中考数学直角三角形的边角关系综合练习题及答案解析
乙武洋匡-
中考数学直角三角形的边角关系综合练习题及答案解析
一、直角三角形的边角关系
1
.
如图,从地面上的点
A
看一山坡上的电线杆
PQ
,测得
杆顶端点
P
的仰角是
45°
,向前
走
6m
到达
B
点,测得杆顶端点
P
和杆底端点
Q
的仰角分别是
60°<
/p>
和
30°
.
(
1
)求<
/p>
∠
BPQ
的度数;
(
2
)求该电线杆
PQ
的高度(结果精确到
1m
).备用数据:
【答案】(
1
)
∠
BPQ=30°
;
(
2
)该电线杆
PQ
的高度约为
9m
.
【解析】
试题分析:(
1
)延长
PQ
交直线
AB
于点
E
,根据直角三角形两锐角互余求得即可;
(
2
)设
PE=x
米,在直角
△
APE
和直角
△
BPE
中,根据三角函数利用
x<
/p>
表示出
AE
和
B
E
,根
据
AB=AE-BE
即可列出方程求得
x
的值,再在直角
△
BQE
中利用三角函数求得
QE
的长,则
PQ
的长度即可求解.
试题解析:延长
PQ
交直线
AB
于点
E
,
,
(
1
)
p>
∠
BPQ=90°
-60°
=30°
;
(
2
)设
PE=x
米.
在直角
△
APE<
/p>
中,
∠
A=45°
,
则
AE=PE=x
米;
∵
∠
PBE=60°
∴
∠
BPE=30°
在直角
△
BPE
中,
BE=
∵
AB=AE-
BE=6
米,
则
x-
3
3
PE=
< br>x
米,
3
3
3
x=6
,
3
解得:
x=9+3
3
.
则
BE=
(
3
3
+3
)米.
在直角
△
BEQ
中,
QE=<
/p>
3
3
BE=
(<
/p>
3
3
+3
)
p>
=
(
3+
3
)米.
3
3
∴
PQ=PE-QE=9+3
3
-
(
3+
3
)
=6+2
3
≈9
(米).
答:电线杆
P
Q
的高度约
9
米.
考点:解直角三角形的应用
-
仰
角俯角问题.
< br>2
.
如图,在平行四边形
ABC
D
中,
,
与
交
于点
,连接
,
.
的值
.
(
1
)求证:四边形
(
2
)若
,
是菱形;
,
,求
平分
,交
于点
,
平分
,交
于点
【答案】(
1
)证明见解析
(
2
)
【解析】
< br>
试题分析:(
1
)根据
AE
平分
∠
BAD<
/p>
、
BF
平分
∠<
/p>
ABC
及平行四边形的性质可得
AF=A
B=BE
,
从而可知
ABEF
为平行四边形,又邻边相等,可知为菱形
(<
/p>
2
)由菱形的性质可知
AP
的长及
∠
PAF=60°
,
过点
P
作
PH
⊥
AD
于
H
,
即可得到
PH
、
DH
< br>的长,从而可求
tan
∠
ADP
试题解析:
(1)
< br>∵
AE
平分
∠
< br>BAD BF
平分
∠
ABC
∴
∠
BAE
=
∠
EAF
∠
ABF=
∠
EBF
∵
AD//BC
∴
∠
EAF=
∠
< br>AEB
∠
AFB=
∠
EBF
∴
∠
BAE=
∠
AEB
∠
AFB=
∠
ABF
∴
AB=BE
AB=AF
∴
AF=AB=BE
∵
AD//BC
∴
ABEF
为平行四边形
又
AB=BE
∴
ABEF
为菱形
(
2
)作
PH
⊥
AD
于
H
< br>
由
∠
ABC=60°
而已(
1
)可知
∠
PAF=60°
,
PA=2
,则有
PH=
∴
tan
∠
ADP=
p>
,
AH=1
,
∴<
/p>
DH=AD-AH=5
考点:
1
、平行四边形;
2
、菱形;
3
、直角三角形;
4
、三角函数
3
.
如图,
在
△
ABC
中,
∠
ABC=
∠
ACB
,以
AC
为直径的
⊙
O
分别交
AB
、
BC
于点
M
、
N
,点
P
在
AB
的延长线上,且
∠
CAB=2
∠
BCP
.
(
1
)求证:直线
CP
是
⊙
O
的切线.
(
2
)若
BC=2
p>
,
sin
∠
BCP
=
,求点
B
到
AC
的距离.
(
3
)在第(
2
< br>)的条件下,求
△
ACP
的周长
.
【答案】(
1
)证明见解析(
2
)
4
(
3
)
20
【解析】
试题分析:(
1
)利用直径所对的圆周角为直角,
2
∠
CAN=
∠
CAB
,
∠
CAB=2
∠
BCP
判断出
∠
ACP=90°
即可;
(
2
)利用锐角三角函数,即勾股定理
即可.
试题解析:(
1
)
∵
∠
ABC=
∠
ACB
,
∴
AB=AC
,
∵
AC
为
⊙
O
的直径,
∴
∠
ANC=90°
,
∴
∠
CAN+
∠
ACN=90°
,
2
∠
BAN=2
∠
CAN=
p>
∠
CAB
,
p>
∵
∠
CAB=2
∠
BCP
,
∴
∠
BCP=
∠
CAN
,
∴
∠
ACP=
∠
ACN+
∠
BCP=
∠
ACN+
∠
CAN=90°
,
∵
点
D
在
p>
⊙
O
上,
∴
直线
CP
是
⊙
O
的切线;
p>
(
2
)如图,作
B
F
⊥
AC
∵
AB=AC
,
∠
ANC=90°
,
∴
CN=
CB=
,
,
∵
∠
BCP=
∠
CAN
,
sin
∠
BCP=
∴
sin
∠
C
AN=
∴
∴
AC=5
< br>,
∴
AB=AC=5
,
设
AF=x
,则
CF=5
﹣
x<
/p>
,
,
在
Rt
△<
/p>
ABF
中,
BF
2
=AB
2
﹣
AF
2
=25
﹣
x
2
,
在
Rt
△
CBF
中,
BF
2
=BC
2
﹣
CF
2
=2O
﹣(
5
﹣
x
)
2
,
∴
25
﹣
x<
/p>
2
=2O
﹣(
5
﹣
x
)
2
p>
,
∴
x=3
,
∴
BF
2
=2
5
﹣
3
2
=1
6
,
∴
BF=4
,
即点
B
到
AC
的距离为
4
.
考点:切线的判定
4
.
在矩形
ABCD
中,
AD
>
AB
,点
P
是
CD
边上的任意一点(不含
C
,
< br>D
两端点),过点
P
作
PF
∥
BC
,交对角线
BD
于点
F
.
(
1
p>
)如图
1
,将
△<
/p>
PDF
沿对角线
BD
翻折得到
△
QDF
,
QF
交
AD
于点
E
.求证:
△
DEF
p>
是等
腰三角形;
(
2
)如图
2
,将
△
PDF
绕点
D
逆时针方向旋转得到
△
P'DF
'
,连接
P'C
,
F'B
.设旋转角为
α
(
0°
<
α
<
180°
).
①
若
0°
<
α
<
∠
BDC
,即
DF'
在
∠
BDC<
/p>
的内部时,求证:
△
DP'C
∽
△
DF'B
.
②
如图
3
,若点
P
是
CD
的中点,
△
DF'B
能
否为直角三角形?如果能,试求出此时
tan
∠
DBF'
的值,如果不能,请说明理由.
【答案】(
1
)证明见解析;(
< br>2
)
①
证明见解析;
②
【解析】
【分析】(
1
)根据翻折的性质以及平行线的性质可知
∠
DFQ=
∠
ADF
,所以
△
DEF
是等腰三<
/p>
角形;
(
2<
/p>
)
①
由于
PF<
/p>
∥
BC
,所以
△
DPF
∽
△
D
CB
,从而易证
△
DP′F′
∽
△
DCB
;
②
由于
△
DF'B
是直角三角形,但不知道哪个的角是直角,故需要对该三角形的内
角进行分
类讨论.
【详解】(
1
)由翻折可知:
∠
DFP=
∠
DFQ
,
< br>
∵
PF
∥
BC
,
∴
∠
DFP=
∠
ADF
,
∴
∠
DFQ=
∠
ADF
,
∴
△
DEF
是等腰三角形;
(
2
p>
)
①
若
0°
<
α
<
∠
BDC
,即
DF'
在
p>
∠
BDC
的内部时,
∵
∠
P′DF′=
∠
PDF
,
∴
∠
P′DF′
﹣
∠
F′DC=
∠
PDF<
/p>
﹣
∠
F′DC
,
∴
∠
P′D
C=
∠
F′DB
,
由旋转的性质可知:
△
DP′F
′
≌
△
DPF
,
∵
PF
∥
BC
,
∴<
/p>
△
DPF
∽
△<
/p>
DCB
,
∴<
/p>
△
DP′F′
∽
△
DCB
∴
1
3
.
或
2
3<
/p>
DC
DP
'
<
/p>
,
DB
p>
DF
'
∴
△
DP'C
∽
△
DF'
B
;
②
当<
/p>
∠
F′DB=90°
时,如图所示,
p>
∵
DF′=DF=
∴
1
BD
,
2
DF
'
1<
/p>
,
BD
p>
2
∴
tan
∠
p>
DBF′=
DF
'
1
;
BD
2
当<
/p>
∠
DBF′=90°
,此时
DF′
是斜边,即
DF′
>
DB
,不符合题意;
当
∠
DF′B=90°
时,如
图所示,
1
BD
,
<
/p>
2
∴
∠
DBF′
=30°
,
∵
DF′=DF=
∴
tan
∠
DBF′=
3
.
3
【点睛】本题考查了相似三角形的
综合问题,涉及旋转的性质,锐角三角函数的定义,相
似三角形的性质以及判定等知识,
综合性较强,有一定的难度,熟练掌握相关的性质与定
理、运用分类思想进行讨论是解题
的关键
.
5
.
在等腰
△
ABC
中,
∠
B=90°
,
AM
是
△
ABC
的角平分线,过点
M
作
MN
⊥
AC
于
点
N
,
∠
EM
F=135°
.将
∠
EMF
绕点
M
旋转,使
∠
EMF
的
两边交直线
AB
于点
E
,交直线
< br>AC
于点
F
,请解答下列问题:
(
1
)当<
/p>
∠
EMF
绕点
M
旋转到如图
①
的位置时,求证:
BE+CF=BM
;
(
2
)当
∠
EMF
绕点
M
旋转到如图
②
,图
③
的位置时,请分别
写出线段
BE
,
CF
< br>,
BM
之间
的数量关系,不需要
证明;
(
3
)在(
1
)和(
2
)的条件下,
tan
∠
BEM=<
/p>
,
AN=
+1
,
则
BM=
,
CF=
.
【答案】(
1
)证明见解析(
2
)见解析(
3
p>
)
1
,
1+
【解析】
【分析】
或
1
﹣
p>
(1)
由等腰
△
A
BC
中,
∠
B=90°
,
AM
是
△
< br>ABC
的角平分线,过点
M
作<
/p>
MN
⊥
AC
于点
N
,可得
BM=MN
< br>,
∠
BMN=135°
,又
p>
∠
EMF=135°
,可证明的
△
BME
≌
△
NMF
,可得
BE=NF
,
NC=NM=BM
进而得出结论;
(
2
)
①
p>
如图
②
时,同(
1
)可证
△
BME
≌
△
NMF
,可得
< br>BE
﹣
CF=BM
,
②
如图
③
时,同(
1
)可证
△
BME
≌
△
NMF<
/p>
,可得
CF
﹣
B
E=BM
;
(3)
在
Rt
△
ABM
和
Rt
△
ANM
中,
,
可得
Rt
△
ABM
≌
Rt
△
ANM
,后分别
求出
AB
、
AC
、
CN
、
BM
、
B
E
的长,结合(
1
)(
2
)的
结论对图
①②③
进行讨论可得
CF
的长
.
【详解】
(
1
)证明:
∵
< br>△
ABC
是等腰直角三角形,
∴
∠
BAC=
∠
C=45°
,
∵
AM
是
∠
BAC
的平分线,
MN
⊥
AC
,
∴
BM=MN
,
在四边形<
/p>
ABMN
中,
∠
,
BMN=360°
﹣
90°
﹣
90°
﹣
45°
p>
=135°
,
∵
∠
ENF=135°
,,
∴
∠
BME=
∠
NMF
,
∴
△
BME
≌
△
NMF
,
∴
BE=NF
,
∵
MN
⊥
AC
,
∠
C=45°
,<
/p>
∴
∠
CMN=
∠
C=45°
,
∴
NC=NM=BM
,
∵
CN=CF+NF
,
∴
BE+CF=BM
;
(
2
)针对图
2
,同(
1
)的方法得,
△
BME
≌<
/p>
△
NMF
,
<
/p>
∴
BE=NF
,
∵
MN
⊥
AC
,
∠
C=45°
,
∴
∠
C
MN=
∠
C=45°
,
∴
NC=NM=BM
,
p>
∵
NC=NF
﹣
CF
,
∴<
/p>
BE
﹣
CF=BM
;
针对图
3
,同(
1
)的方法得,
△
BME
≌
△
NMF
,
∴
BE=NF<
/p>
,
∵
MN
p>
⊥
AC
,
∠
C=45°
,
∴<
/p>
∠
CMN=
∠
C
=45°
,
∴
NC=NM=BM
,
∵
NC=CF
﹣
NF
,
p>
∴
CF
﹣
BE=BM
;
(<
/p>
3
)在
Rt
△<
/p>
ABM
和
Rt
△
ANM
中,
∴
Rt
△
ABM
≌
Rt
△
ANM
(
HL
),
∴
AB=AN=
∴
AC=
+1
,
+1
,
+1
)
=1
,
,
=1
,
=
=
,
,
﹣(
+1
﹣
CN=
在
R
t
△
ABC
中,
AC=AB=
AB=2+
∴
CN=A
C
﹣
AN=2+
∴
BM=BC
﹣
CM=
,
在
Rt
△
CMN
中,
CM=
在
Rt
△
BME
中,<
/p>
tan
∠
BEM=
∴
BE=
,
∴
①
由(
1
)知,如图
1
,
BE+CF=BM
p>
,
∴
CF=BM
﹣
BE
=1
﹣
,
②
p>
由(
2
)知,如图
2
,由
tan
∠
BEM=
∴
此种情况不成立;
p>
③
由(
2
)知,如
图
3
,
CF
﹣
BE=BM
,
∴
CF=BM+BE=1+
故答案为
1
,
1+
【点睛】
,
或
1
﹣
.
本题
考查三角函数与旋转与三角形全等的综合,难度较大,需综合运用所学知识求解
.
6
.
如图,湿地景区岸边有三个观景台
位于
(1)
p>
求
点的南偏西
的面积;
的中点
处修建一个湖心亭,并修建观景栈道
.
试求
、
间的
方向,
、
、
.
已知
米,
方向
.
米,
点
点位于
点的南偏东
(2)
景区规划在线段
距离
.(
结果精确到
(
p>
参考数据:
,
米
)
,
,
,
p>
,
,
)
【答案】(
1
)
560
000
(
2
)
565.6
【解析】
试题分析:(
1
)过点
(<
/p>
2
)连接
,过点
作
作
作
交
交<
/p>
的延长线于点
点,则
,
< br>
,,然后根据直角三角形的内角
.
然后根据中点的性质和余
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;
,垂足为
弦值求出
BE
、
AE
的长,再根据勾股定理求解
即可
.
试题解析:
< br>(1)
过点
在
所以
所以
(2)
连接
因为
所以
是
,过点
作
p>
,垂足为
中,
米
.
(
平方米
).
点,则
.
的延长线于点
,
中点,
米,且
米,
为
中点,
所
以
所以
米
.
米,由勾股定理得,
米
.
答:<
/p>
、
间的距离为
米
.
考点:解直角三角形
7
.
问题探究:
(一)新知学习:
圆内接四边形的判
断定理:如果四边形对角互补,那么这个四边形内接于圆(即如果四边
形
EFGH
的对角互补,那么四边形
EFGH
的四个顶点
E
、
F
、
G
、
H
都在同个圆上).
(二)问题解决:
已知
⊙
O
的半径为
2
,
AB
,
CD
是
⊙
O
的直径.
P
是
的垂线,垂足分别为
N
,
M
.
(
1
)若直径
AB
⊥
CD
,对于
上任意一点
P
(不与
B
、
C
重合)(如图一),证明四边形
PMON
内接于圆,并求此圆直径的长;
(
2
)若直径
AB
p>
⊥
CD
,在点
P<
/p>
(不与
B
、
C<
/p>
重合)从
B
运动到
C
的过程汇总,证明
MN
的长
为定值,并求其定值;
(
< br>3
)若直径
AB
与
CD
相交成
120°
角.<
/p>
①
当点
P
p>
运动到
的中点
P
1
时(如图二),求
MN
的长;
②
当点
P
(不与
B
、
C
重合)从
B
运动到
C
p>
的过程中(如图三),证明
MN
的长为定值
.
(
4
)试
问当直径
AB
与
CD
< br>相交成多少度角时,
MN
的长取最大值,并写出其最大值
.
上任意一点,过点
P
分别作
AB
,
CD
【答案】(
1
)证明
见解析,直径
OP=2
;
(
2
)证明见解析,
MN
的长为定值,该定值为
2
;
(
3
)
①MN=
;
②
证明见解析;<
/p>
(
4
)
MN
取得最大值
2
.
【解析】
试题分析:(
1
)如图一,易证
∠
p>
PMO+
∠
PNO=180°
,从而可得四边形
PMON
内接于圆,直
径
OP=2
;
(
2
)如图一,易证四边形
PMON
是矩形,则有
MN=OP=2
,问题得以解决;
(
3
)
①
如图二,根据等弧所对的圆心角相等可得<
/p>
∠
COP
1
=<
/p>
∠
BOP
1
=6
0°
,根据圆内接四边形
的对角互补可得
∠
MP
1
N=60°
.根据角平分线的性质可得
P
1
M=P
1
N
,从而得到
△
P
1
MN
是等
边三角形,则有
MN=P
1
M
.然后在
Rt
△
P
1
MO
运用三角函数就可解决问题;
②
设四边形
PMON
的外接圆为
⊙
O′
,连接
NO′
并延长,交
⊙
O′
于点
Q
,连接
QM
,如图三,根据圆周角
定理可得
∠
QMN=90°
,
∠
MQN=
∠
MPN=
60°
,在
Rt
△
QMN
中运用三角函数可得:
MN=QN•sin
∠
MQN
,从而可得
M
N=OP•sin
∠
MQN
,由此即可
解决问题;
(
4
)由(
3
)
②
中已得结论
MN=OP•sin
∠
MQN
可知,当
∠
MQN=90°
p>
时,
MN
最大,问题
得以解决.
试题解析:(
1
)如图一,
∵
PM
⊥
OC
,
PN
⊥
OB
,
∴<
/p>
∠
PMO=
∠
P
NO=90°
,
∴
∠
< br>PMO+
∠
PNO=180°
,
∴
四边形
PMON
内
接于圆,直径
OP=2
;