余弦定理的证明方法大全共十法

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余弦定理的证明方法大全(共十法)

一、余弦定理

余弦定理:三角形任何一边的平方等于其他两边平方的和减去这两边与他们夹角的余弦的积的两倍,即在ABC,已知ABc,BCa,CAb,则有

a2b2c22bccosA, b2c2a22cacosB, c2a2b22abcosC.

二、定理证明

为了叙述的方便与统一,我们证明以下问题即可:

ABC,已知ABc,ACb,及角A,求证:a2b2c22bccosA. 证法一:如图1,ABC,CBABAC可得:

C

,a2b2c22bccosA.

证法二:本方法要注意对A进行讨论. (1)



A,

A

1

B

b2c22bccosAb2c22bccos90b2c2a2

论成立.

(2)A是锐角时,如图2-1,过点CCDAB,AB于点D,

RtACD,ADbcosA,CDbsinA.

从而,BDABADcbcosA.

RtBCD,由勾股定理可得: ,a2b2c22bccosA.

说明:2-1中只对B是锐角时符合,B还可以是直角或钝角.B是直角,图中的点D就与点B合;若B是钝角,图中的点D就在AB的延长线上.

(3)A是钝角时,如图2-2,过点CCDAB,BA延长线于点D,

RtACD,ADbcos(A)bcosA,CDbsin(A)bsinA.

1

A

D

2-1

B

C


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从而,BDABADcbcosA.

RtBCD,由勾股定理可得:

C

,a2b2c22bccosA.

综上(1),(2),(3)可知,均有a2b2c22bccosA.

D

A

2-2

B

证法三:过点AADBC,BC于点D,

BDAD

RtABD,sin,cos.

ccCDAD

RtACD,sin,cos.

bb

C

D

βαA

3

B

cosAcos()coscossinsin可得: 整理可得abc2bccosA. 证法四:ABC,由正弦定理可得

2

2

2

abcc

. sinAsinBsinCsin(AB)

从而有bsinAasinB,………………………………………………………………①

csinAasin(AB)asinAcosBacosAsinB. …………………………②

将①带入②,整理可得acosBcbcosA.…………………………………………③ 将①,③平方相加可得a2(cbcosA)2(bsinA)2b2c22bccosA. ,a2b2c22bccosA.

证法五:建立平面直角坐标系(如图4),则由题意可得A(0,0),B(c,0),C(bcosA,bsinA),再由两点间距离公式可得a2(cbcosA)2(bsinA)2c22cbcosAb2.

,a2b2c22bccosA.

A(O)

4

B

x

y

C

证法六:ABC,由正弦定理可得a2RsinA,b2RsinB,c2RsinC. 于是,a24R2sin2A4R2sin2(BC) ,结论成立.

证法七:ABC,由正弦定理可得a2RsinA,b2RsinB,c2RsinC. 于是,a2b2c22bccosA

2


本文来源:https://www.wddqw.com/doc/141006ed9b8fcc22bcd126fff705cc1755275f68.html