2026年节节高大象出版社九年级数学全一册人教版第141页答案
12. 如图9,在$4×4$的正方形网格中,小正方形的顶点称为格点,$△ ABC$的顶点都在格点上,则$∠ BAC$的正弦值是
.

答案

解:设小正方形的边长为1,由勾股定理可得:
$AC = \sqrt{2^2 + 4^2} = 2\sqrt{5}$,
$BC = \sqrt{1^2 + 2^2} = \sqrt{5}$,
$AB = \sqrt{3^2 + 4^2} = 5$。
$\because AC^2 + BC^2 = (2\sqrt{5})^2 + (\sqrt{5})^2 = 20 + 5 = 25 = AB^2$,
$\therefore △ ABC$是直角三角形,且$∠ ACB = 90°$。
根据锐角三角函数的定义,$\sin∠ BAC = \frac{BC}{AB} = \frac{\sqrt{5}}{5}$。
$\frac{\sqrt{5}}{5}$

解析

【分析】
要求∠BAC的正弦值,首先要明确正弦的定义是直角三角形中锐角的对边与斜边的比值,因此我们需要先判断△ABC是否为直角三角形。本题是网格类问题,可先设小正方形边长为1,借助勾股定理求出△ABC三边的长度,再利用勾股定理的逆定理判断三角形的形状,若为直角三角形,就可以直接根据三角函数定义计算∠BAC的正弦值。
【解析】
设小正方形的边长为1,由勾股定理可得:
$AC = \sqrt{2^2 + 4^2} = 2\sqrt{5}$,
$BC = \sqrt{1^2 + 2^2} = \sqrt{5}$,
$AB = \sqrt{3^2 + 4^2} = 5$。
$\because AC^2 + BC^2 = (2\sqrt{5})^2 + (\sqrt{5})^2 = 20 + 5 = 25 = AB^2$,
$\therefore △ ABC$是直角三角形,且$∠ ACB = 90°$。
根据锐角三角函数的定义,$\sin∠ BAC = \frac{BC}{AB} = \frac{\sqrt{5}}{5}$。
【答案】
$\frac{\sqrt{5}}{5}$
【知识点】
勾股定理及逆定理;锐角三角函数的定义
【点评】
本题以网格为背景考查锐角三角函数的计算,解题核心是灵活运用勾股定理求网格中线段的长度,结合勾股定理逆定理判定直角三角形,再套用三角函数定义求解,注重对基础定理应用能力的考查。
【难度系数】
0.7
13. 如图10,在$△ ABC$中,$\sin B=\frac{1}{3},\tan C=\frac{\sqrt{2}}{2},AB=3$,则$AC$的长为
.

答案

$\sqrt{3}$

解析

【分析】
要求AC的长,已知条件仅给出了△ABC两个内角的三角函数值和AB的边长,没有直角三角形,因此首先考虑通过作辅助线构造直角三角形:过点A作BC边上的高AD,将斜三角形拆分为两个直角三角形。先在Rt△ABD中利用sinB的定义求出AD的长度,再在Rt△ADC中利用tanC的定义求出DC的长度,最后通过勾股定理即可计算出AC的长。
【解析】
解:过点A作AD⊥BC于点D,
∴∠ADB=∠ADC=90°。
1. 在Rt△ABD中,$\sin B = \frac{AD}{AB}$,已知$\sin B=\frac{1}{3}$,$AB=3$,
代入得:$AD = AB·\sin B = 3×\frac{1}{3}=1$。
2. 在Rt△ADC中,$\tan C = \frac{AD}{DC}$,已知$\tan C=\frac{\sqrt{2}}{2}$,$AD=1$,
代入得:$DC = \frac{AD}{\tan C}=\frac{1}{\frac{\sqrt{2}}{2}}=\sqrt{2}$。
3. 在Rt△ADC中,由勾股定理得:
$AC^2 = AD^2 + DC^2 = 1^2 + (\sqrt{2})^2 = 1 + 2 = 3$,
∵AC为三角形边长,取正值,
∴$AC=\sqrt{3}$。
【答案】
$\sqrt{3}$
【知识点】
锐角三角函数定义,勾股定理,解直角三角形
【点评】
本题是解斜三角形的常规题型,解题关键是通过作高将斜三角形转化为直角三角形,考查了转化思想的应用以及对锐角三角函数、勾股定理的掌握熟练度。
【难度系数】
0.7
14. 如图11,人字梯AB,AC的长都为2 m,当α=50°时,人字梯顶端离地面的高度AD是
m.(结果精确到0.1 m.参考数据:$\sin50°\approx0.77,\cos50°\approx0.64,\tan50°\approx1.19$)

答案

$\boldsymbol{1.5}$

解析

【分析】首先观察图形可知AD是人字梯顶端到地面的高度,因此AD⊥BC,△ADC为直角三角形。已知斜边AC的长度和锐角α的度数,要求直角边AD的长度,根据锐角三角函数中正弦的定义,正弦值等于对边与斜边的比值,因此可以通过$\sinα=\frac{AD}{AC}$推导出$AD=AC·\sinα$,代入数值计算即可得到结果。
【解析】解:由题意得$AD⊥ BC$,即$∠ ADC=90°$,
在$\mathrm{Rt}△ ADC$中,$AC=2\ \mathrm{m}$,$∠ C=α=50°$,
根据正弦函数的定义:$\sinα=\frac{AD}{AC}$,
∴$AD=AC·\sin50°\approx2×0.77=1.54\approx1.5$(m)。
【答案】$\boldsymbol{1.5}$
【知识点】锐角正弦定义;解直角三角形的应用
【点评】本题结合生活中常见的人字梯场景考查解直角三角形的实际应用,解题关键是将实际问题转化为直角三角形中的边角计算问题,找准对应的边和角的关系即可快速求解。
【难度系数】0.8
15. 在综合与实践课上,小聪所在的小组要测量一条河的宽度,如图12,河岸$EF// MN$,小聪在河岸$MN$上点$A$处用测角仪测得河对岸小树$C$位于东北方向,然后沿着河岸走了$30\ \mathrm{m}$,到达$B$处,测得河对岸电线杆$D$位于北偏东$30°$方向,此时,其他同学测得$CD=10\ \mathrm{m}$. 根据这些数据可求得河的宽度为
$\mathrm{m}$.(结果保留根号)

答案

解:
过点C作$CG ⊥ MN$于点G,过点D作$DH ⊥ MN$于点H。
$\because EF // MN$,
$\therefore$ 四边形$CGHD$是矩形,
$\therefore GH=CD=10\ \mathrm{m}$,$CG=DH$,设河宽$CG=DH=x\ \mathrm{m}$。
由题意可知,点A处测得C在东北方向,故$∠ CAG=45°$。
在$\mathrm{Rt}△ ACG$中,$∠ AGC=90°$,$∠ CAG=45°$,
$\therefore AG=CG=x\ \mathrm{m}$。
$\because AB=30\ \mathrm{m}$,
$\therefore BG=AG-AB=(x-30)\ \mathrm{m}$。
由题意可知,点B处测得D在北偏东$30°$方向,故$∠ DBH=90°-30°=60°$。
在$\mathrm{Rt}△ BDH$中,$∠ BHD=90°$,$\tan∠ DBH=\frac{DH}{BH}$,即$\tan60°=\frac{x}{BH}$,
$\therefore BH=\frac{x}{\tan60°}=\frac{x}{\sqrt{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}x\ \mathrm{m}$。
又$\because BH=BG+GH$,代入得:
$\frac{\sqrt{3}}{3}x = (x-30) + 10$
整理得:
$x-\frac{\sqrt{3}}{3}x=20$
$x·\frac{3-\sqrt{3}}{3}=20$
$x=\frac{60}{3-\sqrt{3}}=30+10\sqrt{3}$
故河的宽度为$\boldsymbol{30+10\sqrt{3}}\ \mathrm{m}$。

解析

【分析】
本题是利用解直角三角形求河宽的实际应用问题,解题思路如下:①因为河岸$EF// MN$,要把河宽转化为可计算的线段,可过C、D分别作MN的垂线,得到矩形$CGHD$,将已知的$CD$长度转化为$GH$的长度,同时两条垂线段的长度都等于河宽,设河宽为$x\ \mathrm{m}$;②根据东北方向即北偏东$45°$,可知$\mathrm{Rt}△ ACG$为等腰直角三角形,用$x$表示出$AG$的长度,进而得到$BG$的长度;③根据B处测得D的方向角,得到$\mathrm{Rt}△ BDH$中角的度数,利用正切三角函数用$x$表示出$BH$的长度;④根据$BH=BG+GH$的等量关系列方程,求解即可得到河宽。
【解析】
过点$C$作$CG ⊥ MN$于点$G$,过点$D$作$DH ⊥ MN$于点$H$。
$\because EF // MN$,$CG ⊥ MN$,$DH ⊥ MN$,
$\therefore$ 四边形$CGHD$是矩形,
$\therefore GH=CD=10\ \mathrm{m}$,$CG=DH$,设河宽$CG=DH=x\ \mathrm{m}$。
由题意可知,点$A$处测得$C$在东北方向,故$∠ CAG=45°$。
在$\mathrm{Rt}△ ACG$中,$∠ AGC=90°$,$∠ CAG=45°$,
$\therefore AG=CG=x\ \mathrm{m}$。
$\because AB=30\ \mathrm{m}$,
$\therefore BG=AG-AB=(x-30)\ \mathrm{m}$。
由题意可知,点$B$处测得$D$在北偏东$30°$方向,故$∠ DBH=90°-30°=60°$。
在$\mathrm{Rt}△ BDH$中,$∠ BHD=90°$,$\tan∠ DBH=\frac{DH}{BH}$,即$\tan60°=\frac{x}{BH}$,
$\therefore BH=\frac{x}{\tan60°}=\frac{x}{\sqrt{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}x\ \mathrm{m}$。
又$\because BH=BG+GH$,代入得:
$\frac{\sqrt{3}}{3}x = (x-30) + 10$
整理得:
$x-\frac{\sqrt{3}}{3}x=20$
$x·\frac{3-\sqrt{3}}{3}=20$
$x=\frac{60}{3-\sqrt{3}}=30+10\sqrt{3}$
【答案】
$\boldsymbol{30+10\sqrt{3}}$
【知识点】
1. 方向角应用
2. 矩形的性质
3. 解直角三角形
【点评】
本题结合实际测量场景,考查了学生将实际问题转化为几何问题的能力,解题的关键是正确作出辅助线构造直角三角形与矩形,准确识别方向角对应的角度,理清各线段的数量关系并列方程求解。
【难度系数】
0.6
三、解答题(本大题共8小题,共75分)
16. (8分)(1)计算:$\sin30°+\cos30°·\tan60°$;
(2)已知$α$为锐角,且$\cosα=\frac{1}{3}$,求$\tanα+\frac{\cosα}{1+\sinα}$的值.

答案

解:
(1) 原式$=\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2} × \sqrt{3}$
$=\frac{1}{2} + \frac{3}{2}$
$=2$
(2) ∵α为锐角,$\cosα=\frac{1}{3}$,
∴$\sinα = \sqrt{1-\cos^2α} = \sqrt{1-(\frac{1}{3})^2} = \frac{2\sqrt{2}}{3}$,
∴$\tanα = \frac{\sinα}{\cosα} = \frac{\frac{2\sqrt{2}}{3}}{\frac{1}{3}} = 2\sqrt{2}$,
则$\tanα + \frac{\cosα}{1+\sinα} = 2\sqrt{2} + \frac{\frac{1}{3}}{1+\frac{2\sqrt{2}}{3}}$
$=2\sqrt{2} + \frac{1}{3+2\sqrt{2}}$
$=2\sqrt{2} + 3 - 2\sqrt{2}$
$=3$

解析

【分析】
(1) 第一小问考查特殊角三角函数的计算,解题时先准确回忆30°、60°的正弦、余弦、正切值,再按照先算乘法、后算加法的混合运算顺序计算即可。
(2) 第二小问考查同角三角函数的基本应用,首先α是锐角,所以所有三角函数值均为正数,先利用平方关系$\sin^2α+\cos^2α=1$求出$\sinα$的值,再根据$\tanα=\frac{\sinα}{\cosα}$求出$\tanα$,最后代入原式,对含根号的分母做有理化处理后合并计算即可。
【解析】
(1) 代入特殊角三角函数值:$\sin30°=\frac{1}{2}$,$\cos30°=\frac{\sqrt{3}}{2}$,$\tan60°=\sqrt{3}$
原式$=\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2} × \sqrt{3}$
$=\frac{1}{2} + \frac{3}{2}$
$=2$
(2)
∵α为锐角,$\cosα=\frac{1}{3}$
∴$\sinα = \sqrt{1-\cos^2α} = \sqrt{1-(\frac{1}{3})^2} = \frac{2\sqrt{2}}{3}$
∴$\tanα = \frac{\sinα}{\cosα} = \frac{\frac{2\sqrt{2}}{3}}{\frac{1}{3}} = 2\sqrt{2}$
将对应值代入原式:
$\tanα + \frac{\cosα}{1+\sinα} = 2\sqrt{2} + \frac{\frac{1}{3}}{1+\frac{2\sqrt{2}}{3}}$
$=2\sqrt{2} + \frac{1}{3+2\sqrt{2}}$
对$\frac{1}{3+2\sqrt{2}}$分母有理化,分子分母同乘$3-2\sqrt{2}$:
$=2\sqrt{2} + \frac{3-2\sqrt{2}}{(3+2\sqrt{2})(3-2\sqrt{2})}$
$=2\sqrt{2} + 3 - 2\sqrt{2}$
$=3$
【答案】
(1) $\boxed{2}$;(2) $\boxed{3}$
【知识点】
特殊角的三角函数值,同角三角函数关系,分母有理化
【点评】
本题是三角函数基础运算题,第一小问核心是准确记忆特殊角的三角函数值,遵循运算规则计算;第二小问要注意锐角三角函数的符号均为正,遇到含根号的分母时正确做有理化处理,整体难度不高,细心运算即可得分。
【难度系数】
0.8