什麼是餘弦定理?
餘弦定理描述任意三角形三邊長與其中一角餘弦值之間的關係,可視為畢氏定理的推廣。當夾角為 90° 時,餘弦項等於零,公式便簡化為 \(c^2 = a^2 + b^2\)。因此,當已知兩邊長以及這兩邊的夾角(也就是 SAS,邊角邊的情況)時,餘弦定理就是求解三角形最合適的工具。
如何使用本計算器
輸入兩個已知邊長 a 與 b,以及它們的 夾角 C(即這兩邊之間的角度,以度為單位)。計算器會回傳第三邊 c、其餘兩角 A 與 B,以及三角形的面積。夾角 C 必須介於 0° 與 180° 之間。
公式說明
核心公式為 $$c^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cos(C)$$ 再開平方即可得到邊 c。求出三邊長後,只要重新整理同一條定理,即可算出其餘兩角:$$\cos(A) = \frac{b^2 + c^2 - a^2}{2bc}$$ 三角形面積則使用 SAS 公式:$$\text{Area} = \tfrac{1}{2}ab\sin(C)$$
範例演算
假設 \(a = 5\)、\(b = 7\)、\(C = 60°\)。則 $$c^2 = 25 + 49 - 2(5)(7)\cos(60°) = 74 - 70(0.5) = 74 - 35 = 39$$ 因此 \(c = \sqrt{39} \approx 6.245\)。面積為 $$\tfrac{1}{2}\cdot 5\cdot 7\cdot\sin(60°) = 17.5 \times 0.8660 \approx 15.16$$
常見問題
什麼時候該用餘弦定理而非正弦定理?當題目屬於 SAS(兩邊及其夾角)或 SSS(三邊皆已知)時,請使用餘弦定理;若你掌握的是一個角及其對邊,則應使用正弦定理。
角度要用什麼單位?請以度(degree)輸入角度,計算器會在內部自動換算為弧度。
可以處理鈍角三角形嗎?可以。當角度大於 90° 時,\(\cos(C)\) 為負值,能正確地使邊 c 變得更長。