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章节 · 解三角形

正弦定理还是余弦定理?如何决定

选正弦定理还是余弦定理,归结为一个问题:是否有一条已知边和它对角的已知角配成一对?如果有,用正弦定理;如果给出的是两边及夹角,或者三条边,余弦定理才是合适的工具。

两条定理,一个任务

三角形一旦没有直角,SOH-CAH-TOA就不再适用,取而代之的是两条定理:正弦定理和余弦定理。两者都把任意三角形的边和角联系起来,但各自适用于不同的已知条件组合,为某道题选错定理,通常会得到一个含两个未知数的方程,而不是一个。

Given in the exam
asinA=bsinB=csinC\dfrac{a}{\sin A} = \dfrac{b}{\sin B} = \dfrac{c}{\sin C}
试卷公式表已提供。
Given in the exam
a2=b2+c22bccosAa^{2} = b^{2} + c^{2} - 2bc\cos A
试卷公式表已提供。

同一章里还有第三条公式,面积公式,值得一并记住,它能在不需要高的情况下,用两边及夹角求出三角形的面积。

Given in the exam
面积=12absinC\text{面积} = \tfrac{1}{2}\,ab\sin C
试卷公式表已提供。

决定用哪条定理的关键问题

在动手用任何一条定理之前,一个问题就能决定该用哪一条:是否已经知道一条边和它的对角?如果答案是肯定的,正弦定理合适。

如果不是,余弦定理才是为这种情况准备的。

已知条件该用的定理
两角一边(AAS或ASA)正弦定理
两边及夹角(SAS)先用余弦定理,再用正弦定理求其余部分
两边及非夹角(SSA)正弦定理,注意检查两解情况
三边(SSS)余弦定理,整理后求角

两解情况

两边及非夹角(SSA)有时能对应两个不同的三角形,而不是一个。用正弦定理求出一个角之后,检查它的补角是否也能让三角形内角和保持在 180°180° 以内,如果可以,两个三角形都是有效的答案。

例题:正弦定理

在三角形 ABCABC 中,角 A=40°A=40°,角 B=65°B=65°,边 a=10a=10 厘米。求边 bb

角A和它的对边 aa 都已知,再加上角B,一对完整的边角配对再加一个角,所以正弦定理可以直接使用。

bsinB=asinA\dfrac{b}{\sin B} = \dfrac{a}{\sin A}

整理求 bbb=asinBsinA=10sin65°sin40°10(0.9063)0.642814.1b = \dfrac{a\sin B}{\sin A} = \dfrac{10\sin 65°}{\sin 40°} \approx \dfrac{10(0.9063)}{0.6428} \approx 14.1 厘米,保留3位有效数字。

例题:余弦定理

在三角形 PQRPQR 中,b=8b=8 厘米,c=6c=6 厘米,两边夹角 A=60°A=60°。求边 aa

已知两边及其夹角,没有一条边和自己的对角配成一对,所以用余弦定理。

a2=b2+c22bccosAa^{2} = b^{2}+c^{2}-2bc\cos A

代入:a2=82+622(8)(6)cos60°=64+3696(0.5)=10048=52a^{2} = 8^{2}+6^{2}-2(8)(6)\cos 60° = 64+36-96(0.5) = 100-48 = 52,所以 a=527.21a=\sqrt{52}\approx7.21 厘米,保留3位有效数字。

Q1[4 marks]

在三角形 PQRPQR 中,PQ=9PQ=9 厘米,QR=7QR=7 厘米,角 PQR=110°PQR=110°。求 PRPR,精确到小数点后2位。

Show worked solution

已知两边(PQPQQRQR)及其夹角,用余弦定理:PR2=PQ2+QR22(PQ)(QR)cos(PQR)=92+722(9)(7)cos110°PR^{2}=PQ^{2}+QR^{2}-2(PQ)(QR)\cos(PQR) = 9^{2}+7^{2}-2(9)(7)\cos 110°。由于 cos110°0.3420\cos 110°\approx -0.3420,得 PR281+49126(0.3420)81+49+43.09173.09PR^{2}\approx 81+49-126(-0.3420)\approx 81+49+43.09\approx 173.09,所以 PR173.0913.16PR\approx\sqrt{173.09}\approx13.16 厘米。

选错定理带来的失误

这个题型的大多数错误,来自选错了定理,而不是定理内部的运算。

  • 只有SAS或SSS条件时硬套正弦定理。没有完整的边角配对,正弦定理会留下一个含两个未知比值的方程,单靠它无法解出来。
  • 漏掉SSA的两解情况。用正弦定理求出第一个角之后就停手,没有检查它的补角是否也能构成有效的三角形。
  • 计算器的角度模式设错。这一章用的是度数;如果之前的题目用了弧度,换到这一题时没把模式调回来,会算出完全错误的正弦或余弦值,而屏幕上不会有任何明显的报错提示。
  • 过早四舍五入。把已经四舍五入过的中间值带入下一行,而不是用计算器里的完整数值,可能会让最终答案超出可接受的范围。

算之前先检查模式

不可编程科学计算器如果停留在弧度模式,算 sin65°\sin 65° 时依然会给出一个数字,只是错的,屏幕上不会有任何提示告诉你出错了。在任何解三角形题目开始计算之前,先检查角度模式是值得的。

为什么解题过程依然重要

两份试卷的评分都是分析式的。写出选用了哪条定理、代入过程和整理步骤,各占一行,即使四舍五入的失误改变了最终的数字答案,依然能拿到方法分。

一对一教学能帮上什么

在正弦定理和余弦定理之间做选择,一旦你按已知条件分类过足够多的三角形,而不是靠猜先试哪个公式,就会变得自然而然。做一串混合题目时,有人在旁边看你先想到哪种情况、为什么这样想,比自己一个人练习更快补上这个差距。

我们的老师经验丰富;课程在线进行、以英语授课,而SPM试卷本身以马来文与英文双语命题。

如果解三角形,或者更广义的三角学,是个卡点,先上一堂一小时的付费试课是个合理的起点,按老师本身的收费计算(每小时RM50起,视经验而定)。我们不会承诺具体成绩,但我们能帮你在两条定理之间的选择,不再感觉像是猜测。

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常见问题

怎么知道一个三角形有两个可能的解?

这就是两解情况,两边及非夹角(SSA)。用正弦定理求出一个角之后,检查 180°180° 减去这个角,是否也能让三角形的内角和保持在 180°180° 以内;如果可以,就存在第二个有效的三角形。

正弦定理能用在直角三角形上吗?

可以,它依然成立,但对直角三角形来说,SOH-CAH-TOA通常更快。正弦定理和余弦定理真正派上用场,是在三角形没有直角可用的时候。

哪条定理能求三角形的面积?

面积公式 面积=12absinC\text{面积}=\tfrac{1}{2}ab\sin C,能在不需要高的情况下,用两边及夹角求出面积,它和正弦定理、余弦定理一起列在试卷公式表上。

余弦定理会在考试中给出来吗?

会。正弦定理和余弦定理都列在随考试提供的公式表上,面积公式也在其中。

来源:SRC-FORMAT

作者 spmaddmath.com.my 编辑团队.· 最后更新 5 September 2026

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