10. 如图,一水库大坝的横断面为梯形 ABCD,坝顶 BC 宽 6 m,坝高 20 m,斜坡 AB 的坡度 i = 1:2.5,斜坡 CD 的坡角为 30°,求坝底 AD 的长度.(精确到 0.1 m,$\sqrt{2}$ ≈ 1.414,$\sqrt{3}$ ≈ 1.732,提示:坡度等于坡面的铅直高度与水平长度之比)

答案
10. 解:如图,分别过点$B$、$C$作$BE⊥ AD$、$CF⊥ AD$垂足分别为$E$、$F$,由题意可知:$BE = CF = 20$,$BC = EF = 6$,$∠ D = 30°$,在$Rt△ ABE$中,$i=\frac{BE}{AE}=\frac{1}{2.5}$,
即$\frac{20}{AE}=\frac{1}{2.5}$,
$\therefore AE = 50$。
在$Rt△ CDF$中,$\tan 30°=\frac{CF}{DF}$,即$\frac{20}{DF}=\frac{\sqrt{3}}{3}$,
$\therefore DF = 20\sqrt{3}\approx 34.64$,
$\therefore AD = AE + EF + FD = 50 + 6 + 34.64 = 90.6$(米)。
11. 如图,热气球的探测器显示,从热气球底部 A 处看一栋高楼顶部的仰角为 30°,看这栋楼底部的俯角为 60°,热气球 A 处与高楼的水平距离为 120 m. 这栋高楼有多高?($\sqrt{3}$ ≈ 1.732,结果保留小数点后一位)

答案
11. 解:如图,过点$A$作$AD⊥ BC$,垂足为$D$。
根据题意,可得$∠ BAD = 30°$,$∠ CAD = 60°$,$AD = 120$,在$Rt△ ADB$中,由$\tan∠ BAD=\frac{BD}{AD}$得:
$BD = AD\tan∠ BAD$
$=120×\tan 30°=120×\frac{\sqrt{3}}{3}=40\sqrt{3}$(m),
在$Rt△ ADC$中,由$\tan∠ CAD=\frac{CD}{AD}$得:
$CD = AD\tan∠ CAD = 120×\tan 60°=120×\sqrt{3}=120\sqrt{3}$(m),
$\therefore BC = BD + CD = 40\sqrt{3}+120\sqrt{3}=160\sqrt{3}\approx 277.1$(m),
答:这栋楼高约为$277.1m$。
12. 如图,防洪大堤的横断面是梯形 ABCD,其中 AD // BC,坡角 α = 60°.汛期来临前对其进行了加固,改造后的背水面坡角 β = 45°.若原坡长 AB = 20 m,求改造后的坡长 AE.(结果保留根号)

答案
12. 解:如图,作$AF⊥ BC$于点$F$。在$Rt△ ABF$中,$∠ ABF=α = 60°$,$AF = AB·\sin 60°=20×\frac{\sqrt{3}}{2}=10\sqrt{3}$(米)。
在$Rt△ AEF$中,$β = 45°$,
$\therefore AE=\frac{AF}{\sinβ}=10\sqrt{3}×\frac{2}{\sqrt{2}}=10\sqrt{6}$。
答:改造后的坡长$AE$为$10\sqrt{6}m$。
在$Rt△ AEF$中,$β = 45°$,
$\therefore AE=\frac{AF}{\sinβ}=10\sqrt{3}×\frac{2}{\sqrt{2}}=10\sqrt{6}$。
答:改造后的坡长$AE$为$10\sqrt{6}m$。
13. 如图,一艘观光游船从港口 A 处以北偏东 60°的方向出港观光,航行 80 海里至 C 处时发生了侧翻沉船事故,立即发出了求救信号.一艘在港口正东方向 B 处的海警船接到求救信号,测得事故船在它的北偏东 37°方向,马上以 40 海里/小时的速度前往救援,求海警船到达事故船 C 处所需的大约时间.(提示:sin53° ≈ 0.8,cos53° ≈ 0.6)

答案
13. 解:过点$C$作$CD⊥ AB$,交$AB$的延长线于点$D$。由题意,得$∠ CAD = 30°$,$∠ CBD = 53°$,$AC = 80$海里,
$\therefore CD = 40$海里。在$Rt△ CBD$中,$\sin 53°=\frac{CD}{CB}$,
$CB=\frac{CD}{\sin 53°}\approx\frac{40}{0.8}=50$(海里)。
行驶时间:$\frac{50}{40}=1.25$(小时),
答:海警船到达$C$处需$1.25$小时。
$\therefore CD = 40$海里。在$Rt△ CBD$中,$\sin 53°=\frac{CD}{CB}$,
$CB=\frac{CD}{\sin 53°}\approx\frac{40}{0.8}=50$(海里)。
行驶时间:$\frac{50}{40}=1.25$(小时),
答:海警船到达$C$处需$1.25$小时。
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