11. 如图,在菱形ABCD中,$∠ ABC=60°$,E是CD的中点,则$\sin∠ EBC$的值为(

A.$\frac{\sqrt{3}}{5}$
B.$\frac{\sqrt{7}}{5}$
C.$\frac{\sqrt{21}}{14}$
D.$\frac{5\sqrt{7}}{14}$
C
)A.$\frac{\sqrt{3}}{5}$
B.$\frac{\sqrt{7}}{5}$
C.$\frac{\sqrt{21}}{14}$
D.$\frac{5\sqrt{7}}{14}$
答案
11.C 【点拨】过点$E$作$EH⊥ BC$,交$BC$的延长线于点$H$. $\because$ 四边形$ABCD$是菱形,$\therefore BC=CD$,$AB// CD$,$\therefore ∠ ABC=∠ DCH=60°$. 设$BC=CD=x$. $\because E$是$CD$的中点,$\therefore CE=\frac{1}{2}CD=\frac{1}{2}x$. $\because EH⊥ BH$,$\therefore EH=CE·\sin60°=\frac{\sqrt{3}}{4}x$,$CH=CE·\cos60°=\frac{1}{4}x$,$\therefore BH=BC+CH=\frac{5}{4}x$,$\therefore BE=\sqrt{BH^2+EH^2}=\frac{\sqrt{7}}{2}x$,$\therefore \sin∠ EBC=\frac{EH}{BE}=\frac{\frac{\sqrt{3}}{4}x}{\frac{\sqrt{7}}{2}x}=\frac{\sqrt{21}}{14}$.
12. 已知锐角α满足$\frac{2\tanα -1}{3+\tanα}=\frac{1}{2}$,则$2\sin^2α -7\sinα\cosα +5\cos^2α$的值为
$-\frac{5}{17}$
答案
12.$-\frac{5}{17}$ 【点拨】$\because \frac{2\tanα -1}{3+\tanα}=\frac{1}{2}$,$\therefore 4\tanα -2=3+\tanα$,解得$\tanα=\frac{5}{3}$. $\because \sin^2α+\cos^2α=1$,$\therefore 2\sin^2α-7\sinα·\cosα+5\cos^2α=\frac{2\sin^2α-7\sinα·\cosα+5\cos^2α}{\sin^2α+\cos^2α}=\frac{2\tan^2α-7\tanα+5}{\tan^2α+1}=\frac{2×(\frac{5}{3})^2-7×\frac{5}{3}+5}{(\frac{5}{3})^2+1}=-\frac{5}{17}$.
13. 新考法 构造直角三角形法 如图,在由10个完全相同的正三角形构成的网格图中,$∠α,∠β$如图所示,则$\cos(α+β)=$

$\frac{\sqrt{21}}{7}$
.答案
13.$\frac{\sqrt{21}}{7}$ 【点拨】如图,连结$DE$,由题易知,在$△ ABC$中,$∠ ABC=120°$,$BA=BC$,$\therefore ∠ α=30°$. 同理可得,$∠ CDE=∠ CED=30°=∠ α$. 又$\because ∠ AEC=60°$,$\therefore ∠ AED=∠ AEC+∠ CED=90°$. 设等边三角形的边长为$a$,则$AE=BD=2a$,$\therefore DE=BD·\cos∠ BDE=2a·\frac{\sqrt{3}}{2}=\sqrt{3}a$,$\therefore AD=\sqrt{AE^2+DE^2}=\sqrt{7}a$,$\therefore \cos(α+β)=\cos∠ ADE=\frac{DE}{AD}=\frac{\sqrt{21}}{7}$.
14. 如图,在菱形$ABCD$中,$∠ A=60°$,$AB=6$,折叠该菱形,使点$A$落在边$BC$上的点$M$处,折痕分别与边$AB$,$AD$交于点$E$,$F$。当点$M$的位置变化时,$AF$长的最小值为

$3\sqrt{3}$
。答案
14.$3\sqrt{3}$ 【点拨】根据折叠的性质,得$AF=FM$. 如图,过点$F$作$FQ⊥ BC$于点$Q$,过点$D$作$DN⊥ BC$于点$N$,$\therefore AF=FM≥ FQ$. $\because$ 四边形$ABCD$是菱形,$∠ A=60°$,$AB=6$,$\therefore AD// BC$,$∠ A=∠ C=60°$,$CD=AB=6$,$\therefore$ 易知$FQ=DN=CD·\sin C=6×\sin60°=3\sqrt{3}$. $\therefore AF$长的最小值为$3\sqrt{3}$.
15. ※ 如图,在平面直角坐标系中,点 A,B 的坐标分别为$(-\dfrac{\sqrt{3}}{2},0)$,$(\dfrac{\sqrt{3}}{2},1)$,连结 AB,以 AB 为边向上作等边三角形 ABC,则线段 BC 所在直线的函数表达式为

$y=-\frac{\sqrt{3}}{3}x+\frac{3}{2}$
.答案
15.$y=-\frac{\sqrt{3}}{3}x+\frac{3}{2}$ 【点拨】过点$B$作$BH⊥ x$轴于点$H$.
$\because$ 点$A$,$B$的坐标分别为$(-\frac{\sqrt{3}}{2},0)$,$(\frac{\sqrt{3}}{2},1)$,$\therefore BH=1$,$AH=\frac{\sqrt{3}}{2}+\frac{\sqrt{3}}{2}=\sqrt{3}$. 在$\mathrm{Rt}△ ABH$中,根据勾股定理,得$AB=\sqrt{1^2+(\sqrt{3})^2}=2$,$\therefore \sin∠ BAH=\frac{BH}{AB}=\frac{1}{2}$.
$\therefore ∠ BAH=30°$. 在等边三角形$ABC$中,$AC=AB=2$,$∠ CAB=60°$,$\therefore ∠ CAH=90°$. $\therefore$ 点$C$的坐标为$(-\frac{\sqrt{3}}{2},2)$. 设线段$BC$所在直线的函数表达式为$y=kx+b$,代入点$B$和点$C$的坐标,得$\begin{cases}\frac{\sqrt{3}}{2}k+b=1,\\-\frac{\sqrt{3}}{2}k+b=2,\end{cases}$ 解得$\begin{cases}k=-\frac{\sqrt{3}}{3},\\b=\frac{3}{2},\end{cases}$ $\therefore$ 线段$BC$所在直线的函数表达式为$y=-\frac{\sqrt{3}}{3}x+\frac{3}{2}$.
$\because$ 点$A$,$B$的坐标分别为$(-\frac{\sqrt{3}}{2},0)$,$(\frac{\sqrt{3}}{2},1)$,$\therefore BH=1$,$AH=\frac{\sqrt{3}}{2}+\frac{\sqrt{3}}{2}=\sqrt{3}$. 在$\mathrm{Rt}△ ABH$中,根据勾股定理,得$AB=\sqrt{1^2+(\sqrt{3})^2}=2$,$\therefore \sin∠ BAH=\frac{BH}{AB}=\frac{1}{2}$.
$\therefore ∠ BAH=30°$. 在等边三角形$ABC$中,$AC=AB=2$,$∠ CAB=60°$,$\therefore ∠ CAH=90°$. $\therefore$ 点$C$的坐标为$(-\frac{\sqrt{3}}{2},2)$. 设线段$BC$所在直线的函数表达式为$y=kx+b$,代入点$B$和点$C$的坐标,得$\begin{cases}\frac{\sqrt{3}}{2}k+b=1,\\-\frac{\sqrt{3}}{2}k+b=2,\end{cases}$ 解得$\begin{cases}k=-\frac{\sqrt{3}}{3},\\b=\frac{3}{2},\end{cases}$ $\therefore$ 线段$BC$所在直线的函数表达式为$y=-\frac{\sqrt{3}}{3}x+\frac{3}{2}$.
16. 已知$∠ A$是锐角,且$\tan A$,$\frac{1}{\tan A}$是关于$x$的一元二次方程$x^2 + 2kx + k^2 - 3 = 0$的两个实数根.
(1)求$k$的值.
(2)问$∠ A$能否等于$45°$?请说明你的理由.
(1)求$k$的值.
(2)问$∠ A$能否等于$45°$?请说明你的理由.
答案
16.【解】(1)$\because \tan A$,$\frac{1}{\tan A}$是关于$x$的一元二次方程$x^2+2kx+k^2-3=0$的两个实数根,
$\therefore \tan A·\frac{1}{\tan A}=k^2-3$,$\therefore k=\pm2$.
由$∠ A$是锐角,知$\tan A>0$,$\frac{1}{\tan A}>0$.
$\therefore 2k=-(\tan A+\frac{1}{\tan A})<0$,即$k<0$,
$\therefore k=-2$,此时方程的根的判别式$\Delta=(-4)^2-4×[(-2)^2-3]=12>0$,
$\therefore$ 方程有实数根,$\therefore k=-2$.
(2)$∠ A$不能等于$45°$. 理由:由(1)得方程为$x^2-4x+1=0$,若$∠ A=45°$,则$\tan A=\frac{1}{\tan A}=1$,
将$x=1$代入方程$x^2-4x+1=0$,
左边$=1-4+1=-2≠0$,$\therefore 1$不是方程的根,
$\therefore ∠ A$不能等于$45°$.
$\therefore \tan A·\frac{1}{\tan A}=k^2-3$,$\therefore k=\pm2$.
由$∠ A$是锐角,知$\tan A>0$,$\frac{1}{\tan A}>0$.
$\therefore 2k=-(\tan A+\frac{1}{\tan A})<0$,即$k<0$,
$\therefore k=-2$,此时方程的根的判别式$\Delta=(-4)^2-4×[(-2)^2-3]=12>0$,
$\therefore$ 方程有实数根,$\therefore k=-2$.
(2)$∠ A$不能等于$45°$. 理由:由(1)得方程为$x^2-4x+1=0$,若$∠ A=45°$,则$\tan A=\frac{1}{\tan A}=1$,
将$x=1$代入方程$x^2-4x+1=0$,
左边$=1-4+1=-2≠0$,$\therefore 1$不是方程的根,
$\therefore ∠ A$不能等于$45°$.
17. 初高衔接 某市大型风机矗立在山脊之上,风叶转动,风能就能转换成电能,造福千家万户.某数学兴趣小组,为测量风叶的长度进行了实地测量.如图,三片风叶两两所成的角为$120°$,且三片风叶长度相等,当其中一片风叶$OB$与塔干$OD$叠合时,在与塔底$D$水平距离为$60\ \mathrm{m}$的$E$处,测得塔顶部$O$的仰角$∠ OED=45°$,风叶$OA$的视角$∠ OEA=30°$.
(1)已知$α,β$两角和的正弦公式为$\sin(α+β)=\sinα\cosβ+\cosα\sinβ$,请利用公式计算$\sin75°$的值;
(2)求风叶$OA$的长度.

(1)已知$α,β$两角和的正弦公式为$\sin(α+β)=\sinα\cosβ+\cosα\sinβ$,请利用公式计算$\sin75°$的值;
(2)求风叶$OA$的长度.
答案
17.【解】(1)由题意可得 $\sin 75° = \sin(45°+30°)=\sin45°\cos30°+\cos45°\sin30°=\frac{\sqrt{2}}{2}×\frac{\sqrt{3}}{2}+\frac{\sqrt{2}}{2}×\frac{1}{2}=\frac{\sqrt{6}+\sqrt{2}}{4}$.
(2)如图,过点$A$作$AF⊥ DE$于点$F$,连结$AC$,过点$O$作$OG⊥ AC$于点$G$,易知$G,O,D$共线.
由题意得$DE=60\ \mathrm{m}$,$∠ OED=45°$,$OD⊥ DE$,
$\therefore OE=\frac{DE}{\cos45°}=\frac{60}{\frac{\sqrt{2}}{2}}=60\sqrt{2}\ (\mathrm{m})$,
$∠ DOE=45°$,$\therefore OD=DE=60\ \mathrm{m}$.
$\because$ 三片风叶两两所成的角为$120°$,
$\therefore ∠ DOA=120°$,$\therefore ∠ AOE=120°-45°=75°$.
又$\because ∠ OEA=30°$,$\therefore ∠ OAE=180°-75°-30°=75°$,
$\therefore ∠ OAE=∠ AOE$,$\therefore OE=AE=60\sqrt{2}\ \mathrm{m}$.
$\because ∠ OEA=30°$,$∠ OED=45°$,$∠ AED=75°$,
由(1)得$\sin75°=\frac{\sqrt{6}+\sqrt{2}}{4}$,
$\therefore AF=AE·\sin75°=(30\sqrt{3}+30)\mathrm{m}$.
$\because AF⊥ DE$,$OG⊥ AC$,$OD⊥ DE$,
$\therefore$ 四边形$DFAG$是矩形,
$\therefore OG=DG-OD=AF-OD=(30\sqrt{3}-30)\mathrm{m}$.
$\because$ 三片风叶两两所成的角为$120°$,且三片风叶长度相等,
$\therefore$ 易知$∠ OAG=30°$,$\therefore OA=2OG=(60\sqrt{3}-60)\ \mathrm{m}$,
$\therefore$ 风叶$OA$的长度为$(60\sqrt{3}-60)\ \mathrm{m}$.
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