什麼是三角形計算機?
三角形計算機是一款幾何工具,只要你提供足夠的已知數值,它就能推算出三角形其餘的尺寸。依照你輸入的資料(邊長、角度,或兩者的組合),它可以求出剩下的邊長、角度、面積、周長,甚至是高。如此一來,你就不必每次都手動套用畢氏定理、正弦定理或餘弦定理來計算了。
如何使用
把你已經知道的數值填進去,其餘欄位留空即可。計算機至少需要三項資訊,而且其中至少要有一項是邊長。常見的有效組合包括:
- SSS(三邊)——已知三條邊
- SAS(兩邊夾一角)——已知兩邊及其夾角
- ASA(兩角夾一邊)——已知兩角及其夾邊
- AAS(兩角及一非夾邊)——已知兩角及不在兩角之間的一邊
- SSA(兩邊及一非夾角)——已知兩邊及不在兩邊之間的一角(可能有兩組解)
按下「計算」後,工具就會回傳完整的邊長、角度、周長與面積。
公式解析
計算機主要依據以下幾項核心法則:
- 內角和:三角形三個內角的總和恆為 180°。
- 餘弦定理:\(c^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cdot\cos(C)\),用於 SSS 與 SAS。
- 正弦定理:\(\dfrac{a}{\sin(A)} = \dfrac{b}{\sin(B)} = \dfrac{c}{\sin(C)}\),用於 ASA、AAS 與 SSA。
- 面積(海龍公式):\(\text{面積} = \sqrt{s\,(s-a)\,(s-b)\,(s-c)}\),其中 \(s = \dfrac{a+b+c}{2}\)。
實例演算
假設已知兩邊 a = 6、b = 8,夾角 C = 60°。套用餘弦定理:
$$c^2 = 6^2 + 8^2 - 2(6)(8)\cdot\cos(60°) = 36 + 64 - 96(0.5) = 52$$因此 \(c \approx 7.21\)。面積為
$$\tfrac{1}{2}\cdot a\cdot b\cdot\sin(C) = 0.5 \times 6 \times 8 \times \sin(60°) \approx 20.78$$平方單位,周長則約為 21.21 單位。
常見問題
為什麼有時候會出現兩個可能的三角形?SSA 是一種模稜兩可的情況——同一組資料可能對應到兩個都成立的三角形,所以計算機會同時列出兩種結果。
它能告訴我這是哪一種三角形嗎?可以。它會根據邊長與角度,判斷該三角形屬於正三角形、等腰三角形、不等邊三角形、直角三角形、銳角三角形或鈍角三角形。
角度一定要用「度」嗎?大多數三角形計算機預設以「度」為單位,不過許多工具也允許你切換成「弧度」。