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三角形餘弦定理公式及證明

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三角形餘弦定理的公式

三角形餘弦定理公式及證明

對於邊長為a、b、c而相應角為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,那麼三角形可能不是唯一的`(邊-邊-角)。要小心餘弦定理的這種歧義情況。

三角形餘弦定理的證明:

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,怎麼又能反過來證明餘弦定理)∵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:這裏用到了三角函數公式)

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