6. 阅读下面材料,解答相关问题.
儿童成长过程中,学习占据了大部分时间,因而,与之配套的课桌椅是否适合儿童的生长需求就显得尤为重要. 为更好地保障儿童身心健康的发展,纠正坐姿的课桌成为一种必然.
某课桌生产厂家为迎合市场的需求,经研究发现,倾斜角为 $ 12^{\circ} ∼ 24^{\circ} $ 的桌面有利于学生保持躯体自然姿势. 根据这一研究,厂家决定将水平桌面做成可调节角度的桌面. 新桌面的设计图如图①所示,$ AB $ 可绕点 $ A $ 旋转,在点 $ C $ 处安装一根长度一定,可绕点 $ C $ 旋转的支撑臂 $ CD $,$ AC = 30 \, \mathrm{cm} $.
(1)如图②,当 $ CD ⊥ AB $ 于点 $ D $ 时,测得 $ ∠ BAC = 24^{\circ} $,求支撑臂 $ CD $ 的长;
(2)如图③,当 $ CD $ 不垂直 $ AB $ 时,测得 $ ∠ BAC = 12^{\circ} $,求此时 $ AD $ 的长(结果保留根号).
(参考数据:$ \sin 24^{\circ} \approx 0.4 $,$ \cos 24^{\circ} \approx 0.9 $,$ \tan 24^{\circ} \approx 0.4 $,$ \sin 12^{\circ} \approx 0.2 $)

儿童成长过程中,学习占据了大部分时间,因而,与之配套的课桌椅是否适合儿童的生长需求就显得尤为重要. 为更好地保障儿童身心健康的发展,纠正坐姿的课桌成为一种必然.
某课桌生产厂家为迎合市场的需求,经研究发现,倾斜角为 $ 12^{\circ} ∼ 24^{\circ} $ 的桌面有利于学生保持躯体自然姿势. 根据这一研究,厂家决定将水平桌面做成可调节角度的桌面. 新桌面的设计图如图①所示,$ AB $ 可绕点 $ A $ 旋转,在点 $ C $ 处安装一根长度一定,可绕点 $ C $ 旋转的支撑臂 $ CD $,$ AC = 30 \, \mathrm{cm} $.
(1)如图②,当 $ CD ⊥ AB $ 于点 $ D $ 时,测得 $ ∠ BAC = 24^{\circ} $,求支撑臂 $ CD $ 的长;
(2)如图③,当 $ CD $ 不垂直 $ AB $ 时,测得 $ ∠ BAC = 12^{\circ} $,求此时 $ AD $ 的长(结果保留根号).
(参考数据:$ \sin 24^{\circ} \approx 0.4 $,$ \cos 24^{\circ} \approx 0.9 $,$ \tan 24^{\circ} \approx 0.4 $,$ \sin 12^{\circ} \approx 0.2 $)
答案
6. 解:(1)
∵∠BAC = 24°,CD⊥AB,
∴$ \sin 24 ^ { \circ } = \frac { C D } { A C } $,
∴CD = AC sin 24°≈30×0.4 = 12(cm).
∴支撑臂 CD 的长约为 12 cm.
(2)过点 C 作 CE⊥AB 于点 E(图略),
∵∠BAC = 12°,
∴$ \sin 12 ^ { \circ } = \frac { E C } { A C } = \frac { E C } { 30 } $.
∴EC = 30 sin 12°≈30×0.2 = 6(cm).
∴$ A E = \sqrt { 30 ^ { 2 } - 6 ^ { 2 } } = 12 \sqrt { 6 } ( \mathrm { cm } ) $.
∵CD = 12 cm,
∴$ E D = 6 \sqrt { 3 } \mathrm { cm } $.
∴$ A D = ( 12 \sqrt { 6 } + 6 \sqrt { 3 } ) \mathrm { cm } $或$ A D = ( 12 \sqrt { 6 } - 6 \sqrt { 3 } ) \mathrm { cm } $.
∵∠BAC = 24°,CD⊥AB,
∴$ \sin 24 ^ { \circ } = \frac { C D } { A C } $,
∴CD = AC sin 24°≈30×0.4 = 12(cm).
∴支撑臂 CD 的长约为 12 cm.
(2)过点 C 作 CE⊥AB 于点 E(图略),
∵∠BAC = 12°,
∴$ \sin 12 ^ { \circ } = \frac { E C } { A C } = \frac { E C } { 30 } $.
∴EC = 30 sin 12°≈30×0.2 = 6(cm).
∴$ A E = \sqrt { 30 ^ { 2 } - 6 ^ { 2 } } = 12 \sqrt { 6 } ( \mathrm { cm } ) $.
∵CD = 12 cm,
∴$ E D = 6 \sqrt { 3 } \mathrm { cm } $.
∴$ A D = ( 12 \sqrt { 6 } + 6 \sqrt { 3 } ) \mathrm { cm } $或$ A D = ( 12 \sqrt { 6 } - 6 \sqrt { 3 } ) \mathrm { cm } $.
7. (凉山州)如图,在楼房 $ AB $ 和塔 $ CD $ 之间有一棵树 $ EF $,从楼顶 $ A $ 处经过树顶 $ E $ 点恰好看到塔的底部 $ D $ 点,且俯角 $ α $ 为 $ 45^{\circ} $. 从距离楼底 $ B $ 点 $ 1 \, \mathrm{m} $ 的 $ P $ 点处经过树顶 $ E $ 点恰好看到塔的顶部 $ C $ 点,且仰角 $ β $ 为 $ 30^{\circ} $,过点 $ P $ 作 $ PG // BD $,分别交 $ EF $,$ CD $ 于点 $ H $,$ G $. 已知树高 $ EF = 6 \, \mathrm{m} $,求塔 $ CD $ 的高度(结果保留根号).

答案
7. 解:由题意可知∠BAD = ∠ADB = 45°,
∴FD = EF = 6 m. 在 Rt△PEH 中,
∵$ \tan β = \frac { E H } { P H } = \frac { 5 } { B F } $,
∴$ B F = \frac { 5 } { \frac { \sqrt { 3 } } { 3 } } = 5 \sqrt { 3 } ( \mathrm { m } ) $,
∴PG = BD = BF + FD = $ ( 5 \sqrt { 3 } + 6 ) \mathrm { m } $. 在 Rt△PCG 中,
∵$ \tan β = \frac { C G } { P G } $,
∴$ C G = ( 5 \sqrt { 3 } + 6 ) × \frac { \sqrt { 3 } } { 3 } = 5 + 2 \sqrt { 3 } ( \mathrm { m } ) $,
∴$ C D = ( 6 + 2 \sqrt { 3 } ) \mathrm { m } $.
∴塔 CD 的高度为$ ( 6 + 2 \sqrt { 3 } ) \mathrm { m } $.
∴FD = EF = 6 m. 在 Rt△PEH 中,
∵$ \tan β = \frac { E H } { P H } = \frac { 5 } { B F } $,
∴$ B F = \frac { 5 } { \frac { \sqrt { 3 } } { 3 } } = 5 \sqrt { 3 } ( \mathrm { m } ) $,
∴PG = BD = BF + FD = $ ( 5 \sqrt { 3 } + 6 ) \mathrm { m } $. 在 Rt△PCG 中,
∵$ \tan β = \frac { C G } { P G } $,
∴$ C G = ( 5 \sqrt { 3 } + 6 ) × \frac { \sqrt { 3 } } { 3 } = 5 + 2 \sqrt { 3 } ( \mathrm { m } ) $,
∴$ C D = ( 6 + 2 \sqrt { 3 } ) \mathrm { m } $.
∴塔 CD 的高度为$ ( 6 + 2 \sqrt { 3 } ) \mathrm { m } $.
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