2020-2021中考数学知识点过关培优 易错 难题训练∶直角三角形的边角关系及详细答案

2020-2021中考数学知识点过关培优易错难题训练∶直角三角形的边角关系及
详细答案
一、直角三角形的边角关系
1．如图，山坡上有一棵树AB，树底部B点到山脚C点的距离BC为63米，山坡的坡角为30°．小宁在山脚的平地F处测量这棵树的高，点C到测角仪EF的水平距离CF=1米，从E处测得树顶部A的仰角为45°，树底部B的仰角为20°，求树AB的高度．（参考数
值：sin20°≈0.34，cos20°≈0.94，tan20°≈0.36）
【答案】6.4米
【解析】
解：∵底部B点到山脚C点的距离BC为6 3 米，山坡的坡角为30°．
∴DC=BC•cos30°=3
==米，
639
2
∵CF=1米，
∴DC=9+1=10米，
∴GE=10米，
∵∠AEG=45°，
∴AG=EG=10米，
在直角三角形BGF中，
BG=GF•tan20°=10×0.36=3.6米，
∴AB=AG-BG=10-3.6=6.4米，
答：树高约为6.4米
首先在直角三角形BDC中求得DC的长，然后求得DF的长，进而求得GF的长，然后在直角三角形BGF中即可求得BG的长，从而求得树高
2．（6分）某海域有A，B两个港口，B港口在A港口北偏西30°方向上，距A港口60海里，有一艘船从A港口出发，沿东北方向行驶一段距离后，到达位于B港口南偏东75°方向的C处，求该船与B港口之间的距离即CB的长（结果保留根号）．
【答案】．
【解析】
试题分析：作AD⊥BC于D，于是有∠ABD=45°，得到AD=BD=，求出∠C=60°，根据正切的定义求出CD的长，得到答案．
试题解析：作AD⊥BC于D，∵∠EAB=30°，AE∥BF，∴∠FBA=30°，又∠FBC=75°，
∴∠ABD=45°，又AB=60，∴AD=BD=，∵∠BAC=∠BAE+∠CAE=75°，∠ABC=45°，
∴∠C=60°，在Rt△ACD中，∠C=60°，AD=，则tanC=，∴CD==，
∴BC=．故该船与B港口之间的距离CB的长为海里．
考点：解直角三角形的应用-方向角问题．
3．已知：如图，在Rt△ABC中，∠ACB=90°，点M是斜边AB的中点，MD∥BC，且MD=CM，DE⊥AB于点E，连结AD、CD．
（1）求证：△MED∽△BCA；
（2）求证：△AMD≌△CMD；
（3）设△MDE的面积为S1，四边形BCMD的面积为S2，当S2=17
5
S1时，求cos∠ABC的
值．
【答案】（1）证明见解析；（2）证明见解析；（3）cos ∠ABC=57
. 【解析】 【分析】
（1）易证∠DME=∠CBA ，∠ACB=∠MED=90°，从而可证明△MED ∽△BCA ； （2）由∠ACB=90°，点M 是斜边AB 的中点，可知MB=MC=AM ，从而可证明∠AMD=∠CMD ，从而可利用全等三角形的判定证明△AMD ≌△CMD ； （3）易证MD=2AB ，由（1）可知：△MED ∽△BCA ，所以
2
114
ACB S MD S AB ⎛⎫== ⎪⎝⎭V ，所以S △MCB =12S △ACB =2S 1，从而可求出S △EBD =S 2﹣S △MCB ﹣S 1=25
S 1，由于1EBD S ME S EB =V ，从而可知
52ME EB =，设ME=5x ，EB=2x ，从而可求出AB=14x ，BC=7
2，最后根据锐角三角函数的定义即可求出答案． 【详解】
（1）∵MD ∥BC ， ∴∠DME=∠CBA ， ∵∠ACB=∠MED=90°， ∴△MED ∽△BCA ；
（2）∵∠ACB=90°，点M 是斜边AB 的中点， ∴MB=MC=AM ， ∴∠MCB=∠MBC ， ∵∠DMB=∠MBC ，
∴∠MCB=∠DMB=∠MBC ， ∵∠AMD=180°﹣∠DMB ，
∠CMD=180°﹣∠MCB ﹣∠MBC+∠DMB=180°﹣∠MBC ， ∴∠AMD=∠CMD ， 在△AMD 与△CMD 中，
MD MD AMD CMD AM CM =⎧⎪
∠=∠⎨⎪=⎩
， ∴△AMD ≌△CMD （SAS ）； （3）∵MD=CM ，
∴AM=MC=MD=MB ， ∴MD=2AB ，
由（1）可知：△MED ∽△BCA ， ∴
2
114
ACB S MD S AB ⎛⎫== ⎪⎝⎭V ， ∴S △ACB =4S 1， ∵CM 是△ACB 的中线， ∴S △MCB =
1
2
S △ACB =2S 1， ∴S △EBD =S 2﹣S △MCB ﹣S 1=2
5
S 1， ∵
1EBD
S ME
S EB
=
V ， ∴1125
S ME
EB S =
，
∴
5
2
ME EB =， 设ME=5x ，EB=2x ， ∴MB=7x ， ∴AB=2MB=14x ，
∵
1
2MD ME AB BC ==， ∴BC=10x ，
∴cos ∠ABC=105
147
BC x AB x ==. 【点睛】
本题考查相似三角形的综合问题，涉及直角三角形斜边中线的性质，全等三角形的性质与判定，相似三角形的判定与性质，三角形面积的面积比，锐角三角函数的定义等知识，综合程度较高，熟练掌握和灵活运用相关的性质及定理进行解题是关键.
4．如图，湿地景区岸边有三个观景台、
、
.已知
米，米，
点
位于点的南偏西
方向，
点位于
点的南偏东
方向.
(1)求
的面积；
(2)景区规划在线段的中点处修建一个湖心亭，并修建观景栈道
.试求
、
间的
距离.(结果精确到米)
(参考数据：
，
，
，
，
，
，
)
【答案】（1）560000（2）565.6
【解析】
试题分析：（1）过点作交的延长线于点，，然后根据直角三角形的内角和求出∠CAE，再根据正弦的性质求出CE的长，从而得到△ABC的面积；
（2）连接，过点作，垂足为点，则.然后根据中点的性质和余弦值求出BE、AE的长，再根据勾股定理求解即可.
试题解析：(1)过点作交的延长线于点，
在中，，
所以米.
所以(平方米).
(2)连接，过点作，垂足为点，则.
因为是中点，
所以米，且为中点，
米，
所以米.
所以米，由勾股定理得，
米.
答：、间的距离为米.
考点：解直角三角形
5．如图，某公园内有一座古塔AB，在塔的北面有一栋建筑物，某日上午9时太阳光线与水平面的夹角为32°，此时塔在建筑物的墙上留下了高3米的影子CD．中午12时太阳光线与地面的夹角为45°，此时塔尖A在地面上的影子E与墙角C的距离为15米（B、E、C在一条直线上），求塔AB的高度．（结果精确到0.01米）
参考数据：sin32°≈0.5299，cos32°≈0.8480，tan32°≈0.62492 1.4142
．
【答案】塔高AB 约为32.99米. 【解析】 【分析】
过点D 作DH ⊥AB ，垂足为点H ，设AB ＝x ，则 AH ＝x ﹣3，解直角三角形即可得到结论． 【详解】
解：过点D 作DH ⊥AB ，垂足为点H ．
由题意，得 HB = CD = 3，EC = 15，HD = BC ，∠ABC =∠AHD = 90°， ∠ADH = 32°．
设AB = x ，则 AH = x – 3．
在Rt △ABE 中，由 ∠AEB = 45°，得 tan tan451AB
AEB EB
∠=︒==． ∴ EB = AB = x ．∴ HD = BC = BE + EC = x + 15． 在Rt △AHD 中，由 ∠AHD = 90°，得 tan AH
ADH HD
∠=． 即得 3
tan3215
x x -︒=+． 解得 15tan323
32.991tan32x ⋅︒+=
≈-︒
．
∴ 塔高AB 约为32.99米． 【点睛】
本题考查的是解直角三角形的应用，根据题意作出辅助线，构造出直角三角形是解答此题的关键．
6．在平面直角坐标系中，四边形OABC 是矩形，点()0,0O ，点()3,0A ，点()0,4C
，
连接OB ，以点A 为中心，顺时针旋转矩形AOCB ，旋转角为()0360αα︒<<︒，得到矩形ADEF ，点,,O C B 的对应点分别为,,D E F .
(Ⅰ)如图，当点D 落在对角线OB 上时，求点D 的坐标； (Ⅱ)在(Ⅰ)的情况下，AB 与DE 交于点H . ①求证BDE DBA ∆≅∆； ②求点H 的坐标.
(Ⅲ)α为何值时，FB FA =.(直接写出结果即可).
【答案】(Ⅰ)点D 的坐标为5472
(,)2525；(Ⅱ)①证明见解析；②点H 的坐标为(3，258
)；(Ⅲ)60α=︒或300︒. 【解析】 【分析】
(Ⅰ) 过A D 、分别作,AM OB DN OA ⊥⊥，根据点A 、点C 的坐标可得出OA 、OC 的长，根据矩形的性质可得AB 、OB 的长，在Rt △OAM 中，利用∠BOA 的余弦求出OM 的长，由旋转的性质可得OA=AD ，利用等腰三角形的性质可得OD=2OM ，在Rt △ODN 中，利用∠BOA 的正弦和余弦可求出DN 和ON 的长，即可得答案；(Ⅱ)①由等腰三角形性质可得∠DOA=∠ODA ，根据锐角互余的关系可得ABD BDE ∠∠=，利用SAS 即可证明△DBA ≌△BDE ；②根据△DBA ≌△BDE 可得∠BEH=∠DAH ，BE=AD ，即可证明
△BHE ≌△DHA ，可得DH=BH ，设AH=x ，在Rt △ADH 中，利用勾股定理求出x 的值即可得答案；（Ⅲ）如图，过F 作FO ⊥AB ，由性质性质可得∠BAF=α，分别讨论0<α≤180°时和180°<α<360°时两种情况，根据FB=FA 可得OA=OB ，利用勾股定理求出FO 的长，由余弦的定义即可求出∠BAF 的度数. 【详解】
(Ⅰ)∵点()30A ，
，点()04C ，， ∴3,4OA OC ==. ∵四边形OABC 是矩形， ∴AB=OC=4，
∵矩形DAFE 是由矩形AOBC 旋转得到的 ∴3AD AO ==.
在Rt OAB ∆中，225OB OA AB +=， 过A D 、分别作B,DN OA AM O ⊥⊥
在Rt ΔOAM 中，OM OA 3
cos BOA OA OB 5
∠===， ∴9OM 5
=
∵AD=OA ，AM ⊥OB ， ∴18OD 2OM 5
==
. 在Rt ΔODN 中：DN 4sin BOA OD 5∠==，cos ∠BOA=ON OD =3
5
， ∴72DN 25=
，54ON 25
=
. ∴点D 的坐标为5472,2525⎛⎫
⎪⎝
⎭.
(Ⅱ)①∵矩形DAFE 是由矩形AOBC 旋转得到的， ∴OA AD 3,ADE 90,DE AB 4∠===︒==. ∴OD AD =.
∴
DOA ODA ∠∠=.
又∵DOA OBA 90∠∠+=︒，BDH ADO 90∠∠+=︒ ∴ABD BDE ∠∠=.
又∵BD BD =， ∴ΔBDE ΔDBA ≅.
②由ΔBDE ΔDBA ≅，得BEH DAH ∠∠=，BE AD 3==， 又∵
BHE DHA ∠∠=，
∴ΔBHE ΔDHA ≅. ∴DH=BH ，
设AH x =，则DH BH 4x ==-， 在Rt ΔADH 中，222AH AD DH =+， 即()2
22x 34x =+-，得25x 8
=， ∴25AH 8
=
.
∴点H 的坐标为253,
8⎛⎫ ⎪⎝⎭
. (Ⅲ)如图，过F 作FO ⊥AB ， 当0<α≤180°时，
∵点B 与点F 是对应点，A 为旋转中心， ∴∠BAF 为旋转角，即∠BAF=α，AB=AF=4， ∵FA=FB ，FO ⊥AB ， ∴OA=
1
2
AB=2， ∴cos ∠BAF=
OA AF =1
2
， ∴∠BAF=60°，即α=60°， 当180°<α<360°时，
同理解得：∠BAF′=60°， ∴旋转角α=360°-60°=300°.
综上所述：α60=︒或300︒. 【点睛】
本题考查矩形的性质、旋转变换、全等三角形的判定与性质、锐角三角函数的定义等知识，正确找出对应边与旋转角并熟记特殊角的三角函数值是解题关键.
7．在正方形ABCD 中，AC 是一条对角线，点E 是边BC 上的一点（不与点C 重合），连接AE ，将△ABE 沿BC 方向平移，使点B 与点C 重合，得到△DCF ，过点E 作EG ⊥AC 于点G ，连接DG ，FG ．
（1）如图，①依题意补全图；②判断线段FG 与DG 之间的数量关系与位置关系，并证明；
（2）已知正方形的边长为6，当∠AGD＝60°时，求BE的长．
【答案】（1）①见解析，②FG＝DG，FG⊥DG，见解析；（2
）BE=
【解析】
【分析】
（1）①补全图形即可，
②连接BG，由SAS证明△BEG≌△GCF得出BG＝GF，由正方形的对称性质得出BG＝DG，得出FG＝DG，在证出∠DGF＝90°，得出FG⊥DG即可，（2）过点D作DH⊥AC，交AC于
点H．由等腰直角三角形的性质得出DH＝AH＝
FG＝DG＝
2GH＝
，得出DF
DG＝
Rt△DCF中，由勾股定理得出CF＝
得出结果．
【详解】
解：（1）①补全图形如图1所示，
②FG＝DG，FG⊥DG，理由如下，
连接BG，如图2所示，
∵四边形ABCD是正方形，
∴∠ACB＝45°，
∵EG⊥AC，
∴∠EGC＝90°，
∴△CEG是等腰直角三角形，EG＝GC，∴∠GEC＝∠GCE＝45°，
∴∠BEG＝∠GCF＝135°，
由平移的性质得：BE＝CF，
在△BEG和△GCF中，
BE CF
BEG GCF EG CG
=
⎧
⎪
∠=∠
⎨
⎪=
⎩
，
∴△BEG≌△GCF（SAS），
∴BG＝GF，
∵G在正方形ABCD对角线上，
∴BG＝DG，
∴FG＝DG，
∵∠CGF＝∠BGE，∠BGE+∠AGB＝90°，∴∠CGF+∠AGB＝90°，
∴∠AGD+∠CGF＝90°，
∴∠DGF＝90°，
∴FG⊥DG.
（2）过点D 作DH ⊥AC ，交AC 于点H ．如图3所示,
在Rt △ADG 中，
∵∠DAC ＝45°，
∴DH ＝AH ＝32，
在Rt △DHG 中，∵∠AGD ＝60°，
∴GH ＝3＝32
3＝6，
∴DG ＝2GH ＝26，
∴DF ＝2DG ＝43，
在Rt △DCF 中，CF ＝
()22436-＝23，
∴BE ＝CF ＝23．
【点睛】
本题是四边形综合题目，考查了正方形的性质、全等三角形的判定与性质、等腰直角三角形的性质、勾股定理、解直角三角形的应用等知识；本题综合性强，证明三角形全等是解题的关键．
8．如图，在Rt △ABC 中，∠C ＝90°，∠A ＝30°，AB ＝4，动点P 从点A 出发，沿AB 以每秒2个单位长度的速度向终点B 运动．过点P 作PD ⊥AC 于点D (点P 不与点A ，B 重合)，作∠DPQ ＝60°，边PQ 交射线DC 于点Q ．设点P 的运动时间为t 秒．
（1）用含t的代数式表示线段DC的长：_________________；
（2）当t =__________时，点Q与点C重合时；
（3）当线段PQ的垂直平分线经过△ABC一边中点时，求出t的值．【答案】（1）；（2）1；（3）t的值为或或.
【解析】
【分析】
（1）先求出AC，用三角函数求出AD，即可得出结论；
（2）利用AQ=AC，即可得出结论；
（3）分三种情况，利用锐角三角函数，即可得出结论．
【详解】
（1）∵AP= , AB=4,∠A＝30°
∴AC= , AD=
∴CD=；
（2）AQ=2AD=
当AQ=AC时，Q与C重合
即=
∴t=1；
（3）①如图，当PQ的垂直平分线过AB的中点F时，
∴∠PGF＝90°，PG＝PQ＝AP＝t，AF＝AB＝2.
∵∠A＝∠AQP＝30°，∴∠FPG＝60°，∴∠PFG＝30°，∴PF＝2PG＝2t，∴AP＋PF＝2t＋2t＝2，∴t＝
②如图，当PQ的垂直平分线过AC的中点N时，
∴∠QMN ＝90°，AN＝AC＝，QM＝PQ＝AP＝t.
在Rt△NMQ中，
∵AN＋NQ＝AQ，∴
③如图，当PQ的垂直平分线过BC的中点F时，
∴BF＝BC＝1，PE＝PQ＝t，∠H＝30°.
∵∠ABC＝60°，∴∠BFH＝30°＝∠H，∴BH＝BF＝1.
在Rt△PEH中，PH＝2PE＝2t.
∵AH＝AP＋PH＝AB＋BH，∴2t＋2t＝5，∴t＝.
即当线段PQ的垂直平分线经过△ABC一边中点时，t的值为或或.
【点睛】
此题是三角形综合题，主要考查了等腰三角形的判定和性质，锐角三角函数，垂直平分线的性质，正确作出图形是解本题的关键．
9．如图，建筑物上有一旗杆，从与相距的处观测旗杆顶部的仰角为，观测旗杆底部的仰角为，求旗杆的高度.（参考数据：
,，）
【答案】旗杆的高度约为.
【解析】
【分析】
在Rt△BDC中，根据tan∠BDC=求出BC，接着在Rt△ADC中，根据
tan∠ADC==即可求出AB的长度
【详解】
解：∵在Rt△BDC中，tan∠BDC==1，∴BC=CD= 40m
在Rt△ADC中，tan∠ADC==
∴tan50°= =1.19
∴AB7.6m
答：旗杆AB的高度约为7.6m.
【点睛】
此题主要考查了三角函数的应用
10．现有一个“Z“型的工件（工件厚度忽略不计），如图所示，其中AB为20cm，BC为60cm，∠ABC＝90，∠BCD＝60°，求该工件如图摆放时的高度（即A到CD的距离）．（结果精确到0.1m，参考数据：≈1.73）
【答案】工件如图摆放时的高度约为61.9cm．
【解析】
【分析】
过点A作AP⊥CD于点P，交BC于点Q，由∠CQP＝∠AQB、∠CPQ＝∠B＝90°知∠A＝∠C ＝60°，在△ABQ中求得分别求得AQ、BQ的长，结合BC知CQ的长，在△CPQ中可得PQ，根据AP＝AQ+PQ得出答案．
【详解】
解：如图，过点A作AP⊥CD于点P，交BC于点Q，
∵∠CQP＝∠AQB，∠CPQ＝∠B＝90°，
∴∠A＝∠C＝60°，
在△ABQ中，∵AQ＝（cm），
BQ＝AB tan A＝20tan60°＝20（cm），
∴CQ＝BC﹣BQ＝60﹣20（cm），
在△CPQ中，∵PQ＝CQ sin C＝（60﹣20）sin60°＝30（﹣1）cm，
∴AP＝AQ+PQ＝40+30（﹣1）≈61.9（cm），
答：工件如图摆放时的高度约为61.9cm．
【点睛】
本题主要考查解直角三角形的应用，熟练掌握三角函数的定义求得相关线段的长度是解题的关键． 11．如图所示，小华在湖边看到湖中有一棵树AB ，AB 与水面AC 垂直．此时，小华的眼睛所在位置D 到湖面的距离DC 为4米．她测得树梢B 点的仰角为30°，测得树梢B 点在水中的倒影B′点的俯角45°．求树高AB （结果保留根号）
【答案】AB=（8+43）m ．
【解析】
【分析】
设BE=x ，则BA=x+4，B′E=x+8，根据∠ADB′=45°，可知DE=B′E=x+8，再由tan30°=
BE DE 即可得出x 的值，进而得到答案，
【详解】
如图：过点D 作DE ⊥AB 于点E ，
设BE=x ，则BA=x+4，B′E=x+8，
∵∠ADB′=45°，
∴DE=B′E=x+8，
∵∠BDE=30°，
∴tan30°=38BE x DE x ==+ ，解得x=4+43 ， ∴AB=BE+4=（8+43 ）m ．
【点睛】
本题考查了解直角三角形的应用﹣仰角俯角问题，熟练掌握锐角三角函数的定义是解答此
题的关键
12．如图，由一段斜坡AB 的高AD 长为0.6米，ABD 30∠=o ，为了达到无障碍通道的坡道标准，现准备把斜坡改长，使ACD 5.71∠=o ．
()1求斜坡AB 的长；
()2求斜坡新起点C 与原起点B 的距离.(精确到0.01米)(参考数据：
3 1.732≈，
tan5.710.100)≈o
【答案】()1?
AB 1.2=米；()2斜坡新起点C 与原起点B 的距离为4.96米． 【解析】
【分析】
()1在Rt ABD V 中，根据AB AD sin30=÷o 计算即可；
()2分别求出CD 、BD 即可解决问题；
【详解】
()1在Rt ABD V 中，1AB AD sin300.6 1.2(2
=÷=÷=o 米)， ()2在Rt ABD V 中，3BD AD tan300.6 1.039(3=÷=÷
≈o 米)， 在Rt ACD V 中，CD AD tan5.716(=÷≈o 米)，
BC CD BD 6 1.039 4.96(∴=-=-=米)．
答：求斜坡AB 的长为1.2米，斜坡新起点C 与原起点B 的距离为4.96米．
【点睛】
本题考查解直角三角形的应用，锐角三角函数等知识，解题的关键是熟练掌握基本知识，属于中考常考题型．。