三、解答题
11. 如图,在某建筑物AC上挂着“垃圾分类”的宣传条幅BC,小海在点F处看条幅顶端B,测得仰角为$30°$. 再往条幅方向前进20 m到达点E处,此时小海看条幅顶端B,测得仰角为$60°$. 求宣传条幅BC的长.

11. 如图,在某建筑物AC上挂着“垃圾分类”的宣传条幅BC,小海在点F处看条幅顶端B,测得仰角为$30°$. 再往条幅方向前进20 m到达点E处,此时小海看条幅顶端B,测得仰角为$60°$. 求宣传条幅BC的长.
答案
11. 宣传条幅BC的长为 $10\sqrt{3}\ \mathrm{m}$.
解析
【分析】
这是一道解直角三角形的仰角应用问题,解题思路如下:首先观察图形,存在共直角边BC的两个直角三角形Rt△BCE和Rt△BCF,已知两个仰角的度数和EF的长度。我们可以先利用三角形外角的性质,推出△BEF是等腰三角形,得到BE=EF,再在Rt△BCE中利用60°角的三角函数值求出BC的长度;也可以设BC为未知数,分别用三角函数表示出FC和EC的长度,根据FC-EC=EF=20m列方程求解,两种方法均能快速得到结果。
【解析】
解:由题意得:$∠ F=30°$,$∠ BEC=60°$,$∠ C=90°$,$EF=20\ \mathrm{m}$。
∵ $∠ BEC$是$△ BEF$的外角,
∴ $∠ EBF=∠ BEC-∠ F=60°-30°=30°$,
∴ $∠ EBF=∠ F$,
∴ $BE=EF=20\ \mathrm{m}$。
在$\mathrm{Rt}△ BCE$中,$∠ C=90°$,$∠ BEC=60°$,
∵ $\sin∠ BEC=\frac{BC}{BE}$,
∴ $BC=BE·\sin60°=20×\frac{\sqrt{3}}{2}=10\sqrt{3}\ \mathrm{m}$。
【答案】
$10\sqrt{3}\ \mathrm{m}$
【知识点】
1. 仰角应用问题
2. 锐角三角函数
3. 等腰三角形判定
【点评】
本题属于解直角三角形应用的常规题型,解题的关键是结合仰角构造直角三角形,通过边角关系找到线段间的等量关系,既可以用等腰三角形性质简化计算,也可以用方程思想求解,能较好考察学生对解直角三角形知识的应用能力。
【难度系数】
0.7
这是一道解直角三角形的仰角应用问题,解题思路如下:首先观察图形,存在共直角边BC的两个直角三角形Rt△BCE和Rt△BCF,已知两个仰角的度数和EF的长度。我们可以先利用三角形外角的性质,推出△BEF是等腰三角形,得到BE=EF,再在Rt△BCE中利用60°角的三角函数值求出BC的长度;也可以设BC为未知数,分别用三角函数表示出FC和EC的长度,根据FC-EC=EF=20m列方程求解,两种方法均能快速得到结果。
【解析】
解:由题意得:$∠ F=30°$,$∠ BEC=60°$,$∠ C=90°$,$EF=20\ \mathrm{m}$。
∵ $∠ BEC$是$△ BEF$的外角,
∴ $∠ EBF=∠ BEC-∠ F=60°-30°=30°$,
∴ $∠ EBF=∠ F$,
∴ $BE=EF=20\ \mathrm{m}$。
在$\mathrm{Rt}△ BCE$中,$∠ C=90°$,$∠ BEC=60°$,
∵ $\sin∠ BEC=\frac{BC}{BE}$,
∴ $BC=BE·\sin60°=20×\frac{\sqrt{3}}{2}=10\sqrt{3}\ \mathrm{m}$。
【答案】
$10\sqrt{3}\ \mathrm{m}$
【知识点】
1. 仰角应用问题
2. 锐角三角函数
3. 等腰三角形判定
【点评】
本题属于解直角三角形应用的常规题型,解题的关键是结合仰角构造直角三角形,通过边角关系找到线段间的等量关系,既可以用等腰三角形性质简化计算,也可以用方程思想求解,能较好考察学生对解直角三角形知识的应用能力。
【难度系数】
0.7
12. 中国古代有一种舂(chōng)谷的工具——“碓”,其平面示意图如图所示. 已知$AB⊥CD$,垂足为$B$,$AB$与水平线$l$相交于点$O$,$OE⊥l$. 若$BC=6\ \mathrm{dm}$,$OB=14\ \mathrm{dm}$,从点$O$处测得点$B$处的仰角为$30°$,求点$C$到水平线$l$的距离$CF$.(结果保留一位小数,参考数据:$\sqrt{3}≈1.73$)

答案
12. 1.8 dm.
解析
【分析】
要求点C到水平线l的距离CF,可通过构造辅助线转化为解直角三角形的问题求解:首先过点B作BG垂直l于G,利用仰角30°和OB的长度求出B到l的竖直距离BG;再结合AB⊥CD的条件推出∠CBG的度数,过C作CH垂直BG于H,利用三角函数求出BH的长度;最后根据矩形的性质可得CF=BG-BH,代入数值计算即可得到结果。
【解析】
解:过点B作$BG ⊥ l$于点G,过点C作$CH ⊥ BG$于点H,
则四边形CFGH为矩形,因此$CF = HG$。
由题意得,从O处看B的仰角为30°,即$∠ BOG = 30°$。
在$\mathrm{Rt}△ BOG$中,$OB=14\ \mathrm{dm}$:
$BG = OB · \sin30° = 14 × \frac{1}{2} = 7\ \mathrm{dm}$,
$∠ OBG = 90° - 30° = 60°$。
∵$AB ⊥ CD$,
∴$∠ CBD = 90°$,
∴$∠ CBH = 180° - ∠ CBD - ∠ OBG = 180° - 90° - 60° = 30°$。
在$\mathrm{Rt}△ BCH$中,$BC=6\ \mathrm{dm}$:
$BH = BC · \cos30° = 6 × \frac{\sqrt{3}}{2} = 3\sqrt{3}\ \mathrm{dm}$。
因此$CF = HG = BG - BH = 7 - 3\sqrt{3} \approx 7 - 3 × 1.73 = 1.81 \approx 1.8\ \mathrm{dm}$。
【答案】
1.8 dm
【知识点】
解直角三角形的应用,矩形的性质,仰角的定义
【点评】
本题结合传统生产工具考查解直角三角形的实际应用,需要学生正确构造辅助线,梳理图形中的角度关系和边角关系,将实际问题转化为几何计算问题,兼顾了对知识应用能力和运算能力的考查。
【难度系数】
0.6
要求点C到水平线l的距离CF,可通过构造辅助线转化为解直角三角形的问题求解:首先过点B作BG垂直l于G,利用仰角30°和OB的长度求出B到l的竖直距离BG;再结合AB⊥CD的条件推出∠CBG的度数,过C作CH垂直BG于H,利用三角函数求出BH的长度;最后根据矩形的性质可得CF=BG-BH,代入数值计算即可得到结果。
【解析】
解:过点B作$BG ⊥ l$于点G,过点C作$CH ⊥ BG$于点H,
则四边形CFGH为矩形,因此$CF = HG$。
由题意得,从O处看B的仰角为30°,即$∠ BOG = 30°$。
在$\mathrm{Rt}△ BOG$中,$OB=14\ \mathrm{dm}$:
$BG = OB · \sin30° = 14 × \frac{1}{2} = 7\ \mathrm{dm}$,
$∠ OBG = 90° - 30° = 60°$。
∵$AB ⊥ CD$,
∴$∠ CBD = 90°$,
∴$∠ CBH = 180° - ∠ CBD - ∠ OBG = 180° - 90° - 60° = 30°$。
在$\mathrm{Rt}△ BCH$中,$BC=6\ \mathrm{dm}$:
$BH = BC · \cos30° = 6 × \frac{\sqrt{3}}{2} = 3\sqrt{3}\ \mathrm{dm}$。
因此$CF = HG = BG - BH = 7 - 3\sqrt{3} \approx 7 - 3 × 1.73 = 1.81 \approx 1.8\ \mathrm{dm}$。
【答案】
1.8 dm
【知识点】
解直角三角形的应用,矩形的性质,仰角的定义
【点评】
本题结合传统生产工具考查解直角三角形的实际应用,需要学生正确构造辅助线,梳理图形中的角度关系和边角关系,将实际问题转化为几何计算问题,兼顾了对知识应用能力和运算能力的考查。
【难度系数】
0.6
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