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[组图]解直角三角形

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一、目标认知
学习目标
  1.知道解直角三角形的含义.
  2.会解直角三角形;能根据问题的需要合理作出垂线,构造直角三角形;会解由两个特殊直角三角形构成的组合图形的问题.
  3.会解有特殊条件的四边形中的计算问题.

学习重点和难点
  1.重点是能灵活选用直角三角形和边角关系解直角三角形,培养应用三角函数的意识.
  2.难点是能构造直角三角形解决解斜三角形问题.

二、教学内容解析
  这部分知识是解决数学问题的工具,用得巧妙可以使问题得到较好的解决,也可使过程更为简洁.因此,在学习时,要有意识地形成应用三角函数的知识解决问题的意识.

1.解直角三角形
  在直角三角形中,由已知元素求未知元素的过程,就是解直角三角形.
  〈注〉解直角三角形,需把所有的边、角都求出来(不包括直角).

2.解直角三角形的依据
  在直角三角形中有6个元素(三边三角),它们具有如下关系:
  (1)边之间的关系:(勾股定理)
  (2)角之间的关系:(两锐角互余)
  (3)边、角之间的关系:
    ①.
    ②.
  (4)其它:射影定理;直角三角形斜边中线等于斜边的一半;三角形面积公式等.

3.解直角三角形的一般解法
  在直角三角形的六个元素中,除直角外,如果再知道两个元素(其中至少有一个是边),这个三角形就可以确定下来,这样就可以由已知的两个元素求出其余的三个元素.
中的已知条件 一般解法



斜边c和一个锐角A (1);(2);(3).
一直角边a和一锐角A (1);(2);(3).
一直角边b和一锐角A (1);(2);(3).

斜边c和一直角边a (1) (2)根据.
两直角边a和b (1) (2);(3).

三、例题分析
1.能根据锐角三角函数的定义求解
  1.如图,在矩形ABCD中,DE⊥AC于E,设∠ADE=,且cos=,AB=4,则AD的长为(  ).
  A.3       B.
  C.      D.

  分析:首先分析出∠BAC=∠ACD=∠ADE=,而已知边AB恰好是∠BAC所在的直角三角形的一条直角边,因此应该在中根据cos∠BAC的定义间接求出BC的长,从而求出AD的长.
  解:易证∠BAC=∠ADE=
     在中,
     
    .
    选B.
  说明:可能有的同学会根据以前的知识,设,从而得出,最终算出,这样当然是很好的.但是,对于这种过去就比较熟悉的问题,应该尝试用新的观点去看待它、用新的方法去求解,逐渐形成使用锐角三角函数解题的意识.

2.能通过适当地做垂线,构造直角三角形;会解由两个特殊直角三角形构成的组合图形的问题(和斜三角形有关的问题)
(1)了解斜三角形可解的条件:
  对于“SAS、ASA、AAS、SSS”,问题有唯一解;
  对于“SSA”,问题可能无解、唯一解或两解;
  对于“AAA”,问题无解.

(2)归纳为两类基本图形:
            
  2.如图,在中,,D是BC边上的一点,,记.
  (1)试写出的三个三角函数值;
  (2)若,求BD的长.

  解:
  
(1)
    
    
     
     .
  (2)若,则
    
    .
  注意:两个角相等,则它们的相同的锐角三角函数值也相同.

  3.已知:中,,AB=,求AC、BC的长及的面积.

  分析:要解含有特殊角(或已知角的三角函数值)锐角三角形,往往要作某条边上的高线,将其分成两个直角三角形,且使已知角成为构造的直角三角形的一个内角,以便展开推理和计算.
  解:于D,且设
    则
    
    
    
    .

  〈变式〉已知:中,,求的长.

  分析:本题中三角形的已知条件为“SSA”,所以要注意分类讨论.首先要正确出图形,再根据条件进行推理和计算.
  解(略):如图,作于D.
       若为钝角,则
       若为锐角,则.
      .

3.解直角三角形的应用
(1)求线段长和面积
  4.如图,,AD⊥BC于D, ∠B=45°,CD=1,,求AC的长.

  解:,则
     .
     解得(舍),;即.
     .

  5.已知中,,BC=1,求.

  解:在AC上取点D,使
    则.
    
    
    
    .
  注意:通过本题构造的两个直角三角形,可以求出.

  〈变式1〉且其它条件不变时,求.

  解(略):类似地,可以求出.
      同理,可知.

  〈变式2〉已知:如图,在中,.求的长.

  解:
    
    .


  6.如图,在中,∠C=90°,D是BC边的中点,DE⊥AB于E,tanB=,AE=7,求DE.

  解:
    .
    设
    则
    
    .

(2)解有特殊条件的四边形问题
  7.在四边形ABCD中,∠B=∠D=90°,AB=2,CD=1, ∠A=60°,求AD、BC的长.

  解:延长AD、BC相交于点E.
    ∠B=90°,∠A=60°,
    
    
    同理,.
    
    .
  注意:本题也可延长DC、AB后相交于一点,构造两个直角三角形.但是如果这样,已知边AB和CD将不容易直接使用,需要列方程求解,因此不主张此种构造方法.

  8.在四边形ABCD中,∠BCD=120°,∠ABC=75°,CD=4,BC=,cosA=,求AD的长.

  分析:已知条件众多,似乎难以入手.在已知的三个角度之中,只有∠BCD是特殊角60的补角,可以考虑从此入手展开分析.过点D作的延长线于E,则可知,进而得,于是,所以,可得.最后根据cosA=,可求出.
  解(略):根据分析,可解得.

来源:中国哲士网

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