trigonometry

余弦定理

余弦定理はピタゴラスの定理を任意の三角形へ一般化する:c² = a² + b² − 2ab cos(C)。SSS または SAS の三角形問題に用いる。

余弦定理はピタゴラスの定理を任意の三角形へ一般化する:

c2=a2+b22abcosCc^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cos C

ここで cc は角 CC の対辺、a,ba, b は他の 2 辺である。対称的に:a2=b2+c22bccosAa^2 = b^2 + c^2 - 2bc\cos Ab2=a2+c22accosBb^2 = a^2 + c^2 - 2ac\cos B

特別な場合C=90°C = 90° のとき cos90°=0\cos 90° = 0 となり、式は c2=a2+b2c^2 = a^2 + b^2——ピタゴラスの定理——に帰着する。

用途

  • SSS:3 辺が与えられたとき角を求める:cosC=a2+b2c22ab\cos C = \frac{a^2 + b^2 - c^2}{2ab}
  • SAS:2 辺とそのはさむ角が与えられたとき、第 3 辺を直接求める。

正弦定理 asinA=bsinB=csinC\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C} と対をなす。両者を合わせると三角形を解く 4 つの場合(SSS、SAS、ASA、AAS)すべてに対応できる——SSA(あいまいな場合)だけは特別な注意を要する。

余弦定理はベクトル解析における内積の幾何学的な起源でもある:uv=uvcosθ\vec{u} \cdot \vec{v} = |\vec{u}||\vec{v}|\cos\theta