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所属成套资源:沪科版九年级数学上册尖子生同步培优题典
2021学年23.2解直角三角形及其应用习题
展开这是一份2021学年23.2解直角三角形及其应用习题,文件包含专题233解直角三角形解析版docx、专题233解直角三角形原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共25页, 欢迎下载使用。
2021-2022学年九年级数学上册尖子生同步培优题典【沪科版】
专题23.3解直角三角形
姓名:__________________ 班级:______________ 得分:_________________
注意事项:
本试卷满分100分,试题共24题,选择10道、填空8道、解答6道.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置.
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(2020秋•汉寿县期末)如图,在△ABC中,∠BAC=120°,AC=8,AB=4,则BC的长是( )
A.43 B.47 C.6 D.8
【分析】如图,过点C作CE⊥BA交BA的延长线于E.解直角三角形求出AE,EC,再利用勾股定理求出BC.
【解析】如图,过点C作CE⊥BA交BA的延长线于E.
∵∠BAC=120°,
∴∠CAE=180°﹣120°=60°,
∴AE=AC•cos60°=4,EC=AC•sin60°=43,
∵AB=4,
∴BE=AB+AE=8,
∴BC=BE2+EC2=82+(43)2=47,
故选:B.
2.(2017春•思明区校级月考)如图,△ABC中,AB=AC=5,BC=8,若∠BPC=12∠BAC,则cos∠BPC=( )
A.34 B.45 C.35 D.43
【分析】先过点A作AE⊥BC于点E,由等腰三角形的性质得出∠BAE=12∠BAC,得出∠BPC=∠BAE.再在Rt△BAE中,由勾股定理得AE的长,利用锐角三角函数的定义,即可得出答案.
【解析】过点A作AE⊥BC于点E,如图所示:
∵AB=AC=5,
∴BE=12BC=12×8=4,∠BAE=12∠BAC,
∵∠BPC=12∠BAC,
∴∠BPC=∠BAE.
在Rt△BAE中,由勾股定理得
AE=AB2-BE2=52-42=3,
∴cos∠BPC=cos∠BAE=AEAB=35.
故选:C.
3.(2021•凉山州模拟)在△ABC中,AC≠BC,∠ACB=90°,CD⊥AB垂足为D,则下列比值中不等于sinA的是( )
A.CDAC B.BDCB C.CBAB D.CDCB
【分析】利用锐角三角函数定义判断即可.
【解析】在Rt△ABC中,sinA=BCAB,
在Rt△ACD中,sinA=CDAC,
∵∠A+∠B=90°,∠B+∠BCD=90°,
∴∠A=∠BCD,
在Rt△BCD中,sinA=sin∠BCD=BDCB,
故选:D.
4.(2020•开平市二模)如图,在Rt△ABC中,CD是斜边AB上的中线,已知CD=1.5,BC=2,则cosB的值是( )
A.23 B.32 C.34 D.43
【分析】根据直角三角形的性质求出AB,根据余弦的定义计算即可.
【解析】∵Rt△ABC中,CD是斜边AB上的中线,
∴AB=2CD=3,
在Rt△ABC中,cosB=BCAB=23,
故选:A.
5.(2019•拱墅区校级模拟)如图,在等腰直角三角形ABC中,∠C=90°,AC=6,D是BC上一点,若tan∠DAB=15,则AD的长为( )
A.22 B.13 C.213 D.8
【分析】过点D作DE⊥AB于点E,由等腰直角三角形的性质可得AB=62,∠B=45°,可得DE=BE,由题意可得AE=5DE,即可求AE,DE的值,由勾股定理可求AD的长.
【解析】如图,过点D作DE⊥AB于点E,
∵等腰直角三角形ABC中,∠C=90°,AC=6,
∴AB=62,∠B=45°,且DE⊥AB
∴∠EDB=∠B=45°,
∴DE=BE,
∵tan∠DAB=15=DEAE,
∴AE=5DE,
∵AB=AE+BE=5DE+DE=6DE=62
∴DE=2,AE=52
∴AD=AE2+DE2=213
故选:C.
6.(2019•碑林区校级二模)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,tanB=34,CD为AB边上的中线,CE平分∠ACB,则AEAD的值( )
A.35 B.34 C.45 D.67
【分析】如图,过点E和点D作EF⊥AC,DG⊥AC于点F和G,可得EF∥DG∥BC,根据已知条件和两条直线平行对应边成比例可得EF=47AC,根据三角函数可得BC=43AC,进而可求结果.
【解析】如图,过点E和点D作EF⊥AC,DG⊥AC于点F和G,
∴EF∥DG,
∴AEAD=EFDG,
∵CE平分∠ACB,
∴∠ECF=12ACB=45°,
∵∠EFC=90°,
∴∠FEC=45°,
∴EF=FC,
∴AF=AC﹣FC=AC﹣EF,
∵CD为AB边上的中线,
∴DG∥BC,DG=12BC,
∴EF∥BC,
∴∠AEF=∠B,
∴tan∠AEF=tan∠B=34,
∴AFEF=34,
即AC-EFEF=34,
解得EF=47AC,
∵ACBC=34,
∴BC=43AC,
∴EFDG=EF12BC=47AC12×43AC=67.
∴AEAD=EFDG=67.
故选:D.
7.(2020秋•河口区期末)如图,在5×4的正方形网格中,每个小正方形的边长都是1,△ABC的顶点都在这些小正方形的顶点上,则cos∠BAC的值为( )
A.43 B.34 C.35 D.45
【分析】过点C作CD⊥AB于点D,根据勾股定理可求出AC,然后根据锐角三角函数的定义即可求出答案.
【解析】过点C作CD⊥AB于点D,
∵AD=3,CD=4,
∴由勾股定理可知:AC=5,
∴cos∠BAC=ADAC=35,
故选:C.
8.(2020秋•嘉定区期末)在平面直角坐标系xOy中,已知点P(1,3),点P与原点O的连线与x轴的正半轴的夹角为α(0°<α<90°),那么tanα的值是( )
A.1010 B.13 C.31010 D.3
【分析】如图,过P点作PA⊥x轴于A,则∠POA=α,利用P点坐标得到OA=1,PA=3,然后根据正切的定义求出tan∠POA的值即可.
【解析】如图,过P点作PA⊥x轴于A,
则∠POA=α,
∵点P的坐标为(1,3),
∴OA=1,PA=3,
∴tan∠POA=PAOA=31=3,
即tanα=3.
故选:D.
9.(2019秋•松江区期中)如图,在等腰△ABC中,AB=AC,BD是AC边上的高,cosC=13,则△BCD与△ABD的面积比是( )
A.1:3 B.2:7 C.2:9 D.2:11
【分析】作AE⊥BC于E,根据等腰三角形的性质,解直角三角形得到AC=92CD,即可得到ADCD=72,然后根据三角形面积公式求得S△BCDS△ABD=12CD⋅BD12AD⋅BD=CDAD=27.
【解析】作AE⊥BC于E,
∵AB=AC,
∴BE=EC=12BC,
∵在Rt△AEC中,cosC=ECAC=13,
∴AC=3EC,
∴AC=32BC,
在Rt△BCD中,cosC=CDBC=13,
∴BC=3CD,
∴AC=92CD,
∴ADCD=72,
∴S△BCDS△ABD=12CD⋅BD12AD⋅BD=CDAD=27,
故选:B.
10.(2021•郫都区校级模拟)如图,在四边形ABCD中,∠B=∠D=90°,AB=3,BC=2,tanA=43,则CD的值为( )
A.43 B.25 C.65 D.2
【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.
【解析】延长AD、BC,两线交于O,
∵在Rt△ABO中,∠B=90°,tanA=43=OBAB,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,
∴DCAB=OCOA,
∴DC3=25,
解得:DC=65,
故选:C.
二、填空题(本大题共8小题,每小题3分,共24分)请把答案直接填写在横线上
11.(2021•无棣县一模)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB于点D,AB=8,AC=6,则cos∠DCB= 34 .
【分析】根据已知条件推出∠DCB=∠A,即可通过在Rt△ABC求cos∠A的值求出cos∠DCB的值.
【解析】∵在Rt△ABC中,∠A+∠B=90°,
在Rt△CDB中,∠DCB+∠B=90°,
∴∠DCB=∠A,
∴cos∠DCB=cos∠A=ACAB=68=34;
故答案为:34.
12.(2021•南山区校级一模)如图,△ABC的顶点都是正方形网格中的格点,则tan∠ACB等于 3 .
【分析】过点B作BD⊥AC,垂足为D,先求出△ABC的各边及CD的长,利用三角形的面积公式再求出BD的长,最后在直角三角形中求出∠ACB的正切值.
【解析】过点B作BD⊥AC,垂足为D.
∵AB=5,AC=1+32=10,BC=32+42=5,
∴CD=102.
∵S△ABC=15-32-12×4×3=152,
S△ABC=12×AC×DB,
∴12×10×BD=152,
∴BD=1510=3210.
在Rt△BCD中,
tan∠ACB=BDCD=3.
故答案为:3.
13.(2020秋•温江区校级期末)已知:如图,在△ABC中,∠C=45°,AB=5,AC=22,AD是BC边上的高,则BC的长度为 3 .
【分析】在Rt△ADC中,利用锐角三角函数可求出AD和CD,在Rt△ABD中利用勾股定理可求出BD,再由BC=CD+BD即可求出BC的长.
【解析】在Rt△ADC中,CD=AD=AC×sinC=22×22=2,
在Rt△ABD中,BD=AB2-AD2=(5)2-22=1,
∴BC=CD+BD=2+1=3,
故答案为:3.
14.(2020春•南岗区校级月考)在△ABC中,AB=AC,若BD⊥直线AC于点D,若cos∠BAD=23,BD=25,则CD为 2或10 .
【分析】根据∠BAD的余弦设AD=2x,AB=3x,过点B作BD⊥AC于D,利用勾股定理列方程求出x,从而求出AD、AB,然后分△ABC是锐角三角形和钝角三角形两种情况再求出CD.
【解析】∵cos∠BAD=23,
∴设AD=2x,AB=3x,
过点B作BD⊥AC于D,
根据勾股定理得,AD2+BD2=AB2,
即(2x)2+(2 5)2=(3x)2,
解得x=2,
∴AD=4,AB=6,
如图1,△ABC是锐角三角形时,CD=AC﹣AD=6﹣4=2,
如图2,△ABC是钝角三角形时,CD=AC+AD=6+4=10;
综上所述,CD的长为2或10.
故答案为:2或10.
15.(2020•高密市二模)如图,∠EFG=90°,EF=10,OG=17,cos∠FGO=35,则点F的坐标是 (8,12) .
【分析】过点F作直线FA∥OG,交y轴于点A,过点G作GH⊥FA于点H,先由平行线的性质及互余关系证明∠FEA=∠HFG=∠FGO;再解Rt△AEF,求得AE及AF,然后判定四边形OGHA为矩形,则可求得FH;解Rt△FGH,求得FG及HG,则点F的坐标可得.
【解析】过点F作直线FA∥OG,交y轴于点A,过点G作GH⊥FA于点H,则∠FAE=90°,
∵FA∥OG,
∴∠FGO=∠HFG.
∵∠EFG=90°,
∴∠FEA+∠AFE=90°,∠HFG+∠AFE=90°,
∴∠FEA=∠HFG=∠FGO,
∵cos∠FGO=35,
∴cos∠FEA=35,
在Rt△AEF中,EF=10,
∴AE=EFcos∠FEA=10×35=6,
∴根据勾股定理得,AF=8,
∵∠FAE=90°,∠AOG=90°,∠GHA=90°
∴四边形OGHA为矩形,
∴AH=OG,
∵OG=17,
∴AH=17,
∴FH=17﹣8=9,
∵在Rt△FGH中,FHFG=cos∠HFG=cos∠FGO=35,
∴FG=9÷35=15,
∴由勾股定理得:HG=152-92=12,
∴F(8,12).
故答案为:(8,12).
16.(2020秋•徐汇区期末)如图,点P在线段BC上,AB⊥BC,DP⊥AP,CD⊥DP,如果BC=10,AB=2,tanC=12,那么DP的长是 655 .
【分析】由DP⊥AP,CD⊥DP,得AP∥CD,则∠C=∠APB,由tan∠APB=ABBP,求得BP=4,PC=6,在Rt△CDP中,tanC=DPCD,CD=62-DP2,得出DP62-DP2=12,即可得出结果.
【解析】∵DP⊥AP,CD⊥DP,
∴AP∥CD,
∴∠C=∠APB,
∵AB⊥BC,
∴tan∠APB=ABBP,
∵tanC=12,
∴2BP=12,
∴BP=4,
∴PC=BC﹣BP=10﹣4=6,
在Rt△CDP中,tanC=DPCD,CD=PC2-DP2=62-DP2,
∴DP62-DP2=12,
解得:DP=655或DP=-655(不合题意舍去),
故答案为:655.
17.(2021•山西模拟)如图,在△ABC中,∠ABC=120°,AB=12,点D在边AC上,点E在边BC上,sin∠ADE=45,ED=5,如果△ECD的面积是6,那么BC的长是 93-6 .
【分析】如图,过点E作EF⊥BC于F,过点A作AH⊥CB交CB的延长线于H.解直角三角形求出BH,CH即可解决问题.
【解析】如图,过点E作EF⊥BC于F,过点A作AH⊥CB交CB的延长线于H.
∵∠ABC=120°,
∴∠ABH=180°﹣∠ABC=60°,
∵AB=12,∠H=90°,
∴BH=AB•cos60°=6,AH=AB•sin60°=63,
∵EF⊥DF,DE=5,
∴sin∠ADE=EFDE=45,
∴EF=4,
∴DF=DE2-EF2=52-42=3,
∵S△CDE=6,
∴12•CD•EF=6,
∴CD=3,
∴CF=CD+DF=6,
∵tanC=EFCF=AHCH,
∴46=63CH,
∴CH=93,
∴BC=CH﹣BH=93-6.
故答案为:93-6.
18.(2020秋•闵行区期中)我们把有三个内角相等的凸四边形叫做三等角四边形,例如:在四边形PQMN中,如果∠P=∠Q=100°,∠M=60°,那么四边形PQMN是三等角四边形.请阅读以上定义,完成下列探究:如图,在△ABC中,AB=AC=9,cosB=13,如果点D在边AB上,AD=6,点E在边AC上,四边形DBCE是三等角四边形,那么线段CE的长是 173 .
【分析】如图,过点A作AJ⊥BC于J,连接CD,解直角三角形求出BK,CKAK,再利用相似三角形的性质求出DH,AH,想办法求出EH,即可解决问题.
【解析】如图,过点A作AJ⊥BC于J,连接CD,
过点C作CK⊥AB于K,过点D作DH⊥AC于H.
∵AB=AC=9,AJ⊥BC,
∴BJ=JC,
∵cosB=BJAB=13,
∴BJ=JC=3,
∵CK⊥AB,
∴cosB=BKBC=13,
∴BK=2,CK=BC2-BK2=62-22=42,
∵∠DAH=∠CAK,∠AHD=∠AKC=90°,
∴△AHD∽△AKC,
∴ADAC=AHAK=DHCK,
∴69=AH7=DH42,
∴AH=143,DH=823,
∵四边形DBCE是三等角四边形,
∴∠DEH=∠B,
∴cos∠DEH=cos∠B=13=EHDE,
设EH=m,DE=3m,
在Rt△DEH中,∵DE2=EH2+DH2,
∴(3m)2=m2+(823)2,
∴m=43或-43(舍弃),
∴EH=43,
∴AE=AH﹣EH=143-43=103,
∴CE=AC﹣AE=9-103=173.
故答案为:173.
三、解答题(本大题共6小题,共46分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
19.(2020•宿迁一模)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,已知∠A和a,请写出解Rt△ABC的过程.
【分析】由角的关系可得∠B,再利用正弦,正切可求出c,b.
【解析】∵在Rt△ABC中,∠C=90°,已知∠A和a,
∴∠B=90°﹣∠A,
∵sinA=ac,
∴c=asinA,
∵tanA=ab,
∴b=atanA.
20.(2021•浦东新区三模)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=4,点D在边BC上,且BD=3CD,DE⊥AB,垂足为点E,联结CE.
(1)求线段AE的长;
(2)求∠ACE的余切值.
【分析】(1)根据锐角三角函数定义即可求出AE的长;
(2)过点E作EH⊥AC于点H.根据等腰直角三角形的性质可得EH=AH的值,再根据三角函数即可求出∠ACE的余切值.
【解析】(1)∵BC=4,BD=3CD,
∴BD=3.
∵AB=BC,∠ACB=90°,
∴∠A=∠B=45°.
∵DE⊥AB,
∴在Rt△DEB中,cosB=BEBD=22.
∴BE=322
在Rt△ACB中,AB=AC2+BC2=42,
∴AE=522
(2)如图,过点E作EH⊥AC于点H.
∴在Rt△AHE中,cosA=AHAE=22,
AH=AE•cos45°=52,
∴CH=AC-AH=4-52=32,
∴EH=AH=52,
∴在Rt△CHE中,cot∠ECH=CHEH=35,
即∠ACE的余切值是35.
21.(2021•嘉定区二模)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,cosA=35.D是AB边的中点,过点D作直线CD的垂线,与边BC相交于点E.
(1)求线段CE的长;
(2)求sin∠BDE的值.
【分析】(1)由勾股定理求出BC,再根据斜边上的中线求出AD,∠DCB=∠B,由余弦定理求出CE;
(2)作EF⊥AB交AB于F,在直角三角形中由勾股定理列出关于BF的关系式,从而求出∠BDE的正弦值.
【解析】(1)∵∠ACB=90°,AC=6,cosA=35,
∴ACAB=35,
∴AB=10,
∴BC=AB2-AC2=8,
又∵D为AB中点,
∴AD=BD=CD=12AB=5,
∴∠DCB=∠B,
∴cos∠DCB=CDCE,cos∠B=BCAB,
∴5CE=810,
∴CE=254;
(2)作EF⊥AB交AB于F,
由(1)知CE=254,
则BE=8-254=74,DE=CE2-CD2=154,
设BF=x,则DF=BD﹣BF=5﹣x,
在Rt△DEF中,EF2=DE2﹣DF2=(154)2-(5-x)2,
在Rt△BEF中,EF2=BE2﹣BF2=(74)2-x2,
∴22516-(5﹣x)2=4916-x2,
解得x=75,
∴EF2=(74)2﹣(75)2=49×916×25,
EF=2120,
∴sin∠BDE=EFDE=725.
22.(2021•上海模拟)如图,在△ABC中,∠ACB=45°,cotB=32,BC=10.
(1)求AB的长;
(2)如果CD为边AB上的中线,求∠DCB的正切值.
【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.
【解析】(1)过A作AE⊥BC于E,作DF⊥BC于F,
∵∠BCA=45°,
在Rt△AEC中,AE=EC,
∵cotB=32,
在Rt△BEA中,BEAE=32,
设BE=3x,AE=2x,
∴BC=BE+EC=BE+AE=10,
∴x=2,
∴BE=6,EA=EC=4,
由勾股定理得:AE2+BE2=AB2.
即AB2=36+16=52.
∴AB=52=213.
(2)由(1)知AB=213,
又∵D为AB的中点,
∴BD=AD=13,
∵DF⊥BC,AE⊥BC,
∴DF∥AE,
∵BD=AD,
∴BF=FE=12BE=3.
∴DF=12AE=2,
∴FC=FE+EC=3+4=7.
∴tan∠DCB=27.
23.(2021•奉贤区二模)如图,已知,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=4,BC=2,点D是AC的中点,联结BD并延长至点E,使∠E=∠BAC.
(1)求sin∠ABE的值;
(2)求点E到直线BC的距离.
【分析】(1)过D作DF⊥AB于F,求出DF和BD即可得答案;
(2)过A作AH⊥BE于H,过E作EG∥AC交BC延长线于G,先求BE,再用相似三角形性质得到答案.
【解析】(1)过D作DF⊥AB于F,如图:
∵∠C=90°,AB=4,BC=2,
∴AC=AB2-BC2=23,sin∠BAC=12,
∴∠BAC=30°,
∵点D是AC的中点,
∴AD=CD=3,
∴BD=BC2+CD2=7,
Rt△ADF中,DF=AD•sin∠BAC=32,
Rt△BDF中,sin∠ABE=DFBD=2114;
(2)过A作AH⊥BE于H,过E作EG∥AC交BC延长线于G,如图:
∵∠ADH=∠BDC,∠BCD=∠AHD=90°,
∴△BCD∽△AHD,
∴BCAH=BDAD=CDHD,
∵BC=2,CD=AD=3,BD=7,
∴2AH=73=3HD,解得AH=2217,HD=377,
∵∠AEB=∠BAC=30°,
∴HE=AHtan30°=677,
∴BE=BD+DH+HE=1677,
∵EG∥AC,
∴∠BDC=∠BEG,
而∠CBD=∠GBE,
∴△CBD∽△GBE,
∴EGDC=BEBD,即EG3=16777,
∴EG=1637.
方法二:过E作EG⊥BC于G,
∵∠E=∠BAC,∠ABE=∠DBA,
∴△ABD∽△ABE,
∴ABBE=BDAB,
即4BE=74,
∴BE=1677,
∵DC⊥BC,EG⊥BG,
∴DC∥BG,
∴EGDC=BEBD,即EG3=16777,
∴EG=1637,
∴点E到直线BC的距离为1637.
24.(2021•青浦区二模)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=3,sin∠ABC=13,D是边AB上一点,且CD=CA,BE⊥CD,垂足为点E.
(1)求AD的长;
(2)求∠EBC的正切值.
【分析】(1)过C点作CH⊥AD于H,如图,利用等腰三角形的性质得到AH=DH,再证明∠ACH=∠ABC,则sin∠ACH=sin∠ABC=13,然后利用正弦的定义求出AH,从而得到AD的长;
(2)在Rt△ABC中先求出AB=9,则BD=7,再证明∠HCD=∠EBD,则sin∠EBD=DEBD=13,利用正弦的定义求出DE=73,接着利用勾股定理计算出BE,然后根据正切的定义求解.
【解析】(1)过C点作CH⊥AD于H,如图,
∵CD=CA,
∴AH=DH,
∵∠ABC+∠BCH=90°,∠ACH+∠BCH=90°,
∴∠ACH=∠ABC,
∴sin∠ACH=sin∠ABC=13,
在Rt△ACH中,sin∠ACH=AHAC=13,
∴AD=2AH=2;
(2)在Rt△ABC中,sin∠ABC=ACAB=13,
∴AB=3AC=9,
∴BD=AB﹣AD=9﹣2=7,
∵∠E=90°,
而∠EDB=∠HDC,
∴∠HCD=∠EBD,
∴sin∠EBD=DEBD=13,
∴DE=13BD=73,
∴BE=72-(73)2=1423,
在Rt△EBC中,tan∠EBC=ECEB=3+731423=427.
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