趙正祥

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思維訓(xùn)練營(yíng)/例題延展
CHU ZHONG SHENG SHI JIE

一道課本復(fù)習(xí)題的解答與應(yīng)用

趙正祥

蘇科版《數(shù)學(xué)》九年級(jí)下冊(cè)第119頁(yè)復(fù)習(xí)題中“復(fù)習(xí)鞏固”第1題為：

在Rt△ABC中，∠C=90°，

（1）若∠A=45°，則BC∶AC∶AB=_______；

（2）若∠A=30°，則BC∶AC∶AB=_______.

【啟迪】根據(jù)這道課本習(xí)題，我們可以得出如下結(jié)論：如圖1，在等腰直角三角形中，兩直角邊與斜邊的比為1∶1；如圖2，含有30°角的直角三角形中，30°角所對(duì)的直角邊與相鄰的直角邊以及斜邊的比為1∶∶2.應(yīng)用這兩個(gè)特殊直角三角形的三邊之間的數(shù)量關(guān)系，可以幫助我們?cè)诮鉀Q含有30°、45°和60°角的直角三角形問(wèn)題時(shí)，直接揭示其三邊之間的數(shù)量關(guān)系，使問(wèn)題的解答簡(jiǎn)捷、迅速、靈活、明快.

圖1

圖2

應(yīng)用一　解直角三角形中的應(yīng)用

例1如圖3，在△ABC中，∠B= 45°，∠C=30°，BC= 2+，求AC的長(zhǎng).

圖3

【分析】根據(jù)條件，可以確定△ABC不是直角三角形，我們不妨過(guò)點(diǎn)A作AD⊥BC，垂足為D，將∠B、∠C分別放置到兩個(gè)直角三角形中，并應(yīng)用邊與邊之間的數(shù)量關(guān)系建立方程進(jìn)行求解.

解：過(guò)點(diǎn)A作AD⊥BC，垂足為D.

在Rt△ABD中，∠ADB=90°，∠B=45°，

∴AD∶BD=1∶1.

在Rt△ACD中，∠ADC=90°，∠C=30°，

∴AC=2x=4.

【點(diǎn)評(píng)】在解答這類(lèi)非直角三角形的問(wèn)題時(shí)，常作出一邊上的高，將三角形看成兩個(gè)直角三角形，并把其中公共的直角邊作為橋梁建立等量關(guān)系，從而列出方程或方程組解決問(wèn)題.

例2如圖4，在△ABC中，∠C=90°，∠ABC=60°，BD平分∠ABC交AC于點(diǎn)D，AD=6，求AB的長(zhǎng).

圖4

【分析】由條件可以知道圖形中隱含著兩個(gè)直角三角形，且都含有30°角，因而這兩個(gè)直角三角形的三邊都具有1∶∶2的數(shù)量關(guān)系，且BC是這兩個(gè)直角三角形的公共邊，具有橋梁作用.

解：∵在Rt△ABC中，∠C=90°，∠ABC= 60°，BD平分∠ABC，

在Rt△BCD中，∠BCD=90°，∠DBC=30°，

在Rt△ABC中，∠C=90°，∠A=30°，

∵AD=AC-CD=3x-x，AD=6，

∴3x-x=6，解得x=3.

【點(diǎn)評(píng)】本題巧妙地根據(jù)含有內(nèi)角為30°的直角三角形所隱含的邊之間的數(shù)量關(guān)系建立方程，從而求得相應(yīng)的線段長(zhǎng).

應(yīng)用二　解決實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用

例3小敏同學(xué)測(cè)量一建筑物CD的高度，她站在B處仰望樓頂C，測(cè)得仰角為30°，再往建筑物方向走30 m，到達(dá)點(diǎn)F處測(cè)得樓頂C的仰角為45°（B、F、D在同一直線上）.已知小敏的眼睛與地面距離為1.5 m，求這棟建筑物CD的高度.

圖5

【分析】延長(zhǎng)AE交CD于點(diǎn)G，設(shè)CG=x m，在Rt△CGE中利用特殊角，用x表示出EG，然后在Rt△ACG中，利用特殊角，用x表示出AG，根據(jù)AE=AG-EG，即可列方程求得x的值，進(jìn)而求得CD的長(zhǎng).

解：延長(zhǎng)AE交CD于點(diǎn)G，設(shè)CG=x m.

在Rt△CGE中，∠CGE=90°，∠CEG= 45°，則EG=CG=x.

在Rt△ACG中，∠CGA=90°，∠CAG=30°，則AG=

∵AG-EG=AE，AE=30，

則CD=40.98+1.5=42.48≈42（m）.

答：這棟建筑物CD的高度約為42 m.

【點(diǎn)評(píng)】利用三角函數(shù)解決具體問(wèn)題，常常需要把該銳角放到一個(gè)直角三角形中來(lái)求出相關(guān)線段的長(zhǎng)度.

例4如圖6所示，體育場(chǎng)內(nèi)一看臺(tái)與地面所成夾角為30°，看臺(tái)最高點(diǎn)B高出地面的距離為5米，A，B兩點(diǎn)正前方有垂直于地面的旗桿DE，在A，B兩點(diǎn)處用儀器測(cè)量旗桿頂端E的仰角分別為60°和15°（仰角即視線與水平線的夾角）.

（1）求AE的長(zhǎng)；

（2）已知旗桿上有一面旗在離地面1米的F點(diǎn)處，這面旗以0.5米/秒的速度勻速上升，求這面旗到達(dá)旗桿頂端需要多少秒？

圖6

【分析】（1）在Rt△ABC中，根據(jù)∠BAC= 30°和最高點(diǎn)B高出地面的距離，可以求得AB的長(zhǎng)，再由題意知BG∥CD，根據(jù)A，B兩點(diǎn)處的仰角，即可證明△ABE是等腰三角形，求出AE的長(zhǎng).

（2）在Rt△ADE中，利用∠EAD=60°揭示DE與AE之間的數(shù)量關(guān)系求出DE的長(zhǎng)，然后求出旗子到達(dá)頂端需要運(yùn)動(dòng)的路程，再利用“時(shí)間=路程÷速度”求出時(shí)間.

解：（1）在Rt△ABC中，∠C=90°，∠BAC=30°，

∵BG∥CD，∴∠GBA=∠BAC=30°.

又∵∠GBE=15°，∴∠ABE=45°.

∵∠EAD=60°，∴∠BAE=90°，

∴∠AEB=45°，∴∠AEB=∠ABE=45°，

（2）在Rt△ADE中，∠D=90°，∠EAD= 60°，∴DE∶AE=，

∴DE=15.

又DF=1，∴FE=14，

答：旗子到達(dá)旗桿頂端需要28秒.

【點(diǎn)評(píng)】解決本題需能夠靈活應(yīng)用圖形中的角度挖掘隱含的直角三角形，利用特殊角揭示的邊與邊之間的數(shù)量關(guān)系解決問(wèn)題.

（作者單位：江蘇省建湖縣匯文實(shí)驗(yàn)初中教育集團(tuán)匯文校區(qū)）