点时,位于海平面上的观测点到的距离为千米,仰角为,则此时火箭距海平面的高度为( )
A.千米 B.千米 C.千米 D.千米
【答案】D
【分析】本题主要考查解直角三角形的应用;由题意可知,在中,即可求出结果.
【详解】解:由题意可知,在中,
;
此时火箭距海平面的高度为千米.
故选:D.
2.(25-26九年级上·吉林长春·期中)某校学生开展综合实践活动,测量一建筑物的高度.如图所示,在建筑物旁边有一高度为8米的小楼房,琪琪同学在小楼房楼底处测得处的仰角为,在小楼房楼顶处测得处的仰角为(、在同一平面内,、在同一水平面上),则需测量的建筑物的高为_____米.(结果保留根号)
【答案】
【分析】本题考查了根据矩形的性质与判定求线段长,仰角俯角问题(解直角三角形的应用)等知识点,解题关键是能借助仰角构造直角三角形并解直角三角形.
设过点A的水平线与交于点E,在中,用表示,在中,用表示,再利用列方程即可求出.
【详解】解:设过点A的水平线与交于点E,如图,
由题意知:,,,
∴,,
∴四边形是矩形,
∴米,,
在中,,
∴,
在中,,
∴,
∴,
解得:米,
故答案为:.
3.(24-25九年级上·吉林·期中)如图1是吉林市文化地标之一的世纪之舟,它于1999年正式竣工落成.某校数学兴趣小组利用无人机测量世纪之舟的主体的高度,并绘制了如图2的示意图.无人机在点处测得世纪之舟顶部点的仰角为,世纪之舟底部点的俯角为,无人机与世纪之舟的水平距离,求世纪之舟主体的高度.(结果精确到整数)参考数据:(,,)
【答案】世纪之舟主体的高度为
【分析】本题主要考查解直角三角形,熟练掌握三角函数是解题的关键;因此此题可根据三角函数进行求解即可.
【详解】解:由题意得:,
∵,
∴,,
∴;
答:世纪之舟主体的高度为.
题型十一 方向角类实际应用问题
典例1 (25-26九年级上·山东聊城·期中)如图,一艘渔船以的速度向正北方向航行,在A处看到灯塔S在渔船的北偏东30°方向,一个小时后航行到B处,看到灯塔S在渔船的北偏东方向.若渔船继续向正北方向航行到灯塔S的正西方向的C处,此时灯塔S与渔船的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了解直角三角形的应用-方向角问题,掌握方向角的概念,熟记锐角三角函数的定义是解题的关键.根据三角形的外角性质得到,再根据等腰三角形的判定定理得到,最后再利用正弦的定义计算,得到答案.
【详解】解:由题意知,,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
在中,,即,
∴.
故选:C.
💡破题要诀
方向角以正北或正南方向为基准,先规范画出方位图,利用平行线性质找到相等的内错角;通过作垂线构造直角三角形;仔细梳理各点之间的线段和角度关系,分清南北、东西方向,不要把方向角当成和东西线的夹角。
迁移应用
1.(25-26九年级上·江苏无锡·期中)如图,一艘客船从码头点出发,沿北偏东方向航行,速度为海里时,小时后一艘快艇也从同一码头出发,向正北方向航行小时后,此时客船在快艇的正东方向,则快艇航行的速度为( )
A.海里时 B.海里时 C.海里时 D.海里时
【答案】C
【分析】本题考查了解直角三角形的应用方向角问题,连接,由题意可得,,海里,即得海里,进而即可求解,理解题意是解题的关键.
【详解】解:如图,连接,
由题意可得,,,海里,
∴海里,
∴快艇航行的速度为海里时,
故选:.
2.(25-26九年级上·北京·期中)王子和小于两人相约一起去篮球馆打篮球.已知王子家B在小于家A的北偏西方向上,.两人到达篮球馆C处后,发现小于家A在篮球馆C的南偏西方向上,王子家B在篮球馆C的南偏西方向上.则小于家A到篮球馆C的距离______(结果精确到;参考数据:,,)
【答案】
【分析】本题考查了解直角三角形的应用,解题关键是作辅助线构建直角三角形,解直角三角形求解.
过点作,先解求出,再解求出,最后由即可求解.
【详解】解:如图,过点作,垂足为
由题意,得,,
在中,,
∴,,
在中,,
∴,
故答案为:.
3.(25-26九年级上·重庆铜梁·期中)如图,B地位于A地的正东方向,D地位于B地正北方,且位于A地北偏东,D与A相距.C地位于B地北偏东方向上,且C与B地相距,E地位于D地南偏东方向上,且位于C地正北方.
(1)请求出C、E两地间的距离.(结果保留根号)
(2)甲以每分钟的速度从D出发,沿路线跑步前进,与此同时,乙以每分钟的速度从D出发,沿路线步行前进,通过计算说明,甲、乙两人谁先到达B地.(计算结果精确到)(参考数据:,,)
【答案】(1)
(2)甲先到达地
【分析】本题考查了解直角三角形的应用,等腰三角形的性质与判定,平行四边形的性质与判定,掌握作辅助线构造适当的图形是解题的关键.
(1)先证是等腰直角三角形,求出的长度,再过点作交于点,得到等边和平行四边形,利用边的转换即可求解.
(2)利用路程除以速度得到甲乙两人前进的时间,即可求解.
【详解】(1)解:根据题意,可知,
∴是等腰直角三角形,
,
如图,过点作交于点,
∵,
∴四边形是平行四边形,
,
∴是等边三角形,
,
.
(2)解:根据题意,可知
甲所需时间为(分),
乙所需时间为(分),
∵,
∴甲先到达地.
题型十二 坡度、坡角类实际应用问题
典例1 (25-26九年级上·河北沧州·期中)如图,在修建送水站时,施工部门沿某一斜坡铺设送水管道,于点,米,米,则斜坡的坡度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了解直角三角形的应用-坡度坡角问题,理解坡度的概念是解题的关键.
先由勾股定理求解,再由坡度的定义即为坡角的正切值求解即可.
【详解】解:∵于点,米,米,
∴
∴,
∴斜坡的坡度为,
故选:A.
💡破题要诀
牢记坡比(坡度)i=tana=,坡度是高度和水平宽度的比,不是高度和坡面长的比;坡面、铅直高、水平宽构成直角三角形;结合勾股定理与三角函数转化边长,读懂坡面改造、拦水坝这类图形中的线段关系。
迁移应用
1.(25-26九年级上·河北石家庄·期中)如图,体育公园设置了一段爬坡路线,已知这段路线相关数据,,则下列说法错误的是( )
A.路线的坡角是 B.路线的坡度是
C.的长度为 D.路线的坡比是
【答案】B
【分析】本题考查解直角三角形——坡度、坡比问题,熟练掌握坡比等于垂直距离与水平距离的比是解题关键.根据正弦的定义得出,,解直角三角形得出,根据坡比的定义逐一判断即可得答案.
【详解】解:∵,,
∴,
∴,即路线的坡角是,故A选项正确,不符合题意,
∴,故C选项正确,不符合题意,
∴路线的坡度是,故B选项错误,符合题意,D选项正确,不符合题意.
故选:B.
2.(25-26九年级上·陕西西安·期中)河堤横断面如图所示,堤高米,迎水坡的坡度为(坡度是坡面的铅直高度与水平宽度之比),则的长是______ .
【答案】米
【分析】本题考查了坡度的定义,解题的关键是根据坡度的定义(铅直高度与水平宽度的比)建立比例关系.
根据坡度的定义“坡度”,已知米,代入比例式,计算得的长.
【详解】解:迎水坡的坡度为,
米,
米,
故答案为:米.
3.(25-26九年级上·江苏无锡·期中)【阅读】如图,中,,,延长到点,使,设,则,.据此可以求出.
【探究】如图,,试用上述方法求出______.
【运用】城市公路一段下沉通道剖面如图所示,正常情况下,汽车可以沿方向或其相反方向通行,其中是正常水平路面,是通道底部水平路面,是与水平方向夹角为的斜坡,已知,某次暴雨引起通道积水,水面宽度.小张驾车打算从此路段经过,经查阅资料得知,小张所驾汽车可安全通过最深为的水面,问小张是否能够从此积水路段安全通过?请通过计算说明理由.(参考数据)
【答案】探究:;
运用:小张不能够从此积水路段安全通过,理由如下:
过作于点,
由题可得,,
∵,
∴,
∴小张不能够从此积水路段安全通过.
【分析】探究:如图,作线段的垂直平分线交于点,连接,可得,即得到,进而可得,设,则,,得到,再根据正切的定义解答即可求解;
运用:过作于点,由题可得,再解直角三角形求出即可判断求解;
本题考查了解直角三角形的应用坡度坡角问题,正确作出辅助线是解题的关键.
【详解】解:探究:如图,作线段的垂直平分线交于点,连接,
则,
∴,
∴,
设,则,
∴,
∴,
∴,
故答案为:;
运用:略
基础固本练(限时:30分钟)
1.(25-26九年级上·北京·期中)如图,中,,则的正弦值可以表示为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题主要考查了求一个角的正弦值,直角三角形中,一个锐角的正弦值等于该锐角所对的边的长与斜边的长的比值,据此可得答案.
【详解】解:在中,,
∴,
故选:A.
2.(25-26九年级上·江苏苏州·期中)已知是锐角,,那么等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了根据特殊角三角函数值求角的度数,根据60度角的余弦值为可得答案.
【详解】解:∵,且是锐角,
∴,
故选:C.
3.(25-26九年级上·上海·期中)在中,,,,那么的值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查的是解直角三角形,掌握勾股定理和正弦函数的定义是解题的关键.
在直角三角形中,利用勾股定理求出的长度,再根据正弦的定义(对边比斜边)求解.
【详解】解:∵,
∴ 由勾股定理,,
∴.
故选:C.
4.(25-26九年级上·山东菏泽·期中)在中,,,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了求角的正弦值,勾股定理,先由勾股定理求出,再根据正弦的定义求解即可.
【详解】解:∵在中,,,,
∴,
∴.
故选:B.
5.(25-26九年级上·陕西西安·期中)如图,在中,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了解直角三角形的相关运算,根据相关性质内容进行逐项分析,即可作答.
【详解】解:A、在中,,故该选项不符合题意;
B、在中,,故该选项符合题意;
C、在中,,故该选项不符合题意;
D、在中,,故该选项不符合题意;
故选:B
6.(25-26九年级上·山东潍坊·期中)如图,在中,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了锐角三角函数的概念:在直角三角形中,锐角的正弦等于对边比斜边;余弦等于邻边比斜边;锐角的正切等于对边比邻边.
根据锐角的正切等于对边比邻边作答即可.
【详解】解:在中,,则.
故选:C.
7.(25-26九年级上·浙江杭州·期中)如图,在中,,如果把的各边都扩大为原来的4倍,则的值( )
A.不变 B.缩小为原来的倍
C.扩大为原来的2倍 D.扩大为原来的4倍
【答案】A
【分析】本题考查了锐角三角函数的相关知识,明确正弦等于对边比斜边是解题的关键.
求出扩大前后的值即可求解.
【详解】解:∵在中,,
∴.
如果把的各边都扩大为原来的4倍,
∴,
∴的值不变.
故选:A.
8.(25-26九年级上·江苏苏州·期中)如图,为了测量某铁塔的高度(假设铁塔与地面任意一条直线都垂直),测量人员选取了与该塔底在同一平面内的两个观测点与,现测得米,则该铁塔的高度约为________米.
【答案】80
【分析】本题主要考查了解直角三角形的实际应用,由三角形内角和定理可得,则解直角三角形可得的长,再解求出的长即可得到答案.
【详解】解:∵,
∴,
∴米,
在中,,
∴米,
故答案为:80.
9.(25-26九年级上·江苏苏州·期中)如图,小丽从点出发,沿坡度为的坡道向上走了100米到达点,则她沿垂直方向升高了______.
【答案】米
【分析】本题主要考查了解直角三角形的实际应用,根据题意可知垂直方向升高的高度即为的值,据此可得答案.
【详解】解:由题意得,她沿垂直方向升高了米,
故答案为:米.
10.(25-26九年级上·辽宁鞍山·期中)如图,的顶点都在方格纸的格点上,那么的值为______.
【答案】/
【分析】本题考查了勾股定理,求正弦值,熟练掌握以上知识点是解题的关键.过点C作,交的延长线于点D,则,然后根据勾股定理求得,即可解答.
【详解】解:如图,过点C作,交的延长线于点D,
设小方格的边长为1,
则,,
∴,
∴.
故答案为:.
11.(25-26九年级上·上海·期中)在中,,若,则的长为____.
【答案】
3
【分析】本题主要考查了锐角三角函数,勾股定理,
在直角三角形中,利用的余切定义求出直角边的长度,再应用勾股定理计算斜边的长度.
【详解】解:在中,,
∵AC=9,cot B=,
∴,
由勾股定理,.
故答案为:.
12.(25-26九年级上·山东泰安·期中)将,,用“>”号连接起来为______.
【答案】
【分析】本题考查了已知角度比较三角函数值的大小.通过互余角的三角函数关系将余弦值转化为正弦值,再利用正弦函数在锐角范围内的性质进行比较大小,即可作答.
【详解】解:依题意,,,
∵在锐角范围内,正弦函数值随角度的增大而增大,且,
∴,
即,
故答案为:.
13.(25-26九年级上·山东威海·期中)计算:
(1).
(2).
【答案】(1)
(2)0
【分析】本题考查了含特殊角的三角函数的混合运算,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)先代入特殊角的三角函数值,再运算乘方,然后运算乘法,最后运算加减法,即可作答.
(2)先代入特殊角的三角函数值,再运算乘方,化简绝对值和运算乘法,最后运算加减法,即可作答.
【详解】(1)解:
;
(2)解:
.
14.如图,一款可调节角度的台灯,通过调节与的夹角来调整光源的角度.已知,,最大角度为.
(1)当时,求点到的水平距离.
(2)当,求点到桌面的垂直距离.(参考值:,,,)
【答案】(1)
(2)
【分析】本题主要考查了解直角三角形的应用,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题.
(1)如图,过点作于点,解直角三角形求出即可得出结论;
(2)解直角三角形求出即可得出结论.
【详解】(1)解:如图,过点作于点,
,
,
,
答:点到的水平距离为;
(2)当时,,
,
,
答:点到桌面的垂直距离约为.
15.如图,在中,,,,求,,的值.
【答案】,,
【分析】本题考查了求角的正弦值,求角的余弦值,求角的正切值,用勾股定理解三角形,解题关键是掌握上述知识点并能熟练运用求解.
根据正弦、余弦、正切的定义求解即可.
【详解】解:∵在中,,,,
∴,
∴,,.
综合进阶练(限时:60分钟)
1.在正方形网格中,的位置如图所示,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】在网格中作辅助线构造直角三角形,利用网格边长确定直角边长度,再根据正切定义计算.
【详解】解:如图,过点作,交的延长线于点,
,,
.
故选:A.
2.如图,中,,,的垂直平分线分别交于、两点,连接,如果,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了等腰三角形的性质,垂直平分线的性质,勾股定理,锐角三角函数的定义,熟练掌握相应知识是解题的关键.
由垂直平分,可得,进而可得,则,利用勾股定理可计算出的长,由,可得的长,再利用锐角三角函数的定义即可求解.
【详解】解:∵垂直平分,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴.
故选:C.
3.如图,在矩形中,对角线相交于点于点E,且,若,则的长是( )
A. B.6 C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了解直角三角形的应用.
先求得,得到,利用正弦函数的定义求得,再利用勾股定理求解即可.
【详解】解:∵矩形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
故选:D.
4.如图,,,,于D,,的长是________.
【答案】
【分析】先证为等腰直角三角形,求得,再解,求出,根据,即可求解.
【详解】解:,
,
,
,
为等腰直角三角形,
∵,
,
在中,,
,
.
5.如图中的每个小正方形的边长均相等,则的值为______ .
【答案】
【分析】本题考查解直角三角形,解题的关键是判断出是等腰直角三角形.判断出是等腰直角三角形可得结论.
【详解】解:如图,连接,
由题意得: ,
,
,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
故答案为:.
6.(25-26九年级上·全国·期中)如图,点E在正方形的边上,把绕点A顺时针旋转至位置,如果,,那么点E与点F之间的距离等于____.
【答案】
【分析】本题考查旋转的性质、正方形的性质、等腰直角三角形的性质、解直角三角形,熟练掌握相关性质定理是解题的关键.
连接,根据旋转的性质可得:,进而证明是等腰直角三角形,在中,,在中,利用勾股定理进行求解即可.
【详解】解:连接,如图:
由旋转的性质可得:,
、,
,
,
,
、,
,
,
在中,由勾股定理得,
,
故答案为:.
7.如图,在中,,为的中点,连接,为斜边上的高.已知,.
(1)求线段的长;
(2)求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半、解直角三角形、勾股定理、三角形的面积等,能够掌握解直角三角形的方法是解题的关键.
(1)先根据,求出,再根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半求解即可;
(2)先根据勾股定理解出,再运用等面积法求出,最后根据求解即可.
【详解】(1)解:∵在中,,,,
∴,解得:,
∵为的中点,
∴;
(2)解:∵在中,,由(1)得,
∴根据勾股定理:,
∵为斜边上的高,
∴,
即,
∴,
∵在中,,,由(1)得,
∴.
8.中国第一滨海“双子塔”——厦门世茂海峡大厦,位于厦门市思明区,东依千年古刹南普陀和百年名校厦门大学,南至演武大桥,西望海上花园鼓浪屿,北靠万石植物园五老峰,坐拥得天独厚的优雅环境.某数学实践小组来到现场,计划测量“双子塔”其中一座大厦的高度.如图,在地面观测点处测得大厦顶部的仰角为,再沿水平方向向大厦底部行走100米到达观测点处,测得大厦顶部的仰角为.已知观测点与大厦底部在同一直线上,求大厦的高度.(参考数据:.)
【答案】300米
【分析】设大厦高度为米,利用仰角的直角三角形性质得到米;再在含仰角的直角三角形中,用正切函数表示出的长度;最后根据(米)列出方程,求解得出的高度.
【详解】解:设大厦的高度为米.
由题意可知,,
米.
在中,,
米,
解得.
答:大厦的高度约为300米.
9.如图,在东西方向的海面线上,有A、B两艘巡逻船和观测点D(A、B、D在直线上),两船同时收到渔船C在海面停滞点发出的求救信号.测得渔船分别在巡逻船A、B北偏西和北偏东方向,巡逻船A和渔船C相距120海里,渔船在观测点D北偏东方向.求巡逻船B与观测点D间的距离.(结果取整数.参考数据:,.)
【答案】巡逻船与观测点间的距离约为76海里
【分析】过点作于点,先解直角三角形求出,,的长,则可得的长,再证出,则可得的长,然后根据求解即可.
【详解】解:如图,过点作于点,
由题意得:,,海里,,
∴在中,(海里),
(海里),
在中,(海里),
∴海里,
∵在中,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,即,
解得(海里),
∴(海里),
答:巡逻船与观测点间的距离约为76海里.
10.为了监控大桥引桥下坡路段车辆行驶速度,通常会设置电子眼进行区间测速.如图,电子眼位于点P处,离水平地面的高度为4米,区间测速的起点为引桥坡面点A处,此时电子眼的俯角为;区间测速的终点为引桥坡脚点B处,此时电子眼的俯角为(A,B,P,Q四点在同一平面).
(1)求水平路段的长.(精确到)
(2)已知测速路段坡比,如果该路段限速30千米/小时(即米/秒),某汽车用时秒匀速通过测速路段,该汽车是否超速?(参考数据:,,,,,,)
【答案】(1)
(2)
解:过A分别作于G,于H,
∴四边形为矩形,
设,则,,
,
,
,
,
∴超速了.
【分析】本题考查解直角三角形的应用-仰角俯角问题,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题.
(1)直接根据正切函数计算即可;
(2)过A分别作于G,于H,设,则,,根据正切函数得出,再由勾股定理计算得出,然后求速度即可.
【详解】(1)解:,,
.
(2)略
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