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方法 · 三角形的解

在正弦定理与余弦定理间选择

已知两边及其夹角(SAS)或三边(SSS)时用余弦定理;有一个角与已知边相对时用正弦定理。

这个方法的用途

这两条定理让你求出任意三角形中缺失的边和角,而不只是直角三角形。正弦定理 asinA=bsinB=csinC\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C} 把每条边和它对角的正弦联系起来,所以当你能把一条已知边和它的对角配成一对时就能用。

余弦定理 a2=b2+c22bccosAa^{2} = b^{2} + c^{2} - 2bc\cos A 把三条边和一个角联系起来,所以在正弦定理根本无法起步时就能用。两者合起来,能从标准的已知条件求解三角形:两角一边、两边及其夹角,或三边。

选对定理才是关键,之后的算术很短。它也是后面面积、方位角和三维问题的基础。

正弦定理
asinA=bsinB=csinC\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C}
余弦定理(求边)
a2=b2+c22bccosAa^{2} = b^{2} + c^{2} - 2bc\cos A
余弦定理(求角)
cosA=b2+c2a22bc\cos A = \frac{b^{2} + c^{2} - a^{2}}{2bc}

什么时候用

看三角形给了你什么。如果有两边及其之间的夹角(SAS),或三边(SSS),就从余弦定理开始,正弦定理没有完整的边角对可以起步。

如果反过来,你有一条边连同它的对角,两角加任一边(AAS/ASA),或两边加一个非夹角(SSA),就用正弦定理。

一个快速判断就能决定:你能否指出一条边和它正对的角,两者都已知?能,就可以用正弦定理;不能,就先用余弦定理求出多一个量,正弦定理通常就能接着处理其余部分。

让计算器保持角度模式,并记住:在两边和一个非夹角的情形下,正弦定理可能给出两个可能的答案,这就是两解情况。

解题步骤

  1. 1

    给三角形标记

    把边 a,b,ca, b, c 标在角 A,B,CA, B, C 的对面;一条边和它的对角共用同一个字母。

  2. 2

    列出已知

    写下给定的边和角,并清楚标出要求什么。

  3. 3

    选定理

    SAS 或 SSS \rightarrow 余弦定理;一条边配它的对角 \rightarrow 正弦定理。

  4. 4

    用你的字母写出定理

    用余弦定理求角用 cosA=b2+c2a22bc\cos A = \frac{b^{2} + c^{2} - a^{2}}{2bc};求边用 a2=b2+c22bccosAa^{2} = b^{2} + c^{2} - 2bc\cos A

  5. 5

    代入并求解

    代入数字,让计算器保持角度模式,解出未知量。

  6. 6

    检验合理性

    最大的角对着最长的边,且三个角之和为 180180^{\circ}

例题解析

Q1[6 marks]

在三角形 ABCABC 中,b=5b = 5 cm、c=8c = 8 cm,夹角 A=60A = 60^{\circ}。(a) 求边 aa 的长度。

(b) 进而求角 BB,答案精确到最接近的 0.10.1^{\circ}

Show worked solution

第 (a) 部分。已知两边及其之间的夹角(SAS),所以先对已知角所对的边用余弦定理。

a2=b2+c22bccosA=52+822(5)(8)cos60a^{2} = b^{2} + c^{2} - 2bc\cos A = 5^{2} + 8^{2} - 2(5)(8)\cos 60^{\circ}

因为 cos60=12\cos 60^{\circ} = \frac{1}{2}

a2=25+6480×12=8940=49a=7 cma^{2} = 25 + 64 - 80 \times \tfrac{1}{2} = 89 - 40 = 49 \quad\Rightarrow\quad a = 7 \text{ cm}

第 (b) 部分。现在一条边(a=7a = 7)和它的对角(A=60A = 60^{\circ})都已知,所以正弦定理可以求出角 BB,它对着边 b=5b = 5

sinBb=sinAasinB=bsinAa=5sin607\frac{\sin B}{b} = \frac{\sin A}{a} \quad\Rightarrow\quad \sin B = \frac{b\sin A}{a} = \frac{5\sin 60^{\circ}}{7}

sin60=0.8660\sin 60^{\circ} = 0.8660 计算:

sinB=5×0.86607=4.3307=0.6186B=38.2\sin B = \frac{5 \times 0.8660}{7} = \frac{4.330}{7} = 0.6186 \quad\Rightarrow\quad B = 38.2^{\circ}

所以 a=7a = 7 cm、B38.2B \approx 38.2^{\circ}。合理性检验成立:边 b=5b = 5 是最短的边,而 B38.2B \approx 38.2^{\circ} 是最小的角,正如应有的那样。

常见错误

  • 在 SAS 或 SSS 条件下硬用正弦定理,而这里没有完整的边角对可以起步,应先用余弦定理。
  • 两解情况(SSA):正弦定理求出一个角时,第二个钝角 180θ180^{\circ} - \theta 也可能符合,要检查它是否可行。
  • 余弦定理里的符号错误,它是 2bccosA-\,2bc\cos A;当 AA 是钝角时,cosA\cos A 为负,这一项就变成加。
  • 把边和错误的角配对,边 aa 必须配角 AA,即它的对角。
  • 计算器停在弧度模式,导致 cos60\cos 60^{\circ}sin60\sin 60^{\circ} 算错。

老师如何帮助你

决定整道题的一步是选定理,而最经典的失误是把正弦定理硬套在两边及其夹角上,那里根本无法起步。在一对一的课堂上,我们的老师给你一个快速判断,“我能否指出一条边和它的对角,两者都已知?”

,并要你在选择前先写下答案:能就用正弦定理,不能就用余弦定理。我们反复操练余弦定理的符号 2bccosA-\,2bc\cos A,并标出 SSA 的两解情况,让第二个钝角不会被悄悄漏掉。

因为 SPM Add Math 采用分析式给分,只要引用正确的定理并正确代入,即使取近似那一步出错也已经拿到方法分。课程以英语授课,而 SPM 试卷是以双语出题的。

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常见问题

什么时候用余弦定理而不用正弦定理?

已知两边及其夹角(SAS)或三边(SSS)时用余弦定理。在这些情形下,正弦定理没有完整的边角对可以起步。

什么是两解情况?

当正弦定理由两边和一个非夹角(SSA)求角时,锐角 θ\theta 和它的钝角伙伴 180θ180^{\circ} - \theta 有相同的正弦,所以可能存在两个三角形。要检查哪一个符合给定的边。

怎样用余弦定理求角?

变形为 cosA=b2+c2a22bc\cos A = \frac{b^{2} + c^{2} - a^{2}}{2bc},再取反余弦。三边都已知时,这是稳妥的选择。

最大的角总是对着最长的边吗?

是的。在任意三角形中,最大的角对着最长的边,最小的角对着最短的边。

这是快速检验答案合理性的方法。

来源:SRC-DSKP-EN

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

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