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正弦與餘弦定理

高中 11 年級 · 空間與形狀

觀念

a = 7b = 5c = 860°ABC

任意三角形的邊角關係由兩個定理掌握。餘弦定理 a2=b2+c2−2bccos⁡Aa^2=b^2+c^2-2bc\cos A 是畢氏定理的推廣(多了修正項),知道兩邊夾角求第三邊、或三邊求角都用它。正弦定理 asin⁡A=bsin⁡B=csin⁡C=2R\dfrac{a}{\sin A}=\dfrac{b}{\sin B}=\dfrac{c}{\sin C}=2R,知道兩角一邊求邊、或求外接圓半徑用它。面積 =12bcsin⁡A=\dfrac{1}{2}bc\sin A。

例:b=5,c=8,A=60∘b=5,c=8,A=60^\circ:a2=25+64−40=49a^2=25+64-40=49,a=7a=7。a=4,A=30∘,B=45∘a=4,A=30^\circ,B=45^\circ:b=4sin⁡45∘sin⁡30∘=42b=\dfrac{4\sin45^\circ}{\sin30^\circ}=4\sqrt2。

測量學、導航、天文定位都是這兩個定理的應用,向量內積也可以看成餘弦定理的改寫。

例題

a = 9b = 9c = 9AABC

三角形三邊 a=9a = 9、b=9b = 9、c=9c = 9,求 cos⁡A\cos A(最簡分數)。

看解法與答案

三邊已知求角,用餘弦定理反推:cos⁡A=b2+c2−a22bc\cos A = \dfrac{b^2 + c^2 - a^2}{2bc}(aa 是角 AA 的對邊)。

分子 81+81−81=8181 + 81 - 81 = 81;分母 2⋅9⋅9=1622 \cdot 9 \cdot 9 = 162。

相除約分:cos⁡A=81162=12\cos A = \frac{81}{162} = \frac{1}{2}。

答案: 12\frac{1}{2}

用在哪裡

插畫

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