殷曉晴
【摘要】直角三角形問題是初中數(shù)學(xué)的重點內(nèi)容,涉及到勾股定理、直角三角形的幾何性質(zhì)和三角函數(shù)等知識,解答這類型問題不僅需要熟練掌握三角函數(shù)的定義和特殊三角函數(shù)的角度值,還要學(xué)會將其靈活運用,放入直角三角形中靈活求解.
【關(guān)鍵詞】直角三角形;解題策略;初中數(shù)學(xué)
1 利用特殊的三角函數(shù)值
利用特殊的三角函數(shù)值是解答直角三角形問題的有效手段,特殊的三角函數(shù)值,一般值在0、30°、45°、60°、90°、180°角下的正余弦值(例如sin30°=12、sin45°= 22等),利用兩角和與差的三角函數(shù)公式,可以求出一些其他角度或?qū)?yīng)的三角函數(shù)值.運用特殊的三角函數(shù)值解題時,具體的解題步驟為:(1)確定特殊角,根據(jù)題意將對應(yīng)的角度值放入一個直角三角形中,確定特殊角的角度;(2)計算求解,利用題設(shè)條件中已知的特殊角求解對應(yīng)的三角函數(shù)值,或已知某一正余弦函數(shù)的三角函數(shù)值求解對應(yīng)的角度大小,或直接利用特殊的三角函數(shù)計算所求的值即可.
例題1 已知α為銳角,且cos90°-α=12,則α的度數(shù)為()
(A)30°. (B)60°. (C)45°. (D)75°.
剖析 本題是典型的利用三角函數(shù)特殊值求解的問題,直接利用特殊的三角函數(shù)值cos60°=12計算求解,依據(jù)cos90°-α=12和cos60°=12,解得α=30°.
解析 由題意可知,cos90°-α=12,
又因為cos60°=12,
所以90°-α=60°,
所以α=30°.
例題2 2sin30°的值等于()
(A)1.(B) 2.(C) 3.(D)2.
剖析 本題直接利用sin30°=12計算求解即可.
解析 因為sin30°=12,
所以2sin30°=2×12=1,正確答案為A.
2 利用三角函數(shù)的定義
三角函數(shù)的定義也是解直角三角形的常用方法.三角函數(shù)的定義,一般指在Rt△ABC中,當(dāng)∠C=90°時,正弦函數(shù)sinA=∠A的對邊斜邊=ac,余弦函數(shù)cosA=∠A的鄰邊斜邊=bc,正切函數(shù)tanA=∠A的對邊∠A的鄰邊=ab,余切函數(shù)cotA=∠A的鄰邊∠A的對邊=ba.運用三角函數(shù)的定義解題時,具體的解題步驟為:(1)確定三角形的邊長或角度值,根據(jù)實際問題,確定Rt△ABC中已知的邊的長度,已知的角的度數(shù);(2)計算求解,利用三角函數(shù)的定義sinA=∠A的對邊斜邊=ac等,結(jié)合題設(shè)條件中已知的邊長或角的大小列式計算,使問題得解.
例題3 已知△ABC中,AC=4、BC=3、AB=5,則sinA=()
(A)35.(B)45.(C)53.(D)34.
剖析 本題考查學(xué)生判定直角三角形和銳角的三角函數(shù)值,根據(jù)AC=4、BC=3、AB=5可知,△ABC是一個以AB為斜邊的直角三角形,然后根據(jù)sinA的定義BCAB解得sinA=35.
解析 由題意可知,AC=4、BC=3、AB=5,
由勾股定理的逆定理可知:AB2=AC2+BC2,
所以△ABC是一個以AB為斜邊的直角三角形,
因為在Rt△ABC中:sinA=BCAB,
所以sinA=35.
3 利用解直角三角形
解直角三角形的知識一般用于解決實際問題,在直角三角形中,除了直角外,還有五個元素,即三條邊和兩個銳角,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過程叫做解直角三角形.運用解直角三角形的知識解題時,具體的解題步驟為:(1)轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,結(jié)合題設(shè)信息將實際問題抽象轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,一般是畫出平面圖形,轉(zhuǎn)化為解直角三角形的問題;(2)解直角三角形,根據(jù)已知條件,利用相應(yīng)的銳角三角函數(shù)解直角三角形;(3)計算求解,結(jié)合題意解得對應(yīng)的問題答案即可.
例題4 如圖1所示,在Rt△ABC中,∠CAB=90°,AD是∠CAB的平分線,tanB=12,則CD∶DB=.
剖析 本題是典型的解三角形問題,首先假設(shè)AC=x,然后放在Rt△ABC中證明DE=AE,再假設(shè)DE=a,利用DE和AC的關(guān)系解得x=32a,最后分別表示出CD、CB的值繼而求解.
解析 由題意可知,在Rt△ABC中,∠CAB=90,tanB=12,
假設(shè)AC=x,
所以AB=2x、BC= 5x,
過點D作DE⊥AB于點E,
因為AD是∠CAB的平分線,
所以DE=AE,
假設(shè)DE=a,因為tanB=DEBE=12,
所以AE=a、BE=2a、DB= 5a,
所以3a=2x,
解之得x=32a,
所以CB=3 52a,CD=3 52a- 5a= 52a,
所以CD∶DB= 52a∶ 5a=1∶2.
例題5 如圖2所示,在Rt△ABC中,∠C=90°、∠A=30°,點E是AB上一點,且AE∶EB=4∶1,EF⊥AC于F,則tan∠CFB的值等于()
(A) 33. (B)2 33. (C)5 33. (D)5 3.
剖析 解答本題的關(guān)鍵在于用一個未知數(shù)表示出兩個相關(guān)的量,相比較約掉公共的未知數(shù),即可順利求解.首先假設(shè)BE=x、AE=4x,利用幾何關(guān)系分別表示出對應(yīng)的邊長的值,再利用tan∠CFB=BCFC求解.
解析 假設(shè)BE=x,AE=4x,
則AB=5x、BC=2.5x、EF=2x、AF=2 3x,
因為AFFC=AEBE,
所以FC= 32x,
所以tan∠CFB=BCFC=5 33.