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专题 13 解三角形与三角形全等
考点 1 解三角形与三角形全等
一、单选题
1.(2020·广西贺州·统考中考真题)如图,将两个完全相同的Rt ACB和Rt A'C′B′拼在一起,其中点A′
与点B重合,点C'在边AB上,连接B′C,若∠ABC=∠A′B′C′=3△0°,AC=A′C△′=2,则B′C的长为
( )
A.2 B.4 C.2 D.4
【答案】A
【分析】先根据直角三角形的性质可得 ,再根据勾股定理和角的和差可得
,最后在 中,利用勾股定理即可得.
【详解】解:∵ ,
∴ ,
∴ , ,
则在 中, ,
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故选:A.
【点睛】本题考查了含30度角的直角三角形的性质、勾股定理等知识点,熟练掌握含30度角的直角三角
形的性质是解题关键.
2.(2020·广西贵港·中考真题)如图,点 , 在菱形 的对角线 上, ,
, 与 的延长线交于点 .则对于以下结论:① ;②
;③ ;④ .其中正确结论的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【分析】先由菱形的性质得AD=AB=BC=CD,∠BAD=∠BCD=60°,∠DAE=∠BAE,∠DCE=
∠BCE=30°,再由三角形的外角性质得∠BFE=80°,则∠EBF=50°,然后证△CDE≌△CBE(SAS),
得∠DEC=∠BEC=50°,进而得出①正确;由SAS证△ADE≌△ABE,得②正确;证出△BEM≌△EBC
(AAS),得BM=EC,EM=BC,③正确;连接BD交AC于O,由菱形的性质得AC⊥BD,再由直角三
角形的性质得OD= CD= BC,OC= OD,则OC= BC,进而得出④正确即可.
【详解】解:∵四边形ABD是菱形,∠ADC=120°,
∴AD=AB=BC=CD,∠BAD=∠BCD=60°,∠DAE=∠BAE,∠DCE=∠BCE= ∠BCD=30°,
∵∠BFE=∠BCE+∠CBF=30°+50°=80°,
∴∠EBF=180°−∠BEC−∠BFE=180°−50°−880°=50°,
在△CDE和△CBE中 ,
∴△CDE≌△CBE(SAS),
∴∠DEC=∠BEC=50°,
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∴∠BEM=∠DEC+∠BEC=100°,
∴∠BME=180°−∠BEM−∠EBF=180°−100°−50°=30°,故①正确;
在△ADE和△ABE中 ,
∴△ADE≌△ABE(SAS),故②正确;
∵∠EBC=∠EBF+∠CBF=100°,
∴∠BEM=∠EBC,
在△BEM和△EBC中 ,
∴△BEM≌△EBC(AAS),
∴BM=EC,EM=BC,故③正确;
连接BD交AC于O,如图所示:
∵四边形ABCD是菱形,
∴OA=OC,AC⊥BD,
∵∠DCO=30°,
∴OD= CD= BC,OC= OD,
∴OC= BC,
∴AC=2OC= BC,
∵BM=EC,EM=BC,
∴AE+BM=AE+EC=AC= BC= EM,故④正确,
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正确结论的个数是4个,
故选:D.
【点睛】本题考查了菱形的性质、全等三角形的判定与性质、直角三角形的性质等知识;熟练掌握菱形的
性质,证明三角形全等是解题的关键.
3.(2020·广西贵港·中考真题)如图,动点 在边长为2的正方形 内,且 , 是 边
上的一个动点, 是 边的中点,则线段 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】作点E关于DC的对称点E ,设AB的中点为点O,连接OE ,交DC于点P,连接PE,由轴对
称的性质及90°的圆周角所对的弦是直径,可知线段PE+PM的最小值为OE 的值减去以AB为直径的圆的
半径OM,根据正方形的性质及勾股定理计算即可.
【详解】解答:解:作点E关于DC的对称点E ,设AB的中点为点O,连接OE ,交DC于点P,连接
PE,如图:
∵动点M在边长为2的正方形ABCD内,且AM⊥BM,
∴点M在以AB为直径的圆上,OM= AB=1,
∵正方形ABCD的边长为2,
∴AD=AB=2,∠DAB=90°,
∵E是AD的中点,
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∴DE= AD= ×2=1,
∵点E与点E 关于DC对称,
∴DE =DE=1,PE=PE ,
∴AE =AD+DE =2+1=3,
在Rt AOE 中,OE = = = ,
△
∴线段PE+PM的最小值为:
PE+PM
=PE +PM
=ME
=OE −OM
= −1.
故选:A.
【点睛】本题考查了轴对称−最短路线问题、圆周角定理的推论、正方形的性质及勾股定理等知识点,数
形结合并熟练掌握相关性质及定理是解题的关键.
4.(2023年安徽中考数学真题)如图,点 在正方形 的对角线 上, 于点 ,连接
并延长,交边 于点 ,交边 的延长线于点 .若 , ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据平行线分线段成比例得出 ,根据 ,得出 ,则
,进而可得 ,根据 ,得出 ,根据相似三角形的性质得出
,进而在 中,勾股定理即可求解.
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【详解】解:∵四边形 是正方形, , ,
∴ , , ,
∵ ,
∴
∴ , ,
∴ ,
则 ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴
∴ ,
在 中, ,
故选:B.
【点睛】本题考查了正方形的性质,平行线分线段成比例,相似三角形的性质与判定,勾股定理,熟练掌
握以上知识是解题的关键.
5.(2023年安徽中考数学真题)如图, 是线段 上一点, 和 是位于直线 同侧的两个
等边三角形,点 分别是 的中点.若 ,则下列结论错误的是( )
A. 的最小值为 B. 的最小值为
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C. 周长的最小值为6 D.四边形 面积的最小值为
【答案】A
【分析】延长 ,则 是等边三角形,观察选项都是求最小时,进而得出当 点与 重合时,
则 三点共线,各项都取得最小值,得出B,C,D选项正确,即可求解.
【详解】解:如图所示,
延长 ,
依题意
∴ 是等边三角形,
∵ 是 的中点,
∴ ,
∵ ,
∴
∴ ,
∴
∴ ,
∴四边形 是平行四边形,
则 为 的中点
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如图所示,
设 的中点分别为 ,
则
∴当 点在 上运动时, 在 上运动,
当 点与 重合时,即 ,
则 三点共线, 取得最小值,此时 ,
则 ,
∴ 到 的距离相等,
则 ,
此时
此时 和 的边长都为2,则 最小,
∴ ,
∴
∴ ,
或者如图所示,作点 关于 对称点 ,则 ,则当 三点共线时,
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此时
故A选项错误,
根据题意可得 三点共线时, 最小,此时 ,则 ,故B选项正确;
周长等于 ,
即当 最小时, 周长最小,
如图所示,作平行四边形 ,连接 ,
∵ ,则
如图,延长 , ,交于点 ,
则 ,
∴ 是等边三角形,
∴ ,
在 与 中,
∴
∴
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∴
∴
∴ ,则 ,
∴ 是直角三角形,
在 中,
∴当 时, 最短,
∵
∴ 周长的最小值为 ,故C选项正确;
∵
∴四边形 面积等于
∴当 的面积为0时,取得最小值,此时, 重合, 重合
∴四边形 面积的最小值为 ,故D选项正确,
故选:A.
【点睛】本题考查了解直角三角形,等边三角形的性质,勾股定理,熟练掌握等边三角形的性质,得出当
点与 重合时得出最小值是解题的关键.
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二、填空题
6.(2019·江苏南通·统考中考真题)如图,△ABC中,AB=BC,∠ABC=90°,F为AB延长线上一点,点
E在BC上,且AE=CF,若∠BAE=25°,则∠ACF= 度.
【答案】70
【分析】先利用HL证明△ABE≌△CBF,可证∠BCF=∠BAE=25°,即可求出∠ACF=45°+25°=70°.
【详解】∵∠ABC=90°,AB=AC,
∴∠CBF=180°-∠ABC=90°,∠ACB=45°,
在Rt ABE和Rt CBF中,
△ △
,
∴Rt ABE≌Rt CBF(HL),
∴∠△BCF=∠BA△E=25°,
∴∠ACF=∠ACB+∠BCF=45°+25°=70°,
故答案为70.
【点睛】本题考查了等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定与性质,熟练掌握全等三角形的判定与性
质是解题的关键.
7.(2021·四川甘孜·统考中考真题)如图,腰长为2 2的等腰 ABC中,顶角∠A=45°,D为腰AB上
的一个动点,将 ACD沿CD折叠,点A落在点E处,当CE与 ABC的某一条腰垂直时,BD的长为
.
【答案】 或2
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【分析】分两种情况:当CE⊥AB时,设垂足为M,在Rt AMC中,∠A=45°,由折叠得:∠ACD=
∠DCE=22.5°,证明△BCM≌△DCM,得到BM=DM,证△明△MDE是等腰直角三角形,即可得解;当
CE⊥AC时,根据折叠的性质,等腰直角三角形的判定与性质计算即可;
【详解】当CE⊥AB 时,如图,
设垂足为M,在Rt AMC中,∠A=45°,
由折叠得:∠ACD=△∠DCE=22.5°,
∵等腰△ABC中,顶角∠A=45°,
∴∠B=∠ACB=67.5°,
∴∠BCM=22.5°,
∴∠BCM=∠DCM,
在△BCM和△DCM中,
,
∴△BCM≌△DCM(ASA),
∴BM=DM,
由折叠得:∠E=∠A=45°,AD=DE,
∴△MDE是等腰直角三角形,
∴DM=EM,
设DM=x,则BM=x,DE x,
∴AD x.
∵AB=2 2,
∴2x x=2 2,解得:x ,
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∴BD=2x=2 ;
当CE⊥AC时,如图,
∴∠ACE=90°,
由折叠得:∠ACD=∠DCE=45°,
∵等腰△ABC中,顶角∠A=45°,
∴∠E=∠A=45°,AD=DE,
∴∠ADC=∠EDC=90°,即点D、E都在直线AB上,且△ADC、△DEC、△ACE都是等腰直角三角形,
∵AB=AC==2 2,
∴AD AC=2 ,
BD=AB﹣AD=(2 2)﹣(2 ) ,
综上,BD的长为 或2 .
故答案为: 或2 .
【点睛】本题主要考查折叠的性质,等腰直角三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,注重分类
讨论思想的运用是解题的关键.
8.(2023年山东省枣庄市中考数学真题)如图所示,桔棒是一种原始的汲水工具,它是在一根竖立的架
子上加上一根细长的杠杆,末端悬挂一重物,前端悬挂水桶.当人把水桶放入水中打满水以后,由于杠杆
末端的重力作用,便能轻易把水提升至所需处,若已知:杠杆 米, ,支架
米, 可以绕着点O自由旋转,当点A旋转到如图所示位置时 ,此时点
B到水平地面 的距离为 米.(结果保留根号)
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【答案】 /
【分析】过点 作 于点 ,过点 作 交 于点 ,交 于点 ,易得四边形
为矩形,分别解 , ,求出 的长,利用 进行求解即可.
【详解】解:过点 作 于点 ,过点 作 交 于点 ,交 于点 ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴四边形 为矩形,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
在 中, , ,
∴ ;
∴ ,
在 中, , ,
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∴ ;
∴ (米);
故答案为: .
【点睛】本题考查解直角三角形的实际应用,矩形的性质与判定.解题的关键是添加辅助线,构造直角三
角形.
9.(2023年河南省中考数学真题)如图, 与 相切于点A, 交 于点B,点C在 上,且
.若 , ,则 的长为 .
【答案】
【分析】连接 ,证明 ,设 ,则 ,再证明 ,
列出比例式计算即可.
【详解】如图,连接 ,
∵ 与 相切于点A,
∴ ;
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∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
设 ,则 ,
∴ ,
解得 ,
故 的长为 ,
故答案为: .
【点睛】本题考查了切线的性质,三角形全等的判定和性质,勾股定理,三角形相似的判断和性质,熟练
掌握性质是解题的关键.
三、解答题
10.(2023年广西壮族自治区中考数学真题)如图,在 中, , .
(1)在斜边 上求作线段 ,使 ,连接 ;
(要求:尺规作图并保留作图痕迹,不写作法,标明字母)
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(2)若 ,求 的长.
【答案】(1)图见详解
(2)
【分析】(1)以A为圆心, 长为半径画弧,交 于点O,则问题可求解;
(2)根据含30度直角三角形的性质可得 ,则有 ,进而问题可求解.
【详解】(1)解:所作线段 如图所示:
(2)解:∵ , ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,即点O为 的中点,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ .
【点睛】本题主要考查含30度直角三角形的性质、直角三角形斜边中线定理及勾股定理,熟练掌握含30
度直角三角形的性质、直角三角形斜边中线定理及勾股定理是解题的关键.
11.(2022·贵州安顺·统考中考真题)如图,在 中, , , 是 边上的
一点,以 为直角边作等腰 ,其中 ,连接 .
(1)求证: ;
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(2)若 时,求 的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)根据等腰直角三角形的性质可得 ,进而证明 ,即可根
据 证明 ;
(2)勾股定理求得 根据已知条件证明 是等腰三角形可得 ,进而根据
即可求解.
【详解】(1)证明: 是等腰直角三角形,
,
,
,
在 与 中
;
,
(2)在 中, , ,
,
,
,
,
,
∴∠ADC=∠ACD,
,
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.
【点睛】本题考查了等腰三角形的性质与判定,勾股定理,全等三角形的性质与判定,掌握等腰三角形的
性质与判定是解题的关键.
12.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)如图,我国某海域有A,B,C三个港口,B港口在C港口正西方向
33.2nmile(nmile是单位“海里”的符号)处,A港口在B港口北偏西50°方向且距离B港口40nmile处,
在A港口北偏东53°方向且位于C港口正北方向的点D处有一艘货船,求货船与A港口之间的距离.(参
考数据:sin50°≈0.77,cos50°≈0.64,tan50°≈1.19,sin53°≈0.80,cos53°≈0.60,tan53°≈1.33.)
【答案】货船与A港口之间的距离约为80海里
【分析】过点A作AE⊥CD,垂足为E,过点B作BF⊥AE,垂足为F,根据题意得:EF=BC=33.2海里,
AG∥DC,从而可得∠ADC=53°,然后在Rt AEF中,利用锐角三角函数的定义求出AF的长,从而求出
AE的长,最后在Rt ADE中,利用锐角三角△函数的定义求出AD的长,进行计算即可解答.
【详解】解:过点A△作AE⊥CD,垂足为E,过点B作BF⊥AE,垂足为F,
由题意得:
EF=BC=33.2海里,AG∥DC,
∴∠GAD=∠ADC=53°,
在Rt ABF中,∠ABF=50°,AB=40海里,
∴AF△=AB•sin50°≈40×0.77=30.8(海里),
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∴AE=AF+EF=64(海里),
在Rt ADE中,AD= ≈ =80(海里),
△
∴货船与A港口之间的距离约为80海里.
【点睛】本题考查了解直角三角形的应用-方向角问题,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线
是解题的关键.
13.(2023年河南省中考数学真题)综合实践活动中,某小组用木板自制了一个测高仪测量树高,测高仪
为正方形, ,顶点A处挂了一个铅锤M.如图是测量树高的示意图,测高仪上的点D,
A与树顶E在一条直线上,铅垂线 交 于点H.经测量,点A距地面 ,到树 的距离
, .求树 的高度(结果精确到 ).
【答案】树 的高度为
【分析】由题意可知, , ,易知 ,可得
,进而求得 ,利用 即可求解.
【详解】解:由题意可知, , ,
则 ,
∴ ,
∵ , ,
则 ,
∴ ,
∵ ,则 ,
∴ ,
∴ ,
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答:树 的高度为 .
【点睛】本题考查解直角三角形的应用,得到 是解决问题的关键.
14.(2023年湖南省长沙市中考数学真题)如图, , , ,垂足分别为 , .
(1)求证: ;
(2)若 , ,求 的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)利用“ ”可证明 ;
(2)先利用全等三角形的性质得到 ,再利用勾股定理计算出 ,从而得到 的长,然后
计算 即可.
【详解】(1)证明: , ,
,
在 和 中,
,
;
(2)解: ,
,
在 中, ,
,
.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质:全等三角形的判定是结合全等三角形的性质证明线段和角
相等的重要工具.在判定三角形全等时,关键是选择恰当的判定条件.
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15.(2023年广东省中考数学真题)2023年5月30日,神舟十六号载人飞船发射取得圆满成功,3名航天
员顺利进驻中国空间站,如图中的照片展示了中国空间站上机械臂的一种工作状态,当两臂
,两臂夹角 时,求A,B两点间的距离.(结果精确到 ,参考数据
, , )
【答案】
【分析】连接 ,作作 于D,由等腰三角形“三线合一”性质可知, ,
,在 中利用 求出 ,继而求出 即可.
【详解】解:连接 ,作 于D,
∵ , ,
∴ 是边 边上的中线,也是 的角平分线,
∴ , ,
在 中, , ,
∴ ,
∴
∴
答:A,B两点间的距离为 .
【点睛】本题考查等腰三角的性质,解直角三角形的应用等知识,掌握等腰三角形的性质是解题的关键.
16.(2023年广西壮族自治区中考数学真题)如图, 是边长为4的等边三角形,点D,E,F分别在
边 , , 上运动,满足 .
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(1)求证: ;
(2)设 的长为x, 的面积为y,求y关于x的函数解析式;
(3)结合(2)所得的函数,描述 的面积随 的增大如何变化.
【答案】(1)见详解
(2)
(3)当 时, 的面积随 的增大而增大,当 时, 的面积随 的增大而减小
【分析】(1)由题意易得 , ,然后根据“ ”可进行求证;
(2)分别过点C、F作 , ,垂足分别为点H、G,根据题意可得 ,
,然后可得 ,由(1)易得 ,则有
,进而问题可求解;
(3)由(2)和二次函数的性质可进行求解.
【详解】(1)证明:∵ 是边长为4的等边三角形,
∴ , ,
∵ ,
∴ ,
在 和 中,
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,
∴ ;
(2)解:分别过点C、F作 , ,垂足分别为点H、G,如图所示:
在等边 中, , ,
∴ ,
∴ ,
设 的长为x,则 , ,
∴ ,
∴ ,
同理(1)可知 ,
∴ ,
∵ 的面积为y,
∴ ;
(3)解:由(2)可知: ,
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∴ ,对称轴为直线 ,
∴当 时,y随x的增大而增大,当 时,y随x的增大而减小;
即当 时, 的面积随 的增大而增大,当 时, 的面积随 的增大而减小.
【点睛】本题主要考查锐角三角函数、二次函数的综合及等边三角形的性质,熟练掌握锐角三角函数、二
次函数的综合及等边三角形的性质是解题的关键.
17.(2019·江苏南通·统考中考真题)如图,有一池塘,要测池塘两端 , 的距离,可先在平地上取一
个点 ,从点 不经过池塘可以直接到达点 和 .连接 并延长到点 ,使 .连接 并延长
到点 ,使 .连接 ,那么量出 的长就是 , 的距离.为什么?
【答案】见解析
【分析】利用“边角边”证明 和 全等,再根据全等三角形对应边相等解答.
【详解】解:量出 的长就等于 的长,理由如下:
在 和 中, ,
,
.
【点睛】本题考查了全等三角形的应用,熟练掌握三角形全等的判定方法是解题的关键.
18.(2020·广西贵港·中考真题)如图,在 中, ,点 在 边上,且 , 是
的外接圆, 是 的直径.
(1)求证: 是 的切线:
(2)若 , ,求直径 的长.
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【答案】(1)见解析;(2)
【分析】(1)连接 ,直径所对的圆周角是直角可得∠ADE=90°,继而根据已知条件和等边对等角的
性质及等角代换可得:∠BAD=∠E=∠C,进而可得 ,再根据切线的判定即可求证
结论;
(2)作 ,垂足为 ,易证△ABC∽△DBA,继而根据相似三角形的性质可得: ,
进而可求BC=8,由勾股定理可得AH,然后根据相似三角形的判定及其性质可得 ,
,代入数据即可求解.
【详解】(1)证明:如图,连接 ,
∵ 是 的直径,
∴ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
又 ,
∴∠BAD=∠E=∠C,
∴ ,即 ,
∴ 是 的切线.
(2)解:如图,作 ,垂足为 ,
∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴△ABC∽△DBA
∴ ,则 ,
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又 , ,
∴ ,
在 中, ,
由勾股定理求得: ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ .
【点睛】本题主要考查切线的判定和性质、相似三角形的判定及其性质、勾股定理的应用,圆周角定理,
解题的关键是熟练掌握所学知识并正确作辅助线构造三角形.
19.(2022·山东菏泽·统考中考真题)菏泽某超市计划更换安全性更高的手扶电梯,如图,把电梯坡面的
坡角由原来的37°减至30°,已知原电梯坡面AB的长为8米,更换后的电梯坡面为AD,点B延伸至点D,
求BD的长.(结果精确到0.1米.参考数据: )
【答案】约为1.9米
【分析】根据正弦的定义求出AC,根据余弦的定义求出BC,根据正切的定义求出CD,结合图形计算,
得到答案.
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【详解】解:在Rt ABC中,AB=8米,∠ABC=37°,
则AC=AB•sin∠ABC△≈8×0.60=4.8(米),
BC=AB•cos∠ABC≈8×0.80=6.40(米),
在Rt ADC中,∠ADC=30°,
△
则CD= ≈8.30(米),
∴BD=CD-BC=8.30-6.40≈1.9(米),
答:BD的长约为1.9米.
【点睛】本题考查的是解直角三角形的应用—坡度坡角问题,掌握锐角三角函数的定义是解题的关键.
20.(2023年江西省中考数学真题)如图1是某红色文化主题公园内的雕塑,将其抽象成加如图2所示的
示意图,已知点 , , , 均在同一直线上, ,测得 .
(结果保小数点后一位)
(1)连接 ,求证: ;
(2)求雕塑的高(即点E到直线BC的距离).
(参考数据: )
【答案】(1)见解析
(2)雕塑的高约为 米
【分析】(1)根据等边对等角得出 ,根据三角形内角和定理得出
,进而得出 ,即可得证;
(2)过点 作 ,交 的延长线于点 ,在 中,得出 ,则
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,在 中,根据 ,即可求解.
【详解】(1)解:∵ ,
∴
∵
即
∴
即
∴ ;
(2)如图所示,过点 作 ,交 的延长线于点 ,
在 中,
∴ ,
∴
∴
在 中, ,
∴
(米).
答:雕塑的高约为 米.
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【点睛】本题考查了等腰三角形的性质,三角形内角和定理的应用,解直角三角形的应用,熟练掌握三角
函数的定义是解题的关键.
21.(2023年河南省中考数学真题)如图, 中,点D在边 上,且 .
(1)请用无刻度的直尺和圆规作出 的平分线(保留作图痕迹,不写作法).
(2)若(1)中所作的角平分线与边 交于点E,连接 .求证: .
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)利用角平分线的作图步骤作图即可;
(2)证明 ,即可得到结论.
【详解】(1)解:如图所示,即为所求,
(2)证明:∵ 平分 ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∴ .
【点睛】此题考查了角平分线的作图、全等三角形的判定和性质等知识,熟练掌握角平分线的作图和全等
三角形的判定是解题的关键.
22.(2023年湖南省长沙市中考数学真题) 年 月 日 点 分,“神舟十六号”载人飞船在中国
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酒泉卫星发射中心点火发射,成功把景海鹏、桂海潮、朱杨柱三名航天员送入到中国空间站.如图,在发
射的过程中,飞船从地面 处发射,当飞船到达 点时,从位于地面 处的雷达站测得 的距离是 ,
仰角为 ; 后飞船到达 处,此时测得仰角为 .
(1)求点 离地面的高度 ;
(2)求飞船从 处到 处的平均速度.(结果精确到 ,参考数据: )
【答案】(1)
(2)飞船从 处到 处的平均速度约为
【分析】(1)根据含 度角的直角三角形的性质即可得到结论;
(2)在 中,根据直角三角形的性质得到 ,在 中,根据等腰直
角三角形的性质得到 ,于是得到结论.
【详解】(1)解:在 中, , , ,
,
(2)在 中, , , ,
,
在 中, , ,
,
,
,
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飞船从 处到 处的平均速度 .
【点睛】本题考查了解直角三角形-俯角仰角问题,准确识图,熟练运用相关知识是解题的关键.
23.(2019·江苏南通·统考中考真题)如图,在Rt ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,BC=1,以边AC上
一点O为圆心,OA为半径的⊙O经过点B. △
(1)求⊙O的半径;
(2)点P为 中点,作PQ⊥AC,垂足为Q,求OQ的长;
(3)在(2)的条件下,连接PC,求tan∠PCA的值.
【答案】(1)⊙O的半径为 ;(2) ;(3) .
【分析】(1)若连接OB,则 BCO是一个含30°角的直角三角形, AOB是底角为30°的等腰三角形,可得
∠OBC=30°,再根据特殊角△的三角函数值求得OB; △
(2) 连接OP,设AB与QP交于点M,根据题中条件证得∠QPO=∠A=30°,再根据特殊角的三角函数值求
得OQ;
(3)可在Rt PCQ中解决,分别计算出两条直角边,即可求出tan∠PCA的值.
【详解】(△1)连接OB,如图
∵OA=OB,
∴∠ABO=∠A=30°,
∵∠ACB=90°,∠A=30°,
∴∠ABC=60°,
∴∠OBC=30°,
在Rt OBC中, ,
△
即 ,
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解得 ,
即⊙O的半径为 ;
(2)连接OP,设AB与QP交于点M,
∵点P为 的中点,
∴OP⊥AB,
∴∠QPO+∠PMB=90°,
∵PQ⊥AC,
∴∠A+∠AMQ=90°,
又∵∠AMQ=∠PMB,
∴∠QPO=∠A=30°,
在Rt OPQ中, ,
△
即 ,
∴
(3)在Rt OBC中,
△
∵ ,∠OBC=30°,∠ACB=90°
∴ ,
∴ ,
∴ .
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【点睛】本题考查了垂径定理、解直角三角形、等腰三角形的性质等知识,综合性较强,熟练掌握和灵活
运用相关知识是解题的关键.
24.(2021·四川甘孜·统考中考真题)如图1,正方形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,E是边BC上
一点,连接DE交AC于点F,连接BF.
(1)求证: CBF≌△CDF;
(2)如图2,△过点F作DE的垂线,交BC的延长线于点G,交OB于点N.
①求证:FB=FG;
②若tan∠BDE ,ON=1,直接写出CG的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)①证明见解析;② .
【分析】(1)由正方形的性质结合三角形全等的判定条件“SAS”即可证明;
(2)①由 和 可推出 ,再根据 可推出
,即可证明 ,根据等角对等边即得出FB=FG;②由题意易证
,得出 ,即 , ,从而可求出 ,
,进而可求 , .过点F作 于点H,易证
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为等腰直角三角形,即得出 ,从而可求 .最后由等腰三角形“三线
合一”即得 ,即可求出 .
【详解】(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴CB=CD, .
又∵ ,
∴ .
(2)①∵ ,
∴ .
∵ ,
∴ .
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴FB=FG;
②∵ , ,
∴ ,即 ,
∴ .
∵四边形ABCD是正方形,
∴ ,OD=OC=OB,
∴ , ,
∴ ,
解得: , .
∴ , .
如图,过点F作 于点H,
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∵四边形ABCD是正方形,
∴ ,
∴ 为等腰直角三角形,
∴ ,
∴ .
∵BF=FG, ,
∴ ,
∴ .
【点睛】本题考查正方形的性质,三角形全等的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,等腰直角三角形
的判定和性质,勾股定理以及解直角三角形.熟练掌握正方形的性质是解题关键.
25.(2023年湖北省武汉市数学真题)问题提出:如图(1), 是菱形 边 上一点, 是
等腰三角形, , 交 于点 ,探究 与 的数量关系.
问题探究:
(1)先将问题特殊化,如图(2),当 时,直接写出 的大小;
(2)再探究一般情形,如图(1),求 与 的数量关系.
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问题拓展:
(3)将图(1)特殊化,如图(3),当 时,若 ,求 的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)延长 过点F作 ,证明 即可得出结论.
(2)在 上截取 ,使 ,连接 ,证明 ,通过边和角的关系即可证明.
(3)过点A作 的垂线交 的延长线于点 ,设菱形的边长为 ,由(2)知,
,通过相似求出 ,即可解出.
【详解】(1)延长 过点F作 ,
∵ ,
,
∴ ,
在 和 中
∴ ,
∴ ,
,
∴ ,
∴ ,
∴ .
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故答案为: .
(2)解:在 上截取 ,使 ,连接 .
,
,
.
,
.
.
,
.
.
(3)解:过点 作 的垂线交 的延长线于点 ,设菱形的边长为 ,
.
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在 中,
,
.
,由(2)知, .
.
,
,
,
在 上截取 ,使 ,连接 ,作 于点O.
由(2)知, ,
∴ ,
∵ ,
∴ , .
∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴ .
.
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【点睛】此题考查菱形性质、三角形全等、三角形相似,解题的关键是熟悉菱形性质、三角形全等、三角
形相似.
26.(2023年广东省中考数学真题)综合探究
如图1,在矩形 中 ,对角线 相交于点 ,点 关于 的对称点为 ,连接
交 于点 ,连接 .
(1)求证: ;
(2)以点 为圆心, 为半径作圆.
①如图2, 与 相切,求证: ;
②如图3, 与 相切, ,求 的面积.
【答案】(1)见解析
(2)①见解析;②
【分析】(1)由点 关于 的对称点为 可知点E是 的中点, ,从而得到 是
的中位线,继而得到 ,从而证明 ;
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(2)①过点O作 于点F,延长 交 于点G,先证明 得到 ,由
与 相切,得到 ,继而得到 ,从而证明 是 的角平分线,即
, ,求得 ,利用直角三角形两锐角互余得到
,从而得到 ,即 ,最后利用含 度角的直角三角形的性质
得出 ;
②先证明四边形 是正方形,得到 ,再利用 是 的中位线得到 ,
从而得到 , ,再利用平行线的性质得到 ,从而证明 是等腰直角
三角形, ,设 ,求得 ,在 中, 即
,解得 ,从而得到 的面积为 .
【详解】(1)∵点 关于 的对称点为 ,
∴点E是 的中点, ,
又∵四边形 是矩形,
∴O是 的中点,
∴ 是 的中位线,
∴
∴ ,
∴
(2)①过点O作 于点F,延长 交 于点G,则 ,
∵四边形 是矩形,
∴ , ,
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∴ , .
∵ , , ,
∴ ,
∴ .
∵ 与 相切, 为半径, ,
∴ ,
∴
又∵ 即 , ,
∴ 是 的角平分线,即 ,
设 ,则 ,
又∵
∴
∴
又∵ ,即 是直角三角形,
∴ ,即
解得: ,
∴ ,即 ,
在 中, , ,
∴ ,
∴ ;
②过点O作 于点H,
∵ 与 相切,
∴ ,
∵
∴四边形 是矩形,
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又∵ ,
∴四边形 是正方形,
∴ ,
又∵ 是 的中位线,
∴
∴
∴
又∵ ,
∴
又∵ ,
∴
又∵ ,
∴ 是等腰直角三角形, ,
设 ,则
∴
在 中, ,
即
∴
∴ 的面积为:
【点睛】本题考查矩形的性质,圆的切线的性质,含 度角的直角三角形的性质,等腰直角三角形的性质
与判定,中位线的性质定理,角平分线的判定定理等知识,掌握相关知识并正确作出辅助线是解题的关键.
27.(2023·福建福州·校考二模)在数学综合实践课上,某学习小组计划制作一个款式如图所示的风筝.
在骨架设计中,两条侧翼的长度设计 ,风筝顶角 的度数为 ,在 上取
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D,E两处,使得 ,并作一条骨架 .在制作风筝面时,需覆盖整个骨架,根据以上数据,
B,C两点间的距离大约是( )(参考数据: )
A.41 B.57 C.82 D.143
【答案】C
【分析】设 与 交于点 ,连接 ,交 于点 ,根据已知易证 ,然后利用相似
三角形的性质可得 ,从而可得 ,进而可得 ,再利用等腰三角形的三线
合一性质可得 , ,最后在 中,利用锐角三角函数的定义求出 的
长,即可解答.
【详解】解:设 与 交于点 ,连接 ,交 于点 ,
, ,
,
,
,
,
,
,
,
, ,
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, ,
在 中, ,
,
,
, 两点间的距离大约是 ,
故选:C.
【点睛】本题考查了解直角三角形的应用,相似三角形的判定与性质,根据题目的已知条件并结合图形添
加适当的辅助线是解题的关键.
28.(2023·山东泰安·校考三模)某通信公司准备逐步在歌乐山上建设5G基站.如图,某处斜坡CB的坡
度(或坡比)为i=1∶2.4,通讯塔AB垂直于水平地面,在C处测得塔顶A的仰角为45°,在D处测得塔
顶A的仰角为53°,斜坡路段CD长26米,则通讯塔AB的高度为( )(参考数据: ,
, )
A. 米 B. 米 C.56米 D.66米
【答案】B
【分析】通过作辅助线,利用斜坡 的坡度为 , ,由勾股定理可求出 的长,设出
的长,根据坡度表示 ,进而表示出 ,由于 是等腰直角三角形,可表示 ,在 中由
锐角三角函数可列方程求出 ,进而求出 .
【详解】解:如图,延长 与水平线交于 ,过 作 , 为垂足,过 作 , 为垂
足,连接 , ,
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斜坡 的坡度为 ,
,
设 米,则 米,
在 中, 米,由勾股定理得,
,
即 ,
解得 ,
(米 , (米 ,
斜坡 的坡度为 ,
设 米,则 米,
,
米,
米,
在 中, 米, 米,
,
,
解得 ,
(米 , (米 ,
(米 ,
(米 ,
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答:基站塔 的高为 米.
故选:B.
【点睛】本题考查解直角三角形 仰角俯角问题,坡度坡角问题,通过作垂线构造直角三角形,利用直角
三角形的边角关系和坡度的意义进行计算是解题关键.
29.(2023·浙江金华·统考一模)安装了软件“ ”的智能手机可以测量物高.其数学原理是:
该软件通过测量手机离地面的高度,物体底端的俯角和顶端的仰角即可得出物体高度.如图,小明测得大
树底端 点俯角 ,顶端 点的仰角 ,点 离地面的高度 米,则大树 的为( )
A. 米 B. 米
C. 米 D. 米
【答案】D
【分析】过点 作 ,垂足为 ,由题意得: , ,从而可得
,然后在 中,利用锐角三角函数的定义求出 的长,再在 中,利
用锐角三角函数的定义求出 的长,最后利用线段的和差关系进行计算,即可解答.
【详解】解:过点 作 ,垂足为 ,
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,
由题意得: , ,
,
在 中, ,
,
在 中, ,
,
,
故选:D.
【点睛】本题考查了解直角三角形的应用—仰角俯角问题,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅
助线是解题的关键.
30.(2023·福建福州·校考二模)如图,在 中, ,将 绕点C顺
时针旋转得到 ,其中点 与点A是对应点,点 与点B是对应点.若点 恰好落在 边上,则
点A到直线 的距离等于( )
A. B. C.3 D.2
【答案】C
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【分析】如图,过 作 于 求解 结合旋转:证明
可得 为等边三角形,求解 再应用锐角三
角函数可得答案.
【详解】解:如图,过 作 于
由 ,
结合旋转:
为等边三角形,
∴A到 的距离为3.
故选C
【点睛】本题考查的是旋转的性质,含 的直角三角形的性质,勾股定理的应用,等边三角形的判定与
性质,锐角三角函数的应用,作出适当的辅助线构建直角三角形是解本题的关键.
31.(2023·浙江金华·统考一模)“化积为方”是一个古老的几何学问题,即给定一个长方形,作一个和
它面积相等的正方形,这也是证明勾股定理的一种思想方法.如图所示,在矩形 中 ,以
为边作正方形 ,在 的延长线上取一点 ,使得 ,过点 作 交 于
点 ,过点 作 于点 .若 ,则 为( )
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A.4 B. C. D.
【答案】B
【分析】由 ,证明四边形 是矩形,再证明 ,得 ,则
四边形 是正方形,所以 ,而 ,则 ,所以
,由 ,得 , , ,所以
,即可求得 ,于是得到问题的答案.
【详解】解: , , ,
,
四边形 是矩形,
四边形 是矩形,四边形 是正方形,
, ,
点 在 边上,点 在 边上,
,
,
,
, ,
,
,
四边形 是正方形,
,
,
,
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,
,
,
,
,
, ,
,
解得 或 ,
若 ,则 ,
不符合题意,舍去,
故选:B.
【点睛】此题重点考查矩形的性质、正方形的性质、全等三角形的判定与性质、勾股定理等知识,证明
是解题的关键.
32.(2023·黑龙江绥化·统考模拟预测)在矩形ABCD中,AD = 2AB = 4,E为AD的中点,一块足够大的
三角板的直角顶点与E重合,将三角板绕点E旋转,三角板的两直角边分别交AB、BC(或它们的延长
线)于点M、N,设∠AEM = α(0°<α < 90°),给出四个结论:
①AM =CN ②∠AME =∠BNE ③BN-AM =2 ④ .
上述结论中正确的个数是
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】试题解析:①如图,在矩形ABCD中,AD=2AB,E是AD的中点,作EF⊥BC于点F,则有
AB=AE=EF=FC,∵∠AEM+∠DEN=90°,∠FEN+∠DEN=90°,∴∠AEM=∠FEN,在Rt AME和Rt FNE
中,∵∠AEM=∠FEN,AE=EF,∠MAE=∠NFE,∴Rt AME≌Rt FNE,∴AM=FN,∴△MB=CN. △
△ △
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∵AM不一定等于CN,∴AM不一定等于CN,∴①错误,②由①有Rt AME≌Rt FNE,
∴∠AME=∠BNE,∴②正确,③由①得,BM=CN,∵AD=2AB=4,∴△BC=4,AB=△2
∴BN﹣AM=BC﹣CN﹣AM=BC﹣BM﹣AM=BC﹣(BM+AM)=BC﹣AB=4﹣2=2,∴③正确,④如图,
由①得,CN=CF﹣FN=2﹣AM,AE= AD=2,AM=FN
∵tanα= ,∴AM=AEtanα
∵cosα= = ,∴ ,∴ =1+ =1+ =1+ ,∴
=2(1+ )
∴S EMN=S ABNE﹣S AME﹣S MBN
四边形
△ △ △
= (AE+BN)×AB﹣ AE×AM﹣ BN×BM
= (AE+BC﹣CN)×2﹣ AE×AM﹣ (BC﹣CN)×CN
= (AE+BC﹣CF+FN)×2﹣ AE×AM﹣ (BC﹣2+AM)(2﹣AM)
=AE+BC﹣CF+AM﹣ AE×AM﹣ (2+AM)(2﹣AM)
=AE+AM﹣ AE×AM+
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=AE+AEtanα﹣ tanα+
=2+2tanα﹣2tanα+2
=2(1+ )
= ,∴④正确.
故选C.
33.(2023·河南信阳·校考三模)如图,在等边 中, ,点D在边 上,点E是 边上一动
点,将∠B沿 折叠,点B的对应点 在AC边上,当 为直角三角形时, 的长为 .
【答案】 或
【分析】存在两种情况:如图①, 时,设 .由折叠知 ,运用解直角三角形,
得 ,从而 ,得 ;当 时,同法求解,得
.
【详解】如图①,当 时,设 .
∵将 沿着 翻折,
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∴ .
∵ 为等边三角形,
∴ , . , .
∴ .
∴ .
当 时,设 .
∵将 沿着DE翻折,
∴ .
∵ 为等边三角形,
∴ , . , .
∴ ,
∴ ,
故答案为: 或 .
【点睛】本题考查等边三角形性质,折叠的性质,解直角三角形,注意分类讨论是解题的关键.
34.(2023·湖南郴州·校考三模)如图1,对于平面内的点A、P,如果将线段PA绕点P逆时针旋转90°得
到线段PB,就称点B是点A关于点P的“放垂点”.如图2,已知点 ,点P是y轴上一点,点B是
点A关于点P的“放垂点”,连接AB、OB,则 的最小值是 .
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【答案】
【分析】设 ,过点 作 轴,证明 ,求得 的坐标,求得 点的轨迹,作如图,
作 关于 的对称点 ,连接 交 轴于点 ,则 ,
求得 的坐标,继而根据 即可求解.
【详解】解:如图,设 ,过点 作 轴,
,
,
,
,
,
,
, ,
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, ,
点在 上,
如图,作 关于 的对称点 ,连接 交 轴于点 ,则 ,
令 ,得 ,则 ,
的最小值 .
故答案为:
【点睛】本题考查了全等三角形的性质与判定,坐标与图形,勾股定理,二次函数的性质,求得点 的坐
标是解题的关键.
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35.(2023·黑龙江绥化·统考模拟预测)在三角形纸片 中, , , ,将该
纸片沿过点 的直线折叠,使点 落在斜边 上的一点 处,折痕记为 (如图1),剪去 后得
到双层 (如图2),再沿着过 某顶点的直线将双层三角形剪开,使得展开后的平面图形中有
一个是平行四边形,则所得平行四边形的周长为 .
【答案】 或
【分析】解直角三角形得到 , ,根据折叠的性质得到
, ,求得 , ,如图 ,平行四边形的边是
, ,如图 ,平行四边形的边是 , ,于是得到结论.
【详解】
解: , , ,
, ,
由折叠可知: ,
, ,
, ,
①如图 ,作 ,
平行四边形的边是 , ,且 ,
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设 ,则 ,
根据勾股定理可得: ,即 ,
解得: ,
∴ ,
平行四边形的周长 ,
②如图 ,作 ,
平行四边形的边是 , ,且 ,
平行四边形的周长 ,
综上所述:平行四边形的周长为 或 ,
故答案为: 或 .
【点睛】本题考查了翻折变换,平行四边形的性质,解直角三角形,正确的理解题意是解题的关键.
36.(2023·福建龙岩·统考模拟预测)如图,已知 , , ,求证:
.
【答案】见解析
【分析】证明 即可.
【详解】证明:∵ ,
∴ .
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在 和 中,
∴ .
∴ .
【点睛】本题考查了平行线的性质,三角形全等的判定和性质,熟练掌握三角形全等的判定是解题的关键.
37.(2023·湖南郴州·校考三模)如图,在 中, 是 边上的中线,点E是 的中点.过点A
作 交 的延长线于点F,连接 .
(1)求证: ;
(2)若 ,试判断四边形 的形状,并证明你的结论;
(3)在(2)的情况下,如果 ,点M在 线段上移动,当 有最小值时,求
的长度.
【答案】(1)见解析
(2)菱形,见解析
(3)
【分析】(1)由平行线的性质可得 ,再由点E是 的中点及对顶角相等即可证明结论;
(2)由(1)可得 ,可得 ,由平行四边形的判定可得四边形 是平行四边形,由直
角三角形斜边中线的性质即可判定四边形为菱形;
(3)连接 交 于M, 有最小值,则点M即为所求;由题意可得四边形 是正方形;在
线段 上任取一点 ,连接 , , ,则 ,由由
可得 ,即可求得 的长度.
【详解】(1)证明:∵ ,
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∴ ,
∵点E是 的中点,
∴ ,
在 和 中, ,
∴ ;
(2)证明:四边形 是菱形.
∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴
又 ,
∴四边形 是平行四边形,
∵ 是 边上的中线,
∴ ,
∴四边形 是菱形;
(3)解:连接 交 于M, 有最小值,则点M即为所求,
理由如下:
∵ ,四边形 是菱形,
∴四边形 是正方形,点D与点F关于直线 对称,
∴ ,
∴ , ,
在线段 上任取一点 ,连接 , , ,
则 ,
∴ 有最小值为 的长.
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
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∴
即当 有最小值时, 的长度为
【点睛】本题考查了菱形的判定,正方形的判定与性质,相似三角形的判定与性质,全等三角形的判定与
性质,直角三角形斜边中线的性质,勾股定理,两点间线段最短等知识,涉及的知识点较多,灵活运用是
关键.
38.(2023·浙江金华·统考一模)如图,在 中, , ,点P是 边上的动点,连
接 并延长交直线 于点E,将 沿直线 折叠得到 ,直线 交直线 于F.
(1)求证: .
(2)若四边形 为菱形,且 .求 的值.
(3)若点P为 的中点,在改变 长度的过程中,当 成为以 为腰的等腰三角形时,求 的长.
【答案】(1)见解析
(2) 或
(3)13或3或 或 或
【分析】(1)由四边形 是平行四边形得到 ,则 ,由折叠可知,
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,则 ,即可得到结论;
(2)过点B作 于点M,分点F在点D的右侧和点F在点D的左侧两种情况进行求解即可;
(3)分五种情况,分别画出图形,分别进行求解即可.
【详解】(1)证明:∵四边形 是平行四边形,
∴ ,
∴ ,
由折叠可知, ,
∴ ,
∴ ;
(2)过点B作 于点M,
则 ,
设 ,且 ,
∵ ,四边形 为菱形,
∴ ,
在 中, ,
即 ,
解得 ,
∴ ,
∴ ,
当点F在点D的右侧时,如图,
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∵ ,
∴ ,
在 中, ,
由(1)可知 ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
当点F在点D的左侧时,如图,点F与点M重合,
则 ,
∴ ,
同理可得 ,
综上所述, 的值为 或 ;
(3)①当 时,点F在点E的左侧,如图,过点B作 于点M,
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由(1)(2)可知, ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵点P是 的中点,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ;
②当 时,若点F在点E的右侧,如图,
则 ,
同理可得, ,
∵ ,
∴ ,
∴ ;
③当 时,若点F在线段 上,如图,过点B作 于点M,
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由(1)(2)可知, ,
由(3)①可知, ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ , ,
∵ ,
∴ ;
④当 时,若点F在线段 的延长线上时,如图,
同理可得 , ,
∴ ,
∴ ;
⑤当 时,若点F在线段 的反向延长线上时,如图,
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同理可得, , ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
综上所述, 的长为13或3或 或 或 .
【点睛】此题是四边形综合题,考查了平行四边形的性质、菱形的性质、折叠的性质、勾股定理、解直角
三角形、相似三角形的判定和性质,综合性较强,难度较大,分类讨论思想是解题的关键.
39.(2023·山东济宁·校联考三模)测量旗杆的高度,在C处测得旗杆顶端的仰角为 ,朝旗杆方向前进
20米到达D处,再次测得旗杆的仰角为 ,求旗杆 的高度.
【答案】旗杆 的高度为10米.
【分析】根据题意可得: ,进而可得 , 可得 米,然后
解 即可求出答案.
【详解】解:由题意可得: ,
∴ ,
∴ ,
∴ 米,
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在 中,由 ,得:
(米)
答:旗杆 的高度为10米.
【点睛】此题主要考查了解直角三角形——仰角问题应用,借助仰角关系构造直角三角形,熟练掌握三角
函数知识是解题的关键.
40.(2023·新疆和田·和田市第三中学校考二模)某校数学兴趣小组开展“无人机测旗杆高度”的活动:
已知无人机的飞行高度为 ,当无人机飞行至 处时,观测旗杆顶部的俯角为 ,继续飞行 到达
处,测得旗杆顶部的俯角为 ,则旗杆的高度约为多少米.(参考数据: )
【答案】
【分析】设旗杆底部为点 ,顶部为点 ,过点 作 ,交直线 于点 .在 中和
中,分别利用锐角三角函数即可求解.
【详解】解:设旗杆底部为点 ,顶部为点 ,过点 作 ,交直线 于点 ,如图所示:
∴ , , , ,
设 ,
在 中, , ,
∴ ,
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即 ,
解得 ,则 .
在 中, , ,
∴ ,
即 ,
解得 ,
经检验, 是原分式方程的解,且符合题意.
.
【点睛】本题考查解直角三角形的实际应用.正确作出辅助线构造直角三角形是解题关键.
41.(2023·贵州黔东南·统考二模)某校“数学活动小组”准备测量学校旗杆 的高,他们设计的测量方
案为:如图,测角仪在C处测得旗杆顶部的仰角为40°,将测角仪向右移动11m到点E处测得旗杆顶部的
仰角为60°,已知测角仪的高 ,点A,B,C,D,E,F在同一平面内.请你根据他们的测
量数据计算学校旗杆 的高.
(参考数据: , , , ,结果精确到0.1m)
【答案】
【分析】过点 作 交 于点 , , ,设 ,通过锐角三
角函数求得 , ,即可得到方程 ,求解可得 ,
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,即可求得 .
【详解】过点 作 交 于点 ,如图
则 ,
设
∵
所以
∵
∴
即
解得
∴
∴
故
即旗杆的高度为 .
【点睛】本题考查了解直角三角形的应用——仰角俯角问题,锐角三角函数等,根据题意构建直角三角形
是解题的关键.
42.(2023·四川成都·统考二模)如图,有大树 和建筑物 ,从建筑物 的顶部 处看树顶 处的
仰角为 ,看树干 处的俯角为 .若 在同一水平地面上,已知 米, 米.求大树的
高度 (参考数据: , , ).
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【答案】大树的高度 约为 米
【分析】过点 作 ,垂足为 ,根据题意可得: 米,然后在 中,利用锐
角三角函数的定义求出 的长,再在 中,利用锐角三角函数的定义求出 的长,最后利用线
段的和差关系进行计算,即可解答.
【详解】解:过点 作 ,垂足为 ,
由题意得: 米,
在 , ,
米 ,
在 中, ,
米 ,
米,
米 ,
大树的高度 约为 米.
【点睛】本题考查了解直角三角形的应用 仰角俯角问题,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅
助线是解题的关键.
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43.(2023·安徽六安·校考模拟预测)伴随着北京冬奥会的成功举办,很多学校掀起了学习冰雪项目的热
潮.如图,滑雪轨道由 、 两部分组成, 为 , 为 .一位同学乘滑雪板沿此轨道由
点滑到了 点,若 的坡度为 , 与水平面的夹角为 ,则他下降的高度为多少米?(精确到
1米.参考数据: , , ).
【答案】234米
【分析】过点A作AF⊥水平面于点F,过点B作BE⊥水平面于点E,BD⊥AF于D,四边形BEFD是矩形,
BE=DF,在Rt ABD中, 的坡度为 ,设AD=x,则BD=2.4x,由勾股定理得x,得到AD,在
Rt BCE中,求△得BE,即可得到下降的高度.
【△详解】解:过点A作AF⊥水平面于点F,过点B作BE⊥水平面于点E,BD⊥AF于D,
则∠BEF=∠EFD=∠BDF=90°,
∴四边形BEFD是矩形,
∴BE=DF,
在Rt ABD中, 的坡度为 ,
△
∴ ,
设AD=x,则BD=2.4x,
由勾股定理得,
,
∴ ,
解得x=100米,
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∴AD=100米,
在Rt△BCE中,∠BCE=42°,∠BEC=90°,BC=200m,
∵sin∠BCE= ,
∴BE=BCsin∠BCE=200sin42°≈133.8米≈134米,
∴DF=BE≈134米,
∴AF=AD+DF≈100+134=234(米),
即下降的高度为234米.
【点睛】此题考查的是解直角三角形的应用—坡度坡角问题,也考查了勾股定理、矩形的判定和性质、添
加辅助线构造直角三角形是解题的关键.
44.(2023·天津西青·统考二模)如图,四边形ABCD是正方形,点E在BC边上,点F在CD的延长线上,
满足 ,连接EF与对角线BD交于点G,连接AF,AG,若 ,则AG的长为 .
【答案】
【分析】本题已知 的长度,欲求 的长度,设法寻找两边之间的关系,因利用已知条件很容易想到
,从而得到 ,进一步可证 是等腰直角三角形.
下一步设法证明G为 的中点, 作 ,从而构造出全等三角形得证.
最后利用等腰直角三角形可求得 与 之间的关系式,最后求解.
【详解】连接 ,如图1,
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由正方形的性质与已知条件可知, ,
所以, ,
∴ , .
∴ .
因此 是等腰直角三角形.
过E作 ,EH与BD交于H,如图2.
因 ,故 为等腰直角三角形,
所以, .
又∵ ,∴ .
由 得, , ,
∴ .
∴ .
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又以上证明: 是等腰直角三角形,
∴ ,故 为等腰直角三角形, .
由勾股定理得, , ,
所以 ,即 的长为 .
【点睛】本题考查了正方形性质及应用,涉及三角形全等的判定及性质,等腰直角三角形判定及性质等知
识,解题的关键是证明 为等腰直角三角形.
45.(2023·江苏泰州·统考二模)如图,在平面直角坐标系中, 的顶点 、 分别是直线
与坐标轴的交点,点 ,点 是边 上的一点, ,垂足为 ,点 在 边上,且 、
两点关于 轴上某点成中心对称,连接 、 .线段 长度的最小值为 .
【答案】
【分析】过点F,D分别作 垂直于y轴,垂足分别为G,H,证明 ,由全等
三角形的性质得出 ,可求出 ,根据勾股定理得出
,由二次函数的性质可得出答案;
【详解】过点F,D分别作 垂直于y轴,垂足分别为G,H,
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则 ,
记 交y轴于点K,
∵D点与F点关于y轴上的K点成中心对称,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵直线 的解析式为 ,
∴ 时, ,
∴ ,
又∵ ,
设直线 的解析式为
∴ ,
解得 =,
∴直线 的解析式为 ,
过点F作 轴于点R,
∵D点的横坐标为m,
∴ ,
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∴ ,
∵ ,
∴ ,
8 3
令 x40,得x ,
3 2
3
∴0m .
2
∴当m1时,l的最小值为8,
EF 2 2
∴ 的最小值为 .
【点睛】待定系数法,全等三角形的判定与性质,坐标与图形的性质,二次函数的性质,勾股定理,中心
对称的性质,直角三角形的性质等知识.
ABCD AC,BD AC
46.(2023·四川攀枝花·统考二模)如图,在四边形 中, 相交于点O,O是 的中点,
AD∥BC.
(1)求证:四边形ABCD是平行四边形;
(2)若ACBD10,AD6,求四边形ABCD的面积.
【答案】(1)见解析
(2)48
【分析】(1)先利用AAS证△AOD≌△COB,由全等三角形的性质得ODOB,即可解决问题;
ABCD AB BD2AD2 10262 8
(2)先证明四边形 是矩形,利用勾股定理得出 ,再利用矩形面积
公式即可得出答案.
【详解】(1)证明:∵ AD∥BC,
ADOCBO,
∵O是AC的中点,
OAOC,
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在△AOD和△COB中,
ADOCBO
AODCOB
OAOC
△AOD≌△COB(AAS),
ODOB,
又∵OAOC,
四边形ABCD是平行四边形;
(2)解:由(1)得:四边形ABCD是平行四边形,
又∵ AC BD,
平行四边形ABCD是矩形.
DAB90.
△DAB BD10,AD6
在直角 中, ,由勾股定理知:
AB BD2AD2 10262 8
.
S ADAB48
则 四边形ABCD .
即四边形ABCD的面积是48.
【点睛】本题考查平行四边形的判定和性质、全等三角形的判定与性质、矩形的判定与性质等知识,解题
的关键是熟练掌握基本知识,属于中考常考题型.
47.(2023·广西柳州·统考二模)综合与实践
△ACB △DCE AC BC DC EC ACBDCE A
(1)问题发现:如图1, 和 均为等腰三角形, , , ,点 、
D、E在同一条直线上,连接BE.
①求证:ADBE;将下列解答过程补充完整.
证明:∵ACBDCE,
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ACDDCBDCB________,
ACDBCE,
在△ACD和△BCE中,
AC BC
ACDBCE
,
CDCE
△ACD≌△BCE(SAS),
ADBE;
②若ACB50°,则AEB的度数为________.
△ACB △DCE ACBDCE90 A D E
(2)类比探究:如图2, 和 均为等腰直角三角形, ,点 、 、 在同
一条直线上,CM 为△DCE中DE边上的高,连接BE.请判断AE、BE与CM 三条线段的数量关系,并
说明理由.
(3)拓展延伸:在(2)的条件下,若BE2,CM 1,请直接写出四边形ABEC的面积.
【答案】(1)①ECB;②50;
(2)AE BE2CM ,理由见解析;
(3)6
【分析】(1)①根据ACDDCBDCBECB,即可得到答案;②根据ACB50°可得
DCE50,求出CDECED65,根据全等三角形的性质,得出CEBADC 115,即可求
出结果;
(2)由VACD≌VBCE得出ADBE,再判断出DM CM ,即可得出结论;
(3)根据(2)的结论求得AE4,再根据四边形ABEC的面积=△ACE的面积+△ABE的面积,进行计
算即可求解.
【详解】(1)解:①证明:∵ACBDCE,
ACDDCBDCBECB,
ACDBCE,
在△ACD和△BCE中,
AC BC
ACDBCE
,
CDCE
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△ACD≌△BCE(SAS),
ADBE,
故答案为:ECB;
②∵ACB50,
DCEACB50,
∵CDCE,
1
CDECED 1805065,
2
ADC 180CDE115,
∵△ACD≌△BCE,
CEBADC 115,
AEBCEBCED50,
故答案为:50;
(2)∵△ACD≌△BCE,
ADBE,
∵CDCE,CM DE,
DM ME,
在RtVDCE中,CM DE,CDM 45,
DCM CDM 45,
DM CM ,
DM ME CM ,
AE ADDEBE2CM ;
(3)解:由(2)得:
AE BE2CM 2214,AEB90,
∵ CM 为△DCE中DE边上的高,
1 1 1 1
S S S AECM AEBE 41 426.
四边形ABEC △ACE △ABE 2 2 2 2
【点睛】本题主要考查了等腰三角形的性质,全等三角形的判定和性质,掌握全等三角形的判定和性质,
直角三角形的性质,等腰直角三角形的性质是解本题的关键.
48.(2023·河南周口·统考二模)问题提出:某兴趣小组在一次综合与实践活动中提出这样一个问题:将足
PEFP90,F 60
够大的直角三角板 的一个顶点放在正方形中心O处,并绕点O逆时针旋转,探
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究直角三角板PEF与正方形ABCD重叠部分的面积变化情况(已知正方形边长为2).
(1)操作发现:如图1,若将三角板的顶点P放在点O处,在旋转过程中,当OF 与OB重合时,重叠部分的
面积为__________;当OF 与BC垂直时,重叠部分的面积为__________;一般地,若正方形面积为S,在
S
旋转过程中,重叠部分的面积 1与S的关系为__________;
OE,OP
(2)类比探究:若将三角板的顶点F放在点O处,在旋转过程中, 分别与正方形的边相交于点M,
N.
①如图2,当BM CN时,试判断重叠部分△OMN 的形状,并说明理由;
②如图3,当CM CN 时,求重叠部分四边形OMCN的面积(结果保留根号);
(3)拓展应用:若将任意一个锐角的顶点放在正方形中心O处,该锐角记为GOH (设GOH ),将
GOH GOH ABCD S
2
绕点O逆时针旋转,在旋转过程中, 的两边与正方形 的边所围成的图形的面积为 ,
S
2
请直接写出 的最小值与最大值(分别用含 的式子表示),
6 2 6 2
(参考数据:sin15 ,cos15 ,tan152 3)
4 4
1
【答案】(1)1,1,S S
1 4
△OMN 31
(2)① 是等边三角形,理由见解析;②
tan ,1tan45
(3) 2 2
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【分析】(1)如图1,若将三角板的顶点P放在点O处,在旋转过程中,当OF与OB重合时,OE与OC
1
重合,此时重叠部分的面积=△OBC的面积= 正方形ABCD的面积=1;当OF与BC垂直时,OE⊥BC,重
4
1
叠部分的面积= 正方形ABCD的面积=1;一般地,若正方形面积为S,在旋转过程中,重叠部分的面积
4
1
S 与S的关系为S= S.利用全等三角形的性质证明即可;
1 1 4
(2)①结论:△OMN是等边三角形.证明OM=ON,可得结论;
②如图3中,连接OC,过点O作OJ⊥BC于点J.证明△OCM≌△OCN(SAS),推出∠COM=∠CON=30°,
解直角三角形求出OJ,即可解决问题;
(3)如图4-1中,过点O作OQ⊥BC于点Q,当BM=CN时,△OMN的面积最小,即S 最小.如图4-2中,
2
当CM=CN时,S 最大.分别求解即可.
2
【详解】(1)如图1,若将三角板的顶点P放在点O处,在旋转过程中,当OF与OB重合时,OE与OC
1
重合,此时重叠部分的面积=△OBC的面积= 正方形ABCD的面积=1;
4
1
当OF与BC垂直时,OE⊥BC,重叠部分的面积= 正方形ABCD的面积=1;
4
1
一般地,若正方形面积为S,在旋转过程中,重叠部分的面积S 与S的关系为S= S.
1 1 4
理由:如图1中,设OF交AB于点J,OE交BC于点K,过点O作OM⊥AB于点M,ON⊥BC于点N.
∵O是正方形ABCD的中心,
∴OM=ON,
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∵∠OMB=∠ONB=∠B=90°,
∴四边形OMBN是矩形,
∵OM=ON,
∴四边形OMBN是正方形,
∴∠MON=∠EOF=90°,
∴∠MOJ=∠NOK,
∵∠OMJ=∠ONK=90°,
∴△OMJ≌△ONK(AAS),
∴S PMJ=S ONK,
△ △ 1
∴S OKBJ=S OMBN= S ABCD,
四边形 正方形 4 正方形
1
∴S= S.
1 4
1
故答案为:1,1,S= S.
1 4
(2)①如图2中,结论:△OMN是等边三角形.
理由:过点O作OT⊥BC,
∵O是正方形ABCD的中心,
∴BT=CT,
∵BM=CN,
∴MT=TN,
∵OT⊥MN,
∴OM=ON,
∵∠MON=60°,
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∴△MON是等边三角形;
②如图3中,连接OC,过点O作OJ⊥BC于点J.
∵CM=CN,∠OCM=∠OCN,OC=OC,
∴△OCM≌△OCN(SAS),
∴∠COM=∠CON=30°,
∴∠OMJ=∠COM+∠OCM=75°,
∵OJ⊥CB,
∴∠JOM=90°-75°=15°,
∵BJ=JC=OJ=1,
3
∴JM=OJ•tan15°=2- ,
3 3
∴CM=CJ-MJ=1-(2- )= -1,
1
∴S
四边形
OMCN=2×2 ×CM×OJ= 3-1.
HOG OH HOG △MON≌△MON M,N BC S
2
(3)如图4,将 沿 翻折得到 ,则 ,此时则当 在 上时, 比四
边形NOMC的面积小,
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MC a,CN=b S S
设 ,则当 △CNM 最大时, 2最小,
1 1ab 2
ab
∵ S △MNM 2 2 2 ,即MC NC时,S △CNM 最大,
此时OC垂直平分MN ,即ON OM,则OM ON
如图5中,过点O作OQ⊥BC于点Q,
∵ OM ON OQMN
,
BM=CN
当BM=CN时,△OMN的面积最小,即S 最小.
2
在Rt△MOQ中,MQ=OQ•tan =tan ,
2 2
∴MN=2MQ=2tan ,
2
∴S=S OMN=1 ×MN×OQ=tan .
2 2 2
△
如图6中,同理可得,当CM=CN时,S 最大.
2
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OC OC,OCN OCM,CN CM
∵
则△COM≌△CON,
∴∠COM= ,
2
∵∠COQ=45°,
∴∠MOQ=45°- ,
2
QM=OQ•tan(45°- )=tan(45°- ),
2 2
∴MC=CQ-MQ=1-tan(45°- ),
2
∴S=2S CMO=2×1 ×CM×OQ=1-tan(45°- ).
2 2 2
△
【点睛】本题属于四边形综合题,考查了正方形的性质,旋转变换,全等三角形的判定和性质,四边形的
面积等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,属于中考压轴题.
49.(2023·河南新乡·校联考二模)如图1是鹤壁市玄天洞石塔,原名玲珑塔,是我省现存最大的一座楼阁
式石塔,玄天洞石塔坐东朝西,为九级重檐平面四角楼阁式建筑,此塔始建于元朝,重建于明代,时称天
塔,因该塔屹立于淇河北岸玄天洞东南,又得名玄天洞石塔,某数学兴趣小组开展了测量“玄天洞石塔的
高度”的实践活动,
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具体过程如下:
方案设计:如图2,石塔CD垂直于地面,在地面上选取A,B两处分别测得∠CAD和∠CBD的度数(A,
D,B三点在同一条直线上)
数据收集:通过实地测量,地面上A,B两点的距离为20m,∠CAD=45°,∠CBD=58°.
问题解决:求石塔CD的高度.
(结果保留一位小数.参考数据:sin58°≈0.85,cos58°≈0.53,tan58°≈1.60)
【答案】12.3m
CD CD
【分析】设CD=xm,在Rt ACD中,可得出AD= ,在Rt BCD中,BD= ,再由
tanCAD tanCBD
△ △
AD+BD=AB,列式计算即可得出答案.
【详解】解:设CD为xm,
CD
在 中,tanCAD ,
Rt△ACD AD
CD x x
∴AD x,
tanCAD tan45 1
CD
在 中,tanCBD ,
Rt△BCD BD
CD x x
∴BD ,
tanCBD tan58 1.6
∵ADBD AB,
x
∴x 20,
1.6
解得:x12.3.
答:石塔的高度约为12.3m.
【点睛】本题主要考查了解直角三角形的应用,熟练掌握解直角三角形的方法进行计算是解决本题的关键.
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50.(2023·北京昌平·统考二模)船航行的海岸附近有暗礁,为了使船不触上暗礁,可以在暗礁的两侧建立
两座灯塔.只要留心从船上到两个灯塔间的角度不超过一定的大小,就不用担心触礁.如图所示的网格是正
A,B,C,D,P,M,N M,N
P
方形网格,点 是网格线交点,当船航行到点 的位置时,此时与两个灯塔 间的角度
MPN A,B,C,D
( 的大小)一定无触礁危险.那么,对于 四个位置,船处于___________时,也一定无触
礁危险.( )
A.位置A B.位置B C.位置C D.位置D
【答案】B
【分析】先利用格点找出△MNP的外接圆的圆心,再判断哪个点在△MNP的外接圆上即可.
【详解】解:如图,
由网格可知,点O是MN和MP垂直平分线的交点,
即点O是△MNP的外接圆的圆心,
∵ OM OB 1222 5 ,
点M在△MNP的外接圆上,
MPN MBN ,
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船处于位置B时,也一定无触礁危险,
故选B.
【点睛】本题考查圆周角定理,三角形的外心,勾股定理与网格问题等,解题的关键有两个,一是找出
△MNP的外接圆的圆心,二是掌握同弧所对的圆周角相等.
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