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    1. 三角形余弦定理公式及證明

      回答
      瑞文問答

      2024-08-29

      余弦定理,是描述三角形中三邊長度與一個角的余弦值關(guān)系的數(shù)學(xué)定理。是勾股定理在一般三角形情形下的推廣。

      擴(kuò)展資料

        三角形余弦定理的公式:

      三角形余弦定理公式及證明

        對于邊長為a、b、c而相應(yīng)角為A、B、C的三角形,有:

        a2=b2+c2-bc·cosA

        b2=a2+c2-ac·cosB

        c2=a2+b2-ab·cosC

        也可表示為:

        cosC=(a2+b2-c2)/ab

        cosB=(a2+c2-b2)/ac

        cosA=(c2+b2-a2)/bc

        這個定理也可以通過把三角形分為兩個直角三角形來證明。

        如果這個角不是兩條邊的夾角,那么三角形可能不是唯一的(邊-邊-角)。要小心余弦定理的這種歧義情況。

        三角形余弦定理的證明:

        平面向量證法(覺得這個方法不是很好,平面的向量的公式a·b=|a||b|Cosθ本來還是由余弦定理得出來的,怎么又能反過來證明余弦定理)∵如圖,有a+b=c(平行四邊形定則:兩個鄰邊之間的對角線代表兩個鄰邊大小)

        ∴c·c=(a+b)·(a+b)

        ∴c2=a·a+2a·b+b·b∴c2=a2+b2+2|a||b|Cos(π-θ)

        (以上粗體字符表示向量)

        又∵Cos(π-θ)=-Cosθ

        ∴c2=a2+b2-2|a||b|Cosθ(注意:這里用到了三角函數(shù)公式)

        再拆開,得c2=a2+b2-2abcosC

        即cosC=(a2+b2-c2)/2*a*b

        同理可證其他,而下面的cosC=(c2-b2-a2)/2ab就是將cosC移到左邊表示一下。

        平面幾何證法

        在任意△ABC中

        做AD⊥BC.

        ∠C所對的邊為c,∠B所對的邊為b,∠A所對的邊為a

        則有BD=cosB*c,AD=sinB*c,DC=BC-BD=a-cosB*c

        根據(jù)勾股定理可得:

        AC2=AD2+DC2

        b2=(sinBc)2+(a-cosBc)2

        b2=(sinB*c)2+a2-2accosB+(cosB)2c2

        b2=(sinB2+cosB2)c2-2accosB+a2

        b2=c2+a2-2accosB

        cosB=(c2+a2-b2)/2ac