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28.2.2 应用举例 分层作业
基础训练
1.(2023上·河北石家庄·九年级石家庄市第四十一中学校考期中)如图是某幼儿园的滑滑梯的简易图,
已知滑坡AB的坡度是1:3,滑坡的水平宽度是6m,则高BC为( )m.
A.3 B.5 C.2 D.4
【答案】C
【分析】本题考查了解直角三角形的应用−坡度坡角问题,解题的关键是根据题意可得:在Rt△ABC中,
BC 1 1
= ,从而可得BC= AC,进行计算即可解答.
AC 3 3
【详解】解:∵滑坡AB的坡度是1:3,
BC 1
∴在Rt△ABC中, = ,AC=6m,
AC 3
1
∴BC= AC=2(m),
3
故选:C.
2.(2023上·山东济宁·九年级校考阶段练习)如图所示,热气球的探测器显示,从热气球A处看一栋
楼顶部B处的仰角为α,看这栋楼底部C处的俯角为β,热气球A处与楼的水平距离为120m,则这栋楼的高
度为( )
A.120(tanα+tanβ)m B.120(tana−tanβ)m
C.120(sinα+sinβ)m D.120(sinα+tanβ)m
【答案】A【分析】过点A作AD⊥BC,分别解直角三角形ADB,ADC,求出BD,CD,即可得出结果.
【详解】解:过点A作AD⊥BC,由题意,得:AD=120m,∠DAB=α,∠DAC=β,
∴BD=AD⋅tanα,CD=AD⋅tanβ,
∴BC=BD+CD=AD⋅(tanα+tanβ)=120(tanα+tanβ)m;
即:楼高为120(tanα+tanβ)m;
故选A.
【点睛】本题考查解直角三角形的实际应用.解题的关键是构造直角三角形.
3.(2023上·河北邢台·九年级统考期中)如图,若坡角∠BAC=30°,则斜坡AB的坡度为
( )
1 1
A. B. C.❑√3 D.2
2 ❑√3
【答案】B
【分析】本题考查了坡度的定义,根据坡度是坡角的正切值,即可求解.
❑√3 1
【详解】解:坡角∠BAC=30°,则斜坡AB的坡度为tan30°= = ,
3 ❑√3
故选:B.
4.(2023上·广东深圳·九年级深圳外国语学校校联考阶段练习)如图,某购物广场要修建一个地下停
车场,停车场的入口设计示意图如图所示,其中斜坡AD与水平方向的夹角为α(0°<α<90°),地下停车
场层高CD=3米,则在停车场的入口处,可通过汽车的最大高度是( )3
A.3 B. C.3sinα D.3cosα
cosα
【答案】D
CE
【分析】本题考查解直角三角形的应用,过点C作CE⊥AD,利用 =cosα求解即可,解题的关键是
CD
添加辅助线,构造直角三角形.
【详解】解:过点C作CE⊥AD,如图,
∴∠DCE+∠CDE=90°,
∵∠BAD+∠ADB=90°,
∴∠BAD=∠DCE=α,
∵CD=3米,
CE
∴ =cosα,
CD
∴CE=3cosα米,
故选:D.
5.(2023上·河北唐山·九年级统考期中)如图,从点A观测点D的仰角是( )
A.∠DCE B.∠DAB C.∠DCA D.∠ACD
【答案】B【分析】本题主要考查了仰角的识别,仰角是向上看的视线与水平线的夹角,根据仰角的定义进行解答便
可.熟记仰角的定义是解题的关键.
【详解】解:∵从点A观测点D的视线是AD,水平线是AB,
∴从点A观测点D的仰角是∠DAB.
故选:B.
6.(2023上·山东泰安·九年级校考阶段练习)如图,某货船以24海里/时的速度从A处向正东方向的D
处航行,在点A处测得某岛C在北偏东60°的方向.该货船航行30分钟后到达B处,此时测得该岛在北偏
东30°的方向上.则货船在航行中离小岛C的最短距离是( )
A.12海里 B.6❑√3海里 C.12❑√3海里 D.24❑√3海里
【答案】B
【分析】过点C作CE⊥AB,利用AB=AE−BE,结合锐角三角函数,列式计算即可.
【详解】解:如图,过点C作CE⊥AB,
30
由题意,得:∠CAE=30°,∠CBE=60°,AB=24× =12,
60
CE
在Rt△CAE中,AE= =❑√3CE,
tan30°
CE ❑√3
在Rt△CBE中,BD= = CE,
tan60° 3
❑√3
∴AB=AE−BE=❑√3CE− CE=12,
3
∴CE=6❑√3;
故选B
【点睛】本题考查解直角三角形的应用,解题的关键是添加辅助线,构造直角三角形.
7.(2023上·河北石家庄·九年级校联考阶段练习)如图,岛P位于岛Q的正西方,P、Q两岛间的距离为20(1+❑√3)海里,由岛P、Q分别测得船R位于南偏东60°和南偏西45°方向上,则船R到岛P的距离为
( )
A.40海里 B.40❑√2海里 C.40❑√3海里 D.40❑√6海里
【答案】A
【分析】要求PR的长,需要构造直角三角形,作辅助线RA⊥PQ,然后根据题目中的条件利用特殊角的
三角函数值求解即可.
【详解】解:如图,作RA⊥PQ于点A,
∵ PQ=20(1+❑√3)海里,∠PQR=45°,∠QPR=30°,∠PAR=∠QAR=90°,
RA RA
∴PA= ,QA= ,PR=2RA,
tan30° tan45°
RA RA
∴ + =20(1+❑√3)
❑√3 1 ,
3
解得:RA=20海里,
∴ PR=2RA=40海里,
故选:A.
【点睛】本题考查解直角三角形的应用-方向角问题,解题的关键是明确题意,作出合适的辅助线,利用
特殊角的三角函数值进行解答.
8.(2021上·山东潍坊·九年级统考期中)如图所示,AB为斜坡,D是斜坡AB上一点,斜坡AB的坡度为
i,坡角为α,AC⊥BM于点C,下面错误的有( )A.i=AC:AB B.i=(AC−DE):EC
DE
C.i=tanα= D.AC=i⋅BC
BE
【答案】A
DE AC
【分析】根据坡度的定义i=tanα= = 解答即可.
BE BC
【详解】∵AC⊥BM交于点C,DE⊥BC交于点E,
DE AC
∴i=tanα= = ,
BE BC
∴AC=i⋅BC,DE=i⋅BE,
∴AC−DE=i⋅BC−i⋅BE=(BC−BE)⋅i=EC⋅i,
AC−DE
∴i= ,
EC
∴BCD正确.
故选: A.
【点睛】本题考查了解直角三角形的应用-坡度坡角问题,熟记坡度的定义是解题的关键.
9.(2021上·全国·九年级专题练习)如图,已知楼房AB高为100m,铁塔塔基距楼房基间的水平距离
BD为100❑√3m,塔高CD为(100+100❑√3)m,则下面结论中正确的是( )
A.由楼顶望塔顶角为55° B.由楼顶望塔基俯角为45°
C.由楼顶望塔顶仰角为30° D.由楼顶望塔基俯角为30°
【答案】D
【分析】过点A作AE⊥CD于点E,则AE=BD=100❑√3m,DE=AB=100m,可得CE=CD−DE=100❑√3m ,从而得到∠CAE=45° ,即由楼顶望塔顶角为45°;在Rt△ABD 中,利用锐角三角函数,即可得到
∠CAE=30° ,即可求解.
【详解】解:如图,过点A作AE⊥CD于点E,则AE=BD=100❑√3m,DE=AB=100m,
∵塔高CD为(100+100❑√3)m,
∴CE=CD−DE=100❑√3m ,
∴AE=CE,
在Rt△ACE 中,
CE
tan∠CAE= =1 ,
AE
∴∠CAE=45° ,
即由楼顶望塔顶角为45°;
在Rt△ADE 中,AE=100❑√3m,DE= 100m,
DE 100 ❑√3
∴tan∠DAE= = = ,
AE 100❑√3 3
∴∠DAE=30° ,
即由楼顶望塔基俯角为30°,
故选:D.
【点睛】本题主要考查了解直角三角形,熟练掌握特殊角的锐角三角函数值是解题的关键.
10(2023上·福建泉州·九年级校考期中)已知某斜坡AB的坡度i=1:❑√3,则斜坡AB的坡角α的大小为
【答案】30°/30度
【分析】本题考查解直角三角形的应用.根据坡度等于坡角的正切值,结合特殊角的三角函数值,即可得
出结果.
1 ❑√3
【详解】解:由题意,得:tanα= = =tan30°,
❑√3 3
∴α=30°;
故答案为:30°.
11.(2023上·黑龙江绥化·九年级绥化市第八中学校校考阶段练习)科技改变生活,手机导航极大方便了人们的出行,如图,小明一家自驾到古镇C游玩,到达A地后导航显示车辆应沿北偏西60°方向行驶
4km至B地,再沿北偏东45°方向行驶一段距离到达古镇C,小明发现古镇C恰好在A地的正北方向,
B、C两地的距离是 km
【答案】2❑√6
【分析】本题主要考查方位角与勾股定理的综合,理解方位角,掌握勾股定理的计算方法是解题的关键.
如图所示,过点B作BD⊥AC于点D,在Rt△ABD中根据含30°角的直角三角形的性质可求出BD的长,
再在Rt△BCD中根据等腰直角三角形的性质即可求解.
【详解】解:如图所示,过点B作BD⊥AC于点D
∵∠BAD=60°,
∴在Rt△ABD中,∠ABD=30°,
1 1
∴AB=2AD,则AD= AB= ×4=2(km),
2 2
∴BD=❑√3AD=2❑√3,
∵从B地沿北偏东45°方向行驶一段距离到达古镇C,
∴∠CBD=45°,且BD⊥AC,
∴∠C=45°,即△BCD是等腰直角三角形,
∴BC=❑√2BD=❑√2×2❑√3=2❑√6,
∴B、C两地的距离是2❑√6,
故答案为:2❑√6.
12.(2023上·山东济南·九年级统考期中)图①是一个倾斜角为α的斜坡的横截面,斜坡顶端B与斜坡底端A的水平距离AC为6米,为了对这个斜坡的绿地进行喷灌,在斜坡底端A处安装了一个喷头,喷头喷
出的水珠在空中走过的曲线可以看作抛物线的一部分.设喷出水珠的竖直高度为y(单位:米)(水珠的
竖直高度是指水珠与喷头所在水平面的距离),水珠与喷头A的水平距离为x(单位:米),y与x的之间
近似满足二次函数关系,图②记录了x与y的相关数据,E为抛物线的顶点.
(1)求y与x的函数关系式;
(2)求斜坡的坡度.
1
【答案】(1)y=− x2+2x
4
1
(2)tanα=
2
【分析】本题主要考查二次函数的应用,解题的关键是熟练掌握待定系数法求函数解析式、直角三角形的
性质、二次函数的图象与性质等知识点;
(1)用待定系数法即可求解;
(2)算出B(6,3),在Rt△ABC中即可求解;
【详解】(1)设二次函数的表达式为 ,
y=a(x−4) 2+4
1
将(0,0)代入,得16a+4=0,a=− ,
4
1
∴y与x的函数关系式为:y=− (x−4) 2+4,
4
1
即:y=− x2+2x;
4
(2)当x=6时,y=3,
∴B(6,3),
BC 1
在Rt△ABC中,tanα= = .
AC 2
能力提升1.(2023上·河北保定·九年级校考阶段练习)马路边上有一棵树AB,树底A距离护路坡CD的底端D
有3米,斜坡CD的坡角为60度,小明发现,下午2点时太阳光下该树的影子恰好为AD,同时刻1米长
的竹竿影长为0.5米,下午4点时又发现该树的部分影子落在斜坡CD上的DE处,且BE⊥CD,如图所
示,线段DE的长度为( )
3 3❑√3−3
A.3❑√3− m B. m C.3❑√3m D.2❑√3−3m
2 2
【答案】A
【分析】根据在同一时刻物高和影长成正比,求出AB,延长BE,交AD于点F,根据30度角的直角三角
形即可求出结果.
【详解】解:∵同时刻1米长的竹竿影长为0.5米,AD=3米,
∴树AB的高度是6米;
延长BE,交AD于点F,
,
∵AB=6,∠CDF=60°,BE⊥CD,
∴∠DFE=30°,
AB 6
∴AF= = =6❑√3
tan30° ❑√3 米,
3
米,
∴DF=AF−AD=(6❑√3−3)
1 1 ( 3) 米,
∴DE= DF= (6❑√3−3)= 3❑√3−
2 2 2线段 的长度为( 3) ,
∴ DE 3❑√3− m
2
故选:A.
【点睛】本题考查了解直角三角形的应用以及平行投影,解决本题的关键是作出辅助线得到AB的影长.
2.【多选】(2023上·山东潍坊·九年级校考阶段练习)数学课外兴趣小组的同学们要测量被池塘隔开
的两棵树A,B的距离,他们设计了如图的测量方案:从树A沿着垂直于AB的方向走到E,再从E沿着垂
直于AE的方向走到F,C为AE上一点,其中4位同学分别测得四组数据:其中能根据所测数据求出A,B
两树距离的有( )
A.AC,∠ACB B.EF,DF,∠F
C.CD,∠ACB,∠ADB D.∠F,∠ADB,FB
【答案】AC
【分析】直接解直角三角形即可对各选项逐一判断,从而可得答案.
【详解】解:∵已知∠ACB的度数和AC的长,
∴利用∠ACB的正切可求出AB的长,故A选项能求得A,B两树距离;
∵∠F=∠ABD,
AD DE
∴tan∠F=∠ABD= = ,
AB EF
AD⋅EF
∴AB=
DE
∴已知EF,DF,∠F,不知BD,不能求出AB,故B选项不能求得A,B两树距离,
设AC=x,
x x+CD
∴AD=CD+x,AB= ,AB= ;
tan∠ACB tan∠ADB
∵已知CD,∠ACB,∠ADB,
∴可求出x,然后可得出AB,故C选项能求得A,B两树距离,
已知∠F,∠ADB,FB不能求得A,B两树距离,故D选项不能求得A,B两树距离,
综上所述:求得A,B两树距离的有AC,
故选AC.【点睛】本题主要考查了解直角三角形的应用,解答道题的关键是将实际问题转化为解直角三角形即可求
出.
3.(2023上·上海长宁·九年级上海市娄山中学校考期中)如图,土坡ABCD是一个梯形,DC∥AB,
斜坡AD长130米,坡度是1:2.4,沿AD走上平台,可以坐电梯直达矩形观景台CDEF顶部EF,在点E观
察坡底点A,俯角是45°,则观景台的垂直高度ED为 米.
【答案】70
【分析】此题考查解直角三角形的应用,勾股定理,以及平行线的性质:根据正切定理设
DG=x,AG=2.4x,勾股定理求出DG=50,AG=120,由平行线的性质得出∠EAG=45°,求出
EG=AG=120米,即可得到答案.
【详解】解:如图,
∵斜坡AD长130米,坡度是1:2.4,
DG 1
∴tan∠DAG= = ,
AG 2.4
设DG=x,AG=2.4x,
∵AG2+DG2=AD2,
∴ ,
(2.4x) 2+x2=1302
解得x=50或x=−50(舍去),
∴DG=50,AG=120,
∵AB∥EF,∠HEA=45°,
∴∠EAG=45°,
∴EG=AG=120,∴ED=EG−DG=120−50=70(米).
故答案为:70.
4.(2023上·山东淄博·九年级山东省淄博第十五中学校考阶段练习)如图,小明在P处测得A处的俯
角为15°,B处的俯角为60°,PB=20m,∠PHB=∠AFB=90°,若斜面AB坡度为1:❑√3,则HF的长为
m.
【答案】(10+10❑√3)
【分析】根据三角函数的定义得到∠ABF=30°,根据已知条件得到∠HPB=30°,∠APB=45°,求得
∠HBP=60°,进而可得△PBA为等腰直角三角形,再利用解直角三角形求出HB与BF即可.
【详解】解:如图:
过P的水平线为PE,
∵斜面坡度为1:❑√3,
AF 1 ❑√3
∴tan∠ABF= = = ,
BF ❑√3 3
∴∠ABF=30°,
∵在P处进行观测,测得A处的俯角为15°,B处的俯角为60°,
∴∠EPA=15°,∠EPB=60°,
∴∠HPB=30°,∠APB=45°,
∵PE∥HF,
∴∠HBP=60°,
∴∠PBA=180°−∠PBH−∠ABF=90°,
∴∠APB=∠BAP=45°,
∴AB=PB=20m,❑√3
∴HB=PBsin30°=10m,BF=ABcos30°=20× =10❑√3m
2
∴HF=HB+BF=(10+10❑√3)m,
故答案为:(10+10❑√3).
【点睛】本题主要考查了解直角三角形的应用-仰角问题,解直角三角形的应用-坡度问题,正确得出
PB=AB是解题关键.
5.(2023上·吉林长春·九年级统考期中)如图是某地滑雪运动场大跳台简化成的示意图.其中AB段是
助滑坡,倾斜角∠1=37°,BC段是水平起跳台,CD段是着陆坡,倾斜角∠2=30°,sin37°≈0.6,
cos37°≈0.8.若整个赛道长度(包括AB、BC、CD段)为300m,平台BC的长度是60m,整个赛道的
垂直落差AN是131m,则AB段的长度大约是 .
【答案】110m/110米
【分析】过点C作CF⊥DN于F,设AB长为xm,解Rt△ABM,求得AM=0.6xm,BM=0.8xm,则
,又由矩形 ,得 ,再解 ,求
MN=AN−AM=(131−0.6x)m CFNM CF=MN=(131−0.6x)m Rt△CDF
得CD=2(131−0.6x)=(262−1.2x)m,然后,根据AB+BC+CD=300m,BC=60m,即
x+60+262−1.2x=300,求解得出x值即可得出答案.
【详解】解:过点C作CF⊥DN于F,如图,
由题意,得BM⊥AN,
设AB长为xm,
在Rt△ABM中,∠AMB=90°,
AM BM
∴sin∠ABM= ,cos∠ABM= ,
AB AB
∵∠ABM=∠1=37°,sin37°≈0.6,cos37°≈0.8,
∴AM=0.6xm,BM=0.8xm,∴MN=AN−AM=(131−0.6x)m,
∵CF⊥DN,BM⊥AN,DN⊥AN,
∴四边形CFNM为矩形,
∴CF=MN=(131−0.6x)m,
在Rt△CDF中,∠CFD=90°,
CF
∴sin∠CDF= ,
CD
∵∠CDF=∠2=30°,
131−0.6x 1 131−0.6x
∴sin30°= ,即 =
CD 2 CD
∴CD=2(131−0.6x)=(262−1.2x)m,
∵AB+BC+CD=300m,BC=60m,
∴x+60+262−1.2x=300
解得:x=110,
∴AB段的长度大约是110m.
故答案为:110m.
【点睛】本题考查解直角三角形的应用,通过作辅助线构造直角三角形,将实际问题转化成解直角三角形
问题求解是解题的关键.
6.(2023上·浙江杭州·九年级校考期中)为倡导健康出行,某市道路运输管理局向市民提供一种公共
自行车作为代步工具,如图(1)所示是一辆自行车的实物图.车架档AC与CD的长分别为45cm,45cm,
且它们互相垂直,∠CAB=76°,AD∥BC,如图(2).(结果精确到0.1cm.参考数据:
sin76°≈0.96,cos76°≈0.24,tan76≈4.00,❑√17≈4.12,❑√2≈1.41)
(1)求车架档AD的长;
(2)求车链横档AB的长.
【答案】(1)AD=63.6cm
(2)AB的长约为37.1
【分析】(1)利用勾股定理解题即可;BH
(2)先过点B作BH⊥AC, 得出tan∠BAH= ,求出tan∠ACB=1,设BH=x, 则CH=x,
AH
x
,AH=45−x,, 根据 tan76°= , 求出x的值, 从而得出BH、AH的长, 最后根据勾股定理即可
45−x
求出AB的长.
【详解】(1)解:AC=CD=45cm,且AC⊥CD,
∴ ;
AD=❑√AC2+CD2=❑√452+452=45❑√2≈63.6cm
BH
(2)过点B作BH⊥AC, 垂足为H, 则 tan∠BAH= ,
AH
∵AC=45cm,CD=45cm,AC⊥CD,
CD 45
∴tan∠CAB= = =1,
AC 45
∵AD∥BC,
∴∠ACB=∠CAD,
∴tan∠ACB=1,
设BH=x, 则CH=x,
AH=45−x,
x
则 tan76°= ,
45−x
解得:x=36,
∴BH=36,AH=9,
,
∴AB=❑√AH2+BH2=❑√92+362=9❑√17≈37.1(cm)
答: 车链横档AB的长约为37.1.
【点睛】此题考查了解直角三角形的应用,关键是根据题意作出辅助线,构造直角三角形,用到的知识点
是勾股定理、平行线的性质.
拔高拓展1.(2023上·陕西西安·九年级西安市铁一中学校考期中)在学校的数学学科周上,李老师指导学生测
量学校旗杆AB的高度.在旗杆附近有一个斜坡,坡长CD=10米,坡度i=3:4,小华在C处测得旗杆顶端
A的仰角为60°,在D处测得旗杆顶端A的仰角为45°.求旗杆AB的高度.(点A,B,C,D在同一平面
内,B,C在同一水平线上,结果保留根号)
【答案】 米
(21+7❑√3)
【分析】本题考查的是解直角三角形的应用:仰角俯角、坡度坡角问题,勾股定理,根据题意作出辅助线,
构造出直角三角形是解题的关键.
过点D作DE⊥BC,垂足为E,过点D作DF⊥AB,垂足为F,依据题意得:DF=BE,DE=BF,设
DE=3x米,则CE=4x米,在Rt △CDE中,利用勾股定理求出CE、DE的长.再设BC= y米,则
DF=BE=(y+8)米,最后分别在Rt △ABC和Rt △ADF中利用锐角三角函数的定义求出AB和AF的长,
从而列出关于y的方程即可求解.
【详解】解:过点D作DE⊥BC,垂足为E,过点D作DF⊥AB,垂足为F,
依据题意得:DF=BE,DE=BF,
∵坡长CD=10米,坡度i=3:4,
DE 3
∴ = ,
CE 4
∴设DE=3x米,则CE=4x米,
在Rt △CDE中,
(米),
CD=❑√CE2+DE2=❑√(4x) 2+(3x) 2=5x
∴ 5x=10,解得:x=2,
∴ DE=BF=6米,则CE=8米,
设BC= y米,
∴ DF=BE=(y+8)米,
在Rt △ABC中,∠ACB=60°,∴ AB=BC· tan 60° =❑√3 y(米),
在Rt △ADF中,∠ADF=45°,
∴ AF=DF· tan 45° =(y+8)米,
∵ AB=AF+BF,
∴ ❑√3 y= y+8+6,
解得:y=7❑√3+7,
(米),
∴ AB=❑√3 y=(21+7❑√3)
旗杆 的高度为 米.
∴ AB (21+7❑√3)
2.(2023上·上海闵行·九年级统考期中)如图,海中有一小岛P,在以P为圆心,半径为16❑√2海里的
圆形海域内有暗礁.一轮船自西向东航行,它在A处测得小岛P位于北偏东60°方向上,且A,P之间的距
离为32海里.
(1)若轮船继续向正东方向航行,轮船有无触礁危险?
(2)如果轮船继续向正东方向航行有危险,轮船自A处开始改变航行方向,沿南偏东α度方向航行确保安全
通过这一海域,求α的取值范围.
【答案】(1)有危险
(2)0<α<75°时,轮船能安全通过这一区域
【分析】(1)过P作PB⊥于B,则PB的长是A沿方向距离P点的最短距离,求出最短距离,再比较比较
即可;
(2)设轮船沿南偏东航向是射线AC,过点P作PD⊥AC于D,利用特殊角的三角函数值确定答案.【详解】(1)解:过点P作PB⊥轮船航线于B,则PB的长是A沿方向距离P点的最短距离,
由题意得∠PAB=90°−60°=30°,PA=32,
∴在Rt△PAB中,∠PBA=90°,
PB 1
∴sin∠PAB= = ,
AP 2
∴PB=16,
∵16<16❑√2,
答:若轮船继续向正东方向航行有触礁危险.
(2)解:设轮船沿南偏东航向是射线AC,过点P作PD⊥AC于D,
当PD=16❑√2时,角α的度数最大,
∵在Rt△PAD 中,AP=32,PD=16❑√2,
❑
PD ❑√2
∴sin∠PAD= = ,
AP 2
∴∠PAD=45°,
∴∠EAD=45°−30°=15°,
∴沿南偏东最大角度为90°−15°=75°方向航行确保安全通过这一海域,
即0<α<75°时,轮船能安全通过这一区域.
【点睛】本题考查了解直角三角形的应用,关键是如何构造直角三角形并知道求哪一条线段的长.