應用數學知識以解決實際問題的題型,一直以來都是中考的熱點之一,
運用解直角三角形來解決的測量問題就是其中的一類.常見的有求物高(寬)及
求解橫截面問題等,其中近年來求物高(寬)中的解答題的問題情境豐富多彩,但總
歸起來所構造的圖形大多以課本的例、習題的圖形作為基本圖形,解題的關鍵是
抓住基本圖形來靈活運用解直角三角形的知識.下面筆者從近年來一些省市數學
中考題中選出部分題目,進行簡單評析.
【題型一】
(課本P88)熱氣球的探測器顯示,從熱氣球看一棟高樓頂部的仰角為30°,看這棟樓底部的俯角為60°,熱氣球與高樓的水平距離為120m.這棟高樓有多高(結果精確到0.1m)?
簡析:解決問題的關鍵是會把實際問題轉化為數學問題,將一些實際問題中的數量關系,歸結為直角三角形元素之間的關系,利用解直角三角形的知識來解決它.首先從實際情境中抽象出幾何圖形,如圖1得到兩個直角三角形,這兩個直角三角形相對獨立,分別有各自的直角,可分別在這兩個直角三角形中解決問題.
圖1
解:由圖得∠BAD=30°,∠CAD=60°,AD=120.
在Rt△ADB中,∵tan∠BAD=BDAD,
∴BD=AD×tan∠BAD
=403.
在Rt△ADC中,
tan∠CAD=CDAD,
∴CD=AD?tan∠CAD=1203.
∴BC=BD+CD=403+1203≈277.1.
答:這棟樓高約277.1m.
考題1(青島)小明家所在居民樓的對面有一座大廈AB,AB為80米.為測量這座居民樓與大廈之間的距離,小明從自己家窗戶C處測得大廈頂部A的仰角為37°,大廈底部B的俯角為48°.求小明家所在居民樓與大廈的距離 CD的長度.(結果保留整數)
圖2
(參考數據:sin37°=35,tan37°=34,sin48°=710,tan48°=1110)
簡析:這道題目由課本例題通過改變測量對象改編得來的,已知線段和所求的線段剛好互換,在解題時還用到AD+BD=AB這一等式,而CD是兩個三角形的公共邊,把AD和BD轉化為含有CD的式子即可解決問題.
解:設CD=x.
在Rt△ACD中,
sin37°=ADCD,∴AD=34x.
在Rt△BCD中,
tan48°=BDCD,∴BD=1110x.
∵AD+BD=AB,
∴34x+1110x=80,
解得x≈43.
答:小明家所在居民樓與大廈的距離CD大約為 43米.
考題2(衡陽)為申辦2010年冬奧會,須改變哈爾濱市的交通狀況.在大直街拓寬工程中,要砍掉一棵樹AB,在地面上事先劃定以B為圓心,半徑與AB等長的圓形危險區.現在某工人站在離B點3米遠的D處,從C點測得樹的頂端A點的仰角為60°,樹的底部B點的俯角為30°.問:距離B點8米遠的保護物是否在危險區內?
簡析:這道題的問題情境呈現方式比較特別,關鍵是轉化為數學問題也就是比較AB與8的大小.若學生對課本例題熟悉的話,還是能很快把圖形轉化為例題的基本圖形,利用矩形的性質得出輔助線的長度,就能用與例題一樣的解法求出AB,再用AB與8比較大小即可知道是否危險了.
圖3
解:過點C作CE垂直AB于點E.
由已知四邊形BDCE是矩形,得
CE=DB=3,
在Rt△BEC中,
BE=CE×tan30°=3.
在Rt△AEC中,AE=CE×tan60°=33.
∴AB=AE+BE=43.
∵8>43,
∴
距離B點8米遠的保護物不在危險區內
【題型二】
(課本P91)海中有一個小島A,它的周圍8海里內有暗礁,漁船跟蹤魚群由西向東航行,在點B測得小島在北偏東60°的方向上,航行12海里到達點D,這時小島在北偏東30°方向上,如果漁船不改變航線繼續向東航行,有沒有觸礁的危險?
簡析:從實際情境中抽象出數學問題,構造出直角三角形后得到兩個有公共直角的三角形,在解題時兩個三角形是相互聯系的,因此解法相對較靈活.
圖4
解法一:過A作AC⊥BD于C點,根據題意得
∠ABC=30°,∠ADC=60°,
∴AD=BD=12.
在Rt△ACD中,
∵sin60°=ACAD,
∴AC=sin60°×AD=63.
∵63>8,
∴
海輪不改變方向繼續前進無觸礁危險.
解法二:過A作AC⊥BD于C點,根據
題意,
設CD=x海里,則AC=3x海里.
在Rt△ACB中,tan30°=ACBC,即33=3x12+x,∴x=6,∴AC=63.
∵62>8,∴
海輪不改變方向繼續前進無觸礁危險.
考題3(涼山)如圖5所示,城關幼兒園為加強安全管理,決定將園內的滑滑板的傾斜角由45°降為30°,已知原滑滑板AB的長為4米,點D、B、 C在同一水平地面上.
(1)改善后滑滑板會加長多少米?
(2)若滑滑板的正前方能有3米長的空地就能保證安全,原滑滑板的前方有6米長的空地,像這樣改造是否可行?請說明理由.(以上結果均保留到小數點后兩位).
簡析:此題的測量方式跟習題一樣,但給出線段和所求線段的方式已改變.先從小三角形求出AC,再求AD.第二問還要求出BD的長度后,才能判斷.
圖5
解:(1)在Rt△ACB中,
AC=AB×sin45°=22.
∵∠ABC=45°,
∴AC=BC=22.
在Rt△ACD中,
∵∠D=30°,
∴AD=2AC=42.
AD-AB=42-4≈1.66,
改善后滑滑板會加長1,66米.
(2)這樣改造可行,理由如下:
∵CD=26,BD=CD-BC=26-22≈2.07,
又6-2.07>3,∴這樣改造可行.
考題4(眉山)如圖6,在一次數學課外實踐活動中,要求測教學樓的高度AB.小剛在D處用高1.5m的測角儀CD,測得教學樓頂端A的仰角為 30°,然后向教學樓前進40m到達E,又測得教學樓頂端A仰角為60°.求這幢教學樓的高度AB.
圖6
簡析:此題還是取兩個點進行測量,但測量工具有所變化,測量時用到有高度的測量儀,因此在測量值中要考慮到測量儀的高度,要用求得的AG的高度加上測量儀的高度才是這幢教學樓的高.
解:∵∠ACG=30°,∠AFG=60°,
∴AF=CF=40.
在Rt△AGF中,
sin60°=AGAF,
AG=sin60°×AF=203,
AB=AG+BG=1.5+203.
答:這幢教學樓的高度AB為(1.5+203)米.
考題5(鄂州)如圖7,一艘艦艇在海面下500米A點處測得俯角為
30°前下方的海底C處有黑匣子信號發出,繼續在同一深度直線航行4000米后
再次在B點處測得俯角為60°前下方的海底C處有黑匣子信號發出,求海底黑
匣子C點距離海面的深度(結果保留根號).
圖7
簡析:此題的深度所對應的線段在水平線的下方,測量點也在水平線的下
方,有些學生誤認為線段CF的長度就是C點距離海面的深度,事實上,C點距離海面的
深度應該是CF的長度再加上艦艇本身距離海面的深度.
解:作CF⊥AB于點F.
在Rt△AFC中,
∵tan30°=CFAF,
∴AF=3CF.
在Rt△BFC中,
∵tan60°=CFBF,
∴BF=33CF.
∵AF-BF=4000,
∴3CF-33CF=4000.
∴CF=20003,∴
海底黑匣子C點距離海面的深度是(500+20003)米.
課本中的例、習題都是經過專家精選的,
具有一定的示范性、典型性,教師在指導復習時要緊扣課本,找出每個章節中典
型的例、習題,這些題目內涵豐富、解法典型,是培養學生技能和提高學生數學
素質的主要內容.
(責任編輯 金 鈴)