余弦定理的证明【优选3篇】

时间:2011-08-07 08:28:35
染雾
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余弦定理的证明 篇一

余弦定理是三角学中的一个重要定理,可以用来计算三角形中的边长和角度。下面我们来证明余弦定理。

设在一个三角形ABC中,边长分别为a、b、c,角度分别为A、B、C。我们需要证明以下等式成立:

c^2 = a^2 + b^2 - 2abcosC

首先,我们根据余弦定理的定义,可以得到以下等式:

cosA = (b^2 + c^2 - a^2) / 2bc

cosB = (a^2 + c^2 - b^2) / 2ac

cosC = (a^2 + b^2 - c^2) / 2ab

然后,我们将cosC代入到c^2 = a^2 + b^2 - 2abcosC中,得到:

c^2 = a^2 + b^2 - 2ab((a^2 + b^2 - c^2) / 2ab)

化简上式,可以得到:

c^2 = a^2 + b^2 - a^2 - b^2 + c^2

经过简化,上式变为:

c^2 = a^2 + b^2 - a^2 - b^2 + c^2

可以看出,左边和右边的表达式完全一样,这证明了余弦定理成立。

所以,我们证明了余弦定理的等式:

c^2 = a^2 + b^2 - 2abcosC

余弦定理的证明 篇二

余弦定理是三角学中的一个重要定理,可以用来计算三角形中的边长和角度。下面我们来证明余弦定理。

设在一个三角形ABC中,边长分别为a、b、c,角度分别为A、B、C。我们需要证明以下等式成立:

c^2 = a^2 + b^2 - 2abcosC

首先,根据余弦定理的定义,我们可以得到以下等式:

cosA = (b^2 + c^2 - a^2) / 2bc

cosB = (a^2 + c^2 - b^2) / 2ac

cosC = (a^2 + b^2 - c^2) / 2ab

然后,我们将cosC代入到c^2 = a^2 + b^2 - 2abcosC中,可以得到:

c^2 = a^2 + b^2 - 2ab((a^2 + b^2 - c^2) / 2ab)

化简上式,可以得到:

c^2 = a^2 + b^2 - a^2 - b^2 + c^2

经过简化,上式变为:

c^2 = a^2 + b^2 - a^2 - b^2 + c^2

可以看出,左边和右边的表达式完全一样,这证明了余弦定理成立。

所以,我们证明了余弦定理的等式:

c^2 = a^2 + b^2 - 2abcosC

综上所述,我们通过两种方法证明了余弦定理的正确性。这个定理的应用广泛,可以帮助我们计算各种三角形的边长和角度,对于解决实际问题非常有用。

余弦定理的证明 篇三

法一:在△ABC中,已知 ,求c。

过A作 ,

在Rt 中, ,

法二:

,即:

法三:

先证明如下等式:

证明:

故⑴式成立,再由正弦定理变形,得

结合⑴、 有

即 .

同理可证

.

三、正余弦定理的统一证明

法一:证明:建立如下图所示的直角坐标系,则A=(0,0)、B=(c,0),又由任意角三角函数的定义可得:C=(bcos A,bsin A),以AB、BC为邻边作平行四边形ABCC′,则∠BAC′=π-∠B,

∴C′(acos(π-B),asin(π-B))=C′(-acos B,asin B).

根据向量的运算:

=(-acos B,asin B),

= - =(bcos A-c,bsin A),

(1)由 = :得

asin B=bsin A,即

= .

同理可得: = .

∴ = = .

(2)由 =(b-cos A-c)2+(bsin A)2=b2+c2-2bccos A,

又| |=a,

∴a2=b2+c2-2bccos A.

同理:

c2=a2+b2-2abcos C;

b2=a2+c2-2accos B.

法二:如图5,

,设 轴、 轴方向上的单位向量分别为 、 ,将上式的两边分别与 、 作数量积,可知

将(1)式改写为

化简得b2-a2-c2=-2accos B.

即b2=a2+c2-2accos B.(4)

这里(1)为射影定理,(2)为正弦定理,(4)为余弦定理.

参考文献:

【1】孟燕平?抓住特征,灵活转换?数学通报2003年第11期.

【2】《中学生数学》(上)2000年3月上

【3】《数学(必修5)》人民教育出版社

余弦定理的证明【优选3篇】

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