余弦定理的证明方法大全共十法

发布时间:   来源:文档文库   
字号:
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.
余弦定理的证明方法大全(共十法
一、余弦定理
余弦定理:三角形任何一边的平方等于其他两边平方的和减去这两边与他们夹角的余弦的积的两倍,即在ABC,已知ABc,BCa,CAb,则有
a2b2c22bccosA,b2c2a22cacosB,c2a2b22abcosC.
二、定理证明
为了叙述的方便与统一,我们证明以下问题即可:
ABC,已知ABc,ACb,及角A,求证:a2b2c22bccosA.
uuuruuuruuur
证法一:如图1,ABC,CBABAC可得:
C
,a2b2c22bccosA.
证法二:本方法要注意对A进行讨论.(1

A,
A
1
B
b2c22bccosAb2c22bccos90b2c2a2
论成立.
(2A是锐角时,如图2-1,过点CCDAB,AB于点D,
RtACD,ADbcosA,CDbsinA.
从而,BDABADcbcosA.
RtBCD,由勾股定理可得:,a2b2c22bccosA.
说明:2-1中只对B是锐角时符合,B还可以是直角或钝角.B是直角,图中的点D就与点B合;若B是钝角,图中的点D就在AB的延长线上.
(3A是钝角时,如图2-2,过点CCDAB,BA延长线于点D,
RtACD,ADbcos(AbcosA,CDbsin(AbsinA.
1
A
D
2-1
B
C

文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.
从而,BDABADcbcosA.
RtBCD,由勾股定理可得:
C
,a2b2c22bccosA.
综上(1,(2,(3可知,均有a2b2c22bccosA.
D
A
2-2
B
证法三:过点AADBC,BC于点D,
BDAD
RtABD,sin,cos.
ccCDAD
RtACD,sin,cos.
bb
C
D
βαA
3
B
cosAcos(coscossinsin可得:整理可得abc2bccosA.证法四:ABC,由正弦定理可得
2
2
2
abcc
.sinAsinBsinCsin(AB
从而有bsinAasinB,………………………………………………………………①
csinAasin(ABasinAcosBacosAsinB.…………………………②
将①带入②,整理可得acosBcbcosA.…………………………………………③将①,③平方相加可得a2(cbcosA2(bsinA2b2c22bccosA.,a2b2c22bccosA.
证法五:建立平面直角坐标系(如图4,则由题意可得A(0,0,B(c,0,C(bcosA,bsinA,再由两点间距离公式可得a2(cbcosA2(bsinA2c22cbcosAb2.
,a2b2c22bccosA.
A(O
4
B
x
y
C
证法六:ABC,由正弦定理可得a2RsinA,b2RsinB,c2RsinC.于是,a24R2sin2A4R2sin2(BC,结论成立.
证法七:ABC,由正弦定理可得a2RsinA,b2RsinB,c2RsinC.于是,a2b2c22bccosA
2

文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.
由于cos(BCcos(AcosA,因此
cosAcosBcosCsinBsinCcos(BC.,显然成立.
,结论成立.
证法八:如图5,以点C为圆心,CAb为半径作eC,直线BCeC交于点D,E,延长
ABeCF,延长ACeCG.
则由作图过程知AF2bcosA,BF2bcosAc.
由相交弦定理可得:BABFBDBE,,c(2bcosAc(ba(ba,整理可得:abc2bccosA.
2
2
2
F
2bcosA-c
Ba
G
b
b
C
b
Eb-ac
A
D
5
证法九:如图6,CCDAB,ABC的外接圆于D,ADBCa,BDACb.分别过C,DAB的垂线,垂足分别为E,F,AEBFbcosA,CDc2bcosA.
由托勒密定理可得ADBCABCDACBD,,aac(c2bcosAbb.
bC
D
整理可得:abc2bccosA.
证法十:由图7-1和图7-2可得a2(cbcosA2(bsinA2,整理可得:a2b2c22bccosA.
A
E
222
aa
c6
FB
余弦定理的证明方法还有很多,比如可以用物理方法证明、可以构造相似三角形证明、以利用图形面积证明等.感兴趣的读者可以到图书馆或互联网中进行查询.
3

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/6c6b5dfe1837f111f18583d049649b6648d7091f.html

《余弦定理的证明方法大全共十法.doc》
将本文的Word文档下载到电脑,方便收藏和打印
推荐度:
点击下载文档

文档为doc格式