2021年辽宁中考数学真题分类汇编之图形的变化
展开2021年辽宁中考数学真题分类汇编之图形的变化
一.选择题(共5小题)
1.(2021•丹东)如图是由几个完全相同的小正方体组成的立体图形,它的俯视图是( )
A. B. C. D.
2.(2021•丹东)如图,在矩形ABCD中,连接BD,将△BCD沿对角线BD折叠得到△BDE,BE交AD于点O,BE恰好平分∠ABD,若AB=2,则点O到BD的距离为( )
A. B.2 C. D.3
3.(2021•大连)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC=α,将△ABC绕点C顺时针旋转90°得到△A'B'C,点B的对应点B'在边AC上(不与点A,C重合),则∠AA'B'的度数为( )
A.α B.α﹣45° C.45°﹣α D.90°﹣α
4.(2021•本溪)下列漂亮的图案中似乎包含了一些曲线,其实它们这种神韵是由多条线段呈现出来的,这些图案中既是中心对称图形又是轴对称图形的是( )
A. B.
C. D.
5.(2021•本溪)如图,该几何体的左视图是( )
A. B.
C. D.
二.填空题(共5小题)
6.(2021•大连)在平面直角坐标系中,将点P(﹣2,3)向右平移4个单位长度,得到点P′,则点P′的坐标是 .
7.(2021•大连)如图,在菱形ABCD中,∠BAD=60°,点E在边BC上,将△ABE沿直线AE翻折180°,得到△AB′E,点B的对应点是点B′.若AB′⊥BD,BE=2,则BB′的长是 .
8.(2021•丹东)已知:到三角形3个顶点距离之和最小的点称为该三角形的费马点.如果△ABC是锐角(或直角)三角形,则其费马点P是三角形内一点,且满足∠APB=∠BPC=∠CPA=120°.(例如:等边三角形的费马点是其三条高的交点).若AB=AC=,BC=2,P为△ABC的费马点,则PA+PB+PC= ;若AB=2,BC=2,AC=4,P为△ABC的费马点,则PA+PB+PC= .
9.(2021•营口)如图,DE是△ABC的中位线,F为DE中点,连接AF并延长交BC于点G,若S△EFG=1,则S△ABC= .
10.(2021•本溪)如图,将正方形纸片ABCD沿PQ折叠,使点C的对称点E落在边AB上,点D的对称点为点F,EF交AD于点G,连接CG交PQ于点H,连接CE.下列四个结论中:①△PBE~△QFG;②S△CEG=S△CBE+S四边形CDQH;③EC平分∠BEG;④EG2﹣CH2=GQ•GD,正确的是 (填序号即可).
三.解答题(共4小题)
11.(2021•丹东)如图,一架无人机在空中A处观测到山顶B的仰角为36.87°,山顶B在水中的倒影C的俯角为63.44°,此时无人机距水面的距离AD=50米,求点B到水面距离BM的高度.
(参考数据:sin36.87°≈0.60,cos36.87°≈0.80,tan36.87°≈0.75,sin63.44°≈0.89,cos63.44°≈0.45,tan63.44°≈2.00)
12.(2021•营口)如图,AB是⊙O直径,点C,D为⊙O上的两点,且=,连接AC,BD交于点E,⊙O的切线AF与BD延长线相交于点F,A为切点.
(1)求证:AF=AE;
(2)若AB=8,BC=2,求AF的长.
13.(2021•营口)小张早起在一条东西走向的笔直马路上晨跑,他在A处时,D处学校和E处图书馆都在他的东北方向,当小张沿正东方向跑了600m到达B处时,E处图书馆在他的北偏东15°方向,然后他由B处继续向正东方向跑600m到达C处,此时D处学校在他的北偏西63.4°方向,求D处学校和E处图书馆之间的距离.(结果保留整数)
(参考数据:sin63.4°≈0.9,cos63.4°≈0.4,tan63.4°≈2.0,≈1.4,≈1.7,≈2.4)
14.(2021•本溪)如图,某地政府为解决当地农户网络销售农特产品物流不畅问题,计划打通一条东西方向的隧道AB.无人机从点A的正上方点C,沿正东方向以8m/s的速度飞行15s到达点D,测得A的俯角为60°,然后以同样的速度沿正东方向又飞行50s到达点E,测得点B的俯角为37°.
(1)求无人机的高度AC(结果保留根号);
(2)求AB的长度(结果精确到1m).
(参考数据:sin37°≈0.60,cos37°≈0.80,tan37°≈0.75,≈1.73)
2021年辽宁中考数学真题分类汇编之图形的变化
参考答案与试题解析
一.选择题(共5小题)
1.(2021•丹东)如图是由几个完全相同的小正方体组成的立体图形,它的俯视图是( )
A. B. C. D.
【考点】简单组合体的三视图.菁优网版权所有
【专题】投影与视图;空间观念.
【分析】从上面看该组合体,所得到的图形即为俯视图.
【解答】解:从上面看该组合体看到是两列,每列有1个正方形,看到的图形如下:
故选:B.
【点评】本题考查简单组合体的俯视图,理解视图的意义,画出从上面看所得到的图形是正确判断的前提.
2.(2021•丹东)如图,在矩形ABCD中,连接BD,将△BCD沿对角线BD折叠得到△BDE,BE交AD于点O,BE恰好平分∠ABD,若AB=2,则点O到BD的距离为( )
A. B.2 C. D.3
【考点】角平分线的性质;矩形的性质;翻折变换(折叠问题).菁优网版权所有
【专题】线段、角、相交线与平行线;等腰三角形与直角三角形;矩形 菱形 正方形;平移、旋转与对称;运算能力;推理能力.
【分析】如图,作OF⊥BD于点F,则OF的长为点O到BD的距离,由矩形的性质可得∠A=∠ABC=90°,由折叠的性质可得∠EBD=∠CBD,由角平分线定义可得∠ABO=∠EBD,即可得出∠ABO=30°,根据角平分线的性质可得OA=OF,利用∠ABO的正切值求出OA的值即可得到答案.
【解答】解:如图,作OF⊥BD于点F,则OF的长为点O到BD的距离.
∵四边形ABCD为矩形,
∴∠A=∠ABC=90°,
∵将△BCD沿对角线BD折叠得到△BDE,
∴∠EBD=∠CBD,
∵BE平分∠ABD,
∴∠ABO=∠EBD,OA=OF,
∴∠EBD=∠CBD=∠ABO,
∴∠ABO=30°,
∵AB=2,
∴OF=OA=AB•tan30°=2×=2,
故选:B.
【点评】本题考查了矩形的性质,图形折叠的性质,角平分线的性质及解直角三角形,熟练掌握相关性质,熟记特殊角的三角函数值是解题的关键.
3.(2021•大连)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC=α,将△ABC绕点C顺时针旋转90°得到△A'B'C,点B的对应点B'在边AC上(不与点A,C重合),则∠AA'B'的度数为( )
A.α B.α﹣45° C.45°﹣α D.90°﹣α
【考点】旋转的性质.菁优网版权所有
【专题】等腰三角形与直角三角形;推理能力.
【分析】由旋转知AC=A'C,∠BAC=∠CA'B',∠ACA'=90°,从而得出△ACA'是等腰直角三角形,即可解决问题.
【解答】解:∵将△ABC绕点C顺时针旋转90°得到△A'B'C,
∴AC=A'C,∠BAC=∠CA'B',∠ACA'=90°,
∴△ACA'是等腰直角三角形,
∴∠CA'A=45°,
∵∠BAC=α,
∴∠CA'B'=α,
∴∠AA'B'=45°﹣α.
故选:C.
【点评】本题主要考查了旋转的性质、等腰直角三角形的性质,明确旋转前后对应角相等、对应线段相等是解题的关键.
4.(2021•本溪)下列漂亮的图案中似乎包含了一些曲线,其实它们这种神韵是由多条线段呈现出来的,这些图案中既是中心对称图形又是轴对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【考点】轴对称图形;中心对称图形.菁优网版权所有
【专题】平移、旋转与对称;空间观念.
【分析】根据轴对称图形和中心对称图形的概念,对各选项分析判断即可得解.
【解答】解:A.既是轴对称图形,又是中心对称图形,故本选项符合题意;
B.是轴对称图形,不是中心对称图形,故本选项不合题意;
C.是轴对称图形,不是中心对称图形,故本选项不合题意;
D.是轴对称图形,不是中心对称图形,故本选项不合题意.
故选:A.
【点评】本题考查了中心对称图形与轴对称图形的概念.轴对称图形的关键是寻找对称轴,图形两部分折叠后可重合;中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后与原图重合.
5.(2021•本溪)如图,该几何体的左视图是( )
A. B.
C. D.
【考点】简单组合体的三视图.菁优网版权所有
【专题】投影与视图;空间观念.
【分析】根据左视图的意义,从左面看该几何体所得到的图形即可,注意能看见的轮廓线用实线表示,看不见的轮廓线用虚线表示.
【解答】解:从左面看该几何体所得到的图形是一个长方形,被挡住的棱用虚线表示,图形如下:
故选:D.
【点评】本题考查简单组合体的三视图,理解视图的意义是画三视图的前提,理解能看见的轮廓线用实线表示,看不见的轮廓线用虚线表示是得出正确答案的关键.
二.填空题(共5小题)
6.(2021•大连)在平面直角坐标系中,将点P(﹣2,3)向右平移4个单位长度,得到点P′,则点P′的坐标是 (2,3) .
【考点】坐标与图形变化﹣平移.菁优网版权所有
【专题】平面直角坐标系;平移、旋转与对称;几何直观.
【分析】利用“横坐标,右移加,左移减;纵坐标,上移加,下移减”的规律求解可得.
【解答】解:点P(﹣2,3)向右平移4个单位长度后得到点P′的坐标为(﹣2+4,3),即(2,3),
故答案为:(2,3).
【点评】此题主要考查了坐标与图形的变化﹣平移,关键是掌握横坐标,右移加,左移减;纵坐标,上移加,下移减.
7.(2021•大连)如图,在菱形ABCD中,∠BAD=60°,点E在边BC上,将△ABE沿直线AE翻折180°,得到△AB′E,点B的对应点是点B′.若AB′⊥BD,BE=2,则BB′的长是 2 .
【考点】等边三角形的判定与性质;菱形的性质;翻折变换(折叠问题).菁优网版权所有
【专题】矩形 菱形 正方形;推理能力.
【分析】根据菱形ABCD中,∠BAD=60°可知△ABD是等边三角形,结合三线合一可得∠BAB'=30°,求出∠ABB'=75°,可得∠EB'B=∠EBB'=45°,则△BEB'是直角三角形,借助勾股定理求出BB'的长即可.
【解答】解:∵菱形ABCD,
∴AB=AD,AD∥BC,
∵∠BAD=60°,
∴∠ABC=120°,
∵AB′⊥BD,
∴∠BAB'=,
∵将△ABE沿直线AE翻折180°,得到△AB′E,
∴BE=B'E,AB=AB',
∴∠ABB'=,
∴∠EBB'=∠ABE﹣∠ABB'=120°﹣75°=45°,
∴∠EB'B=∠EBB'=45°,
∴∠BEB'=90°,
在Rt△BEB'中,由勾股定理得:
BB'=,
故答案为:2.
【点评】本题考查了翻折的性质、菱形的性质、等腰三角形的性质、以及勾股定理等知识,明确翻折前后对应线段相等是解题的关键.
8.(2021•丹东)已知:到三角形3个顶点距离之和最小的点称为该三角形的费马点.如果△ABC是锐角(或直角)三角形,则其费马点P是三角形内一点,且满足∠APB=∠BPC=∠CPA=120°.(例如:等边三角形的费马点是其三条高的交点).若AB=AC=,BC=2,P为△ABC的费马点,则PA+PB+PC= 5 ;若AB=2,BC=2,AC=4,P为△ABC的费马点,则PA+PB+PC= 2 .
【考点】角平分线的性质;等边三角形的性质;勾股定理;轴对称﹣最短路线问题.菁优网版权所有
【专题】平移、旋转与对称;几何直观;运算能力;推理能力.
【分析】①作出图形,过B,C分别作∠DBP=∠DCP=30°,勾股定理解直角三角形即可;
②作出图形,将△APC绕点A逆时针旋转60°,P为△ABC的费马点则B,P,P',C'四点共线,即PA+PB+PC=BC',再用勾股定理求得即可.
【解答】解:如图,过A作AD⊥BC,垂足为D,
过B,C分别作∠DBP=∠DCP=30°,则PB=PC,P为△ABC的费马点,
∵AB=AC=,BC=2,
∴,
∴,
∴PD=1,
∴,
∴,
∴PA+PB+PC=5;
②如图:
∵AB=2,BC=2,AC=4,
∴AB2+BC2=16,BC2=16,
∴AB2+BC2=AC2∠ABC=90°,
∵,
∴∠BAC=30°,
将△APC绕点A逆时针旋转60°,
由旋转可得:△APC≌△AP'C',
∴AP'=AP,PC=P'C',AC=AC',∠CAC'=∠PAP'=60°,
∴△APP′是等边三角形,
∴∠BAC'=90°,
∵P为△ABC的费马点,
即B,P,P',C'四点共线时候,PA+PB+PC=BC',
∴PA+PB+PC=BP+PP'+P'C'=BC'==,
故答案为:5,.
【点评】本题考查了勾股定理,旋转的性质,锐角三角函数,等腰三角形性质,作出旋转的图形是解题的关键.本题旋转△PAB,△PBC也可,但必须绕顶点旋转.
9.(2021•营口)如图,DE是△ABC的中位线,F为DE中点,连接AF并延长交BC于点G,若S△EFG=1,则S△ABC= 24 .
【考点】三角形中位线定理;相似三角形的判定与性质.菁优网版权所有
【专题】三角形;几何直观;应用意识.
【分析】取AG的中点M,连接DM,根据ASA证△DMF≌△EGF,得出MF=GF=AM,根据等高关系求出△ADM的面积为2,根据△ADM和△ABG边和高的比例关系得出S△ADM=S△ABG,从而得出梯形DMGB的面积为6,进而得出△BDE的面积为6,同理可得S△BDE=S△ABC,即可得出△ABC的面积.
【解答】解:∵DE是△ABC的中位线,
∴D、E分别为AB、BC的中点,
如图过D作DM∥BC交AG于点M,
∵DM∥BC,
∴∠DMF=∠EGF,
∵点F为DE的中点,
∴DF=EF,
在△DMF和△EGF中,
,
∴△DMF≌△EGF(ASA),
∴S△DMF=S△EGF=1,GF=FM,DM=GE,
∵点D为AB的中点,且DM∥BC,
∴AM=MG,
∴FM=AM,
∴S△ADM=2S△DMF=2,
∵DM为△ABG的中位线,
∴=,
∴S△ABG=4S△ADM=4×2=8,
∴S梯形DMGB=S△ABG﹣S△ADM=8﹣2=6,
∴S△BDE=S梯形DMGB=6,
∵DE是△ABC的中位线,
∴S△ABC=4S△BDE=4×6=24,
故答案为:24.
【点评】本题主要考查三角形中位线定理,全等三角形的判定和性质,三角形面积等知识点,正确得出中位线分三角形的面积比例关系是解题的关键.
10.(2021•本溪)如图,将正方形纸片ABCD沿PQ折叠,使点C的对称点E落在边AB上,点D的对称点为点F,EF交AD于点G,连接CG交PQ于点H,连接CE.下列四个结论中:①△PBE~△QFG;②S△CEG=S△CBE+S四边形CDQH;③EC平分∠BEG;④EG2﹣CH2=GQ•GD,正确的是 ①③④ (填序号即可).
【考点】勾股定理;正方形的性质;翻折变换(折叠问题).菁优网版权所有
【专题】矩形 菱形 正方形;推理能力.
【分析】①利用有两个角对应相等的两个三角形相似进行判定即可;
②过点C作CM⊥EG于M,通过证明△BEC≌△MEC,进而说明△CMG≌△CDG,可得S△CEG=S△BEC+S△CDG>S△BEC+S四边形CDQH,可得②不正确;
③由折叠可得:∠GEC=∠DCE,由AB∥CD可得∠BEC=∠DCE,结论③成立;
④连接DH,MH,HE,由△BEC≌△MEC,△CMG≌△CDG可知:∠BCE=∠MCE,∠MCG=∠DCG,所以∠ECG=∠ECM+∠GCM=∠BCD=45°,由于EC⊥HP,则∠CHP=45°,由折叠可得:∠EHP=∠CHP=45°,则EH⊥CG;利用勾股定理可得EG2﹣EH2=GH2;由CM⊥EG,EH⊥CG,得到∠EMC=∠EHC=90°,所以E,M,H,C四点共圆,所以∠HMC=∠HEC=45°,通过△CMH≌△CDH,可得∠CDH=∠CMH=45°,这样,∠GDH=45°,因为∠GHQ=∠CHP=45°,易证△GHQ∽△GDH,则得GH2=GQ•GD,从而说明④成立.
【解答】解:①∵四边形ABCD是正方形,
∴∠A=∠B=∠BCD=∠D=90°.
由折叠可知:∠GEP=∠BCD=90°,∠F=∠D=90°.
∴∠BEP+∠AEG=90°,
∵∠A=90°,
∴∠AEG+∠AGE=90°,
∴∠BEP=∠AGE.
∵∠FGQ=∠AGE,
∴∠BEP=∠FGQ.
∵∠B=∠F=90°,
∴△PBE~△QFG.
故①正确;
②过点C作CM⊥EG于M,
由折叠可得:∠GEC=∠DCE,
∵AB∥CD,
∴∠BEC=∠DCE,
∴∠BEC=∠GEC,
在△BEC和△MEC中,
,
∴△BEC≌△MEC(AAS).
∴CB=CM,S△BEC=S△MEC.
∵CG=CG,
∴Rt△CMG≌Rt△CDG(HL),
∴S△CMG=S△CDG,
∴S△CEG=S△BEC+S△CDG>S△BEC+S四边形CDQH,
∴②不正确;
③由折叠可得:∠GEC=∠DCE,
∵AB∥CD,
∴∠BEC=∠DCE,
∴∠BEC=∠GEC,
即EC平分∠BEG.
∴③正确;
④连接DH,MH,HE,如图,
∵△BEC≌△MEC,△CMG≌△CDG,
∴∠BCE=∠MCE,∠MCG=∠DCG,
∴∠ECG=∠ECM+∠GCM=∠BCD=45°,
∵EC⊥HP,
∴∠CHP=45°.
∴∠GHQ=∠CHP=45°.
由折叠可得:∠EHP=∠CHP=45°,
∴EH⊥CG.
∴EG2﹣EH2=GH2.
由折叠可知:EH=CH.
∴EG2﹣CH2=GH2.
∵CM⊥EG,EH⊥CG,
∴∠EMC=∠EHC=90°,
∴E,M,H,C四点共圆,
∴∠HMC=∠HEC=45°.
在△CMH和△CDH中,
,
∴△CMH≌△CDH(SAS).
∴∠CDH=∠CMH=45°,
∵∠CDA=90°,
∴∠GDH=45°,
∵∠GHQ=∠CHP=45°,
∴∠GHQ=∠GDH=45°.
∵∠HGQ=∠DGH,
∴△GHQ∽△GDH,
∴.
∴GH2=GQ•GD.
∴GE2﹣CH2=GQ•GD.
∴④正确;
综上可得,正确的结论有:①③④.
故答案为:①③④.
【点评】本题主要考查了正方形的性质,翻折问题,勾股定理,三角形全等的判定与性质,三角形的相似的判定与性质,翻折问题是全等变换,由翻折得到对应角相等,对应边相等是解题的关键.
三.解答题(共4小题)
11.(2021•丹东)如图,一架无人机在空中A处观测到山顶B的仰角为36.87°,山顶B在水中的倒影C的俯角为63.44°,此时无人机距水面的距离AD=50米,求点B到水面距离BM的高度.
(参考数据:sin36.87°≈0.60,cos36.87°≈0.80,tan36.87°≈0.75,sin63.44°≈0.89,cos63.44°≈0.45,tan63.44°≈2.00)
【考点】解直角三角形的应用﹣仰角俯角问题.菁优网版权所有
【专题】解直角三角形及其应用;运算能力;模型思想.
【分析】过点A作AH⊥BM交于点H,由题意可得:AD=HM=50,设BM=x,在Rt△ABH中,,在Rt△AHC中,,进而可根据AH=AH,求出x的值,即为BM的值.
【解答】解:过点A作AH⊥BM交于点H,由题意可得:AD=HM=50米,
设BM=x米,则MC=BM=x米
∵BH=BM﹣HM
∴BH=(x﹣50)米,
∴在Rt△ABH中,
∵HC=HM+MC
∴HC=(50+x)米,
在Rt△AHC中,,
∴,
解得x=110,
即BM=110米,
答:点B到水面距离BM的高度约为110米.
【点评】本题主要考查了锐角三角形的实际运用,熟练掌握锐角三角形的相关知识点并列出等量关系式是解题的关键,属于常考题型.
12.(2021•营口)如图,AB是⊙O直径,点C,D为⊙O上的两点,且=,连接AC,BD交于点E,⊙O的切线AF与BD延长线相交于点F,A为切点.
(1)求证:AF=AE;
(2)若AB=8,BC=2,求AF的长.
【考点】垂径定理;圆周角定理;切线的性质;相似三角形的判定与性质.菁优网版权所有
【专题】与圆有关的计算;运算能力.
【分析】(1)利用AB是⊙O直径,AF是⊙O的切线,得到∠DAF=∠ABF,利用=得到∠ABF=∠CAD,进而证得∠F=∠AEF,根据等角对等边即可证得AF=AE;
(2)利用勾股定理求得AC,利用△BCE∽△BAF得到=,求得CE=AF=AE,根据AE+CE=AC即可求得AF.
【解答】(1)证明:连接AD,
∵AB是⊙O直径,
∴∠ADB=∠ADF=90°,
∴∠F+∠DAF=90°,
∵AF是⊙O的切线,
∴∠FAB=90°,
∴∠F+∠ABF=90°,
∴∠DAF=∠ABF,
∵=,
∴∠ABF=∠CAD,
∴∠DAF=∠CAD,
∴∠F=∠AEF,
∴AF=AE;
(2)解:∵AB是⊙O直径,
∴∠C=90°,
∵AB=8,BC=2,
∴AC===2,
∵∠C=∠FAB=90°,∠CEB=∠AEF=∠F,
∴△BCE∽△BAF,
∴=,即=,
∴CE=AF,
∵AF=AE,
∴CE=AE,
∵AE+CE=AC=2,
∴AE=,
∴AF=AE=.
【点评】本题考查切线的性质、圆周角定理和相似三角形的判定与性质,解题的关键是能根据切线的性质和圆周角定理得到90°角.
13.(2021•营口)小张早起在一条东西走向的笔直马路上晨跑,他在A处时,D处学校和E处图书馆都在他的东北方向,当小张沿正东方向跑了600m到达B处时,E处图书馆在他的北偏东15°方向,然后他由B处继续向正东方向跑600m到达C处,此时D处学校在他的北偏西63.4°方向,求D处学校和E处图书馆之间的距离.(结果保留整数)
(参考数据:sin63.4°≈0.9,cos63.4°≈0.4,tan63.4°≈2.0,≈1.4,≈1.7,≈2.4)
【考点】解直角三角形的应用﹣方向角问题.菁优网版权所有
【专题】解直角三角形及其应用;运算能力.
【分析】过D作DM⊥AC于M,过B作BN⊥AE于N,设MD=x,在直角三角形中,利用三角函数即可x表示出AM与CM,根据AC=AM+CM即可列方程,从而求得MD的长,进一步求得AD的长,在直角三角形中,利用三角函数即可求出AN与NE,即可求得DN,从而求得DE.
【解答】解:过D作DM⊥AC于M,
设MD=x,
在Rt△MAD中,∠MAD=45°,
∴△ADM是等腰直角三角形,
∴AM=MD=x,
∴AD=x,
在Rt△MCD中,∠MDC=63.4°,
∴MC≈2MD=2x,
∵AC=600+600=1200,
∴x+2x=1200,
解得:x=400,
∴MD=400m,
∴AD=MD=400,
过B作BN⊥AE于N,
∵∠EAB=45°,∠EBC=75°,
∴∠E=30°,
在Rt△ABN中,∠NAB=45°,AB=600,
∴BN=AN=AB=300,
∴DN=AD﹣AN=400﹣300=100,
在Rt△NBE中,∠E=30°,
∴NE=BN=×300=300,
∴DE=NE﹣DN=300﹣100≈580(m),
即临D处学校和E处图书馆之间的距离是580m.
【点评】本题考查了直角三角形的应用﹣方向角问题,熟练掌握方向角的概念,正确作出辅助线是解题的关键.
14.(2021•本溪)如图,某地政府为解决当地农户网络销售农特产品物流不畅问题,计划打通一条东西方向的隧道AB.无人机从点A的正上方点C,沿正东方向以8m/s的速度飞行15s到达点D,测得A的俯角为60°,然后以同样的速度沿正东方向又飞行50s到达点E,测得点B的俯角为37°.
(1)求无人机的高度AC(结果保留根号);
(2)求AB的长度(结果精确到1m).
(参考数据:sin37°≈0.60,cos37°≈0.80,tan37°≈0.75,≈1.73)
【考点】解直角三角形的应用﹣仰角俯角问题.菁优网版权所有
【专题】解直角三角形及其应用;运算能力.
【分析】(1)利用正切函数即可求出AC的长;
(2)过点B作BF⊥CD于点F,则四边形ABFC是矩形,得到BF=AC=120,AB=CF,在△BEF中利用正切函数即可求得EF,进而即可求得AB=CF=CE﹣EF≈243米.
【解答】解:(1)由题意,CD=8×15=120(m),
在Rt△ACD中,tan∠ADC=,
∴AC=CD•tan∠ADC=CD•tan60°=120×=120(m),
答:无人机的高度AC是120米;
(2)过点B作BF⊥CD于点F,则四边形ABFC是矩形,
∴BF=AC=120,AB=CF,
在Rt△BEF中,tan∠BEF=,
∴EF==≈276.8(m),
∵CE=8×(15+50)=520(m),
∴AB=CF=CE﹣EF=520﹣276.8≈243(米),
答:隧道AB的长度约为243米.
【点评】本题考查了解直角三角形的应用﹣﹣仰角俯角问题,要求学生能借助俯角构造直角三角形并解直角三角形.注意方程思想与数形结合思想的应用.
考点卡片
1.角平分线的性质
角平分线的性质:角的平分线上的点到角的两边的距离相等.
注意:①这里的距离是指点到角的两边垂线段的长;②该性质可以独立作为证明两条线段相等的依据,有时不必证明全等;③使用该结论的前提条件是图中有角平分线,有垂直角平分线的性质语言:如图,∵C在∠AOB的平分线上,CD⊥OA,CE⊥OB∴CD=CE
2.等边三角形的性质
(1)等边三角形的定义:三条边都相等的三角形叫做等边三角形,等边三角形是特殊的等腰三角形.
①它可以作为判定一个三角形是否为等边三角形的方法;
②可以得到它与等腰三角形的关系:等边三角形是等腰三角形的特殊情况.在等边三角形中,腰和底、顶角和底角是相对而言的.
(2)等边三角形的性质:等边三角形的三个内角都相等,且都等于60°.
等边三角形是轴对称图形,它有三条对称轴;它的任意一角的平分线都垂直平分对边,三边的垂直平分线是对称轴.
3.等边三角形的判定与性质
(1)等边三角形是一个非常特殊的几何图形,它的角的特殊性给有关角的计算奠定了基础,它的边角性质为证明线段、角相等提供了便利条件.同是等边三角形又是特殊的等腰三角形,同样具备三线合一的性质,解题时要善于挖掘图形中的隐含条件广泛应用.
(2)等边三角形的特性如:三边相等、有三条对称轴、一边上的高可以把等边三角形分成含有30°角的直角三角形、连接三边中点可以把等边三角形分成四个全等的小等边三角形等.
(3)等边三角形判定最复杂,在应用时要抓住已知条件的特点,选取恰当的判定方法,一般地,若从一般三角形出发可以通过三条边相等判定、通过三个角相等判定;若从等腰三角形出发,则想法获取一个60°的角判定.
4.勾股定理
(1)勾股定理:在任何一个直角三角形中,两条直角边长的平方之和一定等于斜边长的平方.
如果直角三角形的两条直角边长分别是a,b,斜边长为c,那么a2+b2=c2.
(2)勾股定理应用的前提条件是在直角三角形中.
(3)勾股定理公式a2+b2=c2 的变形有:a=,b=及c=.
(4)由于a2+b2=c2>a2,所以c>a,同理c>b,即直角三角形的斜边大于该直角三角形中的每一条直角边.
5.三角形中位线定理
(1)三角形中位线定理:
三角形的中位线平行于第三边,并且等于第三边的一半.
(2)几何语言:
如图,∵点D、E分别是AB、AC的中点
∴DE∥BC,DE=BC.
6.菱形的性质
(1)菱形的定义:有一组邻边相等的平行四边形叫做菱形.
(2)菱形的性质
①菱形具有平行四边形的一切性质;
②菱形的四条边都相等;
③菱形的两条对角线互相垂直,并且每一条对角线平分一组对角;
④菱形是轴对称图形,它有2条对称轴,分别是两条对角线所在直线.
(3)菱形的面积计算
①利用平行四边形的面积公式.
②菱形面积=ab.(a、b是两条对角线的长度)
7.矩形的性质
(1)矩形的定义:有一个角是直角的平行四边形是矩形.
(2)矩形的性质
①平行四边形的性质矩形都具有;
②角:矩形的四个角都是直角;
③边:邻边垂直;
④对角线:矩形的对角线相等;
⑤矩形是轴对称图形,又是中心对称图形.它有2条对称轴,分别是每组对边中点连线所在的直线;对称中心是两条对角线的交点.
(3)由矩形的性质,可以得到直角三角形的一个重要性质,直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半.
8.正方形的性质
(1)正方形的定义:有一组邻边相等并且有一个角是直角的平行四边形叫做正方形.
(2)正方形的性质
①正方形的四条边都相等,四个角都是直角;
②正方形的两条对角线相等,互相垂直平分,并且每条对角线平分一组对角;
③正方形具有四边形、平行四边形、矩形、菱形的一切性质.
④两条对角线将正方形分成四个全等的等腰直角三角形,同时,正方形又是轴对称图形,有四条对称轴.
9.垂径定理
(1)垂径定理
垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的两条弧.
(2)垂径定理的推论
推论1:平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧.
推论2:弦的垂直平分线经过圆心,并且平分弦所对的两条弧.
推论3:平分弦所对一条弧的直径,垂直平分弦,并且平分弦所对的另一条弧.
10.圆周角定理
(1)圆周角的定义:顶点在圆上,并且两边都与圆相交的角叫做圆周角.
注意:圆周角必须满足两个条件:①顶点在圆上.②角的两条边都与圆相交,二者缺一不可.
(2)圆周角定理:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半.
推论:半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90°的圆周角所对的弦是直径.
(3)在解圆的有关问题时,常常需要添加辅助线,构成直径所对的圆周角,这种基本技能技巧一定要掌握.
(4)注意:①圆周角和圆心角的转化可通过作圆的半径构造等腰三角形.利用等腰三角形的顶点和底角的关系进行转化.②圆周角和圆周角的转化可利用其“桥梁”﹣﹣﹣圆心角转化.③定理成立的条件是“同一条弧所对的”两种角,在运用定理时不要忽略了这个条件,把不同弧所对的圆周角与圆心角错当成同一条弧所对的圆周角和圆心角.
11.切线的性质
(1)切线的性质
①圆的切线垂直于经过切点的半径.
②经过圆心且垂直于切线的直线必经过切点.
③经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心.
(2)切线的性质可总结如下:
如果一条直线符合下列三个条件中的任意两个,那么它一定满足第三个条件,这三个条件是:①直线过圆心;②直线过切点;③直线与圆的切线垂直.
(3)切线性质的运用
由定理可知,若出现圆的切线,必连过切点的半径,构造定理图,得出垂直关系.简记作:见切点,连半径,见垂直.
12.轴对称图形
(1)轴对称图形的概念:
如果一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形叫做轴对称图形,这条直线叫做对称轴,这时,我们也可以说这个图形关于这条直线(成轴)对称.
(2)轴对称图形是针对一个图形而言的,是一种具有特殊性质图形,被一条直线分割成的两部分沿着对称轴折叠时,互相重合;轴对称图形的对称轴可以是一条,也可以是多条甚至无数条.
(3)常见的轴对称图形:
等腰三角形,矩形,正方形,等腰梯形,圆等等.
13.轴对称-最短路线问题
1、最短路线问题
在直线L上的同侧有两个点A、B,在直线L上有到A、B的距离之和最短的点存在,可以通过轴对称来确定,即作出其中一点关于直线L的对称点,对称点与另一点的连线与直线L的交点就是所要找的点.
2、凡是涉及最短距离的问题,一般要考虑线段的性质定理,结合本节所学轴对称变换来解决,多数情况要作点关于某直线的对称点.
14.翻折变换(折叠问题)
1、翻折变换(折叠问题)实质上就是轴对称变换.
2、折叠的性质:折叠是一种对称变换,它属于轴对称,折叠前后图形的形状和大小不变,位置变化,对应边和对应角相等.
3、在解决实际问题时,对于折叠较为复杂的问题可以实际操作图形的折叠,这样便于找到图形间的关系.
首先清楚折叠和轴对称能够提供给我们隐含的并且可利用的条件.解题时,我们常常设要求的线段长为x,然后根据折叠和轴对称的性质用含x的代数式表示其他线段的长度,选择适当的直角三角形,运用勾股定理列出方程求出答案.我们运用方程解决时,应认真审题,设出正确的未知数.
15.坐标与图形变化-平移
(1)平移变换与坐标变化
①向右平移a个单位,坐标P(x,y)⇒P(x+a,y)
①向左平移a个单位,坐标P(x,y)⇒P(x﹣a,y)
①向上平移b个单位,坐标P(x,y)⇒P(x,y+b)
①向下平移b个单位,坐标P(x,y)⇒P(x,y﹣b)
(2)在平面直角坐标系内,把一个图形各个点的横坐标都加上(或减去)一个整数a,相应的新图形就是把原图形向右(或向左)平移a个单位长度;如果把它各个点的纵坐标都加(或减去)一个整数a,相应的新图形就是把原图形向上(或向下)平移a个单位长度.(即:横坐标,右移加,左移减;纵坐标,上移加,下移减.)
16.旋转的性质
(1)旋转的性质:
①对应点到旋转中心的距离相等. ②对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角. ③旋转前、后的图形全等. (2)旋转三要素:①旋转中心; ②旋转方向; ③旋转角度. 注意:三要素中只要任意改变一个,图形就会不一样.
17.中心对称图形
(1)定义
把一个图形绕某一点旋转180°,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形就叫做中心对称图形,这个点叫做对称中心.
注意:中心对称图形和中心对称不同,中心对称是两个图形之间的关系,而中心对称图形是指一个图形自身的特点,这点应注意区分,它们性质相同,应用方法相同.
(2)常见的中心对称图形
平行四边形、圆形、正方形、长方形等等.
18.相似三角形的判定与性质
(1)相似三角形相似多边形的特殊情形,它沿袭相似多边形的定义,从对应边的比相等和对应角相等两方面下定义;反过来,两个三角形相似也有对应角相等,对应边的比相等.
(2)三角形相似的判定一直是中考考查的热点之一,在判定两个三角形相似时,应注意利用图形中已有的公共角、公共边等隐含条件,以充分发挥基本图形的作用,寻找相似三角形的一般方法是通过作平行线构造相似三角形;或依据基本图形对图形进行分解、组合;或作辅助线构造相似三角形,判定三角形相似的方法有事可单独使用,有时需要综合运用,无论是单独使用还是综合运用,都要具备应有的条件方可.
19.解直角三角形的应用-仰角俯角问题
(1)概念:仰角是向上看的视线与水平线的夹角;俯角是向下看的视线与水平线的夹角.
(2)解决此类问题要了解角之间的关系,找到与已知和未知相关联的直角三角形,当图形中没有直角三角形时,要通过作高或垂线构造直角三角形,另当问题以一个实际问题的形式给出时,要善于读懂题意,把实际问题划归为直角三角形中边角关系问题加以解决.
20.解直角三角形的应用-方向角问题
(1)在辨别方向角问题中:一般是以第一个方向为始边向另一个方向旋转相应度数.
(2)在解决有关方向角的问题中,一般要根据题意理清图形中各角的关系,有时所给的方向角并不一定在直角三角形中,需要用到两直线平行内错角相等或一个角的余角等知识转化为所需要的角.
21.简单组合体的三视图
(1)画简单组合体的三视图要循序渐进,通过仔细观察和想象,再画它的三视图.
(2)视图中每一个闭合的线框都表示物体上的一个平面,而相连的两个闭合线框常不在一个平面上.
(3)画物体的三视图的口诀为:
主、俯:长对正;
主、左:高平齐;
俯、左:宽相等.
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