锐角三角函数和解直角三角形第三十四讲1.锐角三角函数的意义,Rt△ABC中,设∠C=90°,∠α为Rt△ABC的一个锐角,则:∠α的正弦sinα=__∠α的对边斜边__;∠α的余弦cosα=__∠α的邻边斜边__;∠α的正切tanα=__∠α的对边∠α的邻边__.2.30°,45°,60°的三角函数值,如下表:正弦余弦正切30°__12____32____33__45°__22____22____1__60°__32____12____3__3.同角三角函数之间的关系sin2α+cos2α=__1__;tanα=__sinαcosα__.互余两角的三角函数关系式:(α为锐角)sin(90°-α)=__cosα__;cos(90°-α)=__sinα__.函数的增减性:(0°<α<90°)(1)sinα,tanα的值都随α__增大而增大__;(2)cosα随α__增大而减小__.4.解直角三角形的概念、方法及应用解直角三角形:由直角三角形中除直角外的已知元素,求出所有未知元素的过程叫做解直角三角形.直角三角形中的边角关系:在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A,∠B,∠C所对的边分别为a,b,c,则:(1)边与边的关系:__a2+b2=c2__;(2)角与角的关系:__∠A+∠B=90°__;(3)边与角的关系:__sinA=cosB=ac,cosA=sinB=bc,tanA=ab,tanB=ba__.•5.直角三角形的边角关系在现实生活中有着广泛的应用,它经常涉及测量、工程、航海、航空等,其中包括了一些概念,一定要根据题意明白其中的含义才能正确解题.•(1)铅垂线:重力线方向的直线;•(2)水平线:与铅垂线垂直的直线,一般情况下,地平面上的两点确定的直线我们认为是水平线;(3)仰角:向上看时,视线与水平线的夹角;(4)俯角:向下看时,视线与水平线的夹角;(5)坡角:坡面与水平面的夹角;(6)坡度:坡面的铅直高度与水平宽度的比叫做坡度(或坡比),一般情况下,我们用h表示坡的铅直高度,用l表示坡的水平宽度,用i表示坡度,即i=hl=tanα,显然,坡度越大,坡角就越大,坡面也就越陡;•(7)方向角:指北或指南的方向线与目标方向线所成的小于90°的锐角叫做方向角.•注意:东北方向指北偏东45°方向,东南方向指南偏东45°方向,西北方向指北偏西45°方向,西南方向指南偏西45°方向.我们一般画图的方位为上北下南,左西右东.•1.(2009·河北)如图是某商场一楼与二楼之间的手扶电梯示意图,其中AB,CD分别表示一楼、二楼地面的水平线,∠ABC=150°,BC的长是8m,则乘电梯从点B到点C上升的高度h是(B)A.833mB.4mC.43mD.8m2.(2013·河北)如图,一艘海轮位于灯塔P的南偏东70°方向的M处,它以每小时40海里的速度向正北方向航行,2小时后到达位于灯塔P的北偏东40°的N处,则N处与灯塔P的距离为(D)A.40海里B.60海里C.70海里D.80海里3.(2008·河北)气象台发布的卫星云图显示,代号为W的台风在某海岛(设为点O)的南偏东45°方向的B点生成,测得OB=1006km.台风中心从点B以40km/h的速度向正北方向移动,经5h后到达海面上的点C处.因受气旋影响,台风中心从点C开始以30km/h的速度向北偏西60°方向继续移动.以O为原点建立如图所示的直角坐标系.(1)台风中心生成点B的坐标为__B(1003,-1003)__,台风中心转折点C的坐标为__C(1003,200-1003)___;(结果保留根号)台风从生成到最初侵袭该城要经过11h(2)已知距台风中心20km的范围内均会受到台风的侵袭.如果某城市(设为点A)位于点O的正北方向且处于台风中心的移动路线上,那么台风从生成到最初侵袭该城要经过多长时间?锐角三角函数的定义【例1】(2014·武汉)如图,PA,PB切⊙O于A,B两点,CD切⊙O于点E,交PA,PB于C,D.若⊙O的半径为r,△PCD的周长等于3r,则tan∠APB的值是(B)A.51213B.125C.3513D.2313【点评】本题主要考查了三角函数的定义及相似三角形的判定和性质,解决本题的关键是找准线段及角的关系.解析:连接OA,OB,OP,延长BO交PA的延长线于点F.∵PA,PB切⊙O于A,B两点,CD切⊙O于点E,∴∠OAP=∠OBP=90°,CA=CE,DB=DE,PA=PB,∵△PCD的周长=PC+CE+DE+PD=PC+AC+PD+DB=PA+PB=3r,∴PA=PB=32r.在Rt△BFP和Rt△AFO中,∠FAO=∠FBP,∠OFA=∠PFB,∴Rt△BFP∽Rt△AFO.∴AFFB=AOBP=r32r=23,∴AF=23FB,在Rt△FBP中,∵PF2-PB2=FB2,∴(PA+AF)2-PB2=FB2,∴(32r+23BF)2-(32r)2=BF2,解得BF=185r,∴tan∠APB=BFPB=185r32r=125,故选1.(2013·兰州)△ABC中,a,b,c分别是∠A,∠B,∠C的对边,如果a2+b2=c2,那么下列结论正确的是(A)A.csinA=aB.bcosB=cC.atanA=bD.ctanB=b锐角三角函数的计算【例2】(1)(2013·菏泽)计算:2-1-3tan30°+(2-1)0+12+cos60°.解:原式=12-3×33+1+23+12=2+3(2)(2014·攀枝花)在△ABC中,如果∠A,∠B满足|tanA-1|+(cosB-12)2=0,那么∠C=__75°__.解析:∵△ABC中,tanA=1,cosB=12,∴∠A=45°,∠B=60°,∴∠C=75°.故答案为75°【点评】利用特殊角的三角函数值进行数的运算,往往与绝对值、乘方、开方、二次根式相结合.准确地记住三角函数值是解决此类题目的关键,所以必须熟记.2.(2013·孝感)式子2cos30°-tan45°-(1-tan60°)2的值是(B)A.23-2B.0C.23D.2解:原式=2×32-1-(3-1)=3-1-3+1=0解直角三角形【例3】(2012·安徽)如图,在△ABC中,∠A=30°,∠B=45°,AC=23,求AB的长.解:过点C作CD⊥AB于D,在Rt△ACD中,∠A=30°,AC=23,∴CD=AC×sinA=23×0.5=3,AD=AC×cosA=23×32=3,在Rt△BCD中,∠B=45°,则BD=CD=3,∴AB=AD+BD=3+3【点评】将三角形转化为直角三角形时,注意尽量不要破坏所给条件.3.(2014·宁夏)在△ABC中,AD是BC边上的高,∠C=45°,sinB=13,AD=1.求BC的长.解:在Rt△ABD中,∵sinB=ADAB=13,又∵AD=1,∴AB=3,∵BD2=AB2-AD2,∴BD=32-12=22.在Rt△ADC中,∵∠C=45°,∴CD=AD=1.∴BC=BD+DC=22+1解直角三角形的实际运用【例4】(2014·广安)为邓小平诞辰110周年献礼,广安市政府对城市建设进行了整改,如图,已知斜坡AB长602米,坡角(即∠BAC)为45°,BC⊥AC,现计划在斜坡中点D处挖去部分斜坡,修建一个平行于水平线CA的休闲平台DE和一条新的斜坡BE(下面两个小题结果都保留根号).(1)若修建的斜坡BE的坡比为3∶1,求休闲平台DE的长是多少米?(2)一座建筑物GH距离A点33米远(即AG=33米),小亮在D点测得建筑物顶部H的仰角(即∠HDM)为30°.点B,C,A,G,H在同一个平面内,点C,A,G在同一条直线上,且HG⊥CG,问建筑物GH高为多少米?解:(1)∵FM∥CG,∴∠BDF=∠BAC=45°,∵斜坡AB长602米,D是AB的中点,∴BD=302米,∴DF=BD·cos∠BDF=302×22=30(米),BF=DF=30米,∵斜坡BE的坡比为3∶1,∴BFEF=31,解得EF=103(米),∴DE=DF-EF=30-103(米).答:休闲平台DE的长是(30-103)米(2)设GH=x米,则MH=GH-GM=x-30(米),DM=AG+AP=33+30=63(米),在Rt△DMH中,tan30°=MHDM,即x-3063=33,解得x=30+213,答:建筑物GH的高为(30+213)米【点评】此题考查了坡度、坡角问题以及俯角、仰角的定义.要注意根据题意构造直角三角形,并解直角三角形;注意掌握数形结合思想与方程思想的应用.4.(2014·邵阳)一艘观光游船从港口A以北偏东60°的方向出港观光,航行80海里至C处时发生了侧翻沉船事故,立即发出了求救信号,一艘在港口正东方向的海警船接到求救信号,测得事故船在它的北偏东37°方向,马上以40海里每小时的速度前往救援,求海警船到达事故船C处所需的大约时间.(温馨提示:sin53°≈0.8,cos53°≈0.6)解:过点C作CD⊥AB交AB延长线于D.在Rt△ACD中,∵∠ADC=90°,∠CAD=30°,AC=80海里,∴CD=12AC=40海里.在Rt△CBD中,∵∠CDB=90°,∠CBD=90°-37°=53°,∴BC=CDsin∠CBD≈400.8=50(海里),∴海警船到达事故船C处所需的时间大约为50÷40=54(小时)试题(2012·青岛)如图,某校教学楼AB的后面有一建筑物CD,当光线与地面的夹角是22°时,教学楼在建筑物的墙上留下高2米的影子CE;而当光线与地面夹角是45°时,教学楼顶A在地面上的影子F与墙角C有13米的距离(B,F,C在一条直线上).(1)求教学楼AB的高度;(2)学校要在A,E之间挂一些彩旗,请你求出A,E之间的距离.(结果保留整数,参考数据:sin22°≈38,cos22°≈1516,tan22°≈25)审题视角(1)分清已知条件和未知条件(待求);(2)将问题集中到一个直角三角形中;(3)利用直角三角形的边角之间关系(三角函数)求解.规范解题解:(1)过点E作EM⊥AB,垂足为M.设AB为x.在Rt△ABF中,∠AFB=45°,∴BF=AB=x,∴BC=BF+FC=x+13.在Rt△AEM中,∠AEM=22°,AM=AB-BM=AB-CE=x-2,∴tan22°=AMME=x-2x+13=25,∴x=12.即教学楼的高度为12m(2)由(1)可得,ME=BC=x+13=12+13=25.在Rt△AME中,cos22°=MEAE,∴AE=MEcos22°≈251516≈27.即A,E之间的距离约为27m.答题思路解直角三角形应用题的一般步骤为:第一步:分析——理解题意,分清已知与未知,画出示意图;第二步:建模——根据已知条件与求解目标,把已知条件与求解量尽量集中在有关的三角形中,建立一个解直角三角形的数学模型;第三步:求解——利用三角函数有序地解出三角形,求得数学模型的解;第四步:检验——检验上述所求的解是否符合实际意义,从而得出实际问题的解.