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第20讲 解直角三角形总单元复习(原卷版+解析)
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第20讲 《解直角三角形》分类总复习
考点一 特殊角的三角函数值
A
B
C
【知识点睛】
v 基本定义:如图,已知Rt△ABC中,∠C=90°,
则
v 范围:0<sinα<1,0<cosα<1,tanα>1
v 各三角函数间的转化公式:、、
、
v 特殊角的三角函数值:
α
30°
45°
记忆方法:
1. sinα是增函数,α从30°— 60°,可以看成分子逐渐增大,分别是,分母都是2;
2. cosα是减函数,α从30°— 60°,可以看成分子逐渐减少,分别是,分母都是2;
3. tanα是增函数,α从30°— 60°,可以看成分子逐渐增大,分别是,分母都是3;
60°
sinα
cosα
tanα
1
【类题训练】
1.在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=2,,则AC的长是( )
A. B.3 C. D.
【分析】根据∠A的正弦值,以及BC的长可求出斜边AB的长,然后根据勾股定理求AC.
【解答】解:如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=2,
∴sinA===,
∴AB=3,
∴AC===.
故选:A.
2.已知sina>,那么锐角a的取值范围是( )
A.60°<a<90° B.0°<a<60° C.45°<a<90° D.0°<a<30°
【分析】根据特殊锐角三角函数值以及锐角三角函数的增减性进行判断即可.
【解答】解:∵sin60°=,sinα>,一个锐角的正弦值随着锐角的增大而增大,
∴α>60°,
∵α为锐角,
∴60°<α<90°,
故选:A.
3.三角函数sin70°,cos70°,tan70°的大小关系是( )
A.sin70°>cos70°>tan70° B.tan70°>cos70°>sin70°
C.tan70°>sin70°>cos70° D.cos70°>tan70°>sin70°
【分析】将cos70°化为sin20°,再根据正弦值随角度的增大而大可得sin70°>sin20°,由于70°是锐角,因此sin70°<1,再根据一个锐角的正切值随着角度的增大而增大可得tan70°>tan45°,而tan45°=1,进而得出tan70°>1,从得出sin70°,cos70°,tan70°的大小关系.
【解答】解:∵cos70°=sin(90°﹣70°)=sin20°,sin70°>sin20°,
∴1>sin70°>cos70°,
又∵tan70°>tan45°=1,
∴tan70°>1>sin70°>cos70°,
故选:C.
4.在Rt△ABC中,∠B=90°,如果∠A=α,BC=a,那么AC的长是( )
A.a•tanα B.a•cotα C. D.
【分析】画出图形,根据锐角三角函数的定义求出即可.
【解答】解:如图:
在Rt△ABC中,AC==.
故选:D.
5.已知α为锐角,且,那么α的正切值为( )
A. B. C. D.
【分析】在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=α,则利用正弦的定义得到sinA=sinα==,于是可设BC=5x,AB=13x,利用勾股定理计算出AC=12x,然后根据正切的定义求解即可.
【解答】解:在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=α,
∵sinA=sinα==,
∴设BC=5x,AB=13x,
∴AC===12x,
∴tanA===,
即α的正切值为.
故选:A.
6.tan60°•cos30°﹣sin245°= .
【分析】把特殊角的三角函数值代入原式,计算即可.
【解答】解:原式=×﹣()2
=﹣
=1,
故答案为:1.
7.如图,△ABC中,∠A=120°,若BM,CM分别是△ABC的外角平分线,则∠M的余弦值是( )
A. B. C. D.
【分析】由∠A=120°可得∠1+∠2度数,从而可求∠CBD+∠BCE的度数,根据BM,CM分别是△ABC的外角平分线,得∠3+∠4的大小,即可求∠M,得到答案.
【解答】解:如图:
∵∠A=120°,
∴∠1+∠2=60°,
∴∠CBD+∠BCE=(180°﹣∠2)+(180°﹣∠1)=360°﹣(∠1+∠2)=300°,
∵BM,CM分别是△ABC的外角平分线,
∴∠3+∠4=∠BCE+∠CBD=(∠BCE+∠CBD)=150°,
∴∠M=30°,
∴∠M的余弦值是,
故选:D.
8.如果Rt△ABC中各边的长度都扩大到原来的2倍,那么锐角∠A的三角比的值( )
A.都扩大到原来的2倍 B.都缩小到原来的一半
C.没有变化 D.不能确定
【分析】根据三边对应成比例,两三角形相似,可知扩大后的三角形与原三角形相似,再根据相似三角形对应角相等解答.
【解答】解:∵各边的长度都扩大两倍,
∴扩大后的三角形与Rt△ABC相似,
∴锐角A的各三角函数值都不变.
故选:C.
9.在△ABC中,sinA=cos(90°﹣C)=,则△ABC的形状是( )
A.锐角三角形 B.直角三角形 C.钝角三角形 D.不确定
【分析】计算出∠A和∠C的角度来即可确定.
【解答】解:∵sinA=cos(90°﹣C)=,
∴∠A=45°,90°﹣∠C=45°,
即∠A=45°,∠C=45°,
∴∠B=90°,
即△ABC为直角三角形,
故选:B.
考点二 解直角三角形
【知识点睛】
v 解直角三角形是指求出一个直角三角形三条边长、三个内角的度数共六个元素的过程
v 解直角三角形口诀——“直乘斜除,对正邻余”
释义:一个直角三角形中,要求直角边,一般用乘法,要求斜边一般用除法;
求已知角的对边一般用正弦或正切,求已知角的斜边一般用余弦;
v 锐角是可以存在与所有三角中的,如果需要用的锐角不在直角三角形中,通常通过做垂线,构造直角三角形,之后再利用解直角三角形的方法继续求解。
【类题训练】
1.如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AD⊥BC于点D,下列结论正确的是( )
A.sinC= B.sinC= C.sinC= D.sinC=
【分析】根据垂直定义可得∠ADB=∠ADC=90°,然后在Rt△ADC中,利用锐角三角函数的定义即可判断A,B,再在Rt△ABC中,利用锐角三角函数的定义即可判断C,最后利用同角的余角相等可得∠C=∠BAD,从而在Rt△BAD中,利用锐角三角函数的定义即可求出cos∠BAD=,即可判断D.
【解答】解:∵AD⊥BC,
∴∠ADB=∠ADC=90°,
在Rt△ADC中,cosC=,tanC=,
故A、B不符合题意;
在Rt△BAC中,sinC=,
故C符合题意;
∵∠B+∠BAD=90°,∠B+∠C=90°,
∴∠C=∠BAD,
在Rt△BAD中,cos∠BAD=,
∴cosC=cos∠BAD=,
故D不符合题意;
故选:C.
2.在Rt△ABC中,∠C=90°,sinA=,BC=2,则AB等于( )
A. B.4 C.4 D.6
【分析】根据锐角三角函数的定义得出sinA==,把BC=2代入,即可求出答案.
【解答】解:如图,
∵sinA==,BC=2,
∴=,
解得:AB=6,
故选:D.
3.如图,△ABC的顶点在正方形网格的格点上,则tan∠ABC的值为( )
A. B.1 C. D.
【分析】根据网格构造直角三角形,利用网格以及勾股定理求出边长,再根据锐角三角函数的定义进行计算即可.
【解答】解:如图,延长BC交网格于点D,连接AD,由网格以及正方形的性质可得AD⊥BD,
由网格构造直角三角形可得,AD==,BD==2,
在Rt△ABD中,tan∠ABC==,
故选:A.
4.如图,点D(0,3),O(0,0),C(4,0)在⊙A上,BD是⊙A的一条弦,则sin∠OBD=( )
A. B. C. D.
【分析】连接CD,可得出∠OBD=∠OCD,根据点D(0,3),C(4,0),得OD=3,OC=4,由勾股定理得出CD=5,再在直角三角形中得出利用三角函数求出sin∠OBD即可.
【解答】解:连接CD,如图所示:
∵D(0,3),C(4,0),
∴OD=3,OC=4,
∵∠COD=90°,
∴CD==5,
∵∠OBD=∠OCD,
∴sin∠OBD=sin∠OCD==.
故选:D.
5.如图,在△ABC中,sinB=,tanC=,AB=3,则AC的长为 ,△ABC的面积为 .
【分析】过A作AD垂直于BC,在直角三角形ABD中,利用锐角三角函数定义求出AD,BD的长,在直角三角形ACD中,利用锐角三角函数定义求出CD的长,再利用勾股定理求出AC的长即可,再利用三角形的面积公式求出△ABC的面积.
【解答】解:过A作AD⊥BC,
在Rt△ABD中,sinB=,AB=3,
∴AD=AB•sinB=1,BD===2
在Rt△ACD中,tanC=,
∴=,即CD=,
∴BC=BD+CD=3
根据勾股定理得:AC===,
∴S△ABC=•BC•AD=,
故答案为:,.
6.在△ABC中,AB=AC=13,△ABC的面积为78,则tanB的值为 .
【分析】本题应该分锐角三角形和钝角三角形两种情况讨论,首先根据三角形的面积公式求得腰上的高,再利用勾股定理求出AD,进而得到BD,然后根据正切函数定义求解即可.
【解答】解:如图,已知AB=AC=13,S△ABC=78.作△ABC的高CD.
∵S△ABC=AB•CD=×13CD=78,
解得:CD=12.
∴AD===5.
如图1.
BD=AB+AD=13+5=18,
tanB===;
如图2.
BD=AB﹣AD=13﹣5=8,
tanB===.
故答案为:或.
7.如图,一块矩形木板ABCD斜靠在墙边(OC⊥OB,点A,B,C,D,O在同一平面内),已知AB=a,AD=b,∠BCO=α,则点A到OC的距离等于( )
A.a•sinα+b•sinα B.a•cosα+b•cosα
C.a•sinα+b•cosα D.a•cosα+b•sinα
【分析】作AE⊥OB交OB的延长线于点E,在直角三角形ABE和直角三角形BOC中解直角三角形可求出点A到OC的距离.
【解答】解:如图,作AE⊥OB交OB的延长线于点E,
∵OC⊥OB,
∴∠AEB=∠BOC=90°,
∵四边形ABCD是矩形,
∴BC=AD=b,∠ABC=90°,
∴∠ABE=90°﹣∠OBC=∠BCO=α,
∵=cos∠ABE=cosα,
∴BE=AB•cosα=a•cosα,
∵=sin∠BCO=sinα,
∴OB=BC•sinα=b•sinα,
∴OE=BE+OB=a•cosα+b•sinα,
∵AE∥OC,
∴点A、点E到OC的距离相等,
∴点A到OC的距离等于a•cosα+b•sinα,
故选:D.
考点三 利用直角三角形解决实际问题
【知识点睛】
v 在实际问题中用三角函数求解未知量一般步骤:
1. 审题——审图形、审已知、审未知
2. 找出有关的直角三角形,把实际问题转化为直角三角形的问题(当所需用直角三角形不存在时,常做垂直构造);
3. 根据直角三角形边角之间的关系解有关的直角三角形
【类题训练】
1.如图,O为跷跷板AB的中点,支柱OC与地面MN垂直,垂足为点C,当跷跷板的一端B着地时,跷跷板AB与地面MN的夹角为20°,测得AB=1.6m,则OC的长为( )
A. B. C.0.8sin20° D.0.8cos20°
【分析】根据正弦的定义计算,得到答案.
【解答】解:∵O为跷跷板AB的中点,AB=1.6 m,
∴OB=0.8m,
在Rt△OCB中,sinB=,
则OC=OB•sinB=0.8sin20°,
故选:C.
2.工人师傅将截面为矩形的木条锯成矩形ABCD和矩形AEFG两部分如图所示,C,B,G在一条直线上,CB=a,BG=b,∠AGB=β,则点E到CG的距离等于( )
A.acosβ+bsinβ B.asinβ+btanβ
C.acosβ+btanβ D.asinβ+btanβ
【分析】过点E作EH⊥BA的延长线于点H,则∠HAE=∠AGB=β,再用∠β的正切值和余弦值表示出AH和AB的长,可得答案.
【解答】解:过点E作EH⊥BA的延长线于点H,
∵∠BAG+∠AGB=90°,∠BAG+∠HAE=90°,
∴∠HAE=∠AGB=β,
∵BG=b,tanβ=,
∴AB=btanβ,
∵AE=AD=BC=a,
∴cosβ=,
∴AH=acosβ,
∴HB=AH+AB=acosβ+btanβ,
故选:C.
3.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.60+8 B.60+8 C.64 D.68
【分析】过点A作AE⊥PC于点E,过点B作BF⊥QD于点F,根据含30度角的直角三角形的性质即可求出AE与BF的长度,然后求出EF的长度即可得出答案.
【解答】解:过点A作AE⊥PC于点E,过点B作BF⊥QD于点F,
∵AC=60cm,∠PCA=30°,
∴AE=AC=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:D.
4.一艘观光游船从港口A以北偏东60°的方向出港观光,航行80海里至C处时发生了侧翻沉船事故.一艘在港口正东方向的海警船接到求救信号,测得事故船在它的北偏东37°方向,马上以40海里每小时的速度前往救援.海警船大约需 小时到达事故船C处,(sin53°≈0.8,cos53°≈0.6)
【分析】过点C作CD⊥AB交AB延长线于D.先解Rt△ACD得出CD=AC=40海里,再解Rt△CBD中,得出BC==≈=50(海里),然后根据时间=路程÷速度即可求出海警船到达事故船C处所需的时间.
【解答】解:如图,过点C作CD⊥AB交AB延长线于D,
在Rt△ACD中,
∵∠ADC=90°,∠CAD=30°,AC=80,
∴CD=AC=40,
在Rt△CBD中,∠CDB=90°,∠CBD=90°﹣37°=53°,
∴BC=≈=50(海里),
∴海警船到达事故船C处所需的时间大约为:50÷40=(小时).
故答案为:.
5.如图1是一款“雷达式”懒人椅.当懒人椅完全展开时,其侧面示意图如图2所示,金属杆AB、CD在点O处连接,且分别与金属杆EF在点B,D处连接.金属杆CD的OD部分可以伸缩(即OD的长度可变).已知OA=50cm,OB=20cm,OC=30cm.DE=BF=5cm.当把懒人椅完全叠合时,金属杆AB,CD,EF重合在一条直线上(如图3所示),此时点E和点A重合.
(1)如图2,已知∠BOD=120°,∠OBF=140°,则点A,C之间的距离为 cm.
(2)如图3,当懒人椅完全叠合时,则CF与CD的比为 .
【分析】(1)连接AC,过点A作AG⊥CE于G,由直角三角形的性质得出OG=OA=25cm,由勾股定理得AG=25cm,得出AC=70cm即可;
(2)由题意得出CF=OC﹣OB﹣BF=5cm,CD=OC+OA﹣DE=75cm.
【解答】解:(1)连接AC,过点A作AG⊥CE于G,如图2所示:
∵∠AOC=120°,
∴∠AOG=180°﹣120°=60°,
∵AG⊥CE,
∴∠OGA=90°,
∴∠OAG=90°﹣60°=30°,
∴OG=OA=×50=25(cm),
由勾股定理得:AG====25(cm),
∵CG=OC+OG=30+25=55(cm),
∴AC===70(cm),
∴点A,C之间的距离为70cm;
故答案为:70.
(2)CF=OC﹣OB﹣BF=30﹣20﹣5=5(cm),CD=OC+OA﹣DE=30+50﹣5=75(cm).
∴CF与CD的比5:75=1:15.
故答案为:1:15.
6.若sin(x﹣10°)=,则锐角x= °.
【分析】根据60°的正弦值是计算即可.
【解答】解:∵sin60°=,
∴x﹣10°=60°,
解得:x=70°,
故答案为:70.
7.铁路道口的栏杆如图.已知栏杆长为3米,当栏杆末端从水平位置上升到点C处时,栏杆前端从水平位置下降到点A处,下降的垂直距离AD为0.5米(栏杆的粗细忽略不计),上升前后栏杆的夹角为α,则栏杆末端上升的垂直距离CE的长为( )
A.米 B.米
C.(3tanα﹣0.5)米 D.(3sinα﹣0.5)米
【分析】过点A作AF∥DE,交CE的延长线于点F,根据锐角三角函数的定义即可求出答案.
【解答】解:如图:
过点A作AF∥DE,交CE的延长线于点F,
∵CE⊥DE,
∴∠CED=90°,
∵AF∥DE,
∴∠CFA=∠CED=90°,∠CAF=∠CBE=α,
由题意可知:EF=AD=0.5米,AC=3米,
∵sin∠CAF=,
∴CF=3sinα(米),
∴CE=CF﹣EF=(3sinα﹣0.5)(米),
即栏杆末端上升的垂直距离CE的长为(3sinα﹣0.5)米.
故选:D.
8.市防控办准备制作一批如图所示的核酸检测点指示牌,若指示牌的倾斜角为α,铅直高度为h,则指示牌的边AB的长等于( )
A.hsinα B. C.hcosα D.
【分析】如图,过点A作AC⊥BC于C,解直角△ABC即可.
【解答】解:如图,过点A作AC⊥BC于C,
在Rt△ABC中,AC=h,∠B=α,则sinα=.
所以AB=.
故选:B.
9.如图所示的衣架可以近似看成一个等腰三角形ABC,其中AB=AC,∠ABC=27°,BC=44cm,则高AD约为( )
(参考数据:sin27°≈0.45,cos27°≈0.89,tan27°≈0.51)
A.9.90cm B.11.22cm C.19.58cm D.22.44cm
【分析】根据等腰三角形性质求出BD,根据角度的正切值可求出AD.
【解答】解:∵AB=AC,BC=44cm,
∴BD=CD=22cm,AD⊥BC,
∵∠ABC=27°,
∴tan∠ABC=≈0.51,
∴AD≈0.51×22=11.22cm,
故选:B.
10.如图,一只正方体箱子沿着斜面CG向上运动,∠C=α,箱高AB=1米,当BC=2米时,点A离地面CE的距离是( )米.
A. B.
C.cosα+2sinα D.2cosα+sinα
【分析】过点B作BM⊥AD,垂足为M,根据题意可得BE=DM,∠ABC=∠BEC=∠ADC=90°,再利用等角的余角相等可得∠C=∠BAF=α,然后在Rt△ABM中,利用锐角三角函数的定义求出AM的长,再在Rt△CBE中,利用锐角三角函数的定义求出BE的长,从而求出DM的长,最后进行计算即可解答.
【解答】解:过点B作BM⊥AD,垂足为M,
由题意得:BE=DM,∠ABC=∠BEC=∠ADC=90°,
∴∠C+∠CFD=90°,∠AFB+∠BAF=90°,
∵∠CFD=∠AFB,
∴∠C=∠BAF=α,
在Rt△ABM中,AB=1米,
∴AM=AB•cosα=cosα(米),
在Rt△CBE中,BC=2米,
∴BE=BC•sinα=2sinα(米),
∴DM=BE=2sinα米,
∴AD=AM+DM=(cosα+2sinα)米,
∴点A离地面CE的距离是(cosα+2sinα)米,
故选:C.
11.勾股定理是人类最伟大的十个科学发现之一,西方国家称之为毕达哥拉斯定理,在我国古书《周髀算经》中就有“若勾三,股四,则弦五”的记载,我国汉代数学家赵爽为了证明勾股定理,创制了一幅“弦图”(如图①),后人称之为“赵爽弦图”,流传至今.如图①是用四个全等的直角三角形拼成一个正方形,利用面积法可以证明勾股定理.如图2连接EG并延长交AD的延长线于点M,如tanM=,则的值为( )
A.2 B. C. D.1.4
【分析】在Rt△DGM中,根据tanM=,设DG=x,DM=2x,从而利用勾股定理求出GM,再设HD=y,根据题意可得AE=HD=y,AH=DG=x,从而求出AM,然后在Rt△AEM中,利用锐角三角形函数的定义可得==,从而求出y=3x,最后在Rt△HDG中,利用勾股定理求出HG,进行计算即可解答.
【解答】解:在Rt△DGM中,tanM=,
∴=,
∴设DG=x,DM=2x,
∴GM===x,
设HD=y,
由题意得:
△AEH≌△DHG,
∴AE=HD=y,AH=DG=x,
∴AM=AH+DH+DM=3x+y,
在Rt△AEM中,tanM=,
∴==,
∴3x+y=2y,
∴y=3x,
∴DH=y=3x,
∴HG===x,
∴==,
故选:B.
12.△ABC中,∠B=45°,∠BAC=15°,AC=10cm,求BC边的长度.
【分析】过点A作 AD⊥BC,利用三角形的内角和定理先求出∠DCA、∠BAD,再利用直角三角形的边角间关系求出CD、AD的长,最后利用等腰三角形的性质、线段的和差关系得结论.
【解答】解:过点A作 AD⊥BC,交BC的延长线于点D.
∵∠B=45°,∠BAC=15°,∠ADC=90°,
∴∠DCA=60°,∠BAD=45°.
在Rt△ACD中,
∵cos∠DCA==cos60°=,
sin∠DCA==sin60°=,AC=10,
∴CD=5,AD=5.
在Rt△ABD中,
∵∠BAD=∠B,
∴BD=AD=5.
∴BC=BD﹣CD=5﹣5.
13.临海大桥主塔是一个轴对称图形(如图所示),小明测得桥面宽度AB=32米,∠OAB=73°,求点O到桥面AB的距离.(结果精确到0.1米,参考数据:sin73°≈0.96,cos73°≈0.29,tan73°≈3.27)
【分析】过点O作OD⊥AB,垂足为D.根据大桥的轴对称性,先确定△OAB是等腰三角形,再利用三线合一求出AD的长,最后求出OD的长.
【解答】解:过点O作OD⊥AB,垂足为D.
∵大桥主塔是一个轴对称图形,
∴OA=OB.
∵OD⊥AB,
∴AD=AB=16米.
∵tan∠OAB=,
∴OD=tan∠OAD×AD
=tan73°×16
≈3.27×16
=52.32
≈52.3(米).
答:点O到桥面AB的距离为约52.3米.
14.大雁塔是西安市的标志性建筑和著名古迹,是古城西安的象征.因此西安市徽中央所绘制的便是这座著名古塔.我校社会实践小组为了测量大雁塔的高度AB,在地面上立两根高为2m的标杆CD和GH,两杆之间的距离CG=62米,点G、C、B成一线.从C处退行4米到点E处,人的眼睛贴着地面观察A点,A、D、E三点成一线;从G处退行6米到点F处,从F观察A点,A、F、H也成一线.请你根据以上数据,计算大雁塔的高度AB.
【分析】设AH=x,BH=y,由题意可知两组三角形相似,利用相似比找出关于x、y的方程组,即可求出大雁塔AB的高度.
【解答】解:设AB=x,BC=y,由题意可知,
△ABE∽△DCE,△ABF∽△HGF,
∴=,=,
∵CE=4米,EB=BC+CE=(y+4)米,GF=6米,FB=CB+CG+FG=y+62+6=(y+68)米,CD=GH=2米,
代入比例式,得,
整理,得,
解得,
答:大雁塔AB的高度为64米.
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