余弦定理 - 三角形中边长与角度关系的计算方法详解
余弦定理有两种核心形式,用于解决三角形中未知边或未知角的问题:
若已知三角形的两边 \( b \)、\( c \),以及它们的夹角 \( A \),则对边 \( a \) 的长度满足:
(其中 \( a \) 是角 \( A \) 所对的边,字母可根据"边与对角同名"的规则替换。)
若已知三角形的三边 \( a \)、\( b \)、\( c \),则角 \( A \)(对边为 \( a \))的余弦值满足:
(同样,字母可根据"边与对角同名"的规则替换,用于求任意角。)
如"Example 1":已知三角形的两边长度和它们的夹角,求第三边的长度。
(典型场景:三角形中,\( AC = 6.5\ \text{cm} \),\( BC = 8.7\ \text{cm} \),\( \angle ACB = 100^\circ \),求 \( AB \) 的长。)
如"Example 2":已知三角形的三边长度,求某个角的大小(常考"最小角",因为最小角对最小边,计算时余弦值为正,更易分析)。
(典型场景:三角形三边为 \( 3\ \text{cm} \)、\( 5\ \text{cm} \)、\( 6\ \text{cm} \),求最小角的大小。)
如"Example 3":结合方位角(bearings)或其他实际背景,构造三角形,再用余弦定理求实际距离。
(典型场景:海岸警卫站 \( A \)、\( B \) 的位置关系已知,船 \( C \) 与 \( A \) 的距离和方位已知,求 \( C \) 与 \( B \) 的距离。)
如"Example 4":三角形的边长含未知数(如 \( x \)),结合余弦定理列出方程(常为二次方程),求解未知数。
(典型场景:\( AB = x\ \text{cm} \),\( BC = (x + 2)\ \text{cm} \),\( AC = 5\ \text{cm} \),\( \angle ABC = 60^\circ \),求 \( x \) 的值。)