专题提升 解直角三角形的实际应用(30题)(解析版).docx
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1、 专题第01讲 解直角三角形的实际应用专题第01讲 解直角三角形的实际应用1(2023绍兴)图1是某款篮球架,图2是其示意图,立柱OA垂直地面OB,支架CD与OA交于点A,支架CGCD交OA于点G,支架DE平行地面OB,篮筐EF与支架DE在同一直线上,OA2.5米,AD0.8米AGC32(1)求GAC的度数;(2)某运动员准备给篮筐挂上篮网,如果他站在凳子上,最高可以把篮网挂到离地面3米处,那么他能挂上篮网吗?请通过计算说明理由(参考数据:sin320.53,cos320.85,tan320.62)【分析】(1)根据垂直定义可得ACG90,然后利用直角三角形的两个锐角互余进行计算,即可解答;(
2、2)延长OA,ED交于点M,根据垂直定义可得AOB90,从而利用平行线的性质可得DMAAOB90,再根据对顶角相等可得DAMGAC58,从而利用直角三角形的两个锐角互余可得ADM32,然后在RtADM中,利用锐角三角函数的定义求出AM的长,从而利用线段的和差关系求出MO的长,比较即可解答【解答】解:(1)CGCD,ACG90,AGC32,GAC90AGC903258,GAC的度数为58;(2)该运动员能挂上篮网,理由如下:延长OA,ED交于点M,OAOB,AOB90,DEOB,DMAAOB90,GAC58,DAMGAC58,ADM90DAM32,在RtADM中,AD0.8米,AMADsin32
3、0.80.530.42(米),OMOA+AM2.5+0.4242.924(米),2.924米3米,该运动员能挂上篮网2(2023长沙)2023年5月30日9点31分,“神舟十六号”载人飞船在中国酒泉卫星发射中心点火发射,成功把景海鹏、桂海潮、朱杨柱三名航天员送入到中国空间站如图,在发射的过程中,飞船从地面O处发射,当飞船到达A点时,从位于地面C处的雷达站测得AC的距离是8km,仰角为30;10s后飞船到达B处,此时测得仰角为45(1)求点A离地面的高度AO;(2)求飞船从A处到B处的平均速度(结果精确到0.1km/s,参考数据:1.73)【分析】(1)根据直角三角形的性质即可得到结论;(2)在
4、RtAOC中,根据直角三角形的性质得到OCAC4(km),在RtBOC中,根据等腰直角三角形的性质得到OBOC4km,于是得到结论【解答】解:(1)在RtAOC中,AOC90,ACO30,AC8km,AOAC(km),(2)在RtAOC中,AOC90,ACO30,AC8km,OCAC4(km),在RtBOC中,BOC90,BCO45,BCOOBC45,OBOC4(km),ABOBOA(4)km,飞船从A处到B处的平均速度0.3(km/s)3(2023湘潭)问题情境:筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,既经济又环保明朝科学家徐光启在农政全书中用图画描绘了筒车的工作原理(如图)假定在水流量稳定的
5、情况下,筒车上的每一个盛水筒都按逆时针做匀速圆周运动,每旋转一周用时120秒问题设置:把筒车抽象为一个半径为r的O如图,OM始终垂直于水平面,设筒车半径为2米当t0时,某盛水筒恰好位于水面A处,此时AOM30,经过95秒后该盛水筒运动到点B处问题解决:(1)求该盛水筒从A处逆时针旋转到B处时,BOM的度数;(2)求该盛水筒旋转至B处时,它到水面的距离(结果精确到0.1米)(参考数据1.414,1.732)【分析】(1)求出筒车每秒转过的度数,再根据周角的定义进行计算即可;(2)根据直角三角形的边角关系分别求出OD、OC即可【解答】解:(1)由于筒车每旋转一周用时120秒所以每秒转过360120
6、3,BOM3603953045;(2)如图,过点B、点A分别作OM的垂线,垂足分别为点C、D,在RtAOD中,AOD30,OA2米,ODOA(米)在RtBOC中,BOC45,OB2米,OCOB(米),CDODOC0.3(米),即该盛水筒旋转至B处时到水面的距离约为0.3米4(2023陕西)小华想利用所学知识测量自家对面的两栋楼AB与CD的高度差如图所示,她站在自家阳台上发现,在阳台的点E处恰好可经过楼CD的顶端C看到楼AB的底端B,即点E,C,B在同一直线上此时,测得点B的俯角22,点A的仰角16.7,并测得EF48m,FD50m已知,EFFB,CDFB,ABFB,点F,D,B在同一水平直线上
7、求楼AB与CD的高度差(参考数据:sin16.70.29,cos16.70.96,tan16.70.30,sin220.37,cos220.93,tan220.40)【分析】过点C作CGEF于G,过点E作EHAB于H,根据正切的定义分别求出EG、FB、AH,计算即可【解答】解:如图,过点C作CGEF于G,过点E作EHAB于H,EFFB,CDFB,ABFB,得矩形CDFG,矩形EFBH,CGFD50m,HBEF48m,在RtCGE中,CG50m,ECG22,则EGCGtanECG500.4020.00(m),CDFGEFEG4820.028.00(m),在RtEFB中,EF48m,EBF22,则
8、EFFBtanEBF,48FB0.40,FB120.00(m),在RtAHE中,EHFB120m,AEH16.7,则AHEHtanAEH1200.3036.00(m),ABAH+BHAH+EF36.00+4884.00(m),ABCD84.0028.0056.00(m),答:楼AB与CD的高度差约为56.00m5(2023衡阳)随着科技的发展,无人机已广泛应用于生产生活,如代替人们在高空测量距离和高度,圆圆要测量教学楼AB的高度,借助无人机设计了如下测量方案:如图,圆圆在离教学楼底部24米的C处,遥控无人机旋停在点C的正上方的点D处,测得教学楼AB的顶部B处的俯角为30,CD长为49.6米已知
9、目高CE为1.6米(1)求教学楼AB的高度(2)若无人机保持现有高度沿平行于CA的方向,以4米/秒的速度继续向前匀速飞行求经过多少秒时,无人机刚好离开圆圆的视线EB【分析】(1)过点B作BMCD于点M,则DBMBDN30,在RtBDM中,通过解直角三角形可得出BM的长度,再结合ABCMCDDM,即可求出结论;(2)延长EB交DN于点G,则DGEMBE,在RtEMB中,利用锐角三角函数的定义求出MBE30,从而可得DEG60,然后在RtEDG中,利用锐角三角函数的定义求出DG的长,最后进行计算即可解答【解答】解:(1)过点B作BMCD于点M,则DBMBDN30,在RtBDM中,BMAC24米,D
10、BM30,DMBMtanDBM2424(米),ABCMCDDM49.62425.6(米)答:教学楼AB的高度为25.6米;(2)延长EB交DN于点G,则DGEMBE,在RtEMB中,BMAC24米,EMCMCE24米,tanMBE,MBE30DGE,EDG90,DEG903060,在RtEDG中,EDCDCE48米,DGEDtan6048(米),48412(秒),经过12秒时,无人机刚好离开了圆圆的视线6(2023辽宁)暑假期间,小明与小亮相约到某旅游风景区登山需要登顶600m高的山峰,由山底A处先步行300m到达B处,再由B处乘坐登山缆车到达山顶D处已知点A,B,D,E,F在同一平面内,山坡
11、AB的坡角为30,缆车行驶路线BD与水平面的夹角为53(换乘登山缆车的时间忽略不计)(1)求登山缆车上升的高度DE;(2)若步行速度为30m/min,登山缆车的速度为60m/min,求从山底A处到达山顶D处大约需要多少分钟(结果精确到0.1min)(参考数据:sin530.80,cos530.60,tan531.33)【分析】(1)根据直角三角形的边角关系求出BM,进而求出DE即可;(2)利用直角三角形的边角关系,求出BD的长,再根据速度、路程、时间的关系进行计算即可【解答】解:(1)如图,过点B作BMAF于点M,由题意可知,A30,DBE53,DF600m,AB300m,在RtABM中,A3
12、0,AB300m,BMAB150mEF,DEDFEF600150450(m),答:登山缆车上升的高度DE为450m;(2)在RtBDE中,DBE53,DE450m,BD562.5(m),需要的时间tt步行+t缆车+19.4(min),答:从山底A处到达山顶D处大约需要19.4分钟7(2023苏州)四边形不具有稳定性,工程上可利用这一性质解决问题如图是某篮球架的侧面示意图,BE,CD,GF为长度固定的支架,支架在A,D,G处与立柱AH连接(AH垂直于MN,垂足为H),在B,C处与篮板连接(BC所在直线垂直于MN),EF是可以调节长度的伸缩臂(旋转点F处的螺栓改变EF的长度,使得支架BE绕点A旋转
13、,从而改变四边形ABCD的形状,以此调节篮板的高度)已知ADBC,DH208cm,测得GAE60时,点C离地面的高度为288cm调节伸缩臂EF,将GAE由60调节为54,判断点C离地面的高度升高还是降低了?升高(或降低)了多少?(参考数据:sin540.8,cos540.6)【分析】当GAE60时,过点C作CKHA,交HA的延长线于点K,根据已知易得BCAH,从而可得四边形ABCD是平行四边形,进而可得ABCD,然后利用平行线的性质可得ADCGAE60,再根据已知可得DK80cm,最后在RtCDK中,利用锐角三角函数的定义求出CD的长;当GAE54,过点C作CQHA,交HA的延长线于点Q,在R
14、tCDQ中,利用锐角三角函数的定义求出DQ的长,然后进行计算,即可解答【解答】解:点C离地面的高度升高了,理由:如图,当GAE60时,过点C作CKHA,交HA的延长线于点K,BCMN,AHMN,BCAH,ADBC,四边形ABCD是平行四边形,ABCD,ADCGAE60,点C离地面的高度为288cm,DH208cm,DK28820880(cm),在RtCDK中,CD160(cm),如图,当GAE54,过点C作CQHA,交HA的延长线于点Q,在RtCDQ中,CD160cm,DQCDcos541600.696(cm),968016(cm),点C离地面的高度升高约16cm8(2023河南)综合实践活动
15、中,某小组用木板自制了一个测高仪测量树高,测高仪ABCD为正方形,AB30cm,顶点A处挂了一个铅锤M如图是测量树高的示意图,测高仪上的点D,A与树顶E在一条直线上,铅垂线AM交BC于点H经测量,点A距地面1.8m,到树EG的距离AF11m,BH20cm求树EG的高度(结果精确到0.1m)【分析】由题意可知,BAEMAFBAD90,FG1.8m,易知EAFBAH,可得tanEAFtanBAH,进而求得,利用EGEF+FG即可求解【解答】解:由题意可知,BAEMAFBAD90,FG1.8m,则EAF+BAFBAF+BAH90,EAFBAH,AB30cm,BH20cm,则tanEAF,tanEAF
16、tanBAH,AF11m,则,EF,EGEF+FG1.89.1m答:树EG的高度为9.1m9(2023丹东)一艘轮船由西向东航行,行驶到A岛时,测得灯塔B在它北偏东31方向上,继续向东航行10nmile到达C港,此时测得灯塔B在它北偏西61方向上,求轮船在航行过程中与灯塔B的最短距离(结果精确到0.1nmile)(参考数据:sin310.52,cos310.86,tan310.60,sin610.87,cos610.48,tan611.80)【分析】过B作BDAC于D,则ADCADB90,设BDx nmile,解直角三角形即可得到结论【解答】解:过B作BDAC于D,则ADCADB90,ABD3
17、1,CBD61,设BDx nmile,ADBDtan31,CDBDtan61,AC10nmile,xtan31+xtan61x(0.60+1.80)10,xBD4.2nmile,答:轮船在航行过程中与灯塔B的最短距离为4.2nmile10(2020秋苍梧县期末)如图,从水平面看一山坡上的通讯铁塔PC,在点A处用测角仪测得塔顶端点P的仰角是45,向前走9米到达B点,用测角仪测得塔顶端点P和塔底端点C的仰角分别是60和30(1)求BPC的度数;(2)求该铁塔PC的高度(结果精确到0.1米;参考数据:1.73,1.41)【分析】(1)延长PC交直线AB于点F,根据直角三角形两锐角互余求得即可;(2)
18、设PCx米,根据AFPF,构建方程求出x即可【解答】解:(1)延长PC交直线AB于点F,则PFAF,依题意得:PAF45,PBF60,CBF30,BPC906030;(2)设PCx米,则CBCPx米,在RtCBF中,BFxcos30x米,CFx米,在RtAPF中,FAFP,9+xx+x,x9+3 ,PC9+3 14.2(米),即该铁塔PC的高度约为14.2米11(2022秋源汇区校级期末)近几年中学生近视的现象越来越严重,为响应国家的号召,某公司推出了如图1所示的护眼灯,其侧面示意图(台灯底座高度忽略不计)如图2所示,其中灯柱BC18cm,灯臂CD31cm,灯罩DE24cm,BCAB,CD、D
19、E分别可以绕点C、D上下调节一定的角度经使用发现:当DCB140,且EDAB时,台灯光线最佳求此时点D到桌面AB的距离(精确到0.1cm,参考数值:sin500.77,cos500.64,tan501.19)【分析】根据题意,作出合适的辅助线,然后根据锐角三角函数,即可得到DF的长,再根据FGCB,即可求得DG的长,从而可以解答本题【解答】解:过点D作DGAB,垂足为G,过点C作CFDG,垂足为F,如图所示,CBAB,FGAB,CFFG,BBGFGFC90,四边形BCFG为矩形,BCF90,FGBC18cm,又DCB140,DCF50,CD31cm,DFC90,DFCDsin50310.772
20、3.87(cm),DG23.87+1841.9(cm),答:点D到桌面AB的距离约为41.9cm12(2023春巴南区期末)在海平面上有A,B,C三个标记点,其中A在C的北偏西54方向上,与C的距离是800海里,B在C的南偏西36方向上,与C的距离是600海里(1)求点A与点B之间的距离;(2)若在点C处有一灯塔,灯塔的信号有效覆盖半径为500海里,每隔半小时会发射一次信号,此时在点B处有一艘轮船准备沿直线向点A处航行,轮船航行的速度为每小时20海里轮船在驶向A处的过程中,最多能收到多少次信号?(信号传播的时间忽略不计)【分析】(1)由题意易得ACB是直角,由勾股定理即可求得点A与点B之间的距
21、离;(2)过C作CDAB于D,由面积关系可求得CD的长,判断出CD500,分别在DB和DA上找点E和点F使CFCE500,分别求得DE、DF的长,可求得此时无人机飞过EF时的时间,从而可求得最多能收到的信号次数【解答】解:(1)依题意有:AC800,BC600,NCA54,SCB36,ACB180543690,在RtACB中,由勾股定理得:AC2+BC2AB2,AB(米),答:点A与点B之间的距离为1000米;(2)过C作CDAB于D,SABCACBCABCD,CD480(米),480500,故分别在DB和DA上找点E和点F使CFCE500,在RtCDE中,由勾股定理得:CD2+DE2CE2,
22、DE140(米),同理得:DF140(米),当无人机处在EF段时能收到信号,由无人机的速度为10m/s,则无人机飞过此段的时间为:14(小时),无人机收到信号次数最多为+129(次)13(2022秋宁波期末)如图1是一个简易手机支架,由水平底板DE、侧支撑杆BD和手机托盘长AC组成,侧面示意图如图2所示已知手机托盘长AC10cm,侧支撑杆BD10cm,CBD75,BDE60,其中点A为手机托盘最高点,支撑点B是AC的中点,手机托盘AC可绕点B转动,侧支撑杆BD可绕点D转动(1)如图2,求手机托盘最高点A离水平底板DE的高度h(精确到0.1cm)(2)如图3,当手机托盘AC绕点B逆时针旋转15后
23、,再将BD绕点D顺时针旋转,使点C落在水平底板DE上,求(精确到0.1)(参考数据:tan26.60.5,1.41,1.73)【分析】(1)作BFDE于点F,BGDE,AGBG于点G,构造直角三角形,根据题中的已知条件,可求出AG,BF的长,可得答案(2)由题意可得DBC90,在RtDBC中,已知两直角边,可求得BDC的正切值,进而可求得的度数【解答】解:(1)如图2,作BFDE于点F,BGDE,AGBG于点G,BDE60,DBF30,又BD10cm,CBD75,CBF45,ABG45,AC10cm,B是AC的中点,AB5cm,;(2)由条件,得:DBC90,又BD10cm,BC5cm,BDC
24、26.6,6026.633.414(2022秋平昌县校级期末)如图,某渔船沿正东方向以30海里/小时的速度航行,在A处测得岛C在北偏东60方向,20分钟后渔船航行到B处,测得岛C在北偏东30方向,已知该岛C周围9海里内有暗礁参考数据:1.732,sin750.966,cos750.259(1)B处离岛C 10海里(2)如果渔船继续向东航行,有无触礁危险?请说明理由(3)如果渔船在B处改为向东偏南15方向航行,有无触礁危险?说明理由【分析】(1)根据方向角的定义以及等腰三角形的判断可得BCAB10即可;(2)在RtBCD中,由锐角三角函数即可求出答案;(3)构造直角三角形,由锐角三角函数可求出C
25、D,比较得出结论【解答】解:(1)如图,过C作COAB于O,由题意得,CAB906030,CBO903060,ACBCAB30,(海里),故答案为10;(2)由(1)知,CO为渔船向东航行到C的最短距离,CBO60,COAB,CBO60,BC10,如果渔船继续向东航行,有触礁危险;(3)过C作CDBF交BF于D,交BO于E,在RtBCD中,CBDCBO+DBO60+1575,BC10,CDsin75BC9.669,没有触礁的危险15(2022秋平城区校级期末)如图,某无人机爱好者在一小区外放飞无人机,当无人机飞行到一定高度D点处时,无人机测得操控者A的俯角为75,测得小区楼房BC顶端点C处的俯
26、角为45已知操控者A和小区楼房BC之间的距离为45米,无人机的高度为米(假定点A,B,C,D都在同一平面内参考数据:,计算结果保留根号)(1)求此时小区楼房BC的高度;(2)在(1)条件下,若无人机保持现有高度沿平行于AB的方向,并以5米/秒的速度继续向右匀速飞行问:经过多少秒时,无人机刚好离开了操控者的视线?【分析】(1)过点D作DEAB于点E,过点C作CFDE于点F,由题意得AB45米,DAE75,DCFFDC45,则CFDF,再由四边形BCFE是矩形,得出BECFDF,在算出DAE的正弦值用含BE的式子表示,求出BE,则DHBE即为所求;(2)求得AH,即可求得DGEH,进而即可求得无人
27、机刚好离开操控者的视线所用的时间【解答】解:(1)过点D作DEAB于点E,过点C作CFDE于点F,如图所示:则四边形BCFE是矩形,由题意得:AB45米,DAE75,DCFFDC45,DCFFDC45,CFDF,四边形BCFE是矩形,BECFDF,在RtADE中,AED90,tanDAE2+,BE30,经检验,BE30是原方程的解,EFDHDF30+153015(米),答:此时小区楼房BC的高度为15米(2)DE15(2+)米,AE15(米),过D点作DGAB,交AC的延长线于G,作GHAB于H,在RtABC中,ABC90,AB45米,BC15米,tanBAC,在RtAGH中,GHDE15(2
28、+)米,AH(30+45)米,DGEHAHAE(30+45)15(30+30)米,(30+30)5(6+6)(秒),答:经过(6+6)秒时,无人机刚好离开了操控者的视线16(2022秋岳麓区校级期末)如图,在一笔直的海岸线l上有A,B两个观测站,A在B的正东方向有一艘渔船在点P处,从A处测得渔船在北偏西60的方向,从B处测得渔船在其东北方向,且测得B,P两点之间的距离为20海里(1)求观测站A,B之间的距离(结果保留根号);(2)渔船从点P处沿射线AP的方向航行一段时间后,到点C处等待补给,此时,从B测得渔船在北偏西15的方向在渔船到达C处的同时,一艘补给船从点B出发,以每小时20海里的速度前
29、往C处,请问补给船能否在83分钟之内到达C处?(参考数据:1.73)【分析】(1)过点P作PDAB于D点,可得BDPADP90,然后在RtPBD中,利用锐角三角函数的定义求出BD,DP的长,再在RtPAD中,利用锐角三角函数的定义求出AD的长,进行计算即可解答;(2)过点B作BFAC,垂足为F,根据题意得:ABC105,PAD30,从而求出C45,然后在RtABF中,利用锐角三角函数的定义求出BF的长,再在RtBCF中,利用锐角三角函数的定义求出BC的长,进行计算即可解答【解答】解:(1)过点P作PDAB于D点,BDPADP90,在RtPBD中,PBD904545,BP20海里,DPBPsin
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