解直角三角形课时练习

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解直角三角形及其应用28.2.1解直角三角形关键问答①在直角三角形中,边和角之间有什么数量关系?②可解的直角三角形有什么特点?③两直角边长的比为1∶3的直角三角形是一个什么样的特殊直角三角形?1.①2017·绥化某楼梯的侧面如图28-2-1所示,已测得BC的长约为3.5米,∠BCA约为29°,则该楼梯的高度AB可表示为( )图28-2-1A.3.5sin29°米 B.3.5cos29°米C.3.5tan29°米 D.3.5cos29°米2.②在Rt△ABC中,a,b,c分别为∠A,∠B,∠C所对的边,下列情况中Rt△ABC可解的是( )A.已知a=3,∠C=90° B.已知∠B=36°,∠C=90°C.已知a=3,∠B=36° D.已知∠B=36°,∠A=54°3.③在Rt△ABC中,∠C=90°,a,b,c分别是∠A,∠B,∠C所对的边,已知a=5,b=5 3,求c的长和∠A,∠B的度数.命题点 1 解直角三角形[热度:89%]4.④2018·宜昌如图28-2-2,要测量小河两岸相对的两点P,A之间的距离,可以在小河边取PA的垂线PB上的一点C,测得PC=100米,∠PCA=35°,则小河宽PA等于( )图28-2-2A.100sin35°米 B.100sin55°米C.100tan35°米 D.100tan55°米易错警示④用三角函数求边长时,要分清已知边、未知边、已知角之间的关系,分清所用的三角函数.5.⑤在Rt△ABC中,∠C=90°,a,b,c分别是∠A,∠B,∠C所对的边,分别根据下列条件解直角三角形.(1)a =3,c =3 2; (2)a =3,b =3 3; (3)c =4 3,∠B =30°; (4)b =4,∠B =30°.方法点拨⑤解直角三角形的基本原则:有斜(斜边)用弦(正弦、余弦),无斜用切(正切),宁乘勿除,取原(原始数据)避中(中间数据).6.⑥如图28-2-3,已知∠B =37°,AB =20,C 是射线BM 上一点.(1)在下列条件中,可以唯一确定BC 长的是________(填写所有符合条件的序号).①AC =13;②tan ∠ACB =125;③连接AC ,△ABC 的面积为126.(2)在(1)的答案中,选择一个作为条件,画出草图,求BC 的长.(参考数据:sin37°≈0.6,cos37°≈0.8,tan37°≈0.75)图28-2-3易错警示⑥已知两边及一边的对角,不能确定唯一的三角形,所以这样的三角形不可解. 命题点 2 以其他常见几何图形为背景解直角三角形 [热度:95%]7.⑦如图28-2-4,在菱形ABCD 中,AE ⊥BC 于点E ,EC =4,sin B =45,则菱形ABCD 的周长是( )图28-2-4A .10B .20C .40D .28 方法点拨⑦利用菱形的性质和锐角三角函数把已知条件转化到直角三角形ABE 中,将分散的条件集中到一起,使直角三角形ABE 可解.8.如图28-2-5,在矩形ABCD 中,DE ⊥AC 于点E ,设∠ADE =α,且cos α=35,AB =4,则AD 的长为( )图28-2-5A .3 B.163 C.203 D.1659.⑧如图28-2-6,点A 在半径为3的⊙O 内,OA =3,P 为⊙O 上一点,当∠OPA 取最大值时,PA 的长为( )图28-2-6A.32B. 6C.32D .2 3 解题突破⑧当∠OPA 取最大值时,点O 到AP 的距离最大.10.如图28-2-7,在▱ABCD 中,DE ⊥AB 于点E ,DF ⊥BC 于点F ,∠EDF =60°,AE =2,CF =3,则▱ABCD 的面积为________.图28-2-711.如图28-2-8,在平面直角坐标系中,四边形OABC 是正方形,点A 的坐标是(4,0),点C 的坐标是(0,4),P 为边AB 上一点,∠CPB =60°,沿CP 折叠正方形,折叠后,点B 落在平面内点B ′处,则点B ′的坐标为________.图28-2-812.⑨如图28-2-9,把两幅完全相同的长方形图片粘贴在一矩形宣传板EFGH 上,除点D 外,其他顶点均在矩形EFGH 的边上.AB =50 cm,BC =40 cm,∠BAE =55°,求EF 的长.(参考数据:sin55°≈0.82,cos55°≈0.57,tan55°≈1.43)图28-2-9方法点拨⑨解直角三角形的方法是有斜(斜边)用弦(正弦、余弦),无斜(斜边)用切(正切),宁乘勿除,取原(原始数据)避中(中间数据),直接求不行,分着求.命题点 3 解锐角三角形或钝角三角形 [热度:93%] 13.⑩在△ABC 中,AB =12 2,AC =13,cos B =22,则BC 边的长为( ) A .7 B .8 C .8或17 D .7或17 易错警示⑩分△ABC 是锐角三角形和钝角三角形两种情况讨论.14.在△ABC 中,∠A =120°,AB =4,AC =2,则sin B 的值是( ) A.5 714 B.2114 C.35 D.21715.⑪如图28-2-10,在△ABC 中,∠B =60°,∠C =75°,AC =3 2,求AB 的长.图28-2-10方法点拨⑪在解锐角三角形或钝角三角形时,常过非特殊角的顶点作三角形的高,通过高将两个直角三角形联系起来.命题点 4 解直角三角形的综合应用 [热度:91%]16.2017·齐齐哈尔如图28-2-11,菱形OABC 的一边OA 在x 轴的负半轴上,O 是坐标原点,tan ∠AOC =43,反比例函数y =kx 的图象经过点C ,与AB 交于点D ,若△COD 的面积为20,则k 的值等于________.图28-2-1117.⑫阅读下面的材料:小红遇到这样一个问题:如图28-2-12①,在四边形ABCD 中,∠A =∠C =90°,∠D =60°,AB =4 3,BC =3,求AD 的长.小红发现,延长AB 与DC 相交于点E ,通过构造Rt △ADE ,经过推理和计算能够使问题得到解决(如图②).(1)请回答:AD 的长为________.(2)参考小红思考问题的方法,解决下列问题:如图③,在四边形ABCD 中,tan A =12,∠B =∠C =135°,AB =9,CD =3,求BC 和AD 的长.图28-2-12方法点拨⑫对于不规则图形的求解,常通过补形或分割的方法将其转化成直角三角形再进行求解.18.如图28-2-13,已知四边形ABCD和四边形DEFG为正方形,点E在线段DC上,点A,D,G在同一直线上,且AD=3,DE=1,连接AC,CG,AE,并延长AE交CG于点H.(1)求sin∠EAC的值;(2)求线段AH的长.图28-2-1319.⑬我们知道,直角三角形的边角关系可用三角函数来描述,那么在任意三角形中,边和角之间是否也存在某种关系呢?如图28-2-14,在锐角三角形ABC中,∠A,∠B,∠ACB所对的边分别为a,b,c,过点C作CD⊥AB于点D,在Rt△ADC中,CD=b sin A,AD=b cos A,∴BD=c -b cos A.在Rt△BDC中,由勾股定理,得BD2+CD2=BC2,即(c-b cos A)2+(b sin A)2=a2,整理,得a2=b2+c2-2bc cos A.同理可得:b2=a2+c2-2ac cos B,c2=a2+b2-2ab cos C.利用上述结论解答下列问题:(1)在锐角三角形ABC中,∠A=45°,b=2 2,c=2,求a的长和∠C的度数;(2)在△ABC中,a=3,b=2,∠B=45°,且c>a>b,求c的长.图28-2-14模型建立⑬已知任意三角形的两边及夹角可求第三边,或已知任意三角形的三边可求某个角的余弦值,进而求这个角.详解详析1.A [解析] 在Rt △ABC 中,已知斜边BC 和锐角∠BCA ,求锐角∠BCA 的对边,用正弦,即AB BC=sin29°,所以AB =3.5sin29°米.故选A.2.C3.解:∵∠C =90°,∴a 2+b 2=c 2. ∵a =5,b =5 3,∴c =10. ∵tan A =a b =33,∴∠A =30°,∴∠B =60°. 4.C [解析] ∵PA ⊥PB ,PC =100米,∠PCA =35°,∴小河宽PA =PC tan ∠PCA =100tan35°米.5.解:(1)∵sin A =a c =33 2=22,∴∠A =45°,∴∠B =90°-∠A =45°. ∵∠A =∠B =45°,∴b =a =3. (2)∵∠C =90°,a =3,b =3 3, ∴c =a 2+b 2=32+(3 3)2=6. ∵tan A =a b =33 3=33,∴∠A =30°,∴∠B =90°-∠A =60°. (3)∵∠C =90°,∠B =30°, ∴∠A =90°-∠B =60°. ∵sin B =b c,∴b =c ·sin B =4 3×sin30°=4 3×12=2 3.∵cos B =a c,∴a =c ·cos B =4 3×cos30°=4 3×32=6. (4)∵∠C =90°,∠B =30°, ∴∠A =90°-∠B =60°.∵tan B =b a ,∴a =b tan B =4tan30°=4 3.∵sin B =b c ,∴c =b sin B =4sin30°=8.6.解:(1)②③(2)方案一:选②,如图,过点A 作AD ⊥BC 于点D ,则∠ADB =∠ADC =90°. 在Rt △ABD 中,∵∠ADB =90°,∴AD =AB ·sin B ≈12,BD =AB ·cos B ≈16. 在Rt △ACD 中, ∵∠ADC =90°, ∴CD =ADtan ∠ACB≈5,∴BC =BD +CD ≈21.方案二:选③,如图,过点C 作CE ⊥AB 于点E ,则∠BEC =90°. 由S △ABC =12AB ·CE =126,AB =20,得CE =12.6.在Rt △BEC 中,∵∠BEC =90°, ∴BC =CEsin B≈21. 7.C [解析] 由sin B =45可得AE AB =45,设AE =4a ,AB =5a ,所以BE =3a .由四边形ABCD 是菱形,可得AB =BC =5a ,所以BC -BE =5a -3a =4,所以a =2,所以AB =10,所以菱形ABCD 的周长为40.8.B [解析] 由已知可知:AB =CD =4,∠ADE +∠DAE =90°,∠BAC +∠DAE =90°,∴∠ADE =∠BAC ,∴cos α=cos ∠BAC =AB AC =35,∴AC =203.根据勾股定理,得BC =AC 2-AB 2=163, ∴AD =BC =163.9.B [解析] 过点O 作OM ⊥PA 于点M ,则sin ∠OPA =OM OP. ∵OP 的长恒为3,∴当OM 最大时,sin ∠OPA 最大,即∠OPA 取最大值. 当点M 与点A 重合时,OM 最大,为3, 此时PA =32-(3)2= 6.10.12 3 [解析] 在四边形DEBF 中,∵其内角和为360°,∠EDF =60°,DE ⊥AB ,DF ⊥BC , ∴∠B =120°,∴∠A =∠C =60°.∵AE =2,∴AD =4.又CF =3,∴DF =3 3, ∴S ▱ABCD =AD ·DF =4×3 3=12 3.11.(2,4-2 3) [解析] 过点B ′分别作B ′D ⊥y 轴于点D ,B ′E ⊥x 轴于点E ,∵四边形OABC 是正方形,点A 的坐标是(4,0),点C 的坐标是(0,4),∴BC =OC =4,∵∠BPC =60°,∴由折叠的性质求得B ′C =BC =4,∠B ′CP =∠BCP =30°, ∴∠DCB ′=90°-∠B ′CP -∠BCP =30°, ∴B ′D =12CB ′=2,CD =B ′C cos30°=2 3,∴OD =OC -CD =4-2 3,∴点B ′的坐标为(2,4-2 3).12.解:在Rt △ABE 中,AB =50 cm,∠BAE =55°,∴BE =AB ·sin∠BAE =50·sin55°≈50×0.82=41(cm). ∵四边形ABCD 是矩形,∴∠ABC =90°, ∴∠CBF =∠BAE =55°.在Rt △BCF 中,BC =40 cm,∠CBF =55°,∴BF =BC ·cos∠CBF =40·cos55°≈40×0.57=22.8(cm), ∴EF =BE +BF ≈41+22.8=63.8(cm), ∴EF 的长约为63.8 cm. 13.D [解析] ∵cos B =22,∴∠B =45°. 当△ABC 为钝角三角形时,如图①,∵AB =12 2,∠B =45°, ∴AD =BD =12.∵AC =13,∴由勾股定理,得CD =5, ∴BC =BD -CD =12-5=7;当△ABC 为锐角三角形时,如图②,BC =BD +CD =12+5=17.14.B [解析] 如图,过点C 作CD ⊥BA ,交BA 的延长线于点D .∵∠BAC =120°,∴∠DAC =60°,∠ACD =30°, ∴2AD =AC =2,∴AD =1,CD =3,∴BD =5,BC =2 7,∴sin B =CD BC =2114.15.解:过点C 作CD ⊥AB 于点D .∵∠B =60°,∠ACB =75°, ∴∠A =45°,∴AD =CD . 在Rt △ADC 中,AC =3 2, sin A =CD AC,∴CD =sin45°×3 2=3,∴AD =3. ∵在Rt △BDC 中,∠DBC =60°,tan B =CD BD, ∴BD =CD tan B=33=3,∴AB =3+ 3. 16.-24 [解析] ∵△COD 的面积为20, ∴菱形OABC 的面积为40. 过点C 作CE ⊥x 轴于点E .∵tan ∠AOC =CE OE =43,∴设CE =4a (a >0),则OE =3a ,OA =OC =5a ,∴5a ·4a =40, 解得a =2(a =-2舍去), ∴CE =4 2,OE =3 2,∴点C 的坐标为(-3 2,4 2). ∵反比例函数y =k x的图象经过点C , ∴k =xy =-3 2×4 2=-24. 17.解:(1)在△ADE 中,∵∠A =90°,∠D =60°,∴∠E =30°. 在Rt △BEC 中,∵∠BCE =90°,∠E =30°,BC =3, ∴BE =2BC =2 3, ∴AE =AB +BE =6 3. 在Rt △ADE 中,∵∠A =90°,∠E =30°,AE =6 3, ∴AD =AE ·tan E =6 3×33=6. 故答案为6.(2)如图,延长AB 与DC 相交于点E .∵∠ABC =∠BCD =135°,∴∠EBC =∠ECB =45°,∴BE =CE ,∠E =90°.设BE =CE =x ,则BC =2x ,AE =9+x ,DE =3+x .在Rt △ADE 中,∠E =90°,∵tan A =12,∴DE AE =12,即3+x9+x =12,解得x =3.经检验,x =3是所列方程的解且符合题意,∴BC =3 2,AE =12,DE =6,∴AD =AE 2+DE 2=6 5.18.解:(1)由题意知EC =2,AE =10.过点E 作EM ⊥AC 于点M ,所以∠EMC =90°,易知∠ACD =45°,所以△EMC 是等腰直角三角形,所以EM =2, 所以sin ∠EAC =EM AE =210=55.(2)在△GDC 与△EDA 中,⎩⎪⎨⎪⎧DG =DE ,∠GDC =∠EDA ,DC =DA ,所以△GDC ≌△EDA ,所以∠GCD =∠EAD ,GC =AE =10.又因为∠HEC =∠DEA ,所以∠EHC =∠EDA =90°,所以AH ⊥GC .因为S △AGC =12AG ·DC =12GC ·AH ,所以12×4×3=12×10·AH ,所以AH =65 10.19.解:(1)因为a 2=b 2+c 2-2bc cos45°=8+4-8=4,所以a =2(负值已舍去),所以cos C =a 2+b 2-c 22ab =22.又因为∠C 为锐角,所以∠C =45°.(2)因为b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,所以2=3+c 2-2 3c ×22,解得c 1=6+22,c 2=6-22(不符合题意,舍去),所以c =6+22.【关键问答】①在Rt △ABC 中,∠C =90°,a,b,c 分别为∠A,∠B,∠C 所对的边,则边和角之间的关系有sin A =a c ,sin B =b c ,cos A =b c ,cos B =a c ,tan A =a b ,tan B =b a. ②由已知条件能确定唯一的直角三角形,这样的直角三角形可解.③含30°角的直角三角形.。