专题训练(五) 应用锐角三角函数解决问题归类
► 类型之一 解直角三角形在斜三角形中的应用
1.2018·内江如图5-ZT-1是某路灯在铅垂面内的示意图,灯柱AC的高为11米,灯杆AB与灯柱AC的夹角∠A=120°,路灯采用锥形灯罩,在地面上的照射区域DE长为18米,从D,E两处测得路灯B的仰角分别为α和β,且tanα=6,tanβ=.求灯杆AB的长度.
图5-ZT-1
► 类型之二 解直角三角形在正方形中的应用
2.如图5-ZT-2,点E在正方形ABCD的边AB上,连接DE,过点C作CF⊥DE于点F,过点A作AG∥CF交DE于点G.
(1)求证:△DCF≌△ADG;
(2)若E是AB的中点,设∠DCF=α,求sinα的值.
图5-ZT-2
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► 类型之三 解直角三角形在测量物体高度中的应用
3.2018·达州在数学实验活动课上,老师带领同学们到附近的湿地公园测量园内雕塑的高度.如图5-ZT-3,用测角仪在A处测得雕塑顶端点C的仰角为30°,再往雕塑方向前进4米至B处,测得雕塑顶端点C的仰角为45°.该雕塑有多高?(测角仪的高度忽略不计,结果不取近似值)
图5-ZT-3
4.数学活动课上,老师和学生一起去测量学校升旗台上旗杆AB的高度,如图5-ZT-4(示意图),老师测得升旗台前斜坡FC的坡比为iFC=1∶10(即EF∶CE=1∶10),学生小明站在离升旗台水平距离为35 m(即CE=35 m)处的C点,测得旗杆顶端B的仰角为α,已知tanα=,升旗台高AF=1 m,小明身高CD=1.6 m,请帮小明计算出旗杆AB的高度.
图5-ZT-4
► 类型之四 解直角三角形在测量距离中的应用
5.2017·邵阳如图5-ZT-5所示,运载火箭从地面 L 处垂直向上发射,当火箭到达点A 时,从位于地面 R 处的雷达测得 AR= 40 km,仰角是 30° .n 秒后,火箭到达点B,此时仰角是 45°, 则火箭在这 n 秒中上升的高度为________km.
图5-ZT-5
► 类型之五 解直角三角形在航海问题中的应用
6.如图5-ZT-6,禁渔期间,我渔政船在A处发现正北方向B处有一艘可疑船只,测得A,B两处之间的距离为200海里,可疑船只正沿南偏东45°方向航行.我渔政船迅速沿北偏东30°方向前去拦截,经历4小时刚好在C
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处将可疑船只拦截.求该可疑船只航行的平均速度.(结果保留根号)
图5-ZT-6
7.2018·利州区一模如图5-ZT-7,在航线l的两侧分别有观测点A和B,点B到航线l的距离BD为4 km,点A位于点B北偏西60°方向且与B相距20 km处.现有一艘轮船从位于点A南偏东74°方向的C处,沿航线l自东向西航行至观测点A的正南方向的E处.求这艘轮船的航行路程CE的长度.(结果精确到0.1 km,参考数据:≈1.73,sin74°≈0.96,cos74°≈0.28,tan74°≈3.49)
图5-ZT-7
► 类型之六 解直角三角形在坡度、坡角问题中的应用
8.如图5-ZT-8,建筑物AB后有一座假山,其坡度i=1∶,山坡上点E处有一凉亭,测得假山坡脚C与建筑物的水平距离BC=25米,与凉亭的距离CE=20米,某人从建筑物顶端测得点E的俯角为45°,求建筑物AB的高.(注:坡度i是指坡面的铅直高度与水平宽度的比)
图5-ZT-8
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详解详析
1.解:如图,过点B作BH⊥DE,垂足为H,过点A作AG⊥BH,垂足为G.
∵BH⊥DE,∴∠BHD=∠BHE=90°.
在Rt△BHD中,tanα==6,∴BH=6DH.在Rt△BHE中,tanβ==,
∴BH=EH,
∴8DH=EH.
∵DE=18,DE=DH+EH,
∴9DH=18,
∴DH=2,
∴BH=12.
∵∠BHD=∠AGH=∠ACH=90°,
∴四边形ACHG为矩形,
∴GH=AC=11,∠CAG=90°,
∴BG=BH-GH=12-11=1.
∵∠BAC=120°,∠CAG=90°,
∴∠BAG=∠BAC-∠CAG=120°-90°=30°,
∴在Rt△AGB中,AB=2BG=2.
答:灯杆AB的长度为2米.
2.[解析] (1)利用正方形的性质得两三角形的斜边相等,再根据同角的余角相等得到∠1=∠3.运用AAS证明Rt△DCF与Rt△ADG全等;(2)中的锐角三角函数可利用全等三角形对应角相等,将α转化成与之相等的∠ADE,然后放在Rt△ADE中应用边角关系求出正确结果.
解:(1)证明:如图.
∵CF⊥DE,
∴∠DFC=∠CFG=90°.
∵AG∥CF,
∴∠AGD=∠CFG=90°,
∴∠2+∠3=90°.
在正方形ABCD中,∠ADC=90°,
∴∠2+∠1=90°,
∴∠1=∠3.
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又∵DC=AD,∠DFC=∠AGD=90°,
∴△DCF≌△ADG.
(2)∵E是AB的中点,∴AD=AB=2AE.
在Rt△ADE中,DE2=AD2+AE2,
∴DE=AE.
∵△DCF≌△ADG,∴∠2=∠DCF=α,
∴sinα===.
3.解:设雕塑的高CD为x米.
在Rt△ACD中,AD==x.
在Rt△BCD中,BD==x.
根据题意,得AD-BD=4,即x-x=4.
解得x=2 +2.
答:雕塑的高CD为(2 +2)米.
4.解:如图,过点D作DG⊥AE于点G,
则∠BDG=α,
易知四边形DCEG为矩形,
∴DG=CE=35 m,EG=CD=1.6 m.
在Rt△BDG中,BG=DG·tanα=35×=15(m),
∴BE=15+1.6=16.6(m).
∵斜坡FC的坡比iFC=1∶10,CE=35 m,
∴EF=35×=3.5(m).
∵AF=1 m,
∴AE=AF+EF=1+3.5=4.5(m),
∴AB=BE-AE=16.6-4.5=12.1(m).
答:旗杆AB的高度为12.1 m.
5.[答案] (20 -20)
[解析] 在Rt△ALR中,根据AR=40 km,∠ARL=30°,求出AL=20 km,LR=20 km.在Rt△BLR中,求出BL=LR=20 km,所以火箭在这 n 秒中上升的高度AB=BL-AL=(20 -20)km.
6.解:如图,过点C作CH⊥AB于点H,则△BCH是等腰直角三角形.
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设CH=x海里,
则BH=x海里,AH=CH÷tan∠CAH=x海里.
∵AB=200海里,∴x+x=200,
∴x==100(-1),
∴BC=x=100(-).
∵两船均行驶4小时相遇,
∴可疑船只航行的平均速度为100(-)÷4=25(-)海里/时.
答:可疑船只航行的平均速度是25(-)海里/时.
7.解:在Rt△BDF中,
∵∠DBF=60°,BD=4 km,
∴BF==8 km.
∵AB=20 km,
∴AF=20-8=12 (km).
∵∠AEF=∠BDF,∠AFE=∠BFD,
∴△AEF∽△BDF,
∴=,即=.
解得AE=6.
在Rt△AEC中,CE=AE·tan74°≈20.9 km.
故这艘轮船的航行路程CE的长度约是20.9 km.
8.解:如图,过点E分别作EF⊥BC,交BC的延长线于点F,EN⊥AB于点N,则四边形BFEN为矩形,∴NE=BF,BN=EF.
∵建筑物AB后有一座假山,其坡度i=1∶,
∴设EF=x米,则FC=x米.
在Rt△CEF中,
∵EF2+FC2=CE2,∴x2+(x)2=400,
解得x=10,(负值已舍去)则FC=10 米.
∵BC=25米,∴NE=BF=(25+10 )米.
在Rt△ANE中,由题意知,∠AEN=45°,
∴AN=NE,
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∴AB=AN+BN=NE+EF=25+10 +10=(35+10 )米.
答:建筑物AB的高为(35+10 )米.
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