余弦定理、正弦定理、海伦公式
余弦定理、正弦定理、海伦公式
余弦定理、正弦定理和海伦公式都是勾股定理的引申定理,虽然它们在解题中的应用可能不多,但它们在生活中的应用却非常广泛。
余弦定理
我们先来画一个三角形,它分别有三个边,abc,如图所示。它同时也有三个角,1.2.3。现在咱们做个垂线,让AD垂直BC,垂点是D。好,△ABC被分成了两个直角三角形。
于是,我们就可以有以下定理。这就是余弦定理,当我们知道了2个边,和它们的夹角,就能算出第三边。相应的还有以下边角关系。
这个定理在做题中没太多用处,但在生活中应用很广,很重要。比如测距。在地图上测量距离,在导航时计算航线和位置。在物理中计算受力,进一步延伸到工程上,计算桥梁受力。还可以计算向量之间的角度——这一点在互联网分类方面很有用。如果把一组信息抽象为一组向量,另一组信息抽象成另一组向量。两组向量之间的夹角可算,如果夹角大,就说明两个信息的相关度不大。如果夹角小,就说明两个信息的相关度不大。于是,一个人的网络画像,一个产品跟什么样的人群相关,就可以计算了。
正弦定理
下面再说正弦定理。这次我们画一个△ABC,然后画它的外接圆,以外接圆的半径CD,再跟B点相连,就有了另外一个三角形。既然CD等于直径,那么圆周角DBC就是90度。于是,有下图的边角关系。
也就是说,三角形的边与对标的正弦比是定值。在求边和求正弦值的时候,这个公式在题目中会有用。在生活中,应用更广泛。比如建筑中用来计算建筑物之间的夹角和距离。在测距领域,用来计算地球上不同地点之间的夹角。甚至可应用到宇宙中,测算天体之间的距离和角度。导航的时候,配合余弦定理用来测算角度和距离。其实导航员知道原理,现在他们不用自己算,有电脑程序。
海伦公式
我们再画一个三角形,知道它的三边长,abc,我们通过余弦定理可以推出,下面的边角关系。也就是说,我们根本不用做垂线,知道三边边长,就可以求三角形面积。做数学题时,我没少用这个公式,很方便。由于很多不规则形状都可以拆分成三角形,所以,在建筑中,在测量中,不规则形状的面积可以用这个公式近似计算。也可以让计算机用海伦公式来画图,用来做测绘。
总结
你看,简单的三角形,能够延伸这么多。所以初中考试的一个重点就是“解三角形”,用处太大了。其实还有好多,只是我没有写。这里面有各种三角形知识,也涉及好多数学分析方法。不仅能对三角形了解得更透彻,也是解题思维的一种提升。