2026年精练与拓展九年级数学上册沪教版五四制第124页答案
9. 在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$∠ C=90°$,$∠ A=60°$,$BC=3$,那么$AC=\_\_\_\_\_\_$,$AB=\_\_\_\_\_\_$,$S_{△ ABC}=\_\_\_\_\_\_$。

答案

9. $\sqrt{3}$;$2\sqrt{3}$;$\dfrac{3\sqrt{3}}{2}$.

解析

【分析】
本题是特殊直角三角形的边角计算问题,解题思路如下:首先根据直角三角形两锐角互余求出∠B=30°,再利用特殊角的三角函数值,结合已知边BC的长度,先通过∠A的正切值求出邻边AC的长度,再通过∠A的正弦值或者勾股定理求出斜边AB的长度,最后根据直角三角形面积公式计算面积即可。
【解析】
解:在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$∠ C=90°$,$∠ A=60°$,
$\therefore ∠ B=90°-∠ A=30°$,
1. 求$AC$的长度:
根据正切的定义,$\tan A=\frac{\mathrm{对边}}{\mathrm{邻边}}=\frac{BC}{AC}$,
已知$\tan60°=\sqrt{3}$,$BC=3$,代入得:
$\sqrt{3}=\frac{3}{AC}$,
解得$AC=\frac{3}{\sqrt{3}}=\sqrt{3}$。
2. 求$AB$的长度:
根据勾股定理$AB^2=AC^2+BC^2$,
代入$AC=\sqrt{3}$,$BC=3$得:
$AB^2=(\sqrt{3})^2+3^2=3+9=12$,
$\therefore AB=\sqrt{12}=2\sqrt{3}$(边长为正,舍去负根)。
3. 求$S_{△ ABC}$:
直角三角形面积公式为$S=\frac{1}{2}×\mathrm{两直角边的乘积}$,
$\therefore S_{△ ABC}=\frac{1}{2}× AC× BC=\frac{1}{2}×\sqrt{3}×3=\frac{3\sqrt{3}}{2}$。
【答案】
$\sqrt{3}$;$2\sqrt{3}$;$\dfrac{3\sqrt{3}}{2}$
【知识点】
特殊角的三角函数值;锐角三角函数的定义;直角三角形面积计算
【点评】
本题属于基础计算题,重点考查特殊直角三角形的边角关系应用,熟练掌握30°、60°等特殊角的三角函数值,结合三角函数定义或勾股定理即可快速求解。
【难度系数】
0.8
10. 用含特殊锐角(30°、45°、60°)的正弦、余弦与正切的表达式填空:
(1) $\frac{\sqrt{2}}{4}=\frac{1}{2}\sin45°=$
.
(2) $\frac{\sqrt{3}}{3}=\_\_\_\_\_\_=$
.
(3) $\sqrt{3}+\sqrt{2}=\_\_\_\_\_\_=$
.

答案

10. (1) $\dfrac{\tan 45° · \cos 45°}{2}$. (2) $\tan 30°$;$\dfrac{1}{3}\tan 60°$. (3) $\tan 60°+2\cos 45°$;$\dfrac{1}{\tan 60°-2\sin 45°}$.(答案不唯一)

解析

【分析】
解题前首先要熟记30°、45°、60°三个特殊锐角的正弦、余弦、正切的固定值,再将目标表达式通过拆分、恒等变形,转化为特殊角三角函数的和、差、积、商的组合形式,构造完成后代入三角函数值验证是否与原式相等即可,本题答案不唯一,符合要求即可。
【解析】
首先明确特殊锐角的三角函数值:
$\sin30°=\frac{1}{2}$,$\cos30°=\frac{\sqrt{3}}{2}$,$\tan30°=\frac{\sqrt{3}}{3}$;
$\sin45°=\frac{\sqrt{2}}{2}$,$\cos45°=\frac{\sqrt{2}}{2}$,$\tan45°=1$;
$\sin60°=\frac{\sqrt{3}}{2}$,$\cos60°=\frac{1}{2}$,$\tan60°=\sqrt{3}$。
(1) 对$\frac{\sqrt{2}}{4}$变形:$\tan45°·\cos45°=1×\frac{\sqrt{2}}{2}=\frac{\sqrt{2}}{2}$,再除以2可得$\frac{\sqrt{2}}{4}$,因此可填$\frac{\tan 45° · \cos 45°}{2}$。
(2) 首先$\frac{\sqrt{3}}{3}$本身就是$\tan30°$的取值,因此第一个空填$\tan30°$;再变形:$\frac{1}{3}\tan60°=\frac{1}{3}×\sqrt{3}=\frac{\sqrt{3}}{3}$,因此第二个空可填$\frac{1}{3}\tan60°$。
(3) 拆分$\sqrt{3}+\sqrt{2}$:$\sqrt{3}=\tan60°$,$\sqrt{2}=2×\frac{\sqrt{2}}{2}=2\cos45°$,因此第一个空填$\tan 60°+2\cos 45°$;再变形:先计算分母$\tan60°-2\sin45°=\sqrt{3}-2×\frac{\sqrt{2}}{2}=\sqrt{3}-\sqrt{2}$,对$\frac{1}{\sqrt{3}-\sqrt{2}}$分母有理化可得$\sqrt{3}+\sqrt{2}$,因此第二个空可填$\frac{1}{\tan 60°-2\sin 45°}$。
【答案】
(1) $\dfrac{\tan 45° · \cos 45°}{2}$;(2) $\tan 30°$;$\dfrac{1}{3}\tan 60°$;(3) $\tan 60°+2\cos 45°$;$\dfrac{1}{\tan 60°-2\sin 45°}$(答案不唯一)
【知识点】
特殊角的三角函数值;代数式恒等变形;二次根式化简
【点评】
本题侧重考查对特殊锐角三角函数值的熟练掌握能力,需要结合代数式变形的方法灵活构造符合要求的表达式,答案不唯一,只要数值匹配即可,熟记特殊角的三角函数值是快速解题的核心。
【难度系数】
0.65
三、解答题
11. 计算:
(1) $|1 - \tan 60°| + 2\sin^2 45°$.
(2) $\frac{\cos 60°}{\sin 60° - \sin 45°}$.
(3) $\frac{\tan 45° - \tan 60°}{\cos 30° - \sin 30°} $$ \sqrt{(\tan 30° - \cos 60°)^2}$.

答案

11. (1) $\sqrt{3}$. (2) $\sqrt{3}+\sqrt{2}$. (3) $-\dfrac{3}{2}-\dfrac{\sqrt{3}}{3}$.

解析

【分析】
本题是特殊锐角三角函数值的混合运算题,解题思路如下:1. 先准确记忆30°、45°、60°的正弦、余弦、正切值,代入原式;2. 按照运算优先级,先处理绝对值、乘方、二次根式(注意$\sqrt{a^2}=|a|$,需判断根号内式子的正负去绝对值);3. 遇到分母含根式的要进行分母有理化,最后按照实数运算法则计算结果即可。
【解析】
(1) 代入特殊角三角函数值:$\tan60°=\sqrt{3}$,$\sin45°=\frac{\sqrt{2}}{2}$
$\begin{aligned}原式&=|1-\sqrt{3}| + 2×(\frac{\sqrt{2}}{2})^2\\&=\sqrt{3}-1 + 2×\frac{1}{2}\\&=\sqrt{3}-1 +1\\&=\sqrt{3}\end{aligned}$
(2) 代入特殊角三角函数值:$\cos60°=\frac{1}{2}$,$\sin60°=\frac{\sqrt{3}}{2}$,$\sin45°=\frac{\sqrt{2}}{2}$
$\begin{aligned}原式&=\frac{\frac{1}{2}}{\frac{\sqrt{3}}{2}-\frac{\sqrt{2}}{2}}\\&=\frac{1}{\sqrt{3}-\sqrt{2}}\end{aligned}$
分母有理化,分子分母同乘$\sqrt{3}+\sqrt{2}$:
$\begin{aligned}原式&=\frac{\sqrt{3}+\sqrt{2}}{(\sqrt{3})^2-(\sqrt{2})^2}\\&=\frac{\sqrt{3}+\sqrt{2}}{3-2}\\&=\sqrt{3}+\sqrt{2}\end{aligned}$
(3) 代入特殊角三角函数值:$\tan45°=1$,$\tan60°=\sqrt{3}$,$\cos30°=\frac{\sqrt{3}}{2}$,$\sin30°=\frac{1}{2}$,$\tan30°=\frac{\sqrt{3}}{3}$,$\cos60°=\frac{1}{2}$
先计算第一个分式:
$\frac{\tan45°-\tan60°}{\cos30°-\sin30°}=\frac{1-\sqrt{3}}{\frac{\sqrt{3}}{2}-\frac{1}{2}}=\frac{2(1-\sqrt{3})}{\sqrt{3}-1}=-2$
再化简二次根式:
$\sqrt{(\tan30°-\cos60°)^2}=|\tan30°-\cos60°|$,$\because \frac{\sqrt{3}}{3}\approx0.577>\frac{1}{2}$,$\therefore \sqrt{(\tan30°-\cos60°)^2}=\frac{\sqrt{3}}{3}-\frac{1}{2}$
$\begin{aligned}原式&=-2 - (\frac{\sqrt{3}}{3}-\frac{1}{2})\\&=-2 -\frac{\sqrt{3}}{3}+\frac{1}{2}\\&=-\frac{3}{2}-\frac{\sqrt{3}}{3}\end{aligned}$
【答案】
(1) $\sqrt{3}$;(2) $\sqrt{3}+\sqrt{2}$;(3) $-\dfrac{3}{2}-\dfrac{\sqrt{3}}{3}$
【知识点】
特殊角的三角函数值;二次根式的性质;实数的混合运算
【点评】
本题核心是对特殊锐角三角函数值的熟练掌握,运算中要注意二次根式化简、绝对值去号的符号判断,遵守分母有理化的规则,仔细运算即可得到正确结果。
【难度系数】
0.7
12. 如图,在$△ ABC$中,$AB=AC=4$,$∠ A=30°$,$BD$是边$AC$上的高.
(1)求证:$∠ DBC=15°$.
(2)求$\tan ∠ DBC$的值.
(3)如果题中“$AB=AC=4$”的条件变成“$AB=AC=a$”,其他条件不变,(1)(2)中的结论是否仍然成立?为什么?

答案

12. (1) 略.
(2) $2-\sqrt{3}$. 提示:在$\mathrm{Rt}△ABD$中,$BD=AB·\sin30°=2$,$AD=AB·\cos30°=2\sqrt{3}$. 在$\mathrm{Rt}△BDC$中,$\tan15°=\tan∠DBC=\dfrac{CD}{BD}=\dfrac{4-2\sqrt{3}}{2}=2-\sqrt{3}$.
(3) 仍然成立. 因为$∠DBC=\dfrac{180°-30°}{2}-(90°-30°)=15°$不变,而角的正切值只与这个角的大小有关,与题中$△ABC$的边长无关.

解析

【分析】
(1)要证明∠DBC=15°,首先利用等腰三角形“等边对等角”及三角形内角和,先求出底角∠C的度数,再结合BD是高可得△BDC为直角三角形,利用直角三角形两锐角互余即可求出∠DBC的度数。
(2)求tan∠DBC的值,先在Rt△ABD中,利用30°角的三角函数值求出BD、AD的长度,再计算出CD的长度,最后在Rt△BDC中根据正切的定义(对边比邻边)代入计算即可。
(3)判断结论是否成立时,首先看∠DBC的推导过程,其度数仅和顶角∠A有关,和边长无关;而锐角的正切值只由角的大小决定,因此即使边长改变,两个结论都不变。
【解析】
(1)证明:
∵$AB=AC$,$∠ A=30°$,
∴$∠ ABC=∠ C=\frac{180°-∠ A}{2}=\frac{180°-30°}{2}=75°$。
∵$BD$是$AC$边上的高,
∴$BD⊥ AC$,即$∠ BDC=90°$,
∴$∠ DBC + ∠ C = 90°$,
∴$∠ DBC=90°-∠ C=90°-75°=15°$,得证。
(2)解:
在$\mathrm{Rt}△ ABD$中,$∠ A=30°$,$AB=4$,
∴$BD=AB·\sin30°=4×\frac{1}{2}=2$,
$AD=AB·\cos30°=4×\frac{\sqrt{3}}{2}=2\sqrt{3}$。
∵$AC=4$,
∴$CD=AC-AD=4-2\sqrt{3}$。
在$\mathrm{Rt}△ BDC$中,
$\tan∠ DBC=\frac{CD}{BD}=\frac{4-2\sqrt{3}}{2}=2-\sqrt{3}$。
(3)解:(1)(2)中的结论仍然成立,理由如下:
∵$AB=AC=a$,$∠ A=30°$,
∴$∠ C=\frac{180°-30°}{2}=75°$,
同(1)的推导可得$∠ DBC=90°-75°=15°$,角度大小与$a$的取值无关;
又因为锐角的正切值只与角的大小有关,与三角形的边长无关,因此$\tan∠ DBC$的值始终为$2-\sqrt{3}$,故两个结论都成立。
【答案】
(1) 证明成立;
(2) $2-\sqrt{3}$;
(3) 仍然成立,理由见解析。
【知识点】
等腰三角形的性质,解直角三角形,锐角三角函数的性质
【点评】
本题综合考查了等腰三角形性质、直角三角形性质及锐角三角函数的应用,解题的关键是先利用等腰三角形性质求出底角的度数,再结合三角函数的定义计算,同时要理解锐角三角函数值仅与角度大小有关,与边的长度无关。
【难度系数】
0.7