餘弦定理
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餘弦定理指的是三角形任何一边的平方等于其它两边平方的和,减去这两边与它们夹角的餘弦的积的2倍。勾股定理亦可視為餘弦定理的特殊情況。
餘弦定理用数学语言的表述如下:
在中,记AB = c,BC = a,AC = b,则有:
- a2 = b2 + c2 - 2bccosA
- b2 = c2 + a2 - 2cacosB
- c2 = a2 + b2 - 2abcosC
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[编辑] 证明
设中,AB = c,BC = a,AC = b。过B点作AC的垂线,垂足为D,如果D在AC内部,则BD的长度为asinC,DC的长度为acosC,AD的长度为b - acosC。根据勾股定理:
- c2 = (asinC)2 + (b - acosC)2
- c2 = a2sin2C + b2 - 2abcosC + a2cos2C
- c2 = a2(sin2C + cos2C) + b2 - 2abcosC
- c2 = a2 + b2 - 2abcosC
如果D在AC的延长线上,证明是类似的。同理可以得到其他的等式。
[编辑] 应用
餘弦定理是解三角形中的一个重要定理。
[编辑] 求边
餘弦定理可以简单地变形成:
因此,如果知道了三角形的两边及其夹角,可由餘弦定理得出已知角的对边。
[编辑] 求角
餘弦定理可以简单地变形成:
因为餘弦函数在上的单调性,可以得到:
因此,如果已知三角形的三边,可以由餘弦定理得到三角形的三个内角。