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:
⑴
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
,
即
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