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4.4 解直角三角形的应用
[ 第1课时 仰角、俯角相关问题
一、选择题
1.如图K-35-1,某工程队沿AC方向开山修路,为了加快施工进度,要在小山的另一边同时施工,从AC上的一点B取∠ABD=145°,且BD=500米,∠D=55°,为了使点A,C,E在一条直线上,那么开挖点E与D的距离是( )
图K-35-1
A.500sin55°米 B.500cos35°米
C.500cos55°米 D.500tan55°米
2.如图K-35-2,数学实践活动小组要测量学校附近楼房CD的高度,在水平地面A处安置测倾器测得楼房CD顶部点D的仰角为45°,向前走20米到达A′处,测得点D的仰角为67.5°,已知测倾器AB的高度为1.6米,则楼房CD的高度约为(结果精确到0.1米,≈1.414)( )
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图K-35-2
A.34.14米 B.34.1米
C.35.7米 D.35.74米
3.如图K-35-3,钓鱼竿AC长6 m,露在水面上的鱼线BC长3 m,某钓鱼者想看看鱼钩上的情况,把鱼竿AC转动到AC′的位置,此时露在水面上的鱼线B′C′为3 m,则鱼竿转过的角度是( )
图K-35-3
A.60° B.45° C.15° D.90°
4.图K-35-4,学校环保社成员想测量斜坡CD旁一棵树AB的高度,他们先在点C处测得树顶B的仰角为60°,然后在坡顶D处测得树顶B的仰角为30°,已知斜坡CD的长度为20 m,DE的长为10 m,则树AB的高度是( )
图K-35-4
A.20 m B.30 m C.30 m D.40 m
二、填空题
5.2017·抚顺如图K-35-5,某城市的电视塔AB坐落在湖边,数学老师带领学生隔湖测量电视塔AB的高度,在点M处测得塔尖点A的仰角∠AMB为22.5°,沿射线MB方向前进200米到达湖边点N处,测得塔尖点A在湖中的倒影A′的俯角∠A′NB
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为45°,则电视塔AB的高度为________米.(结果保留根号)
图K-35-5
6.2017·黄石如图K-35-6所示,为了测量出一垂直于水平地面的某高大建筑物AB的高度,一测量人员在该建筑物附近C处,测得建筑物顶端A处的仰角为45°,随后沿直线BC向前走了100米后到达D处,在D处测得A处的仰角为30°,则建筑物AB的高度约为________米.
(注:测量人员的身高忽略不计,结果按四舍五入保留整数,参考数据:≈1.41,≈1.73)
图K-35-6
三、解答题
7.2017·衡阳衡阳市城市标志来雁塔坐落在衡阳市雁峰公园内,如图K-35-7,为了测量来雁塔的高度,在E处用高为1.5米的测角仪AE,测得塔顶C的仰角为30°,再向塔身前进10.4米到达H处,又测得塔顶C的仰角为60°,求来雁塔的高度.(结果精确到0.1米)
图K-35-7
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8.2017·镇江如图K-35-8,小明在教学楼A处分别观测对面实验楼CD底部的俯角为45°,顶部的仰角为37°,已知教学楼和实验楼在同一水平面上,观测点距地面的垂直高度AB为15 m,求实验楼的垂直高度即CD的长.(精确到1 m参考数据:sin37°≈0.60,cos37°≈0.80,tan37°≈0.75)
图K-35-8
9.2017·莱芜某学校教学楼(甲楼)的顶部E和大门A之间挂了一些彩旗.小颖测得大门A距甲楼的距离AB是31 m,在A处测得甲楼顶部E处的仰角是31°.
(1)求甲楼的高度及彩旗的长度(精确到0.01 m);
(2)若小颖在甲楼楼底C处测得学校后面医院(乙楼)楼顶G处的仰角为40°,爬到甲楼楼顶F处测得乙楼楼顶G处的仰角为19°,求乙楼的高度及甲、乙两楼之间的距离(精确到0.01 m).
(参考数据:cos31°≈0.86,tan31°≈0.60,cos19°≈0.95,tan19°≈0.34,cos40°
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≈0.77,tan40°≈0.84)
图K-35-9
10.2017·凉山州如图K-35-10,若要在宽AD为20米的城南大道两边安装路灯,路灯的灯臂BC长2米,且与灯柱AB成120°角,路灯采用圆锥形灯罩,灯罩的轴线CO与灯臂BC垂直,当灯罩的轴线CO通过公路路面的中心线时照明效果最好,此时,路灯的灯柱AB的高应该设计为多少米?(结果保留根号)
图K-35-10
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11一题多解在一次科技活动中,小明进行了模拟雷达扫描实验.如图K-35-11,△ABC是表盘,其中AB=AC,∠BAC=120°,在点A处有一束红外光线AP,从AB开始,绕点A逆时针匀速旋转,每秒旋转15°,到达AC后立即以相同旋转速度返回AB,到达后立即重复上述旋转过程.小明通过实验发现,光线从AB处旋转开始计时,旋转1秒,此时光线AP交BC边于点M,BM的长为(20 -20)cm.
(1)求AB的长;
(2)从AB处旋转开始计时,若旋转6秒,此时光线AP与BC边的交点在什么位置?若旋转2030秒,交点又在什么位置?请说明理由.
图K-35-11
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1.[解析] C ∵∠ABD=145°,∴∠EBD=35°.∵∠D=55°,∴∠E=90°.在Rt△BED中,BD=500米,∠D=55°,∴ED=500cos55°米.故选C.
2.[解析] C 过点B作BF⊥CD于点F,过点B′作B′E⊥BD于点E,由题意,得∠DB′F=67.5°,∠DBF=45°,∴∠BDC=45°,∠BDB′=∠B′DC=22.5°,∴BE′=B′F.∵∠EBB′=45°,∠BEB′=90°,∴BE′=B′F=BB′=10 ,∴DF=BB′+B′F=20+10 ,∴DC=DF+FC=20+10 +1.6≈35.7(米).故选C.
3.[解析] C 在Rt△ACB中,∵sin∠CAB===,∴∠CAB=45°.在Rt△AC′B′中,∵sin∠C′AB′===,∴∠C′AB′=60°,∴∠CAC′=60°-45°=15°,∴鱼竿转过的角度是15°.故选C.
4.[答案] B
5.[答案] 100
[解析] 连接AN.由题意知,BM⊥AA′,BA=BA′,∴AN=A′N,∴∠ANB=∠A′NB=45°.∵∠AMB=22.5°,∴∠MAN=∠ANB-∠AMB=22.5°=∠AMN,∴AN=MN=200米.在Rt△ABN中,∠ANB=45°,∴AB=AN=100 (米).故答案为100 .
6.[答案] 137
[解析] 设AB=x米,在Rt△ABC中,∵∠ACB=45°,∴BC=AB=x米,则BD=BC+CD=(x+100)米.在Rt△ABD中,∵∠ADB=30°,∴tan∠ADB==,即=,解得x=50+50 ≈137,即建筑物AB的高度约为137米.故答案为137.
7.解:如图,由题意得∠CAB=30°,∠CBD=60°,DF=AE=1.5米.∵∠CBD=∠CAB+∠ACB,∴∠ACB=∠CAB=30°,∴AB=BC=10.4米.在Rt△CBD中,CD=BC·sin60°=10.4×≈9.0(米),∴来雁塔的高度=CD+DF≈9.0+1.5=10.5(米).
答:来雁塔的高变约为10.5米.
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8.解:过点A作AE⊥CD于点E,∵AB=15 m,∴DE=AB=15 m.∵∠DAE=45°,∴AE=DE=15 m.在Rt△ACE中,tan∠CAE=,则CE=AE·tan37°≈15×0.75≈11(m),∴CD=CE+DE≈11+15=26(m).
答:实验楼的垂直高度即CD的长约为26 m.
9.解:(1)在Rt△ABE中,BE=AB·tan31°=31×tan31°≈18.60(m),AE==≈36.05(m),则甲楼的高度为18.60 m,彩旗的长度为36.05 m.
(2)过点F作FM⊥GD,交GD于点M.在Rt△GMF中,GM=FM·tan19°.在Rt△GDC中,DG=CD·tan40°.设甲、乙两楼之间的距离为x m,则FM=CD=x m,根据题意,得xtan40°-xtan19°=18.60,解得x≈37.20,则DG=37.20×tan40°≈31.25(m).答:乙楼的高度为31.25 m,甲、乙两楼之间的距离为37.20 m.
10.解:如图,延长OC,AB交于点P.∵∠ABC=120°,∴∠PBC=60°.∵∠OCB=∠A=90°,∴∠BCP=90°,∴∠P=30°.∵AD=20米,∴OA=AD=10米,∵BC=2米,∴在Rt△CPB中,PC=BC·tan60°=2米,PB=2BC=4米.在Rt△AOP中,∵∠P=30°,∠A=90°,∴PA==10 米,∴AB=PA-PB=(10 -4)米.
答:路灯的灯柱AB的高应该设计为(10 -4)米.
11解:(1)如图①,过点A作AD⊥BC,垂足为D.
∵∠BAC=120°,AB=AC,∴∠ABC=∠C=30°.令AB=2t cm.在Rt△ABD中,AD=AB=t,BD=AB=t.
在Rt△AMD中,∵∠AMD=∠ABC+∠BAM=45°,∴MD=AD=t.
∵BM=BD-MD,即t-t=20 -20.解得t=20,∴AB=2×20=40(cm).
答:AB的长为40 cm.
(2)如图②,当光线旋转6秒,设AP交BC于点N,此时∠BAN=15°×6=90°.
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在Rt△ABN中,BN===(cm),∴光线AP旋转6秒,与BC的交点N距点B cm.如图③,设光线AP旋转2030秒后光线与BC的交点为Q.由题意可知,光线从边AB开始旋转到第一次回到AB处需8×2=16(秒),而2030=126×16+14,即AP旋转2030秒与旋转14秒时和BC边的交点是同一个点Q.旋转14 s的过程是B→C:8 s,C→Q:6 s,∴CQ=BN= cm.∵AB=AC,∠BAC=120°,∴BC=2·AB·cos30°=2×40×=40 (cm),∴BQ=BC-CQ=40 -=(cm),∴光线AP旋转2014秒,与BC的交点Q在距点B cm处.
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