這個計算機的功能
餘弦定理求角度計算機可在你已知三角形三個邊長的情況下,求出任一內角。只要輸入邊長 a、b、c,它就會算出角 C(也就是邊 c 所對的角),並同時以「度」與「弧度」兩種單位顯示結果。這其實是餘弦定理的逆向應用,適用於任何三角形——不論是銳角、直角還是鈍角三角形。
使用方式
輸入三個邊長即可。請特別注意:邊 c 必須是你想求的那個角「正對面」的邊,而邊 a 與 b 則是夾出該角的兩條邊。單位可以是任意長度單位(公分、公尺、英吋皆可),只要三邊使用同一種單位就好。若想求另一個角,只要重新排列輸入,把未知角所對的邊放到 c 的位置即可。
公式說明
餘弦定理的公式為 $$c^{2} = a^{2} + b^{2} - 2ab\cdot\cos(C)$$ 把餘弦項解出來,可得 $$\cos(C) = \frac{a^{2} + b^{2} - c^{2}}{2ab}$$ 再取反餘弦(arccos)即可求出角度:$$C = \arccos\!\left(\frac{a^{2} + b^{2} - c^{2}}{2ab}\right)$$ 當 \(a^{2} + b^{2} = c^{2}\) 時,餘弦值為零,此時 \(C = 90°\),正好回到我們熟悉的畢氏定理。
範例演算
以邊長 \(a = 5\)、\(b = 6\)、\(c = 7\) 的三角形為例:$$\cos(C) = \frac{25 + 36 - 49}{2\cdot 5\cdot 6} = \frac{12}{60} = 0.2$$ 接著 \(C = \arccos(0.2) \approx 1.36944\) 弧度 ≈ 78.46°。
常見問題
這個計算機求的是哪個角?是角 C,也就是邊 c 所對的角。只要調整輸入順序,就能求出其他任一角。
如果三邊根本無法組成三角形怎麼辦?若其中一邊比另外兩邊之和還長,餘弦值就會落在 \([-1, 1]\) 之外;此時計算機會自動把數值限制在合理範圍,讓結果仍可顯示,但這組輸入並不構成真正的三角形。
直角三角形也適用嗎?適用——當 \(a^{2} + b^{2} = c^{2}\) 時,你會得到剛好 90°。