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45°
解:​$(2)$​设​$BQ=x\ \mathrm {m}.$​
∵直线​$PA、$​​$BQ $​与​$PN$​所在​$⊙○$​相切,
∴​$ ∠APO=∠BQO=90°. $​
∵​$ $​在​$Rt△BQO $​中,​$∠QBO=60°,$​
∴​$ OQ=BQ.\mathrm {tan}60°=\sqrt {3}x\ \mathrm {m},OB=\frac {BQ}{\mathrm {cos}60°}=2x\ \mathrm {m}.$​
∵在​$OO$​中​$,OP=OQ,$​
∴​$OP= \sqrt {3}x\ \mathrm {m}.$​
∵​$AB=8m,$​
∴​$OA=AB+OB=(8+2x)m.$​
∵在​$Rt△APO$​中​$,∠PAO= 45°,$​
∴​$OP=OA.\mathrm {sin}45°.$​
∴​$ \sqrt {3}x=\frac {\sqrt {2}}{2}(8+2x),$​解得​$x=4\sqrt {6}+8. $​
∴​$ OQ=(12 \sqrt {2}+8 \sqrt {3})m. $​
∴​$ PN $​的长为​$\frac {45π×(12\sqrt {2}+8\sqrt {3}}{180}≈24.1(\mathrm {m}).$​
答​$:PN$​的长约为​$24.1m$​
解:(1)
∵$AC\perp BD,$$\cos\angle ABC=\frac{4}{5},$
∴$AB=\frac{BC}{\cos\angle ABC}=\frac{8}{\frac{4}{5}}=10。$
在$\text{Rt}\triangle ABC$中,由勾股定理,得$AC=\sqrt{AB^2 - BC^2}=\sqrt{10^2 - 8^2}=6。$
(2)过点$F$作$FE\perp BD,$垂足为$E。$
∵$BF$为边$AD$上的中线,
∴$DF=AF=\frac{1}{2}AD。$
∵$AC\perp BD,$$FE\perp BD,$
∴$FE// AC。$
∴$\triangle DFE\sim\triangle DAC。$
∴$\frac{FE}{AC}=\frac{DE}{DC}=\frac{DF}{DA}=\frac{1}{2}。$
∴$FE=\frac{1}{2}AC=3,$$DE=\frac{1}{2}CD=2。$
∴$CE=2。$
∴在$\text{Rt}\triangle BEF$中,$\tan\angle FBD=\frac{FE}{BE}=\frac{3}{8 + 2}=\frac{3}{10}$
解:(1)分别过点$D$、$C$作$DM\perp AB$、$CN\perp AB,$垂足分别为$M$、$N。$
∵背水坡$AD$的坡度$i=1:0.5,$
∴在$\text{Rt}\triangle ADM$中,$\tan\angle DAB=\frac{DM}{AM}=2。$
设$AM=x\ \text{m}(x>0),$则$DM=2x\ \text{m}。$
易得四边形$DMNC$是矩形,
∴$DC=MN=3\ \text{m},$$DM=CN=2x\ \text{m}。$
∵在$\text{Rt}\triangle BNC$中,$\tan\angle ABC=\frac{CN}{BN},$
∴$BN=\frac{CN}{\tan\angle ABC}=\frac{2x}{\tan37^\circ}\approx\frac{8}{3}x\ \text{m}。$
由$x + 3+\frac{8}{3}x=14,$得$x=3,$
∴$DM=6\ \text{m}。$
∴坝高为$6\ \text{m}。$
(2)过点$F$作$FH\perp AB$于点$H,$过点$D$作$DM\perp AB$于点$M,$则$FH=DM,$$DF=HM。$
设$DF=y\ \text{m}(y>0),$则$AE=2y\ \text{m}。$
由(1),知$DM=6\ \text{m},$$AM=3\ \text{m},$
∴$FH=6\ \text{m},$$EH=AM + AE - HM=3 + 2y - y=(3 + y)\ \text{m}。$
∴$BH=AB + AE - EH=14 + 2y-(3 + y)=(11 + y)\ \text{m}。$
∵$EF\perp BF,$$FH\perp AB,$
∴易得$\triangle EFH\sim\triangle FBH。$
∴$\frac{FH}{BH}=\frac{EH}{FH},$即$FH^2=BH\cdot EH。$
∴$6^2=(11 + y)(3 + y),$即$y^2 + 14y - 3=0,$
解得$y_1=-7 + 2\sqrt{13},$$y_2=-7 - 2\sqrt{13}$(不合题意,舍去)。
∴$DF=(2\sqrt{13}-7)\ \text{m}$