什么是余弦定理?
余弦定理(也叫余弦公式)可以看作勾股定理在任意三角形上的推广。它把三角形的三条边长与其中一个角的余弦值联系起来,因此即使三角形里没有直角也照样适用。本计算器针对最常见的"边-角-边(SAS)"情形:只要输入两条边以及夹在它们之间的那个角,就能求出剩下的一条边,以及另外两个内角、周长和面积。
使用方法
分别输入边 a、边 b,以及它们之间的夹角 C(以度为单位,即位于 a、b 两边之间的那个角)。点击计算,工具会先求出第三条边 c,再用变形后的余弦定理算出角 A 和角 B。由于三角形三个内角之和恒为 180°,你可以据此快速验证结果是否合理。
公式详解
求已知角所对的边:
$$c^{2} = a^{2} + b^{2} - 2ab\cos(C)$$值得注意的是,当 \(C = 90°\) 时,\(\cos(C) = 0\),整个式子就退化成我们熟悉的勾股定理 \(c^{2} = a^{2} + b^{2}\)。如果反过来已知三条边、要求某个角,则把公式变形为
$$C = \cos^{-1}\!\left(\frac{a^{2} + b^{2} - c^{2}}{2ab}\right)$$三角形的面积按 \(\tfrac{1}{2}\cdot a\cdot b\cdot\sin(C)\) 计算。
实例演算
设 \(a = 5\),\(b = 7\),\(C = 60°\)。那么
$$c^{2} = 25 + 49 - 2\cdot 5\cdot 7\cdot\cos(60°) = 74 - 70\cdot 0.5 = 39$$于是 \(c = \sqrt{39} \approx 6.245\)。角 \(A = \cos^{-1}\!\left(\frac{49 + 39 - 25}{2\cdot 7\cdot 6.245}\right) \approx 43.9°\),角 \(B \approx 76.1°\)。三个角相加 \(43.9 + 76.1 + 60 = 180°\),✓ 验证通过。面积 \(= \tfrac{1}{2}\cdot 5\cdot 7\cdot\sin(60°) \approx 15.16\)。
常见问题
如果我只知道三条边怎么办?直接用第二个公式,由三条边长就能求出任意一个内角。
对钝角三角形也适用吗?适用。大于 90° 的角余弦值为负,公式会自动处理这种情况。
使用什么单位?边长不限定单位(只要前后保持一致即可),角度则统一以度(°)输入和输出。