10. 有一条东西走向的隧道AB,小明在点C处测得隧道一端点A在他的北偏东15°方向上,他沿西北方向前进300 m后到达点D,此时测得点A在他的东北方向上,端点B在他的北偏西60°方向上(点A,B,C,D在同一平面内).
(1)求点D到点A的距离(结果保留根号);
(2)小明的朋友小王从端点A以每分钟60 m的速度步行到端点B,他能在15分钟内通过隧道AB吗?(√2≈1.41,√6≈2.45)

(1)求点D到点A的距离(结果保留根号);
(2)小明的朋友小王从端点A以每分钟60 m的速度步行到端点B,他能在15分钟内通过隧道AB吗?(√2≈1.41,√6≈2.45)
答案
解:
(1) 由题意可知:
∠ADC = 45° + 45° = 90°,∠ACD = 45° + 15° = 60°,CD = 300 m。
在Rt△ADC中,∠ADC=90°,
$AD = CD · \tan∠ ACD = 300 × \tan60° = 300\sqrt{3} \ (\mathrm{m})$
答:点D到点A的距离为$300\sqrt{3}\ \mathrm{m}$。
(2) 过点D作$DH ⊥ AB$于点H。
由AB为东西走向,得$∠ DAH = 45°$。
在Rt△ADH中,$∠ AHD=90°$,
$AH = AD · \cos45° = 300\sqrt{3} × \frac{\sqrt{2}}{2} = 150\sqrt{6} \ \mathrm{m}$
$DH = AD · \sin45° = 150\sqrt{6} \ \mathrm{m}$
由题意得$∠ ADB = 60° + 45° = 105°$,
$∠ BDH = ∠ ADB - ∠ ADH = 105° - 45° = 60°$
在Rt△BDH中,$∠ BHD=90°$,
$BH = DH · \tan60° = 150\sqrt{6} × \sqrt{3} = 450\sqrt{2} \ \mathrm{m}$
因此:
$AB = AH + BH = 150\sqrt{6} + 450\sqrt{2} \approx 150 × 2.45 + 450 × 1.41 = 1002 \ \mathrm{m}$
小王15分钟可步行的路程为:$60 × 15 = 900 \ \mathrm{m}$。
因为$1002 > 900$,所以他不能在15分钟内通过隧道AB。
答:他不能在15分钟内通过隧道AB。
(1) 由题意可知:
∠ADC = 45° + 45° = 90°,∠ACD = 45° + 15° = 60°,CD = 300 m。
在Rt△ADC中,∠ADC=90°,
$AD = CD · \tan∠ ACD = 300 × \tan60° = 300\sqrt{3} \ (\mathrm{m})$
答:点D到点A的距离为$300\sqrt{3}\ \mathrm{m}$。
(2) 过点D作$DH ⊥ AB$于点H。
由AB为东西走向,得$∠ DAH = 45°$。
在Rt△ADH中,$∠ AHD=90°$,
$AH = AD · \cos45° = 300\sqrt{3} × \frac{\sqrt{2}}{2} = 150\sqrt{6} \ \mathrm{m}$
$DH = AD · \sin45° = 150\sqrt{6} \ \mathrm{m}$
由题意得$∠ ADB = 60° + 45° = 105°$,
$∠ BDH = ∠ ADB - ∠ ADH = 105° - 45° = 60°$
在Rt△BDH中,$∠ BHD=90°$,
$BH = DH · \tan60° = 150\sqrt{6} × \sqrt{3} = 450\sqrt{2} \ \mathrm{m}$
因此:
$AB = AH + BH = 150\sqrt{6} + 450\sqrt{2} \approx 150 × 2.45 + 450 × 1.41 = 1002 \ \mathrm{m}$
小王15分钟可步行的路程为:$60 × 15 = 900 \ \mathrm{m}$。
因为$1002 > 900$,所以他不能在15分钟内通过隧道AB。
答:他不能在15分钟内通过隧道AB。
11. 如图,在$□ ABCD$中,$∠ ABC$的平分线交AD于点F,$EF// AB$交BC于点E.
(1)求证:四边形ABEF是菱形;
(2)若$AB=5$,$BF=8$,$CE=\frac{1}{2}AE$,求$□ ABCD$的面积.

(1)求证:四边形ABEF是菱形;
(2)若$AB=5$,$BF=8$,$CE=\frac{1}{2}AE$,求$□ ABCD$的面积.
答案
(1) 证明:
∵ 四边形$ABCD$是平行四边形,
∴ $AD// BC$,即$AF// BE$,
又∵ $EF// AB$,
∴ 四边形$ABEF$是平行四边形。
∵ $BF$平分$∠ ABC$,
∴ $∠ ABF=∠ EBF$,
∵ $AF// BE$,
∴ $∠ AFB=∠ EBF$,
∴ $∠ ABF=∠ AFB$,
∴ $AB=AF$,
∴ 平行四边形$ABEF$是菱形。
---
(2) 解:
∵ 四边形$ABEF$是菱形,
∴ $AE⊥ BF$,且对角线互相平分,
∵ $BF=8$,
∴ $BO=\frac{1}{2}BF=4$。
在$\mathrm{Rt}△ AOB$中,$AB=5$,$BO=4$,由勾股定理得:
$AO=\sqrt{AB^2-BO^2}=\sqrt{5^2-4^2}=3$
∴ $AE=2AO=6$。
∵ $CE=\frac{1}{2}AE$,
∴ $CE=\frac{1}{2}×6=3$。
∵ 四边形$ABEF$是菱形,
∴ $BE=AB=5$,
∴ $BC=BE+CE=5+3=8$。
设$□ ABCD$中$BC$边上的高为$h$,
菱形$ABEF$的面积可由对角线乘积计算:
$S_{\mathrm{菱形}ABEF}=\frac{1}{2}· AE· BF=\frac{1}{2}×6×8=24$
又∵ $S_{\mathrm{菱形}ABEF}=BE· h$,代入得:
$5h=24 \implies h=\frac{24}{5}$
∴ $□ ABCD$的面积为:
$S_{□ ABCD}=BC· h=8×\frac{24}{5}=\frac{192}{5}$
答:$□ ABCD$的面积为$\frac{192}{5}$。
∵ 四边形$ABCD$是平行四边形,
∴ $AD// BC$,即$AF// BE$,
又∵ $EF// AB$,
∴ 四边形$ABEF$是平行四边形。
∵ $BF$平分$∠ ABC$,
∴ $∠ ABF=∠ EBF$,
∵ $AF// BE$,
∴ $∠ AFB=∠ EBF$,
∴ $∠ ABF=∠ AFB$,
∴ $AB=AF$,
∴ 平行四边形$ABEF$是菱形。
---
(2) 解:
∵ 四边形$ABEF$是菱形,
∴ $AE⊥ BF$,且对角线互相平分,
∵ $BF=8$,
∴ $BO=\frac{1}{2}BF=4$。
在$\mathrm{Rt}△ AOB$中,$AB=5$,$BO=4$,由勾股定理得:
$AO=\sqrt{AB^2-BO^2}=\sqrt{5^2-4^2}=3$
∴ $AE=2AO=6$。
∵ $CE=\frac{1}{2}AE$,
∴ $CE=\frac{1}{2}×6=3$。
∵ 四边形$ABEF$是菱形,
∴ $BE=AB=5$,
∴ $BC=BE+CE=5+3=8$。
设$□ ABCD$中$BC$边上的高为$h$,
菱形$ABEF$的面积可由对角线乘积计算:
$S_{\mathrm{菱形}ABEF}=\frac{1}{2}· AE· BF=\frac{1}{2}×6×8=24$
又∵ $S_{\mathrm{菱形}ABEF}=BE· h$,代入得:
$5h=24 \implies h=\frac{24}{5}$
∴ $□ ABCD$的面积为:
$S_{□ ABCD}=BC· h=8×\frac{24}{5}=\frac{192}{5}$
答:$□ ABCD$的面积为$\frac{192}{5}$。
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