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第06讲锐角三角函数(6个知识点+9种题型+分层练习)(教师版)_初中数学_九年级数学下册(人教版)_常见题型通关讲解练-V3_2025版

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第06讲锐角三角函数(6个知识点+9种题型+分层练习)(教师版)_初中数学_九年级数学下册(人教版)_常见题型通关讲解练-V3_2025版
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文档格式
docx
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5.071 MB
文档页数
70 页
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2026-03-28 00:18:15

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第 06 讲 锐角三角函数(6 个知识点+9 种题型+分 层练习) 知识导图 知识清单 知识点1.锐角三角函数的定义 在Rt△ABC中,∠C=90°. (1)正弦:我们把锐角A的对边a与斜边c的比叫做∠A的正弦,记作sinA. 即sinA=∠A的对边除以斜边= .(2)余弦:锐角A的邻边b与斜边c的比叫做∠A的余弦,记作cosA. 即cosA=∠A的邻边除以斜边= . (3)正切:锐角A的对边a与邻边b的比叫做∠A的正切,记作tanA. 即tanA=∠A的对边除以∠A的邻边= . (4)三角函数:锐角A的正弦、余弦、正切都叫做∠A的锐角三角函数. 知识点2.锐角三角函数的增减性 (1)锐角三角函数值都是正值.(2)当角度在0°~90°间变化时, ①正弦值随着角度的增大(或减小)而增大(或减小); ②余弦值随着角度的增大(或减小)而减小(或增大); ③正切值随着角度的增大(或减小)而增大(或减小). (3)当角度在0°≤∠A≤90°间变化时,0≤sinA≤1,1≥cosA≥0. 当角度在0°<∠A<90°间变化时,tanA>0. 知识点3.同角三角函数的关系 (1)平方关系:sin2A+cos2A=1; (2)正余弦与正切之间的关系(积的关系):一个角的正切值等于这个角的正弦与余弦的比,即 tanA= 或sinA=tanA•cosA. 知识点4.互余两角三角函数的关系 在直角三角形中,∠A+∠B=90°时,正余弦之间的关系为: ①一个角的正弦值等于这个角的余角的余弦值,即sinA=cos(90°﹣∠A); ②一个角的余弦值等于这个角的余角的正弦值,即cosA=sin(90°﹣∠A); 也可以理解成若∠A+∠B=90°,那么sinA=cosB或sinB=cosA. 知识点5.特殊角的三角函数值 (1)特指30°、45°、60°角的各种三角函数值. sin30°= ; cos30°= ;tan30°= ;sin45°= ;cos45°= ;tan45°=1; sin60°= ;cos60°= ; tan60°= ; (2)应用中要熟记特殊角的三角函数值,一是按值的变化规律去记,正弦逐渐增大,余弦逐渐减小,正 切逐渐增大;二是按特殊直角三角形中各边特殊值规律去记. (3)特殊角的三角函数值应用广泛,一是它可以当作数进行运算,二是具有三角函数的特点,在解直角 三角形中应用较多. 知识点6.计算器—三角函数 (1)用计算器可以求出任意锐角的三角函数值,也可以根据三角函数值求出锐角的度数. (2)求锐角三角函数值的方法: 如求tan46°35′的值时,先按键“tan”,再输入角的度数46°35′,按键“=”即可得到结果. 注意:不同型号的计算器使用方法不同. (3)已知锐角三角函数值求锐角的方法是: 如已知sin =0.5678,一般先按键“2ndF”,再按键“sin”,输入“0.5678”,再按键“=”即可得到结 果. α 注意:一般情况下,三角函数值直接可以求出,已知三角函数值求角需要用第二功能键. 题型强化 题型一、正弦的概念辨析 1.(2024九年级下·全国·专题练习)在 中, ,若 的三边都缩小5倍,则 的 值( ) A.放大5倍 B.缩小5倍 C.不变 D.无法确定 【答案】C 【知识点】正弦的概念辨析 【分析】本题考查了锐角三角函数的定义:在 中, .锐角A的对边a与斜边c的比叫做 的正弦,记作 .直接利用锐角的正弦的定义求解. 【详解】解:∵ , ∴ 的对边与斜边的比, ∵ 的三边都缩小5倍, ∴ 的对边与斜边的比不变,∴ 的值不变. 故选:C. 2.(2021·江苏苏州·一模)如图, 中, 的平分线与 的延长线交于 点, 与 交于 点, 的平分线交 于 点,若 ,则 的面积为 . 【答案】 【知识点】正弦的概念辨析 【分析】过点C作CM⊥EF,过点A作AN⊥DC ,可得 ,可得 ,解得: BE=9,BH= ,由sin∠AFN=sin∠CFM,得AN= ,进而即可求解. 【详解】解:∵在 中,AD∥BC, 的平分线与 的延长线交于 点, ∴∠DAE=∠BAE=∠AEB, ∴BA=BE, ∵ 的平分线交 于 点, ∴BH⊥AE, 过点C作CM⊥EF,过点A作AN⊥DC , ∴CM∥BH,AH=EH=2+1=3, ∴ , ∴ , ∵AB∥CD, ∴∠CFE=∠BAE,∴∠CFE=∠AEB, ∴CE=CF=3, ∴ME= EF= ×2=1, ∴ , ∴ ,解得:BE=9,BH= , ∴CD=AB=BE=9, ∵∠AFN=∠CFM, ∴sin∠AFN=sin∠CFM,即: , ∴ ,解得:AN= , ∴ 的面积= CD×AN=9× = . 【点睛】本题主要考查相似三角形的判定和性质以及平行四边形的性质,锐角三角函数的定义,添加辅助 线构造相似三角形和直角三角形,是解题的关键. 3.(2023·黑龙江齐齐哈尔·三模)如图,在矩形 中,点 为原点, 、 的长是方程 的两根( ).抛物线 经过点 、 ,与AB交于点 .(1)求抛物线的函数解析式; (2)点 为线段 上一个动点(不与点 重合),点 为线段 上一个动点, ,连接 ,设 , 的面积为 . ①求 关于 的函数表达式; ②当 最大时,点 的坐标为 ; ③当 最大时,点 在抛物线 的对称轴上,点 是平面内任意一点,是否存在点 、 , 使得以点 、 、 、 为顶点的四边形是矩形,若存在,请直接写出所有符合条件的点 的坐标;若不 存在,请说明理由. 【答案】(1) (2)① ② ③ , , , 【知识点】待定系数法求二次函数解析式、正弦的概念辨析、面积问题(二次函数综合)、特殊四边形(二次 函数综合) 【分析】(1)将 、 两点坐标代入抛物线 ,即可求得抛物线的解析式; (2)①先用 表示出 的长度,进而求出三角形的面积 关于 的函数; ②先求出 时 取最大值,在求得直线 的解析式 ,设 ,根据 ,勾 股定理即可求解; ③由②可得 时, 取最大值,再根据点 、 、 、 为顶点的四边形是矩形,分情况求出 的坐标. 【详解】(1)解: 解得: ∵ ∴ ,即 , 将 、 两点坐标代入抛物线,得 , 解得: , ∴抛物线的解析式为 ; (2)① , , , 过点 作 与 点,则 , , , ; ∴ ②∵ , ∴当 时, 取最大值;∴ , 设直线 的解析式为 ,将点 代入得 解得: ∴直线 的解析式为 , 设 , ∵ , ∴ 解得: 或 (舍去) ∴ , 故答案为: . ③在抛物线对称轴 上存在点 ,使得以点 、 、 、 为顶点的四边形是矩形∵抛物线的解析式为∵ 的对称轴为 , ∴ 的坐标为 , 又 , ∴ 当 时,则 在直线AB上, ∵ 在对称轴 上, ∴ 当 时,则 的纵坐标与 点纵坐标相同,∴ , 当 时, 设 , 则 , 即 , 解得: , ∴ , 如图所示,设 的中点为 ,则 , ∵ , ∴ 关于点 对称, ∴ , 综上所述, , , ,【点睛】本题是二次函数的综合题,其中涉及到的知识点有抛物线的解析式的求法抛物线的最值,解一元 二次方程,正弦的定义,掌握二次函数的性质是解题的关键. 题型二、求角的正弦值 4.(2025九年级下·全国·专题练习)三角形在正方形网格纸中的位置如图所示,则 的值是( ) A. B. C. D. 【答案】C 【知识点】勾股定理与网格问题、求角的正弦值 【分析】本题主要考查了锐角三角函数的定义以及勾股定理,首先根据三角形在网格纸中的位置可以得到 、 、 ,根据勾股定理可以得到 ,再根据正弦定义求出 即可. 【详解】解:如下图所示, 由网格可知 、 、 , , , 故选:C. 5.(24-25九年级下·全国·期末)如图,点 在等边 的内部,且 , ,将线段 绕点 按顺时针方向旋转 得到 ,连接 ,则 的值为 .【答案】 / 【知识点】求角的正弦值、用勾股定理解三角形、等边三角形的判定和性质、全等的性质和SAS综合 (SAS) 【分析】本题考查了旋转的性质,等边三角形的性质和勾股定理的逆定理,连接 ,如图,先利用旋转 的性质得 ,则可判定 为等边三角形得到 ,再证明 得到 ,接着利用勾股定理的逆定理证明 为直角三角形, , 然后根据正弦的定义求解. 【详解】解:连接 ,如图, ∵线段 绕点C顺时针旋转 得到 , ∴ , ∴ 为等边三角形, ∴ , ∵ 为等边三角形, ∴ , ∴ , 在 和 中 , ∴ , ∴ ,∵ , ∴ , ∴ 为直角三角形, , ∴ . 故答案为: . 6.(2025九年级下·全国·专题练习)如图,在 中, ,垂足是点 ,若 , ,求 的值. 【答案】 【知识点】用勾股定理解三角形、求角的正弦值、已知正切值求边长 【分析】本题考查了解直角三角形中三角函数的应用,要熟练掌握好边角之间的关系是解题的关键.首先 根据 的三角函数求出 的长度,然后得出 的长度,根据勾股定理求出 的长度,由 ,代值计算即可. 【详解】解: , . , , , . 在 中, , .题型三、已知正弦值求边长 7.(24-25九年级下·全国·期末)在 中, ,若 ,则 的值为( ) A. B. C. D. 【答案】C 【知识点】已知正弦值求边长、求角的余弦值 【分析】本题考查了解直角三角形.根据锐角三角函数的定义得出 ,设 , , 根据 ,即可得出答案. 【详解】解: , 设 , , . 故选:C. 8.(2024·山东聊城·三模)如图,半径为6的扇形 中, ,C,D分别是半径 的中 点,连接 ,则图中阴影部分面积为 .(用含 的式子表示) 【答案】 /【知识点】求扇形面积、已知正弦值求边长 【分析】本题考查了锐角三角函数,扇形面积;过点C作 于E,求出 ,则可求得 面积, 再利用扇形面积减去 面积,即得阴影部分面积. 【详解】解:如图,过点C作 于E, C,D分别是半径 的中点, , , , 则 ; 故 ; 故答案为: . 9.(24-25九年级下·全国·期末)如图,在 中, , , 的垂直平分线交 于 点E,交 的延长线于点D. (1)求 的正弦值; (2)求点C到直线 的距离. 【答案】(1)(2) 【知识点】线段垂直平分线的性质、三线合一、求角的正弦值、已知正弦值求边长 【分析】本题考查了解直角三角形,等腰三角形的性质,线段垂直平分线的性质,锐角三角函数的定义. (1)过点 作 于点 .由等腰三角形三线合一的性质得出 .在 中,根据 正弦函数的定义得出 ,根据三角形内角和定理求出 ,则 ; (2)过点 作 于点 .解直角 ,求出 ,则 .再解直角 ,求出 ,即点 到 的距离为 . 【详解】(1)解:过点 作 于点 . , , . 在 中, , , , 是 的垂直平分线, , , , 又 , , , 即 的正弦值为 ;(2)解:过点 作 于点 . 在 中, , , , , . 在 中, , , , 即点 到 的距离为 . 题型四、求角的余弦值 10.(2025九年级下·全国·专题练习)如图,已知 是 斜边上的高, ,则 的值是( ) A. B. C. D. 【答案】D 【知识点】用勾股定理解三角形、求角的余弦值 【分析】本题考查了:①勾股定理;②锐角三角函数的定义;③同角的余角相等.并且注意到三角函数值 只与角的大小有关.易证 ,则求 的值就可以转化为求 的三角函数值.从而转化 为求 的边长的比. 【详解】解:由勾股定理得, , 由同角的余角相等知, , , 故选:D.11.(24-25九年级下·全国·期末)在 中, ,则 . 【答案】 【知识点】求角的余弦值 【分析】本题主要考查解直角三角形,熟练掌握解直角三角形是解题的关键;由题意易得 是等腰直 角三角形,且 ,然后根据余弦的定义可进行求解. 【详解】解:由题意得: 是等腰直角三角形,且 , ∴ , ∴ ; 故答案为: . 12.(22-23九年级下·四川南充·自主招生)如图,在平面直角坐标系 中,以y轴正半轴上一点 (m为非零常数)为端点,作与y轴正方向夹角为 的射线l,在l上取点B,使 (k为正整数), 并在l下方作 , ,线段 的中点分别为D,E. (1)当 时,直接写出B,C两点的坐标; (2)若抛物线 的顶点恰好为D点,且 ,求抛物线的解析式及此时 的值; (3)当 时,记线段 的中点分别为 ,当 时,记线段 的中点分别为 ,求 直线 的解析式及四边形 的面积(用含m的代数式表达). 【答案】(1)B点的坐标为 , C点的坐标为 .(2) , (3) ; 【知识点】平行四边形性质和判定的应用、求角的余弦值、特殊四边形(二次函数综合)、其他问题(二次函 数综合) 【分析】本题主要考查了二次函数综合应用、平行四边形的判定和性质、勾股定理、余弦函数等知识点, 掌握数形结合思想方法是解题的关键. (1)先分别求出点B、C到x轴和y轴的距离,然后确定B,C两点的坐标即可; (2)先求出B点的坐标和C点的坐标,然后根据三角形中位线的性质得出点D和E的坐标,再根据D恰 为抛物线 的顶点即可得出抛物线的解析式,最后根据 得出 为等边三角形,从而可以得出 的值; (3)先分别求出 点的坐标然后即可得出直线 的解析式,再根据 证出四边形 为平行四边形,最后通过解直角三角形得出 的长,即可求出四边形 的面积. 【详解】(1)解:过点B作 轴,交y轴于点F,过点C作 轴,垂足为G,交直线 于点 H, ∵当 时, , ∴ , ∴ , ∴B点的坐标为 , 同理可得:C点坐标为 ; ∴B点的坐标为 , C点的坐标为 ;(2)解:当 时, ,与(1)同理可得B点的坐标为 ,C点的坐标为 . 如图,过点B作y轴的垂线垂足为F,过点C作x轴的垂线,垂足为G, 两条垂线的交点为H,作 于点M, 于点N. 由三角形中位线的性质可得点D的坐标为 ,点E的坐标为 . 由勾股定理得 . ,即 , . 恰为抛物线 的顶点,它的顶点横坐标为 , .解得 . ∴抛物线的解析式 . 此时D,E两点的坐标分别为 . . . ∴此时 为等边三角形, .(3)解: 点的坐标分别为 . 设直线 的解析式为 则 ,解得 ∴直线 的解析式为 . 可得直线 与y轴正方向的夹角为 . 直线 , 与y轴正方向的夹角都等于 , . 两点的坐标分别为 , 由勾股定理得 , , ∴四边形 为平行四边形. 设直线 与y轴的交点为P,作 于Q.(如图) 可得点P的坐标为 ., . 题型五、已知正切值求边长 13.(23-24九年级下·湖北咸宁·阶段练习)中国古代数学家赵爽设计的“弦图”蕴含了丰富的数学知识. 如图,在由四个全等的直角三角形( , , , )和中间一个小正方形 拼成 的大正方形 中,若 ,则正方形 与正方形 的面积的比值为( ). A. B. C.5 D. 【答案】D 【知识点】全等三角形的性质、已知正切值求边长 【分析】本题考查了正切,全等的性质.熟练掌握正切是解题的关键. 设 ,由 ,可得 ,则 ,正方形 的面积为 , ,正方形 的面积为 ,进而可求正方形 与正方形 的面积的比值. 【详解】解:设 , ∵ , ∴ , ∴ , ∴正方形 的面积为 , ,∴正方形 的面积为 , ∴正方形 与正方形 的面积的比值为 , 故选:D. 14.(2025九年级下·全国·专题练习)已知在 中, ,则 的长为 . 【答案】 【知识点】已知正切值求边长 【分析】本题考查的是锐角三角函数的定义,先根据 , , 求出 的长,再由勾 股定理即可得出 的长. 【详解】解:在 中, , , , , . 故答案为: . 15.(22-23九年级下·四川达州·阶段练习)如图,在直角坐标系中有一直角三角形 ,O为坐标原点, , ,将此三角形绕原点O逆时针旋转 ,得到 ,抛物线 经过 点A、B、C.求抛物线的解析式并写出它的顶点坐标. 【答案】抛物线的解析式为 ;顶点坐标为 . 【知识点】待定系数法求二次函数解析式、已知正切值求边长 【分析】本题主要查了求二次函数的解析式,解直角三角形;利用锐角三角函数可得 ,可求出B(0,3),再根据旋转的性质求出 ,D(0,1),再利用待定系数法解答即可. 【详解】解:在 中, , ∴ , ∵ , ∴ . ∴B(0,3), ∵ 是由 绕点O逆时针旋转 而得到的, ∴ , ∴ , ∴ ; 把A、B、C的坐标代入解析式得: , 解得: , ∴抛物线的解析式为 ; , 抛物线的顶点坐标为 . 题型六、特殊三角形的三角函数 16.(2025九年级下·全国·专题练习)下列不等式成立的是( ) A. B. C. D. 【答案】A 【知识点】特殊三角形的三角函数【分析】本题考查了特殊角三角函数值,熟记特殊角三角函数值是解题的关键. 根据特殊角三角函数值,可得答案. 【详解】解: , , , , ∵ , ∴ , 故选:A. 17.(2025九年级下·全国·专题练习)在 中,如果 ,那么 的值是 . 【答案】 【知识点】特殊三角形的三角函数 【分析】本题考查了三角函数值的定义,解题的关键是熟练掌握正切与余弦的定义.直接利用正切与余弦 的定义进行求解即可. 【详解】解:在 中, , ∴ 故答案为: . 18.(23-24九年级下·四川绵阳·期中)(1)计算: ; (2)先化简,再求值: ,其中 . 【答案】(1)0;(2) ; . 【知识点】实数的混合运算、分式化简求值、二次根式的混合运算、特殊三角形的三角函数 【分析】本题考查的是分式的化简求值,零指数幂,二次根式的混合运算,特殊角的三角函数值,熟知以 上知识是解题的关键. (1)先根据零指数幂,特殊角的三角函数值,数的乘方法则,绝对值的性质分别计算出各数,再根据实 数的运算法则进行计算即可;(2)先根据分式混合运算的法则把原式进行化简,再把 的值代入进行计算即可. 【详解】解:(1) ; (2) , 当 时,原式 . 题型七、特殊角三角函数值的混合运算 19.(23-24九年级下·全国·期末) 的值是( ) A. B. C.1 D. 【答案】C 【知识点】特殊角三角函数值的混合运算 【分析】本题考查了特殊角三角函数的混合运算,熟记特殊角三角函数值是解题的关键.根据特殊角三角 函数值进行计算即可. 【详解】解: .故选:C. 20.(2025九年级下·全国·专题练习)计算: . 【答案】 【知识点】特殊角三角函数值的混合运算 【分析】本题考查了特殊角三角函数值、实数的混合运算,代入特殊角三角函数值,再根据实数的运算, 可得答案. 【详解】解: , 故答案为: . 21.(24-25九年级下·全国·阶段练习)计算: (1) ; (2) . 【答案】(1)2 (2) 【知识点】特殊角三角函数值的混合运算 【分析】本题考查了特殊角三角函数值的混合运算; (1)根据特殊角三角函数值进行计算即可求解; (2)根据特殊角三角函数值进行计算即可求解. 【详解】(1)解: ;(2)解: . 题型八、由特殊角的三角函数值判断三角形形状 22.(23-24九年级下·福建龙岩·阶段练习)在 中,若 ,则么 一 定是( ) A.锐角三角形 B.钝角三角形 C.等边三角形 D.等腰直角三角形 【答案】D 【知识点】由特殊角的三角函数值判断三角形形状 【分析】根据非负数的和为零,可得每个非负数同时为零,根据特殊角三角函数值,可得A、B的值,根 据直角三角形的判定,可得答案. 本题考查了特殊角三角函数值,直角三角形的判定,熟记特殊角三角函数值是解题关键. 【详解】解:∵ ∴ , ∴ , ∴ , ∴ . ∴ 一定是等腰直角三角形, 故选:D. 23.(22-23九年级下·甘肃平凉·阶段练习)在 中,若 ,则 是 . 【答案】等腰直角三角形 【知识点】由特殊角的三角函数值判断三角形形状【分析】根据题意可得 , .据此即可求得答案. 【详解】根据题意,得 , . 可得 , . 则 . 所以, . 所以, 为等腰直角三角形. 故答案为:等腰直角三角形. 【点睛】本题主要考查锐角三角函数、等腰三角形的判定,牢记 , , 的锐角三角函数值是解题 的关键. 24.(2023九年级下·全国·专题练习)如图, 在平面坐标系内,点 , .点 为 轴 上动点,求 的最小值. 【答案】 【知识点】垂线段最短、含30度角的直角三角形、求角的正切值、由特殊角的三角函数值判断三角形形状 【分析】取 ,连接 ,作 , 于 交 轴于 ,先利用坐标求出线段长,得到 ,进而得到 ,推出 , ,得到 ,再利用 垂线段最短,得到当 与 重合, 与 重合时, 最短,即为 的长,利用三角函数即可求出 答案.【详解】解:如图,取 ,连接 ,作 , 于 交 轴于 , , , , , , , , , , , , 当 与 重合, 与 重合时, 最短,最小值即为 的长, 在 中, , 的最小值为 . 【点睛】本题考查了垂线段最短,锐角三角函数,30度角所对的直角边等于斜边一半,学会转化线段是解 题关键. 题型九、三角函数综合 25.(23-24九年级下·浙江杭州·阶段练习)如图,在 中, ,定义:斜边与 的对边的比 叫做 的余割,用“ ”表示.若该直角三角形的三边分别为a,b,c,则 ,那么下列说法 正确的是( ) A. B. C. D.【答案】C 【知识点】三角函数综合 【分析】本题主要考查了锐角三角三角函数,根据余割,正弦,余弦的定义逐一判断即可. 【详解】解:A、 ,原说法错误,不符合题意; B、 ,原说法错误,不符合题意; C、 ,原说法正确,符合题意; D、 ,原说法错误,不符合题意; 故选:C. 26.(2024·四川成都·二模)如图,在 中, ,以点 为圆心,任意长为半径作弧,分别 交 , 于点 , ,再分别以点 , 为圆心,大于 之长为半径作弧,两弧相交于点 ,射 线 交边 于点 .若 , ,则 的长为 . 【答案】 【知识点】角平分线的性质定理、三角函数综合 【分析】本题考查了角平分线的性质,三角函数,勾股定理等知识解题的关键是掌握相关的知识.过点 作 于 ,根据作图可知 平分 ,由角平分线的性质和题意可得 ,在 中, ,设 ,则 ,则 ,进而得到 ,求出 , 进而得到 ,最后根据 即可求解. 【详解】解:过点 作 于 ,平分 , , , 在 中, , 设 ,则 , , , , , , , 在 中, , . 故答案为: . 27.(2024·吉林长春·模拟预测)如图,在 中, , , ,点P、Q分别是 边 、 上的两个动点,且 ,以 , 为邻边作平行四边形 ,作点 关于直线 的对称点 ,设 . (1)当 的面积为8时,求 的值.(2)当 时,求线段 的长. (3)当点 落在四边形 的边上时,求 的值. (4)直线 与四边形 的一条边交于 点,若 的面积是四边形 面积的 时,直接写出 的值. 【答案】(1) 或 (2) (3) 或 (4) 或 【知识点】动态几何问题(一元二次方程的应用)、三角形中位线与三角形面积问题、相似三角形的判定与 性质综合、三角函数综合 【分析】(1)根据题意得到 , , ,再根据“ 的面积为8”建立等式求解, 即可解题; (2)记 延长线交 于点 ,由对称的性质可知, , , ,推出 ,得到 ,进而可得 ,根据 建立分式方程求解, 即可求出 ,利用勾股定理得到 ,再利用 ,得到 ,即可求得 ,进 而求得 ; (3)根据点 落在四边形 的边上,可分以下两种情况讨论,①当 在 上时,②当 在 上 时,根据这两种情况画出草图,结合平行四边形性质,对称的性质,勾股定理以及三角函数求解,即可解 题; (4)根据直线 与四边形 的一条边交于 点,可分以下两种情况讨论,①当 在 上时,②当 在 上时,根据这两种情况画出草图,结合 的面积是四边形 面积的 ,理由平行四边 形性质,得到 的面积是 面积的 ,得到 为 的中点或 为 的中点,结合(3)中① 的情况,勾股定理,以及相似三角形的性质和判定,即可解题. 【详解】(1)解: , , , , 的面积为8, , 整理得 , 解得 或 ; (2)解:记 延长线交 于点 , 由对称性质可知, , , , , , , ,, , , , 解得 ,经检验 是该方程的解, , , , , , 解得 , ; (3)解:①当 在 上时, 四边形 为平行四边形, ,, , 由对称性质可知, , , , , , , 解得 ,, , ; ②当 在 上时, 四边形 为平行四边形, , ∴ , 由对称性质可知, , , , , , , , , , , , , ,解得: , , , , , ,, , . 综上所述, 或 ; (4)解: 或 ,理由如下: 的面积是四边形 面积的 , 四边形 为平行四边形, 的面积是 面积的 , 直线 与四边形 的一条边交于 点, ①当 在 上时, 为 的中点, 为 的中线, 四边形 为平行四边形, , , 与(3)中①的情况一致, 故 ; ②当 在 上时, 为 的中点, 为 的中线, ,四边形 为平行四边形, , , , , , , , , , , , , , 整理得 ,即 或 (舍去), 综上所述, 或 . 【点睛】本题考查了一元二次方程的应用,对称的性质,锐角三角函数,解分式方程,勾股定理,平行四 边形性质,三角形中位线性质,相似三角形的性质和判定,解题的关键在于熟练掌握相关性质并灵活运用. 分层练习 一、单选题 1.已知在 中, , ,则 的值为( ) A. B. C. D. 【答案】C 【知识点】同角三角函数的关系2.将一副三角板如图摆放在一起,组成四边形ABCD,∠ABC=∠ACD=90°,∠ADC=60°, ∠ACB=45°,连接BD,则tan∠CBD的值等于( ) A. B. C. D. 【答案】D 【知识点】求特殊角的三角函数值;求正切值 3.在 中, , , ,则 的度数( ) A. B. C. D.无法确定 【答案】B 【知识点】求特殊角的三角函数值 4.如图,在 中, , , 的垂直平分线 交 于点D,连接 , 若 ,则 的长为( ) A. B. C. D. 【答案】B 【知识点】线段垂直平分线的性质;勾股定理;锐角三角函数的定义 【解析】【解答】解:∵AB的垂直平分线MN交AC于点D,∴BD=AD. ∵AC=8cm, ∴CD+AD=CD+BD=8cm. ∵cos∠BDC= , ∴CD=3, ∴BD=5cm, ∴BC= =4cm. 故答案为:B. 【分析】根据垂直平分线的性质可得BD=AD,则CD+AD=CD+BD=8cm,结合三角函数的概念可求 出CD的值,然后求出BD的值,再根据勾股定理进行计算. 5.如图,在平面直角坐标系中,点 分别在 轴负半轴和 轴正半轴上,点 在 上, ,连接 ,过点 作 交 的延长线于 .若 ,则 的值是 ( ) A. B.3 C. D.2 【答案】B 【知识点】相似三角形的判定与性质;锐角三角函数的定义 【解析】【解答】解:如图,过点P作 轴于点Q,∵ , ∴ , ∴ , ∵ , ∴ , ∴ , ∵ , ∴ , ∴ , ∴ ∴ . ∴ 故答案为:B. 【分析】过点P作 轴于点Q,根据 ,可得 ,再结合 ,可得 。6.如图, 内接于 , , ,则 的长为( ) A. B. C. D. 【答案】C 【知识点】垂径定理;圆周角定理;弧长的计算;锐角三角函数的定义 【解析】【解答】解:连接OB,OC,如图, 可得 根据圆周角定理可得, OB=OC,的长 故答案为:C. 【分析】连接OB,OC,由垂径定理可得 根据圆周角定理可得, 结合OB=OC,求得 再利用弧长公式即可求解. 7.如图所示的衣架可以近似看成一个等腰三角形ABC,其中AB=AC, ,BC=44cm, 则高AD约为( )(参考数据: , , ) A.9.90cm B.11.22cm C.19.58cm D.22.44cm 【答案】B 【知识点】等腰三角形的性质;锐角三角函数的定义 【解析】【解答】解:∵△ABC中,AB=AC,AD为BC边上的高, ∴ , ∵BC=44cm, ∴ cm. ∵△ABC,AB=AC, , ∴ .∵AD为BC边上的高, , ∴在 中, , ∵ , cm, ∴ cm. 故答案为:B. 【分析】根据等腰三角形的性质可得DC= BC=22cm,∠ACB=∠ABC=27°,然后根据三角函数的概 念就可求出AD. 8.如图, 为 的直径, ,C、D为 上两点,若 ,则 的长为( ) A. B. C. D. 【答案】B 【知识点】圆周角定理;锐角三角函数的定义 【解析】【解答】解:如图:连接AD∵ 为 的直径, ∴ ∵ , ∴ ∴ , ,解得: . 故答案为:B. 【分析】连接 ,由 为 的直径, 可得 ,根据同弧所对的圆周角相等可得 ,根据 即可求解. 9.如图,直线l: 分别与x轴、y轴交于点A、B.点P为直线l在第一象限的点.作 △POB的外接圆 ,延长OC交 于点D,当△POD的面积最小时,则 的半径长为( )A. B.2 C. D.3 【答案】B 【知识点】三角形的面积;勾股定理;三角形的外接圆与外心;锐角三角函数的定义 【解析】【解答】解: A(8,0),B(4,0), OA=8,OB=4, 由勾股定理得 , 在 中, OD是直径, , , , , ,当 最小时,则OP最小, 点P在线段AB上运动, 当 时,OP最小, , , , , , OD=4, 的半径长为 2. 故答案为:B. 【分析】将 表示为 ,从而当 △POD的面积最小时 , 时,OP最小,再根据三角 函数可解出直径得出结果. 10.如图,正方形ABCD中,AB=4,点E是BA延长线上一点,点M、N分别为边AB、BC上的点, 且AM=BN=1,连接CM、ND,过点M作MF∥ND与∠EAD的平分线交于点F,连接CF分别与 AD、ND交于点G、H,连接MH,则下列结论正确的有( )个①MC⊥ND;②sin∠MFC= ;③(BM+DG)²=AM²+AG²;④S△ = HMF A.1 B.2 C.3 D.4 【答案】D 【知识点】勾股定理;正方形的性质;相似三角形的判定与性质;锐角三角函数的定义;三角形全等的判 定-SAS 【解析】【解答】解:①设MC与ND交于点P,如图所示. ∵四边形ABCD是正方形 ∴CD=BC=AB=4 ∠MBC=∠NCD=90° ∵AM=BN=1 ∴NC=BC-BN=4-1=3 MB=AB-AM=4-1=3 ∴NC=MB 在△MBC与△NCD中,∴△MBC≌△NCD ∴∠PNC=∠CMB ∵∠MBC =90° ∴∠CMB+∠PCN =90° 则∠PNC +∠PCN =90° ∴∠NPC=180°-(∠PNC +∠PCN)=90° ∴MC⊥ND 故①MC⊥ND符合题意. ②延长AE,作FQ⊥AF于点Q ∵MB=3,BC=4.∠B=90° ∴在Rt△MBC中,利用勾股定理得 ∠BCM+∠BMC =90° ∵MC⊥ND,MF∥ND ∴∠FMC=90° ∴∠QMF+∠BMC=180°-∠FMC=90° ∴∠QMF=∠BCM ∵FQ⊥AF ∠B=90° ∴∠FQM=∠B∴△MBC∽△FQM ∴ 即 ∵四边形ABCD是正方形,AF平分∠QAG ∴∠QAF= 又∵∠FQM=90° ∴∠QFA=∠QAF ∴QA=QF ∴ 变形为 解得QA=QF =3 ∴QM=QA+AM=4 ∴在Rt△QMF中,利用勾股定理得 ∴在Rt△FMC中,利用勾股定理得 ∴sin∠MFC= 故②符合题意 ③设(BM+DG)²=AM²+AG²存在 由上述可知BM=3,AM=1,AG=AD-GD=4-DG, 将其代入(BM+DG)²=AM²+AG² 得:(3+DG)²=1²+(4-DG)² 解得DG= ,符合题意,故③符合题意. ④作HI⊥MF于点I∵∠PCN=∠PCN,∠NPC=∠B=90° ∴△CPN∽△CBM ∴ 则 即 解得 ∴MP=MC-PC=5- ∵∠IMP=∠MPH=∠MIH=90° ∴四边形MPHI是矩形 ∴IH= MP ∴S△ = 故④符合题意 HMF 综上所述四项全部符合题意, 故答案为:D 【分析】①设MC与ND交于点P,通过证明△MBC≌△NCD,可得∠PNC=∠CMB,再证∠PNC +∠PCN =90°,即得MC⊥ND;②延长AE,作FQ⊥AF于点Q,利用勾股定理得求出MC=5,再证 △MBC∽△FQM,可得 即 ,再利用等腰三角形的性质可得QA=QF=3,利用比 例式可求出QA=3,从而求出QM=QA+AM=4,再利用勾股定理先求出MF,再求出CF,根据sin∠MFC= 求解,即可判断;③设(BM+GD)2=AM2+AG2存在,据此求出DG,即可判断;④作 HI⊥MF于点I,证明△CPN∽△CBM,利用相似三角形的性质求出PC、MP,再证明四边形MPHI是矩 形,可得IH= MP ,根据S△ = 求解,即可判断. HMF 二、填空题 11.已知 是锐角,且 ,那么 . 【答案】45° 【知识点】求特殊角的三角函数值 【解析】【解答】解:∵ , ∴ . 故答案为: . 【分析】利用特殊角的三角函数值求解即可。 12.已知α是锐角,如果 ,那么α= . 【答案】30° 【知识点】求特殊角的三角函数值 【解析】【解答】解:∵ 是锐角, , ∴ , 故答案为:30°. 【分析】根据特殊角的三角函数值求解即可。 13.计算:|2−tan60°)= . 【答案】 【知识点】求特殊角的三角函数值;求有理数的绝对值的方法14.如图,在Rt△ABC中, , , ,点D在边AB上,点E在边AC上, 将△ABC沿着折痕DE翻折后,点A恰好落在线段BC的延长线上的点P处,如果 ,那 么折痕DE的长为 . 【答案】 【知识点】翻折变换(折叠问题);同角三角函数的关系;等腰直角三角形 【解析】【解答】解:如图,过点E作EH⊥AB于点H, 由翻折性质得AD=DP,∠ADE=∠PDE, ∵∠BPD=∠A,∠A+∠B=90°, ∴∠BPD+∠B=90°, ∴∠BDP=90°=∠ADP, ∴∠ADE=45°, ∵EH⊥AB, ∴∠DEH=∠EDH=45°,∴DH=EH, ∴DE= DH, ∵cotA=2= , ∴AH=2HE,DP=2BD, ∴AD=DP=3DH, ∴BD= DH, ∵AB=9=BD+AD= DH+3DH, ∴DH=2, ∴DE= . 故答案为: . 【分析】过点E作EH⊥AB于点H,由翻折性质得AD=DP,∠ADE=∠PDE,由直角三角形量锐角互 余及等量代换推出∠BPD+∠B=90°,由三角形的内角和定理得∠BDP=90°=∠ADP,则∠ADE=45°,推 出△DEH是等腰直角三角形,则DE= DH,由等角的同名三角函数值相等得cotA=2= ,则AH=2HE,DP=2BD,D=DP=3DH,BD= DH,然后根据AB=BD+AD 建立方程可求出DH的长,从而得到DE的长. 15.计算: 的结果为 . 【答案】3【知识点】零指数幂;求特殊角的三角函数值 【解析】【解答】解: , 故答案为:3. 【分析】 , ,据此求解. 16.如图,菱形 的顶点 与对角线交点 都在反比例函数 的图象上,对角线 交 轴于点 , ,且 的面积为15,则 ;延长 交 轴于点 , 则点 的坐标为 . 【答案】8; 【知识点】待定系数法求一次函数解析式;反比例函数的图象;相似三角形的判定与性质;锐角三角函数 的定义;一次函数图象与坐标轴交点问题 【解析】【解答】解:延长DA交x轴于点M,过A作AH⊥ND于点H,设DE=a,则CE=2a,CD=AD=3a,AM=a,OD=2a, ∴S =S = OD·DA= =15, △ADB △AOD ∴a= . ∵tan∠DOE= , ∴ON=2DN, ∴OD= , ∴D(2,4). ∵点D在反比例函数的图象上, ∴k=8. ∵D(2,4), ∴B(4,8). ∵∠EDN+∠NDO=90°,∠NDO+∠HDA=90°, ∴∠NDO=∠HDA, ∴△NDO∽△OND. ∵DA= , ∴DH=6,AH=3, ∴A(8,1).设直线AB的解析式为y=kx+b,将A(8,1)、B(4,8)代入可得 解得 , ∴y= x+15, 令y=0,可得x= , ∴F( ,0). 故答案为:8;( ,0). 【分析】延长DA交x轴于点M,过A作AH⊥ND于点H,设DE=a,则CE=2a,CD=AD=3a, AM=a,OD=2a,根据三角形的面积公式可得a的值,利用三角函数的概念可得ON=2DN,然后求出 OD的值,得到点D的坐标,代入y= 中可求出k的值;根据菱形的对角线互相垂直平分可得点B的 坐标,利用两角对应相等的两个三角形相似可得△NDO∽△OND,求出DH、AH的值,得到点A的坐 标,然后利用待定系数法求出直线AB的解析式,令y=0,求出x的值,据此可得点F的坐标. 17.在 中, 都是锐角,且 ,则 是 三角形. 【答案】等腰直角【知识点】求特殊角的三角函数值;等腰直角三角形;偶次方的非负性 【解析】【解答】解:∵ , ∴ , , 解得 , , ∴ , , ∵三角形内角和为 , ∴ , ∵ , , , ∴ 是等腰直角三角形. 故答案为:等腰直角 【分析】先根据非负性得到 , ,进而根据特殊角的三角函数值得到 , ,进而结合等腰直角三角形的判定即可求解。 18.在Rt△ABC中,∠BAC=30°,斜边AB=2 ,动点P在AB边上,动点Q在AC边上,且 ∠CPQ=90°,则线段CQ长的最小值= . 【答案】2 【知识点】圆的综合题;求特殊角的三角函数值;三角形-动点问题 【解析】【解答】以CQ为直径作⊙O,当⊙O与AB边相切动点P时,CQ最短,∴OP⊥AB, ∵∠ACB=90°,∠A=30°, ∴∠POA=60°, ∵OP=OQ, ∴△POQ为等边三角形, ∴∠POQ=60°, ∴∠APQ=30°, ∴设PQ=OQ=AP=OC=r,3r=AC=cos30°•AB= =3, ∴CQ=2, ∴CQ的最小值为2. 故答案为2. 【分析】以CQ为直径作 圆O,当圆 O与AB边相切,切点即动点P时,CQ最短,由切线的性质可 知OP⊥AB,由∠A=30°,进而求得△POQ为等边三角形,得出∠APQ=30°,由此可得 PQ=OQ=OP=OC,在Rt△ABC中利用余弦值求出AC的长 ,从而求得CQ的最小值. 三、解答题 19.(1)计算:tan45°−(−2) 2−|2−❑√2); (2)已知 ,求代数式 的值 【答案】(1) ;(2)12 【知识点】完全平方公式及运用;平方差公式及应用;求特殊角的三角函数值;求代数式的值-整体代入求 值 20.计算: .【答案】解: 【知识点】实数的运算;求特殊角的三角函数值 【解析】【分析】根据绝对值的性质以及特殊角的三角函数值可得原式= +2- - ,然后根据二 次根式的减法法则进行计算. 21.钓鱼岛是我国固有领土, 年 月 日,中华人民共和国自然资源部在其官网上公布 钓鱼 岛及其附属岛屿地形地貌调查报告 ,报告公布了钓鱼岛及其附属岛屿的高分辨率海岛地形数据.如 图所示,点 是岛上最西端“西钓角”,点 是岛上最东端“东钓角”, 长约 米,点 是 岛上的小黄鱼岛,且 、 、 三点共线.某日中国海监一艘执法船巡航到点 处时,恰好看到正 北方的小黄鱼岛 ,并测得 , 根据以上数据,请求出此时执法船距离小 黄鱼岛 的距离 的值. 参考数据: , , ,结果精确 到 米. 【答案】解:设 米, 中, ,米, 中, , 米, , 解得 , 答:执法船距离小黄鱼岛 的距离 约为 米. 【知识点】锐角三角函数的定义;解直角三角形的实际应用﹣方向角问题 【解析】【分析】设 米,利用正切的定义求出 ,再结合 长约 米,列出方 程 ,求出x的值即可。 22. (1)根据个人爱好,从 , 和 中任取两个,然后求选取的两个三角函数的平 方和; (2)采用配方法或公式法解一元二次方程 . 【答案】(1)解:若选取 和 , ∴ ; 若选取 和 , ∴ ; 若选取 和 , ∴ ; (2)解:配方法: , , ,, , 解得: , ; 公式法: , ∵ , ∴ , ∴ , . 【知识点】配方法解一元二次方程;公式法解一元二次方程;求特殊角的三角函数值 【解析】【分析】(1)熟记 , 和 ,再任意选取两个计算三角 函数的平方和即可. (2)根据配方法解一元二次方程的一般步骤或公式法求解方程即可. 23.如图, 中, , ,D是边 的中点,连结 . (1)已知 ,求 的长; (2)求 的值. 【答案】(1)解:∵ , , ∴设 ,则 ,∵ ,即 , 解得 , ∴ ; (2)解:作 于 , 由(1)得 , ∵D是边 的中点, ∴ , ∵ , ∴ , ∴ , ∴ , , ∴ . 【知识点】锐角三角函数的定义;解直角三角形的其他实际应用 【解析】【分析】(1)根据题意设 ,则 ,利用勾股定理列式计算求得 ,据此求解; (2)作 于 ,求得 ,根据余弦函数求得 ,再利用勾股定理和余切函数的定 义求解. 24.已知∠ABC=90°,点P为射线BC上任意一点(点P与点B不重合),分别以AB、AP为边在 ∠ABC的内部作等边△ABE和△APQ,连接QE并延长交BP于点F. (1)如图1,若AB= ,点A,E,P恰好在一条直线上时,求EF的长(直接写出结果); (2)如图2,当点P为射线BC上任意一点时,求证:BF=EF; (3)若AB= ,设BP=2,求QF的长. 【答案】(1)1 (2)证明:∵∠BAP=∠BAE﹣∠EAP=60°﹣∠EAP, ∠EAQ=∠QAP﹣∠EAP=60°﹣∠EAP, ∴∠BAP=∠EAQ. 在△ABP和△AEQ中, { AB=AE ) ∠BAP=∠EAQ , AP=AQ ∴△ABP≌△AEQ(SAS), ∴∠AEQ=∠ABP=90°, ∴∠BEF=180°﹣∠AEQ﹣∠AEB=180°﹣90°﹣60°=30°, ∵∠EBF=90°﹣60°=30°, ∴∠BEF=∠EBF, ∴EF=BF; (3)如图,过点F作FD⊥BE于点D,∵△ABE是等边三角形, ∴BE=AB= , 由(2)得∠EBF=30°, 在Rt△BDF中,BD= BE= , ∴BF= =1, ∴EF=1, ∵△ABP≌△AEQ, ∴QE=BP=2, ∴QF=QE+EF=2+1=3. 【知识点】三角形全等及其性质;等边三角形的性质;含30°角的直角三角形;勾股定理;锐角三角函数 的定义 【解析】【解答】解:(1)∵△ABE是等边三角形,A、E、P在同一直线上 ∴AB=AE,∠BAE=60° ∴∠APB=30° ∴ ∴点E是AP的中点 ∴QE⊥AP ∴ ∵∠APQ=30°,∠APB=30°∴∠QPF=90° ∴QF=4 ∴EF=QF-QE=1 【分析】(1)根据等边三角形的性质可得AB=AE,∠BAE=60°,则∠APB=30°,再根据含30°角的 直角三角形性质可得 ,再根据勾股定理求出QE长,QF长,再根据EF=QF-QE=1即 可求出答案. (2)根据全等三角形的判定定理可得△ABP≌△AEQ(SAS),则∠AEQ=∠ABP=90°,再进行角之间 的转换可得∠BEF=∠EBF,根据等角对等边性质即可求出答案. (3)过点F作FD⊥BE于点D,根据等边三角形性质可得BE=AB= ,再根据含30°角的直角三角形 性质可得BD= BE= ,根据锐角三角函数可得 ,则EF=1,再根据全等三角形性质可 得QE=BP=2,则QF=QE+EF=2+1=3,即可求出答案. 25.如图,在平面直角坐标系中,直线 与x轴交于点 ,与y轴交于点B,抛物线 经过A,B两点,与x轴的另一个交点为 . (1)求抛物线的解析式. (2) 为直线 上方抛物线上一动点. ①连接 交 于点 ,若 ,求点D的坐标; ②是否存在点D,使得 的度数恰好是 的2倍?如果存在,请求出点D的坐标;如果 不存在,请说明理由.【答案】(1) (2)① 或 ;② 【知识点】待定系数法求二次函数解析式;相似三角形的性质;同角三角函数的关系;二次函数-角度的存 在性问题 26. 在平面直角坐标系中,四边形 为矩形, ,连接 . (1)如图1, 平分 交y轴与点B,交 于点D,直接写出点 的坐标: B( , )C( , )D( , ); (2)如图1,在(1)的条件下,F为 的中点,求 的值,并直接写出 的值; (3)如图2,点M从O点出发沿射线 运动,点N从A点出发沿 运动, 分别为 的中点,若 两点以相同的速度同时出发运动,当 时,直接写出当 有最小值时 的长度. 【答案】(1)0;m;m;n;m-n;n (2)解: = ;(3)解:PQ= 【知识点】坐标与图形性质;相似三角形的判定与性质;锐角三角函数的定义;四边形的综合 【解析】【解答】解:(1)如图所示, 四边形 为矩形, , , , . 坐标为 . 平分 , , . , 为等腰直角三角形, , , 点坐标 , 过 作 于 , , , 点坐标为 . 故答案为:0,m;m,n;m-n,n; (2)解:如图所示,连接 ,为等腰直角三角形, 为 中点, , 为等腰直角三角形, , 为为等腰直角三角形, , { BF = BO ) 即 BE BA , ∠OBF=∠ABE , , , , , . (3)解:如图所示,以 为边长,在 轴下方作正方形 ,两点以相同的速度同时出发运动, , { AN=OM ) OA=AB , ∠MOA=∠NAB=90° , , , 三点共线时, 有最小值,即 的长, 连接 交 于 点,即为此时 的位置, 在 中, , , , , 此时 , , 坐标为 , 坐标为 , 又 , , 分别为 中点,坐标为 , 坐标为 , . 【分析】(1)由于四边形 为矩形, 平分 ,可得 , 为等腰直角三角形, 于是 , 对应的横纵坐标的长度都可求,由此得解. (2)要求 的值,两个角不在同一个三角形内,因此考虑将其中一个角进行转化,将 两个角转化成在同一个三角形内,可证 ,于是 , 的 值等于外角 ,同时得到相似三角形三边对应成比例 ,即得解. (3)要求的最小值,两条线段的和最小值考虑利用“两点之间线段最短”来求解.以为边长作正方形,, 得到,即可将转化为,由此确定此时的位置,利用两点的中点坐标表示出坐标,然后利用两点间的距离公 式即可求.