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人教版九年級數(shù)學(xué)下冊第28章銳角三角函數(shù)28.2.2應(yīng)用舉例第1課時解直角三角形的簡單應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1.會根據(jù)切線的性質(zhì)結(jié)合直角三角形的知識解決實際問題.2.能從實際問題中構(gòu)造直角三角形,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為解直角三角形的問題,并能靈活選擇三角函數(shù)解決問題.(2)兩銳角之間的關(guān)系:∠A+∠B=90°(3)邊角之間的關(guān)系:(1)三邊之間的關(guān)系:a2+b2=c2
上述(3)中的A都可以換成B,同時把a,b互換.直角三角形五個元素之間的關(guān)系:復(fù)習(xí)回顧“神州”九號載人航天飛船與“天宮”一號成功對接新課引入“神州”九號與“天宮”一號的組合體在離地球表面343km的圓形軌道上運行,如圖,當(dāng)組合體運行到地球表面P點的正上方時,從中能看到的地球表面最遠(yuǎn)點在什么位置?最遠(yuǎn)點與P點的距離是多少(地球半徑約為6400km,π取3.142,結(jié)果取整數(shù))?如圖所示,PA切⊙O于點A,PO交⊙O于點B,⊙O的半徑為1cm,PB=1cm,則∠AOB=_____,
=______OAPB(1)圓的切線有什么性質(zhì)?(2)在△PAO中,怎樣求銳角∠AOB的度數(shù)?(3)弧長公式是什么?60°切線的性質(zhì)定理:圓的切線垂直于過切點的半徑在直角三角形中,已知一銳角,可以求另一銳角度數(shù);已知任意兩邊,通過邊與角的關(guān)系,利用銳角三角函數(shù)求出一銳角度數(shù).知識聯(lián)系例:2012年6月18日,“神舟”九號載人航天飛船與“天宮”一號目標(biāo)飛行器成功實現(xiàn)交會對接.“神舟”九號與“天宮”一號的組合體在離地球表面343km的圓形軌道上運行,如圖,當(dāng)組合體運行到地球表面P點的正上方時,從中能看到的地球表面最遠(yuǎn)點在什么位置?最遠(yuǎn)點與P點的距離是多少(地球半徑約為6400km,π取3.142,結(jié)果取整數(shù))?利用圓的有關(guān)知識解直角三角形典例分析分析:
組合體地球看視線是切線最遠(yuǎn)點是切點
解:設(shè)∠POQ
=α,在圖中,F(xiàn)Q是⊙O的切線,△FOQ是直角三角形.∴弧
PQ的長為:
當(dāng)飛船在P點正上方時,最遠(yuǎn)點距離P點約2051km.∵∴α≈18.36°·OCBA1.“欲窮千里目,更上一層樓”是唐代詩人王之渙的不朽詩句.如果我們想在地球上看到距觀測點1000里處景色,“更上一層樓”中的樓至少有多高呢?存在這樣的樓房嗎?(設(shè)代表地面,O為地球球心,C是地面上一點,=500km,地球的半徑為6370km,cos4.5°=0.997)針對訓(xùn)練解:設(shè)登到B處,視線BC在C點與地球相切,也就是看C點,AB就是“樓”的高度,∴AB=OB-OA=6389-6370=19(km).即這層樓至少要高19km,即19000m.這是不存在的.
·OCBA在Rt△OCB中,∠O2.
如圖是一個勻速旋轉(zhuǎn)的摩天輪示意圖,O為圓心,AB為水平地面,假設(shè)摩天輪的直徑為80m,最低點C離地面6m,旋轉(zhuǎn)一周所用的時間為6min,小明從點C乘坐摩天輪(身高忽略不計),請問:經(jīng)過2min后,小明離地面的高度是多少米?解:過E作EG垂直于CO的延長線于點G,∠COE=2
×=120°,∴∠GOE=60°.∴OG=OE·cos∠GOE=20(m)∴小明離地面的高度是:OG+OC+CD=20+40+6=66(m).3.如圖,秋千鏈子的長度為3m,靜止時的秋千踏板(大小忽略不計)距地面0.5m.秋千向兩邊擺動時,若最大擺角(擺角指秋千鏈子與鉛垂線的夾角)約為60°,則秋千踏板與地面的最大距離為多少?0.5m3m60°0.5m3mABCDE60°分析:根據(jù)題意,可知秋千踏板與地面的最大距離為CE的長度.因此,本題可抽象為:已知:DE=0.5m,AD=AB=3m,∠DAB=60°,△ACB為直角三角形,求CE的長度.解:∵∠CAB=60°,AD=AB=3m,3mABDE60°C∴AC=ABcos∠CAB=1.5m,∴CD=AD-AC=1.5m,∴CE=CD+DE=2.0m.即秋千踏板與地面的最大距離為2.0m.4.如圖,在電線桿上的C處引拉線CE,CF固定電線桿.拉線CE和地面成60°角,在離電線桿6米的A處測得AC與水平面的夾角為30°,已知A與地面的距離為1.5米,求拉線CE的長.(結(jié)果保留根號)G解:作AG⊥CD于點G,則AG=BD=6米,DG=AB=1.5米.∴(米).G∴CD=CG+DG=(+1.5)(米),∴(米).利用解直角三角形解決實物模型問題的一般過程是:(1)將實際問題抽象為數(shù)學(xué)問題(畫出平面圖形,轉(zhuǎn)化為解直角三角形問題);(2)根據(jù)問題中的條件,適當(dāng)選用銳角三角函數(shù)等解直角三角形;(3)得到數(shù)學(xué)問題的答案;(4)得到實際問題的答案.歸納小結(jié)1.課外活動小組測量學(xué)校旗桿的高度.當(dāng)太陽光線與地面成30°角時,測得旗桿在地面上的影長為24米,那么旗桿的高度約是()A.12米B.米
C.24米
D.米B當(dāng)堂鞏固2.數(shù)學(xué)課外興趣小組的同學(xué)們要測量被池塘相隔的兩棵樹A,B的距離,他們設(shè)計了如圖所示的測量方案:從樹A沿著垂直于AB的方向走到E,再從E沿著垂直于AE的方向走到F,C為AE上一點,其中3位同學(xué)分別測得三組數(shù)據(jù):①AC,∠ACB;②EF,DE,AD;③CD,∠ACB,∠ADB.其中能根據(jù)所測數(shù)據(jù)求得A,B兩樹距離的有()A.0組B.1組C.2組D.3組D3.如圖,要測量B點到河岸AD的距離,在A點測得∠BAD=30°,在C點測得∠BCD=60°,又測得AC=100米,則B點到河岸AD的距離為()BDCAA.100米B.米C.米D.50米B4.一次臺風(fēng)將一棵大樹刮斷,經(jīng)測量,大樹刮斷一端的著地點B到樹根部C的距離為4米,倒下部分AB與地平面BC的夾角為45°,則這棵大樹高是
米.ACB4米45°5.
如圖,在電線桿上離地面高度5m的C點處引兩根拉線固定電線桿,一根拉線AC和地面成60°角,另一根拉線BC和地面成45°角.則兩根拉線的總長度為
m(結(jié)果用帶根號的數(shù)的形式表示).
解:如圖,由題意可知,∠AD′B′=30°,∠AC′B′=60°,D′C′=50m.∴
∠D′AB′=60°,∠C′AB′=30°,D′C′=50m,設(shè)AB′=xm.D′AB′BDC′CFEA30°15m1.(1)小華去實驗樓做實驗,兩幢實驗樓的高度AB=CD=20m,兩樓間的距離BC=15m,已知太陽光與水平線的夾角為30°,求南樓的影子在北樓上有多高;北ABDC20m15mEF南解:過點E作EF∥BC,∴∠AFE=90°,F(xiàn)E=BC=15m.即南樓的影子在北樓上的高度為∴鞏固提升(2)小華想:若設(shè)計時要求北樓的采光,不受南樓的影響,請問樓間距BC長至少應(yīng)為多少米?AB20m?m北DC南答案:BC至少為1.(8分)(2021?安徽17/23)學(xué)生到工廠勞動實踐,學(xué)習(xí)制作機械零件.零件的截面如圖陰影部分所示,已知四邊形AEFD為矩形,點B、C分別在EF、DF上,∠ABC=90°,∠BAD=53°,AB=10cm,BC=6cm.求零件的截面面積.參考數(shù)據(jù):sin53°≈0.80,cos53°≈0.60.【分析】由四邊形AEFD為矩形,可得AD∥EF,則∠BAD=∠EBA,又AB=10cm,結(jié)合三角函數(shù)值可求出AE與BE的長度,又∠ABC是90°,在Rt△BCF中,結(jié)合三角函數(shù)值可求出BF,CF的長度,由零件的截面面積=矩形AEFD的面積﹣△ABE的面積﹣△BCF的面積,即可得出結(jié)論.感受中考【解答】解:如圖,∵四邊形AEFD為矩形,∠BAD=53°,∴AD∥EF,∠E=∠F=90°,∴∠BAD=∠EBA=53°,在Rt△ABE中,∠E=90°,AB=10,∠EBA=53°,∴sin∠EBA=≈0.80,cos∠EBA=≈0.60,∴AE=8,BE=6,∵∠ABC=90°,∴∠FBC=90°﹣∠EBA=37°,∴∠BCF=90°﹣∠FBC=53°,∴sin∠BCF=≈0.80,cos∠BCF=≈0.60,∴BF=,F(xiàn)C
=,∴EF=6+=,∴S四邊形EFDA=AE?EF=8×=
,S△ABE=
,S△BCF=
,∴截面的面積=S四邊形EFDA﹣S△ABE﹣S△BCF=
(cm2)2.(6分)(2021?陜西21/26)一座吊橋的鋼索立柱AD兩側(cè)各有若干條斜拉的鋼索,大致如圖所示.小明和小亮想用測量知識測較長鋼索AB的長度.他們測得∠ABD為30°,由于B、D兩點間的距離不易測得,通過探究和測量,發(fā)現(xiàn)∠ACD恰好為45°,點B與點C之間的距離約為16m.已知B、C、D共線,AD⊥BD.求鋼索AB的長度.(結(jié)果保留根號)【分析】本題設(shè)AD=x,在等腰直角三角形ADC中表示出CD,從而可以表示出BD,再在Rt△ABD中利用三角函數(shù)即可求出x的長,進(jìn)而即可求出AB的長度.感受中考【解答】解:在△ADC中,設(shè)AD=x,∵AD⊥BD,∠ACD=45°,∴CD=AD=x,在△ADB中,AD⊥BD,∠ABD=30°,∴AD=BD?tan30°,即x(16+x),解得:x=
,∴AB=2AD=2×(
)=,∴鋼索AB的長度約為(
)m.3.(10分)(2021?青海24/25)如圖1是某中學(xué)教學(xué)樓的推拉門,已知門的寬度AD=2米,且兩扇門的大小相同(即AB=CD),將左邊的門ABB1A1繞門軸AA1向里面旋轉(zhuǎn)35°,將右邊的門CDD1C1繞門軸DD1向外面旋轉(zhuǎn)45°,其示意圖如圖2,求此時B與C之間的距離(結(jié)果保留一位小數(shù)).(參考數(shù)據(jù):sin35°≈0.6,cos35°≈0.8,
≈1.4)【分析】作BE⊥AD于點E,作CF⊥AD于點F,延長FC到點M,使得BE=CM,則EM=BC,在Rt△ABE、Rt△CDF中可求出AE、BE、DF、FC的長度,進(jìn)而可得出EF的長度,再在Rt△MEF中利用勾股定理即可求出EM的長,此題得解.【解答】解:作BE⊥AD于點E,作CF⊥AD于點F,延長FC到點M,使得BE=CM,∵AB=CE,AB+CD=AD=2,∴AB=CD=1,在Rt△ABE中,∠A=35°,AB=1,∴BE=AB?sin∠A=1×sin35°≈0.6,∴AE=AB?cos∠A=1×cos35°≈0.8,在Rt△CDF中,∠D=45°,CD=1,∴CF=CD?sin∠D=1×sin45°≈0.7,∴DF=CD?cos∠D=1×cos45°≈0.7,∵BE⊥AD,CF⊥AD,∴BE∥CM,又∵BE=EM,∴四邊形BEMC是平行四邊形,∴BC=EM,在Rt△MEF中,F(xiàn)M=CF+CM=1.3,EF=AD﹣AE﹣FD=0.5,∴EM≈1.4.答:B與C之間的距離約為1.4米.4.(8分)(2021?江西20/23)圖1是疫情期間測溫員用“額溫槍”對小紅測溫時的實景圖,圖2是其側(cè)面示意圖,其中槍柄BC與手臂MC始終在同一直線上,槍身BA與額頭保持垂直.量得胳膊MN=28cm,MB=42cm,肘關(guān)節(jié)M與槍身端點A之間的水平寬度為25.3cm(即MP的長度),槍身BA=8.5cm.(1)求∠ABC的度數(shù);(2)測溫時規(guī)定槍身端點A與額頭距離范圍為3~5cm.在圖2中,若測得∠BMN=68.6°,小紅與測溫員之間距離為50cm.問此時槍身端點A與小紅額頭的距離是否在規(guī)定范圍內(nèi)?并說明理由.(結(jié)果保留小數(shù)點后一位)(參考數(shù)據(jù):sin66.4°≈0.92,cos66.4°≈0.40,sin23.6°≈0.40,
≈1.414)【解答】解:
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