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附加数学 · 解三角形

选择正弦还是余弦定理

两条公式都背熟了,做题时却常常一开始就选错。

已知一条边和它的对角,就用正弦定理。已知两条边和它们的夹角,或者三条边,就用余弦定理。

这一课属于三角形的解法。做题时先看题目给了什么,再写公式。

题目给了什么?

三角形的边记作 a、b、c,分别对着角 A、B、C。先把已知条件对照下表,看属于哪一种。

已知条件 名称 起手的定理
两个角和任意一条边 AAS 或 ASA 正弦定理
两条边和它们的夹角 SAS 余弦定理
三条边 SSS 余弦定理
两条边和不是夹角的一个角 SSA 正弦定理,并检查模棱两可的情形

要不要用正弦定理,只需问一个问题:手上有没有一条边和它的对角都已知。

例题一:两边和夹角

三角形 ABC 中,AB = 8 cm,AC = 11 cm,A = 60°。求 BC。

角 A 夹在 AB 和 AC 之间,BC 是它的对边。没有任何一对边和对角已知,所以用余弦定理:

BC² = 8² + 11² − 2(8)(11) cos 60° = 64 + 121 − 176(0.5) = 185 − 88 = 97

BC = √97 = 9.85 cm。

例题二:两个角和一条边

三角形 PQR 中,P = 52°,Q = 64°,QR = 14 cm。求 PR。

QR 对着 P,所以 (52°, 14 cm) 是已知的一对。PR 对着 Q。用正弦定理:

PR ÷ sin 64° = 14 ÷ sin 52°

PR = 14 × sin 64° ÷ sin 52° = 14 × 0.8988 ÷ 0.7880 = 16.0 cm。

例题三:三条边

三角形的三边是 6 cm、7 cm、9 cm。求 9 cm 那条边所对的角。

设 9 cm 那条边是 c。cos C = (6² + 7² − 9²) ÷ (2 × 6 × 7) = (36 + 49 − 81) ÷ 84 = 4 ÷ 84 = 0.0476,所以 C = 87.3°。

最容易丢分的失误

常见的失误是 SAS 的题也用正弦定理,因为它看起来比较短。拿例题一来说,写成 BC ÷ sin 60° = 8 ÷ sin C,BC 和 sin C 都是未知数,一条方程解不出两个未知数。

步骤 错误做法 正确做法
检查有没有一对边角 直接代公式 问:有没有哪条边和它的对角都已知?
判断 没有一对,却用了正弦定理 没有一对,改用余弦定理
结果 卡在两个未知数 BC = 9.85 cm

代入之前先写一行,注明这是哪一种(SAS、AAS 等)。这个习惯能避免大部分选错定理的情况。

自我检测

三角形 KLM 中,KL = 12 cm,K = 40°,L = 75°。求 LM。你用哪一条定理?要先求什么?

答案

已知两个角和一条边,用正弦定理。LM 对着 K,但 KL 对着 M,所以先求 M:180° − 40° − 75° = 65°。

LM ÷ sin 40° = 12 ÷ sin 65°

LM = 12 × sin 40° ÷ sin 65° = 12 × 0.6428 ÷ 0.9063 = 8.51 cm。

接下来学什么?

有些正弦定理的题目,已知的角不在两条已知边之间,答案可能有两个。接着读模棱两可的正弦定理情形,再用错题记录追踪自己的失误。

想让老师陪你做三角形的题目,可以看线上一对一附加数学补习。

常见问题

什么时候用正弦定理,什么时候用余弦定理?

已知一条边和它的对角,而且还有一个角或一条边,用正弦定理。已知两条边和它们的夹角,或者三条边,用余弦定理。关键是看手上有没有一条边和它的对角。

两边一角但角不是夹角,该用哪条?

这种情形叫 SSA,先用正弦定理,因为已知的角和它的对边是一对。但要记得检查模棱两可的情形,同样的数据可能画出两个三角形。

为什么 SAS 不能用正弦定理?

SAS 里没有任何一对边和对角是已知的。用正弦定理,方程会有两个未知数,解不出来。这时要先用余弦定理求出夹角的对边。

如果你总是没判断条件就直接套公式,一对一的老师可以要求你每题先写出类型,再用新题检查这个习惯有没有养成。

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