如何使用余弦定理

作者: Ellen Moore
创建日期: 16 一月 2021
更新日期: 1 七月 2024
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餘弦定理之原理
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内容

余弦定理广泛用于三角学。它用于处理不规则三角形以查找未知量,例如边和角。该定理类似于勾股定理,并且相当容易记住。余弦定理说,在任何三角形中 C2=一种2+22一种cosC{ displaystyle c ^ {2} = a ^ {2} + b ^ {2} -2ab cos {C}}.


脚步

方法 1 of 3:如何找到未知的一面

  1. 1 写下已知值。 要找到三角形的未知边,您需要知道另外两条边以及它们之间的角度。
    • 例如,给定一个三角形 XYZ。 YX边5厘米,YZ边9厘米,Y角89°。 XZ侧是什么?
  2. 2 写出余弦定理公式。 公式: C2=一种2+22一种cosC{ displaystyle c ^ {2} = a ^ {2} + b ^ {2} -2ab cos {C}}, 在哪里 C{ displaystyle c} - 未知的一方, cosC{ displaystyle cos {C}} - 与未知侧相反的角度的余弦, 一种{ displaystyle a}{ 显示样式 b} - 两个众所周知的方面。
  3. 3 将已知值代入公式。 变量 一种{ displaystyle a}{ 显示样式 b} 表示两个已知的边。多变的 C{ 显示样式 C} 是位于边之间的已知角度 一种{ displaystyle a}{ 显示样式 b}.
    • 在我们的例子中,XZ 边是未知的,所以在公式中它表示为 C{ displaystyle c}...由于边 YX 和 YZ 已知,它们由变量表示 一种{ displaystyle a}{ 显示样式 b}...多变的 C{ 显示样式 C} 是角度Y。因此,公式将写为: C2=52+922(5)(9)cos89{ displaystyle c ^ {2} = 5 ^ {2} + 9 ^ {2} -2 (5) (9) cos {89}}.
  4. 4 求已知角度的余弦。 用计算器来做。输入角度值,然后单击 C{ displaystyle COS}...如果您没有科学计算器,请在此处查找在线余弦表。同样在Yandex,你可以输入“X度的余弦”(用角度值代替X),搜索引擎会显示角度的余弦。
    • 例如,余弦是 89°≈0.01745。所以: C2=52+922(5)(9)(0,01745){ displaystyle c ^ {2} = 5 ^ {2} + 9 ^ {2} -2 (5) (9) (0.01745)}.
  5. 5 乘以数字。2一种{ displaystyle 2ab} 由已知角度的余弦。
    • 例如:
      C2=52+922(5)(9)(0,01745){ displaystyle c ^ {2} = 5 ^ {2} + 9 ^ {2} -2 (5) (9) (0.01745)}
      C2=52+921,5707{ displaystyle c ^ {2} = 5 ^ {2} + 9 ^ {2} -1.5707}
  6. 6 折叠已知边的正方形。 记住,要平方一个数字,它必须乘以它自己。首先,将相应的数字平方,然后将结果值相加。
    • 例如:
      C2=52+921,5707{ displaystyle c ^ {2} = 5 ^ {2} + 9 ^ {2} -1.5707}
      C2=25+811,5707{ displaystyle c ^ {2} = 25 + 81-1.5707}
      C2=1061,5707{ displaystyle c ^ {2} = 106-1.5707}
  7. 7 减去两个数字。 你会找到 C2{ displaystyle c ^ {2}}.
    • 例如:
      C2=1061,5707{ displaystyle c ^ {2} = 106-1.5707}
      C2=104,4293{ displaystyle c ^ {2} = 104.4293}
  8. 8 取这个值的平方根。 为此,请使用计算器。这就是你如何找到未知的一面。
    • 例如:
      C2=104,4293{ displaystyle c ^ {2} = 104.4293}
      C2=104,4293{ displaystyle { sqrt {c ^ {2}}} = { sqrt {104.4293}}}
      C=10,2191{ displaystyle c = 10.2191}
      所以,未知边是 10.2191 厘米。

方法 2 of 3:寻找未知角度

  1. 1 写下已知值。 要找到三角形的未知角,您需要知道三角形的所有三个边。
    • 例如,给定一个三角形 RST。边 CP = 8 cm,ST = 10 cm,PT = 12 cm。求角度 S 的值。
  2. 2 写出余弦定理公式。 公式: C2=一种2+22一种cosC{ displaystyle c ^ {2} = a ^ {2} + b ^ {2} -2ab cos {C}}, 在哪里 cosC{ displaystyle cos {C}} - 未知角度的余弦, C{ displaystyle c} - 与未知角落相对的已知侧面, 一种{ displaystyle a}{ 显示样式 b} - 另外两个著名的派对。
  3. 3 找到值 一种{ displaystyle a}, { 显示样式 b}C{ displaystyle c}. 然后将它们插入公式中。
    • 例如,RT 侧与未知角 S 相对,则 RT 侧为 C{ displaystyle c} 在公式。其他政党将 一种{ displaystyle a}{ 显示样式 b}...所以,公式会写成: 122=82+1022(8)(10)cosC{ displaystyle 12 ^ {2} = 8 ^ {2} + 10 ^ {2} -2 (8) (10) cos {C}}.
  4. 4 乘以数字。2一种{ displaystyle 2ab} 由未知角度的余弦。
    • 例如, 122=82+102160cosC{ displaystyle 12 ^ {2} = 8 ^ {2} + 10 ^ {2} -160 cos {C}}.
  5. 5 直立 C{ displaystyle c} 在一个广场上。 也就是说,乘以数字本身。
    • 例如, 144=82+102160cosC{ displaystyle 144 = 8 ^ {2} + 10 ^ {2} -160 cos {C}}
  6. 6 把正方形折叠起来 一种{ displaystyle a}{ 显示样式 b}. 但首先,将相应的数字平方。
    • 例如:
      144=64+100160cosC{ displaystyle 144 = 64 + 100-160 cos {C}}
      144=164160cosC{ displaystyle 144 = 164-160 cos {C}}
  7. 7 隔离未知角度的余弦。 为此,请减去金额 一种2{ displaystyle a ^ {2}}2{ displaystyle b ^ {2}} 从等式的两边。然后将方程的每一边除以未知角度的余弦处的因子。
    • 例如,要隔离未知角度的余弦,将等式两边减去 164,然后将每边除以 -160:
      144164=164164160cosC{ displaystyle 144-164 = 164-164-160 cos {C}}
      20=160cosC{ displaystyle -20 = -160 cos {C}}
      20160=160cosC160{ displaystyle { frac {-20} {- 160}} = { frac {-160 cos {C}} {- 160}}}
      0,125=cosC{ displaystyle 0.125 = cos {C}}
  8. 8 计算反余弦。 这将找到未知角度的值。在计算器上,反余弦函数表示为 C1{ displaystyle COS ^ {- 1}}.
    • 例如,0.0125 的反余弦是 82.8192。所以角S是82.8192°。

方法 3(共 3 个):示例问题

  1. 1 找出三角形的未知边。 已知边为20厘米和17厘米,它们之间的夹角为68°。
    • 由于给定了两条边以及它们之间的角度,因此可以使用余弦定理。写出公式: C2=一种2+22一种cosC{ displaystyle c ^ {2} = a ^ {2} + b ^ {2} -2ab cos {C}}.
    • 未知的一面是 C{ displaystyle c}...将已知值代入公式: C2=202+1722(20)(17)cos68{ displaystyle c ^ {2} = 20 ^ {2} + 17 ^ {2} -2 (20) (17) cos {68}}.
    • 计算 C2{ displaystyle c ^ {2}},观察数学运算的顺序:
      C2=202+1722(20)(17)cos68{ displaystyle c ^ {2} = 20 ^ {2} + 17 ^ {2} -2 (20) (17) cos {68}}
      C2=202+1722(20)(17)(0,3746){ displaystyle c ^ {2} = 20 ^ {2} + 17 ^ {2} -2 (20) (17) (0.3746)}
      C2=202+172254,7325{ displaystyle c ^ {2} = 20 ^ {2} + 17 ^ {2} -254.7325}
      C2=400+289254,7325{ displaystyle c ^ {2} = 400 + 289-254.7325}
      C2=689254,7325{ displaystyle c ^ {2} = 689-254,7325}
      C2=434,2675{ displaystyle c ^ {2} = 434.2675}
    • 对等式两边取平方根。这就是你如何找到未知的一面:
      C2=434,2675{ displaystyle { sqrt {c ^ {2}}} = { sqrt {434.2675}}}
      C=20,8391{ displaystyle c = 20.8391}
      所以,未知边是 20.8391 厘米。
  2. 2 求三角形 GHI 中的角 H。 与角H相邻的两条边为22厘米和16厘米,与角H相对的边为13厘米。
    • 由于给出了所有三个边,因此可以使用余弦定理。写出公式: C2=一种2+22一种cosC{ displaystyle c ^ {2} = a ^ {2} + b ^ {2} -2ab cos {C}}.
    • 未知角落的对面是 C{ displaystyle c}...将已知值代入公式: 132=222+1622(22)(16)cosC{ displaystyle 13 ^ {2} = 22 ^ {2} + 16 ^ {2} -2 (22) (16) cos {C}}.
    • 简化结果表达式:
      132=222+162704cosC{ displaystyle 13 ^ {2} = 22 ^ {2} + 16 ^ {2} -704 cos {C}}
      132=484+256704cosC{ displaystyle 13 ^ {2} = 484 + 256 - 704 cos {C}}
      169=484+256704cosC{ displaystyle 169 = 484 + 256 - 704 cos {C}}
      169=740704cosC{ displaystyle 169 = 740-704 cos {C}}
    • 隔离余弦:
      169740=740740704cosC{ displaystyle 169-740 = 740-740-704 cos {C}}
      571=704cosC{ displaystyle -571 = -704 cos {C}}
      571704=704cosC704{ displaystyle { frac {-571} {- 704}} = { frac {-704 cos {C}} {- 704}}}
      0,8111=cosC{ displaystyle 0.8111 = cos {C}}
    • 求反余弦。这是计算未知角度的方法:
      0,8111=cosC{ displaystyle 0.8111 = cos {C}}
      35,7985=C1{ displaystyle 35.7985 = COS ^ {- 1}}.
      因此,角度 H 为 35.7985°。
  3. 3 求路径的长度。 河流、丘陵和沼泽路径形成一个三角形。河道长3公里,丘陵道长5公里;这些小径以 135° 的角度相互交叉。沼泽小径连接其他小径的两端。求沼泽小径的长度。
    • 小径形成一个三角形。您需要找到未知路径的长度,即三角形的边。由于其他两条路径的长度和它们之间的角度是给定的,因此可以使用余弦定理。
    • 写出公式: C2=一种2+22一种cosC{ displaystyle c ^ {2} = a ^ {2} + b ^ {2} -2ab cos {C}}.
    • 未知路径(沼泽)将表示为 C{ displaystyle c}...将已知值代入公式: C2=32+522(3)(5)cos135{ displaystyle c ^ {2} = 3 ^ {2} + 5 ^ {2} -2 (3) (5) cos {135}}.
    • 计算 C2{ displaystyle c ^ {2}}:
      C2=32+522(3)(5)cos135{ displaystyle c ^ {2} = 3 ^ {2} + 5 ^ {2} -2 (3) (5) cos {135}}
      C2=32+522(3)(5)(0,7071){ displaystyle c ^ {2} = 3 ^ {2} + 5 ^ {2} -2 (3) (5) (- 0.7071)}
      C2=32+52(21,2132){ displaystyle c ^ {2} = 3 ^ {2} + 5 ^ {2} - (- 21.2132)}
      C2=9+25+21,2132{ displaystyle c ^ {2} = 9 + 25 + 21.2132}
      C2=55,2132{ displaystyle c ^ {2} = 55.2132}
    • 对等式两边取平方根。这是你如何找到未知路径的长度:
      C2=55,2132{ displaystyle { sqrt {c ^ {2}}} = { sqrt {55.2132}}}
      C=7,4306{ displaystyle c = 7.4306}
      因此,沼泽步道的长度为 7.4306 公里。

提示

  • 使用正弦定理更容易。因此,首先要找出它是否可以应用于给定的问题。