10. 在 $ \mathrm{Rt} \triangle ABC $ 中,已知 $ \angle A $,$ \angle B $,$ \angle C $ 所对的边分别是 $ a $,$ b $,$ c $,$ \angle C = 90^{\circ} $,$ a = 3 $,$ S_{\triangle ABC} = \frac{9\sqrt{3}}{2} $,解这个直角三角形。
答案:10. 因为∠C=$90^{\circ}$,$a = 3$,所以$S_{\triangle ABC}=\frac{1}{2}ab=\frac{3}{2}b$。又$S_{\triangle ABC}=\frac{9\sqrt{3}}{2}$,所以$\frac{3}{2}b=\frac{9\sqrt{3}}{2}$,解得$b=3\sqrt{3}$,所以$c=\sqrt{a^{2}+b^{2}} =6$,所以$\sin A=\frac{a}{c} =\frac{1}{2}$,所以∠A=$30^{\circ}$,所以∠B=$90^{\circ}-∠A=60^{\circ}$。
解析:
解:在$\mathrm{Rt}\triangle ABC$中,$\angle C=90^{\circ}$,$a=3$,
$S_{\triangle ABC}=\frac{1}{2}ab=\frac{1}{2}×3× b=\frac{3}{2}b$,
又$S_{\triangle ABC}=\frac{9\sqrt{3}}{2}$,
$\therefore\frac{3}{2}b=\frac{9\sqrt{3}}{2}$,解得$b=3\sqrt{3}$,
$c=\sqrt{a^{2}+b^{2}}=\sqrt{3^{2}+(3\sqrt{3})^{2}}=\sqrt{9 + 27}=\sqrt{36}=6$,
$\sin A=\frac{a}{c}=\frac{3}{6}=\frac{1}{2}$,
$\therefore\angle A=30^{\circ}$,
$\angle B=90^{\circ}-\angle A=90^{\circ}-30^{\circ}=60^{\circ}$。
$S_{\triangle ABC}=\frac{1}{2}ab=\frac{1}{2}×3× b=\frac{3}{2}b$,
又$S_{\triangle ABC}=\frac{9\sqrt{3}}{2}$,
$\therefore\frac{3}{2}b=\frac{9\sqrt{3}}{2}$,解得$b=3\sqrt{3}$,
$c=\sqrt{a^{2}+b^{2}}=\sqrt{3^{2}+(3\sqrt{3})^{2}}=\sqrt{9 + 27}=\sqrt{36}=6$,
$\sin A=\frac{a}{c}=\frac{3}{6}=\frac{1}{2}$,
$\therefore\angle A=30^{\circ}$,
$\angle B=90^{\circ}-\angle A=90^{\circ}-30^{\circ}=60^{\circ}$。
11. 在 $ \mathrm{Rt} \triangle ABC $ 中,已知 $ \angle A $,$ \angle B $,$ \angle C $ 所对的边分别为 $ a $,$ b $,$ c $,$ \angle C = 90^{\circ} $,$ \angle A - \angle B = 30^{\circ} $,$ a - b = 2\sqrt{3} - 2 $,解这个直角三角形。
答案:11. 由题意,得∠A + ∠B=$90^{\circ}$,∠A - ∠B=$30^{\circ}$,所以∠A=$60^{\circ}$,∠B=$30^{\circ}$,所以$a=b·\tan A=\sqrt{3}b$。联立方程组$\begin{cases}a - b=2\sqrt{3}-2\\a=\sqrt{3}b\end{cases}$解得$\begin{cases}a=2\sqrt{3}\\b=2\end{cases}$,所以$c=\frac{a}{\sin A}=4$。
解析:
解:在$\mathrm{Rt}\triangle ABC$中,$\angle C=90^{\circ}$,则$\angle A+\angle B=90^{\circ}$。
又因为$\angle A-\angle B=30^{\circ}$,联立可得:
$\begin{cases}\angle A+\angle B=90^{\circ}\\\angle A-\angle B=30^{\circ}\end{cases}$
解得$\angle A=60^{\circ}$,$\angle B=30^{\circ}$。
因为$\tan A=\frac{a}{b}$,$\angle A=60^{\circ}$,所以$a=b·\tan60^{\circ}=\sqrt{3}b$。
已知$a - b=2\sqrt{3}-2$,联立$\begin{cases}a=\sqrt{3}b\\a - b=2\sqrt{3}-2\end{cases}$
将$a=\sqrt{3}b$代入$a - b=2\sqrt{3}-2$,得$\sqrt{3}b - b=2\sqrt{3}-2$,即$b(\sqrt{3}-1)=2(\sqrt{3}-1)$,解得$b=2$。
则$a=\sqrt{3}×2=2\sqrt{3}$。
因为$\sin A=\frac{a}{c}$,所以$c=\frac{a}{\sin A}=\frac{2\sqrt{3}}{\sin60^{\circ}}=\frac{2\sqrt{3}}{\frac{\sqrt{3}}{2}}=4$。
综上,$\angle A=60^{\circ}$,$\angle B=30^{\circ}$,$a=2\sqrt{3}$,$b=2$,$c=4$。
又因为$\angle A-\angle B=30^{\circ}$,联立可得:
$\begin{cases}\angle A+\angle B=90^{\circ}\\\angle A-\angle B=30^{\circ}\end{cases}$
解得$\angle A=60^{\circ}$,$\angle B=30^{\circ}$。
因为$\tan A=\frac{a}{b}$,$\angle A=60^{\circ}$,所以$a=b·\tan60^{\circ}=\sqrt{3}b$。
已知$a - b=2\sqrt{3}-2$,联立$\begin{cases}a=\sqrt{3}b\\a - b=2\sqrt{3}-2\end{cases}$
将$a=\sqrt{3}b$代入$a - b=2\sqrt{3}-2$,得$\sqrt{3}b - b=2\sqrt{3}-2$,即$b(\sqrt{3}-1)=2(\sqrt{3}-1)$,解得$b=2$。
则$a=\sqrt{3}×2=2\sqrt{3}$。
因为$\sin A=\frac{a}{c}$,所以$c=\frac{a}{\sin A}=\frac{2\sqrt{3}}{\sin60^{\circ}}=\frac{2\sqrt{3}}{\frac{\sqrt{3}}{2}}=4$。
综上,$\angle A=60^{\circ}$,$\angle B=30^{\circ}$,$a=2\sqrt{3}$,$b=2$,$c=4$。
12. (2025·江苏连云港)如图,港口 $ B $ 位于岛 $ A $ 的北偏西 $ 37^{\circ} $ 方向,灯塔 $ C $ 在岛 $ A $ 的正东方向,$ AC = 6 \mathrm{ km} $,一艘海轮 $ D $ 在岛 $ A $ 的正北方向,且 $ B $,$ D $,$ C $ 三点在一条直线上,$ CD = \frac{5}{2}BD $。
(1)求岛 $ A $ 与港口 $ B $ 之间的距离;
(2)求 $ \tan C $ 的值。
(参考数据:$ \sin 37^{\circ} \approx \frac{3}{5} $,$ \cos 37^{\circ} \approx \frac{4}{5} $,$ \tan 37^{\circ} \approx \frac{3}{4} $)

(1)求岛 $ A $ 与港口 $ B $ 之间的距离;
(2)求 $ \tan C $ 的值。
(参考数据:$ \sin 37^{\circ} \approx \frac{3}{5} $,$ \cos 37^{\circ} \approx \frac{4}{5} $,$ \tan 37^{\circ} \approx \frac{3}{4} $)
答案:12. (1)过点B作BM⊥AD,交AD的延长线于点M,则∠BMD = ∠CAD=$90^{\circ}$,所以BM//AC,所以∠MBD = ∠ACD,所以△BMD∽△CAD,所以$\frac{MB}{AC} =\frac{BD}{CD}$。因为$CD=\frac{5}{2}BD$,所以$\frac{BD}{CD} =\frac{2}{5}$,所以$\frac{MB}{AC} =\frac{2}{5}$。因为AC = 6km,所以$MB=\frac{2}{5}AC=\frac{12}{5}$km。因为∠BAM=$37^{\circ}$,所以$AB=\frac{MB}{\sin\angle BAM} \approx\frac{\frac{12}{5}}{\frac{3}{5}} =4$(km)。故岛A与港口B之间的距离约为4km。
(2)因为∠AMB=$90^{\circ}$,MB=$\frac{12}{5}$km,∠BAM=$37^{\circ}$,所以$AM=\frac{MB}{\tan\angle BAM} =\frac{\frac{12}{5}}{\frac{3}{4}} =\frac{16}{5}$(km)。因为△BMD∽△CAD,所以$\frac{MD}{AD} =\frac{BD}{CD} =\frac{2}{5}$,所以$AD=\frac{5}{7}AM=\frac{16}{7}$km。因为AC = 6km,所以$\tan C=\frac{AD}{AC} =\frac{8}{21}$。
(2)因为∠AMB=$90^{\circ}$,MB=$\frac{12}{5}$km,∠BAM=$37^{\circ}$,所以$AM=\frac{MB}{\tan\angle BAM} =\frac{\frac{12}{5}}{\frac{3}{4}} =\frac{16}{5}$(km)。因为△BMD∽△CAD,所以$\frac{MD}{AD} =\frac{BD}{CD} =\frac{2}{5}$,所以$AD=\frac{5}{7}AM=\frac{16}{7}$km。因为AC = 6km,所以$\tan C=\frac{AD}{AC} =\frac{8}{21}$。
13. 数学活动小组欲测量山坡上一棵大树 $ CD $ 的高度。如图,$ DC ⊥ AM $ 于点 $ E $,在 $ A $ 处测得大树底端 $ C $ 的仰角为 $ 15^{\circ} $,沿水平地面前进 $ 30 \mathrm{ m} $ 到达 $ B $ 处,测得大树顶端 $ D $ 的仰角为 $ 53^{\circ} $,测得山坡坡角 $ \angle CBM = 30^{\circ} $。(图中各点均在同一平面内)
(1)求斜坡 $ BC $ 的长;
(2)求这棵大树 $ CD $ 的高度。(结果取整数,参考数据:$ \sin 53^{\circ} \approx \frac{4}{5} $,$ \cos 53^{\circ} \approx \frac{3}{5} $,$ \tan 53^{\circ} \approx \frac{4}{3} $,$ \sqrt{3} \approx 1.73 $)

(1)求斜坡 $ BC $ 的长;
(2)求这棵大树 $ CD $ 的高度。(结果取整数,参考数据:$ \sin 53^{\circ} \approx \frac{4}{5} $,$ \cos 53^{\circ} \approx \frac{3}{5} $,$ \tan 53^{\circ} \approx \frac{4}{3} $,$ \sqrt{3} \approx 1.73 $)
答案:13. (1)由题意,得∠BAC=$15^{\circ}$,AB = 30m。因为∠CBM=$30^{\circ}$,所以∠BCA=∠CBM - ∠BAC=$15^{\circ}$,所以∠BAC = ∠BCA,所以BC = AB = 30m。故斜坡BC的长为30m。
(2)因为DC⊥AM,所以∠BED=$90^{\circ}$。因为BC = 30m,∠CBM=$30^{\circ}$,所以CE=BC·sin∠CBM = 15m,BE=BC·cos∠CBM=$15\sqrt{3}$m。因为∠DBE=$53^{\circ}$,所以DE=BE·tan∠DBE≈$15\sqrt{3}×\frac{4}{3} =20\sqrt{3}$(m),所以CD=DE - CE=$20\sqrt{3}-15\approx20$(m)。故这棵大树CD的高度约为20m。
(2)因为DC⊥AM,所以∠BED=$90^{\circ}$。因为BC = 30m,∠CBM=$30^{\circ}$,所以CE=BC·sin∠CBM = 15m,BE=BC·cos∠CBM=$15\sqrt{3}$m。因为∠DBE=$53^{\circ}$,所以DE=BE·tan∠DBE≈$15\sqrt{3}×\frac{4}{3} =20\sqrt{3}$(m),所以CD=DE - CE=$20\sqrt{3}-15\approx20$(m)。故这棵大树CD的高度约为20m。
14. 新素养 应用意识 (2025·江苏苏州模拟)如图,在大楼 $ AB $ 的正前方有一斜坡 $ CD $,$ CD = 4 \mathrm{ m} $,坡角 $ \angle DCE = 30^{\circ} $,小红在斜坡下的点 $ C $ 处测得楼顶 $ B $ 的仰角为 $ 60^{\circ} $,在斜坡上的点 $ D $ 处测得楼顶 $ B $ 的仰角为 $ 45^{\circ} $,其中点 $ A $,$ C $,$ E $ 在同一条直线上。
(1)求斜坡 $ CD $ 的高度 $ DE $;
(2)求大楼 $ AB $ 的高度。

(1)求斜坡 $ CD $ 的高度 $ DE $;
(2)求大楼 $ AB $ 的高度。
答案:14. (1)因为$∠DEC=90^{\circ},$$∠DCE=30^{\circ},$CD = 4m,所以DE=CD·sin∠DCE = 2m。故斜坡CD的高度DE为2m。
(2)过点D作DF⊥AB于点F,则$∠AFD = ∠BFD=90^{\circ}。$设BF=xm。因为$∠BDF=45^{\circ},$所以$BD=\frac{BF}{\sin\angle BDF} =\sqrt{2}xm。$因为$∠DEC = ∠BAE=90^{\circ},$所以四边形DEAF为矩形,所以AF = DE = 2m,所以AB=BF + AF=(x + 2)m。因为$∠ACB=60^{\circ},$所以$BC=\frac{AB}{\sin\angle ACB} =\frac{2x + 4}{\sqrt{3}}m。$因为$∠DCE=30^{\circ},$所以$∠BCD=180^{\circ}-∠ACB-∠DCE=90^{\circ},$所以$CD^{2}+BC^{2}=BD^{2},$即$4^{2}+\frac{(2x + 4)^{2}}{3} =2x^{2},$解得$x_{1}=4 + 4\sqrt{3},$$x_{2}=4 - 4\sqrt{3}($不合题意,舍去),所以$AB=(6 + 4\sqrt{3})m。$故大楼AB的高度为$(6 + 4\sqrt{3})m。$
(2)过点D作DF⊥AB于点F,则$∠AFD = ∠BFD=90^{\circ}。$设BF=xm。因为$∠BDF=45^{\circ},$所以$BD=\frac{BF}{\sin\angle BDF} =\sqrt{2}xm。$因为$∠DEC = ∠BAE=90^{\circ},$所以四边形DEAF为矩形,所以AF = DE = 2m,所以AB=BF + AF=(x + 2)m。因为$∠ACB=60^{\circ},$所以$BC=\frac{AB}{\sin\angle ACB} =\frac{2x + 4}{\sqrt{3}}m。$因为$∠DCE=30^{\circ},$所以$∠BCD=180^{\circ}-∠ACB-∠DCE=90^{\circ},$所以$CD^{2}+BC^{2}=BD^{2},$即$4^{2}+\frac{(2x + 4)^{2}}{3} =2x^{2},$解得$x_{1}=4 + 4\sqrt{3},$$x_{2}=4 - 4\sqrt{3}($不合题意,舍去),所以$AB=(6 + 4\sqrt{3})m。$故大楼AB的高度为$(6 + 4\sqrt{3})m。$