锐角三角函数的经典测试题及答案一、选择题1.“奔跑吧,兄弟!”节目组,预设计一个新的游戏:“奔跑”路线需经A 、B 、C 、D 四地.如图,其中A 、B 、C 三地在同一直线上,D 地在A 地北偏东30°方向、在C 地北偏西45°方向.C 地在A 地北偏东75°方向.且BD=BC=30m .从A 地到D 地的距离是( )A .303mB .205mC .302mD .156m【答案】D【解析】 分析:过点D 作DH 垂直于AC ,垂足为H ,求出∠DAC 的度数,判断出△BCD 是等边三角形,再利用三角函数求出AB 的长,从而得到AB +BC +CD 的长.详解:过点D 作DH 垂直于AC ,垂足为H ,由题意可知∠DAC =75°﹣30°=45°.∵△BCD 是等边三角形,∴∠DBC =60°,BD =BC =CD =30m ,∴DH =32×30=153,∴AD =2DH =156m .故从A 地到D 地的距离是156m .故选D .点睛:本题考查了解直角三角形的应用﹣﹣方向角问题,结合航海中的实际问题,将解直角三角形的相关知识有机结合,体现了数学应用于实际生活的思想.2.公元三世纪,我国汉代数学家赵爽在注解《周髀算经》时给出的“赵爽弦图”如图所示,它是由四个全等的直角三角形与中间的小正方形拼成的一个大正方形.如果大正方形的面积是125,小正方形面积是25,则()2sin cos θθ-=( )A .15B .55C .355D .95【答案】A【解析】【分析】根据正方形的面积公式可得大正方形的边长为55,小正方形的边长为5,再根据直角三角形的边角关系列式即可求解.【详解】解:∵大正方形的面积是125,小正方形面积是25, ∴大正方形的边长为55,小正方形的边长为5,∴55cos 55sin 5θθ-=,∴5cos sin 5θθ-=, ∴()21sin cos 5θθ-=. 故选:A .【点睛】 本题考查了解直角三角形、勾股定理的证明和正方形的面积,难度适中,解题的关键是正确得出5cos sin 5θθ-=.3.如图,对折矩形纸片ABCD ,使AD 与BC 重合,得到折痕EF ,把纸片展平,再一次折叠纸片,使点A 落在EF 上的点A′处,并使折痕经过点B ,得到折痕BM ,若矩形纸片的宽AB=4,则折痕BM 的长为( )A .833B .433C .8D .83【答案】A【解析】【分析】根据折叠性质可得BE=12AB ,A′B=AB=4,∠BA ′M=∠A=90°,∠ABM=∠MBA ′,可得∠EA ′B=30°,根据直角三角形两锐角互余可得∠EBA ′=60°,进而可得∠ABM=30°,在Rt △ABM 中,利用∠ABM 的余弦求出BM 的长即可.【详解】∵对折矩形纸片ABCD ,使AD 与BC 重合,AB=4,∴BE=12AB=2,∠BEF=90°, ∵把纸片展平,再一次折叠纸片,使点A 落在EF 上的点A’处,并使折痕经过点B , ∴A ′B=AB=4,∠BA ′M=∠A=90°,∠ABM=∠MBA ′,∴∠EA ′B=30°,∴∠EBA ′=60°,∴∠ABM=30°,∴在Rt △ABM 中,AB=BM ⋅cos ∠ABM ,即4=BM ⋅cos30°,解得:BM=833, 故选A.【点睛】本题考查了折叠的性质及三角函数的定义,折叠前后,对应边相等,对应角相等;在直角三角形中,锐角的正弦是角的对边比斜边;余弦是角的邻边比斜边;正切是角的对边比邻边;余切是角的邻边比对边;熟练掌握相关知识是解题关键.4.如图,矩形纸片ABCD ,4AB =,3BC =,点P 在BC 边上,将CDP ∆沿DP 折叠,点C 落在点E 处,PE 、DE 分别交AB 于点O 、F ,且OP OF =,则cos ADF ∠的值为( )A .1113B .1315C .1517D .1719【答案】C【解析】【分析】根据折叠的性质可得出DC=DE 、CP=EP ,由∠EOF=∠BOP 、∠B=∠E 、OP= OF 可得出△OEF ≌AOBP(AAS)根据全等三角形的性质可得出0E=OB 、EF=BP ,设EF=x ,则BP=x 、DF=4-x 、BF=PC=3-x ,进而可得出AF=1+x ,在Rt △DAF 中,利用勾股定理可求出x 的值,再利用余弦的定义即可求出cos ∠ADF 的值.【详解】解:∵矩形纸片ABCD ,点P 在BC 边上,将CDP ∆沿DP 折叠,点C 落在点E 处, 根据折叠性质,可得:△DCP ≌△DEP ,∴.DC=DE=4, CP= EP ,在△OEF 和△OBP 中90 EOF BOP B E OP OF ∠=∠⎧⎪∠=∠=︒⎨⎪=⎩∴△OEF ≌△OBP(AAS)∴ОE=OB , EF= ВР.设EF=x,则BP=x ,DF= DE-EF=4-X ,又∵ BF=OB+OF=OE+ OP=PE=PC, РС=ВC-BP=3-x,∴AF=AB-BF=1+x.在Rt △DAF 中,AF 2+AD 2= DF 2,即(1+x) 2+32= (4-x)2解得: x=35 ∴DF=4-x=175∴cos ∠ADF=1517AD DF = 故选: C.【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质、勾股定理以及解直角三角形,利用勾股定理结合AF=1+x ,求出AF 的长度是解题的关键.5.如图,在矩形ABCD 中E 是CD 的中点,EA 平分,BED PE AE ∠⊥交BC 于点P ,连接PA ,以下四个结论:①EB 平分AEC ∠;②PA BE ⊥;③32AD AB =;④2PB PC =.其中结论正确的个数是( )A .4个B .3个C .2个D .1个【答案】A【解析】【分析】 根据矩形的性质结合全等三角形的判定与性质得出△ADE ≌△BCE (SAS ),进而求出△ABE 是等边三角形,再求出△AEP ≌△ABP (SSS ),进而得出∠EAP =∠PAB =30°,再分别得出AD 与AB ,PB 与PC 的数量关系即可.【详解】解:∵在矩形ABCD 中,点E 是CD 的中点,∴DE =CE ,又∵AD =BC ,∠D =∠C ,∴△ADE ≌△BCE (SAS ),∴AE =BE ,∠DEA =∠CEB ,∵EA 平分∠BED ,∴∠AED =∠AEB ,∴∠AED =∠AEB =∠CEB =60°,故:①EB 平分∠AEC ,正确;∴△ABE 是等边三角形,∴∠DAE =∠EBC =30°,AE =AB ,∵PE ⊥AE ,∴∠DEA +∠CEP =90°,则∠CEP =30°,故∠PEB =∠EBP =30°,则EP =BP ,又∵AE =AB ,AP =AP ,∴△AEP ≌△ABP (SSS ),∴∠EAP =∠PAB =30°,∴AP ⊥BE ,故②正确;∵∠DAE =30°,∴tan ∠DAE =DE AD =tan30°∴AD ,即AD =, ∵AB =CD ,∴③AD AB =正确; ∵∠CEP =30°,∴CP =12EP , ∵EP =BP ,∴CP=12 BP,∴④PB=2PC正确.综上所述:正确的共有4个.故选:A.【点睛】此题主要考查了四边形综合,全等三角形的判定与性质,等边三角形的判定与性质,含30度角的直角三角形性质以及三角函数等知识,证明△ABE是等边三角形是解题关键.6.如图,一艘轮船位于灯塔P的北偏东60°方向,与灯塔P的距离为30海里的A处,轮船沿正南方向航行一段时间后,到达位于灯塔P的南偏东30°方向上的B处,则此时轮船所在位置B与灯塔P之间的距离为( )A.60海里B.45海里C.203海里D.303海里【答案】D【解析】【分析】根据题意得出:∠B=30°,AP=30海里,∠APB=90°,再利用勾股定理得出BP的长,求出答案.【详解】解:由题意可得:∠B=30°,AP=30海里,∠APB=90°,故AB=2AP=60(海里),则此时轮船所在位置B处与灯塔P之间的距离为:BP=22303AB AP-=(海里)故选:D.【点睛】此题主要考查了勾股定理的应用以及方向角,正确应用勾股定理是解题关键.7.如图,已知AB是⊙O的直径,点C在⊙O上,过点C的切线与AB的延长线交于点P,连接AC,若∠A=30°,PC=3,则⊙O的半径为()A .3B .23C .32D .233【答案】A 【解析】连接OC ,∵OA=OC ,∠A=30°,∴∠OCA=∠A=30°,∴∠COB=∠A+∠ACO=60°,∵PC 是⊙O 切线,∴∠PCO=90°,∠P=30°,∵PC=3,∴OC=PC •tan30°=3,故选A8.如图,在Rt ABC 中,90C ∠︒=,30B ∠=︒,AD 是BAC ∠的角平分线,6AC =,则点D 到AB 的距离为( )A 3B 3C .23D .33【答案】C【解析】【分析】如图,过点D 作DE ⊥AB 于E ,根据直角三角形两锐角互余的性质可得∠BAC=60°,由AD 为∠BAC 的角平分线可得∠DAC=30°,根据角平分线的性质可得DE=CD ,利用∠DAC 的正切求出CD 的值即可得答案.【详解】∵∠B=30°,∠C=90°,∴∠BAC=60°,∵AD 平分∠BAC ,∴∠DAC=30°,DE=CD,∵AC=6,∴CD=AC·tan∠DAC=6×33=23,即DE=23,∴点D到AB的距离为23,故选:C.【点睛】本题考查解直角三角形及角平分线的性质,在直角三角形中,锐角的正弦是角的对边比斜边;余弦是邻边比斜边;正切是对边比邻边;余切是邻边比对边;角平分线上的点到角两边的距离相等;熟练掌握三角函数的定义是解题关键.9.在半径为1的O中,弦AB、AC的长度分别是3,2,则BAC∠为()度.A.75B.15或30C.75或15D.15或45【答案】C【解析】【分析】根据题意画出草图,因为C点位置待定,所以分情况讨论求解.【详解】利用垂径定理可知:AD=3222AE=,.sin∠AOD=32,∴∠AOD=60°;sin∠AOE=22,∴∠AOE=45°;∴∠BAC=75°.当两弦共弧的时候就是15°.故选:C.【点睛】此题考查垂径定理,特殊三角函数的值,解题关键在于画出图形.10.如图,在Rt ABC 中,90ACB ∠=︒,3tan 4B =,CD 为AB 边上的中线,CE 平分ACB ∠,则AE AD的值( )A .35B .34C .45D .67【答案】D【解析】【分析】根据角平分线定理可得AE :BE =AC :BC =3:4,进而求得AE =37AB ,再由点D 为AB 中点得AD =12AB ,进而可求得AE AD的值. 【详解】 解:∵CE 平分ACB ∠,∴点E 到ACB ∠的两边距离相等,设点E 到ACB ∠的两边距离位h ,则S △ACE =12AC·h ,S △BCE =12BC·h , ∴S △ACE :S △BCE =12AC·h :12BC·h =AC :BC , 又∵S △ACE :S △BCE =AE :BE ,∴AE :BE =AC :BC , ∵在Rt ABC 中,90ACB ∠=︒,3tan 4B =, ∴AC :BC =3:4,∴AE :BE =3:4∴AE =37AB , ∵CD 为AB 边上的中线,∴AD =12AB , ∴367172AB AE AD AB ==, 故选:D .【点睛】本题主要考查了角平分线定理的应用及三角函数的应用,通过面积比证得AE :BE =AC :BC 是解决本题的关键.11.已知B 港口位于A 观测点北偏东45°方向,且其到A 观测点正北风向的距离BM 的长为102km ,一艘货轮从B 港口沿如图所示的BC 方向航行47km 到达C 处,测得C 处位于A 观测点北偏东75°方向,则此时货轮与A 观测点之间的距离AC 的长为( )km .A .3B .3C .3D .3【答案】A【解析】【分析】【详解】 解:∵∠MAB=45°,BM=102,∴22BM MA +22(102)(102)+,过点B 作BD ⊥AC ,交AC 的延长线于D ,在Rt △ADB 中,∠BAD=∠MAC ﹣∠MAB=75°﹣45°=30°,tan ∠BAD=BD AD =33, ∴3,BD 2+AD 2=AB 2,即BD 2+3)2=202,∴BD=10,∴3,在Rt △BCD 中,BD 2+CD 2=BC 2,33,∴AC=AD ﹣333km ,答:此时货轮与A 观测点之间的距离AC 的长为3km .【考点】解直角三角形的应用-方向角问题.12.如图,AB是⊙O的直径,C是⊙O上的点,过点C作⊙O的切线交AB的延长线于点E,若∠A=30°,则sin∠E的值为()A.12B.22C.32D.33【答案】A【解析】【分析】首先连接OC,由CE是⊙O切线,可证得OC⊥CE,又由圆周角定理,求得∠BOC的度数,继而求得∠E的度数,然后由特殊角的三角函数值,求得答案.【详解】如图,连接OC,∵CE是⊙O的切线,∴∠OCE=90°,∵OA=OC,∴∠OCA=∠A=30°,∴∠COE=∠A+∠OCA=60°,∴∠E=180°-90°-60°=30°,∴sinE=sin30°=1 2 .13.将一副直角三角板如图放置,点C在FD的延长上,AB∥CF,∠F=∠ACB=90°,∠E =30°,∠A=45°,AC=122,则CD的长为()A.43B.12﹣43C.12﹣63D.63【答案】B【解析】【分析】过点B作BM⊥FD于点M,根据题意可求出BC的长度,然后在△EFD中可求出∠EDF=60°,进而可得出答案.【详解】解:过点B作BM⊥FD于点M,在△ACB中,∠ACB=90°,∠A=45°,AC=122,∴BC=AC=122.∵AB∥CF,∴BM=BC×sin45°=2 122122⨯=CM=BM=12,在△EFD中,∠F=90°,∠E=30°,∴∠EDF=60°,∴MD=BM÷tan60°=43,∴CD=CM﹣MD=12﹣43.故选B.【点睛】本题考查了解直角三角形,难度较大,解答此类题目的关键根据题意建立直角三角形利用所学的三角函数的关系进行解答.14.如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=23BC=2,以AB的中点为圆心,OA的长为半径作半圆交AC于点D,则图中阴影部分的面积为( )A.5342π-B.5342π+C .23π-D.432π-【答案】A【解析】【分析】连接OD,过点O作OH⊥AC,垂足为 H,则有AD=2AH,∠AHO=90°,在Rt△ABC中,利用∠A的正切值求出∠A=30°,继而可求得OH、AH长,根据圆周角定理可求得∠BOC =60°,然后根据S阴影=S△ABC-S△AOD-S扇形BOD进行计算即可.【详解】连接OD,过点O作OH⊥AC,垂足为 H,则有AD=2AH,∠AHO=90°,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=23,BC=2,tan∠A=23323BCAB==,∴∠A=30°,∴OH=12OA=32,AH=AO•cos∠A=33322⨯=,∠BOC=2∠A=60°,∴AD=2AH=3,∴S阴影=S△ABC-S△AOD-S扇形BOD=()26031132323222360π⨯⨯⨯-⨯⨯-=5342π-,故选A.【点睛】本题考查了垂径定理,圆周角定理,扇形面积,解直角三角形等知识,正确添加辅助线,熟练掌握和灵活运用相关知识是解题的关键.15.已知圆锥的底面半径为5cm,侧面积为60πcm2,设圆锥的母线与高的夹角为θ,则sinθ的值为()A .313B .513C .512D .1213【答案】C 【解析】 【分析】先求出圆锥底面周长可得到圆锥侧面展开图扇形的弧长,再利用扇形面积公式12S lr =可求出母线的长,最后利用三角函数即可求出答案. 【详解】解:∵圆锥底面周长为2510ππ⨯=, 且圆锥的侧面积为60π, ∴圆锥的母线长为2601210ππ⨯=, ∴sin θ=512. 故选C. 【点睛】本题考查了圆锥和三角函数的相关知识.利用所学知识求出圆锥母线的长是解题的关键.16.如图,点M 是正方形ABCD 边CD 上一点,连接AM ,作DE ⊥AM 于点E ,BF ⊥AM 于点F ,连接BE ,若AF =1,四边形ABED 的面积为6,则∠EBF 的余弦值是( )A .21313B .31313C .23D .1313【答案】B 【解析】 【分析】首先证明△ABF ≌△DEA 得到BF=AE ;设AE=x ,则BF=x ,DE=AF=1,利用四边形ABED 的面积等于△ABE 的面积与△ADE 的面积之和得到12•x•x+•x×1=6,解方程求出x 得到AE=BF=3,则EF=x-1=2,然后利用勾股定理计算出BE ,最后利用余弦的定义求解. 【详解】∵四边形ABCD 为正方形, ∴BA =AD ,∠BAD =90°,∵DE ⊥AM 于点E ,BF ⊥AM 于点F , ∴∠AFB =90°,∠DEA =90°,∵∠ABF+∠BAF =90°,∠EAD+∠BAF =90°, ∴∠ABF =∠EAD , 在△ABF 和△DEA 中BFA DEA ABF EAD AB DA ∠=∠⎧⎪∠=⎨⎪=⎩∴△ABF ≌△DEA (AAS ), ∴BF =AE ;设AE =x ,则BF =x ,DE =AF =1, ∵四边形ABED 的面积为6,∴111622x x x ⋅⋅+⋅⨯=,解得x 1=3,x 2=﹣4(舍去), ∴EF =x ﹣1=2,在Rt △BEF 中,222313BE =+=, ∴3313cos 1313BF EBF BE ∠===. 故选B . 【点睛】本题考查了正方形的性质:正方形的四条边都相等,四个角都是直角;正方形具有四边形、平行四边形、矩形、菱形的一切性质.会运用全等三角形的知识解决线段相等的问题.也考查了解直角三角形.17.如图,点E 是矩形ABCD 的边AD 的中点,且BE ⊥AC 于点F ,则下列结论中错误的是( )A.AF=12 CFB.∠DCF=∠DFCC.图中与△AEF相似的三角形共有5个D.tan∠CAD【答案】D【解析】【分析】由AE=12AD=12BC,又AD∥BC,所以12AE AFBC FC==,故A正确,不符合题意;过D作DM∥BE交AC于N,得到四边形BMDE是平行四边形,求出BM=DE=12BC,得到CN=NF,根据线段的垂直平分线的性质可得结论,故B正确,不符合题意;根据相似三角形的判定即可求解,故C正确,不符合题意;由△BAE∽△ADC,得到CD与AD的大小关系,根据正切函数可求tan∠CAD的值,故D错误,符合题意.【详解】解:A、∵AD∥BC,∴△AEF∽△CBF,∴AEBC=AFFC,∵AE=12AD=12BC,∴AFFC=12,故A正确,不符合题意;B、过D作DM∥BE交AC于N,∵DE∥BM,BE∥DM,∴四边形BMDE是平行四边形,∴BM=DE=12 BC,∴BM=CM,∴CN=NF,∵BE⊥AC于点F,DM∥BE,∴DN⊥CF,∴DF=DC,∴∠DCF=∠DFC,故B正确,不符合题意;C、图中与△AEF相似的三角形有△ACD,△BAF,△CBF,△CAB,△ABE共有5个,故C正确,不符合题意.D 、设AD =a ,AB =b 由△BAE ∽△ADC ,有b a =2a . ∵tan ∠CAD =CD AD =b a =22,故D 错误,符合题意. 故选:D .【点睛】本题考查了相似三角形的判定和性质,矩形的性质,图形面积的计算,正确的作出辅助线是解题的关键.18.如图,等边ABC 边长为a ,点O 是ABC 的内心,120FOG ∠=︒,绕点O 旋转FOG ∠,分别交线段AB 、BC 于D 、E 两点,连接DE ,给出下列四个结论:①ODE 形状不变;②ODE 的面积最小不会小于四边形ODBE 的面积的四分之一;③四边形ODBE 的面积始终不变;④BDE 周长的最小值为1.5a .上述结论中正确的个数是( )A .4B .3C .2D .1【答案】A 【解析】 【分析】连接OB 、OC ,利用SAS 证出△ODB ≌△OEC ,从而得出△ODE 是顶角为120°的等腰三角形,即可判断①;过点O 作OH ⊥DE ,则DH=EH ,利用锐角三角函数可得OH=12OE 和3OE ,然后三角形的面积公式可得S △ODE 32,从而得出OE 最小时,S △ODE 最小,根据垂线段最短即可求出S △ODE 的最小值,然后证出S 四边形ODBE =S △OBC =2312即可判断②和③;求出BDE 的周长=a +DE ,求出DE 的最小值即可判断④. 【详解】 解:连接OB 、OC∵ABC 是等边三角形,点O 是ABC 的内心, ∴∠ABC=∠ACB=60°,BO=CO ,BO 、CO 平分∠ABC 和∠ACB∴∠OBA=∠OBC=12∠ABC=30°,∠OCA=∠OCB=12∠ACB=30° ∴∠OBA=∠OCB ,∠BOC=180°-∠OBC -∠OCB=120°∵120FOG ∠=︒ ∴∠=FOG ∠BOC∴∠FOG -∠BOE=∠BOC -∠BOE ∴∠BOD=∠COE 在△ODB 和△OEC 中BOD COE BO COOBD OCE ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩∴△ODB ≌△OEC ∴OD=OE∴△ODE 是顶角为120°的等腰三角形, ∴ODE 形状不变,故①正确; 过点O 作OH ⊥DE ,则DH=EH ∵△ODE 是顶角为120°的等腰三角形 ∴∠ODE=∠OED=12(180°-120°)=30° ∴OH=OE·sin ∠OED=12OE ,EH= OE·cos ∠OED=32OE ∴DE=2EH=3OE ∴S △ODE =12DE·OH=34OE 2∴OE 最小时,S △ODE 最小,过点O 作OE′⊥BC 于E′,根据垂线段最短,OE′即为OE 的最小值∴BE ′=12BC=12a 在Rt △OBE ′中OE′=BE′·tan ∠OBE ′=12a ×3=6a∴S △ODE 22∵△ODB ≌△OEC∴S 四边形ODBE =S △ODB +S △OBE = S △OEC +S △OBE =S △OBC =12BC·OE′=212∵248=14×212a∴S △ODE ≤14S 四边形ODBE 即ODE 的面积最小不会小于四边形ODBE 的面积的四分之一,故②正确;∵S 四边形ODBE 2 ∴四边形ODBE 的面积始终不变,故③正确; ∵△ODB ≌△OEC ∴DB=EC∴BDE 的周长=DB +BE +DE= EC +BE +DE=BC +DE=a +DE ∴DE 最小时BDE 的周长最小∵OE ∴OE 最小时,DE 最小而OE 的最小值为∴DE =12a ∴BDE 的周长的最小值为a +12a =1.5a ,故④正确; 综上:4个结论都正确, 故选A . 【点睛】此题考查的是等边三角形的性质、全等三角形的判定及性质、锐角三角函数、三角形的面积公式和垂线段最短的应用,掌握等边三角形的性质、全等三角形的判定及性质、锐角三角函数、三角形的面积公式和垂线段最短是解决此题的关键.19.如图,一架飞机在点A 处测得水平地面上一个标志物P 的俯角为α,水平飞行m 千米后到达点B 处,又测得标志物P 的俯角为β,那么此时飞机离地面的高度为( )A .cot cot m αβ-千米B .cot cot m βα-千米C .tan tan m αβ-千米 D .tan tan mβα-千米 【答案】A 【解析】 【分析】根据锐角三角函数的概念进行作答. 【详解】在P 点做一条直线垂直于直线AB 且交于点O ,由锐角三角函数知,AO=PO cot α,BO=PO cot β,又AB=m=AO-BO= PO cot α- PO cot β= cot cot mαβ-. 所以答案选A.【点睛】本题考查了锐角三角函数的概念,熟练掌握锐角三角函数是本题解题关键.20.cos60tan45+的值等于( ) A .32B .22C 3D .1【答案】A 【解析】 【分析】根据特殊角的三角函数值计算即可. 【详解】 解:原式13122=+=. 故选A . 【点睛】本题考查了特殊角的三角函数值,解题的关键是熟练掌握特殊角的三角函数值.。