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例题 · 三角形的解

三角形的解,例题(简单)

这组简单的三角形的解例题带你演练四个日常动作,用正弦定理求未知边、用余弦定理求边与求角,以及用两边及其夹角求三角形面积。请先在纸上做每一题,再逐行对照我们的完整解答。

这些例题涵盖什么

这组简单的三角形的解例题帮你打好整章几乎每道题都要用到的日常动作:用正弦定理求出未知的边、在已知两边及其夹角时用余弦定理求第三边、反过来用余弦定理从三条边求出一个角,以及用两条边及其夹角求出三角形的面积。每一题都用小而干净的数字,让计算器只负责做三角函数,你就能看清每一行。

最好的用法是先把解答盖住,在纸上完整做一遍,然后再逐行对照我们的算法。如果答案不同,就找出两份解答开始分岔的那一步;那一行往往正是真正学到东西的地方。

随手画一张带标注的草图,就能让每一条边都对准它所面对的那个角。

例题解析

四题全部做完。每一题都先自己完整做一遍,再看对应的解答,并留意同一套纪律,把每条边和它的对角配成一对、一次代入一个值、先化简再四舍五入,如何贯穿正弦定理、余弦定理与面积公式这三类题。

Q1[3 marks]

在三角形 ABCABC 中,A=30\angle A = 30^{\circ}C=45\angle C = 45^{\circ},边 a=12a = 12 厘米。求边 cc 的长度。

Show worked solution

a=12a = 12 正好对着已知角 A=30A = 30^{\circ},而我们要求的边 cc 对着 C=45C = 45^{\circ}。因为已经有一对完整的边与对角,正弦定理可以直接把它们联系起来:

asinA=csinC\dfrac{a}{\sin A}=\dfrac{c}{\sin C}

cc 解出来,再代入 a=12a = 12A=30A = 30^{\circ}C=45C = 45^{\circ}

c=a×sinCsinA=12×sin45sin30c=a\times\dfrac{\sin C}{\sin A}=12\times\dfrac{\sin 45^{\circ}}{\sin 30^{\circ}}

sin45=0.7071\sin 45^{\circ}=0.7071sin30=0.5\sin 30^{\circ}=0.5,先算好分数再相乘:

c=12×0.70710.5=12×1.4142=16.97c=12\times\dfrac{0.7071}{0.5}=12\times1.4142=16.97

答案

c=16.97c = 16.97 厘米(保留两位小数)。快速的合理性检验:cc 对着较大的角 4545^{\circ},所以它应该比 a=12a = 12 长,确实如此。

精确值是 12212\sqrt{2}

Q2[3 marks]

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

Show worked solution

这里你知道两条边和它们之间的夹角,所以正弦定理无法起步,还没有一对完整的边与对角。余弦定理正是为这种情形而设:

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

代入 b=5b = 5c=8c = 8A=60A = 60^{\circ},把每一部分写清楚:

a2=52+822(5)(8)cos60a^{2}=5^{2}+8^{2}-2(5)(8)\cos 60^{\circ}

由于 cos60=0.5\cos 60^{\circ}=0.5,一步一步化简数字:

a2=25+6480(0.5)=8940=49a^{2}=25+64-80(0.5)=89-40=49

取正的平方根,因为长度不能是负数:

a=49=7a=\sqrt{49}=7

答案

a=7a = 7 厘米。留意中间那一项之所以是相减,只因为这个角是锐角,若是钝角,cosA\cos A 会是负数,那一项反而会变成相加。

Q3[3 marks]

在三角形 ABCABC 中,三条边为 a=3a = 3 厘米、b=8b = 8 厘米、c=7c = 7 厘米。求 C\angle C

Show worked solution

已知三条边、要求一个角,就用余弦定理的变形,把角解出来。角 CC 对着边 cc,所以 cc 是那条单独站着的边:

cosC=a2+b2c22ab\cos C=\dfrac{a^{2}+b^{2}-c^{2}}{2ab}

代入 a=3a = 3b=8b = 8c=7c = 7,再分别化简分子与分母:

cosC=32+82722(3)(8)=9+644948=2448=0.5\cos C=\dfrac{3^{2}+8^{2}-7^{2}}{2(3)(8)}=\dfrac{9+64-49}{48}=\dfrac{24}{48}=0.5

现在取反余弦:

C=cos1(0.5)=60C=\cos^{-1}(0.5)=60^{\circ}

答案

C=60C = 60^{\circ}。由于 cosC\cos C 得正数,CC 是锐角,这与情形相符,因为 c=7c = 7 不是最长的边,所以它不会对着最大的角。

Q4[2 marks]

一个三角形有两条边分别为 88 厘米与 99 厘米,它们之间的夹角为 3030^{\circ}。求这个三角形的面积。

Show worked solution

面积公式所需的正是题目给你的,两条边和夹在它们之间的角。把这两条边叫作 aabb,它们之间的角叫作 CC

面积=12absinC\text{面积}=\tfrac{1}{2}ab\sin C

代入两条边 8899 及夹角 3030^{\circ},取 sin30=0.5\sin 30^{\circ}=0.5

面积=12(8)(9)sin30=36×0.5=18\text{面积}=\tfrac{1}{2}(8)(9)\sin 30^{\circ}=36\times0.5=18

答案

面积是 1818 厘米2^{2}。这个角必须是被所选两条边夹住的那个,如果给你的是另一个角,先求出夹角,否则公式量的会是另一个三角形。

Q5[3 marks]

在三角形 PQRPQR 中,P=60\angle P = 60^{\circ}p=14p = 14 厘米,q=9q = 9 厘米。求 Q\angle Q

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p=14p = 14 正对着已知角 P=60P = 60^{\circ},而边 q=9q = 9 正对着要求的角 QQ。有了一对完整的边与对角,再加一条边,正弦定理仍然可以用,这次用来求角:

psinP=qsinQ\dfrac{p}{\sin P}=\dfrac{q}{\sin Q}

sinQ\sin Q 解出来,再代入 p=14p = 14q=9q = 9P=60P = 60^{\circ},并顺手化简分数:

sinQ=qsinPp=9sin6014=9(0.8660)14=7.79414=0.5567\sin Q=\dfrac{q\sin P}{p}=\dfrac{9\sin 60^{\circ}}{14}=\dfrac{9(0.8660)}{14}=\dfrac{7.794}{14}=0.5567

现在取反正弦:

Q=sin1(0.5567)=33.83Q=\sin^{-1}(0.5567)=33.83^{\circ}

答案

Q33.83Q \approx 33.83^{\circ}(保留两位小数)。合理性检验:边 q=9q = 9 比边 p=14p = 14 短,所以 QQ 必须比 P=60P = 60^{\circ} 小,而 33.8333.83^{\circ} 确实更小。

Q6[3 marks]

在三角形 ABCABC 中,A=40\angle A = 40^{\circ}B=95\angle B = 95^{\circ}c=10c = 10 厘米。求边 aa 的长度。

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题目直接给了两个角,但已知的边 cc 与要求的边 aa 分别对着 CCAA,而 CC 还没求出来。先用三角形内角和求出缺的角:

C=180(A+B)=180(40+95)=45\angle C=180^{\circ}-(\angle A+\angle B)=180^{\circ}-(40^{\circ}+95^{\circ})=45^{\circ}

现在边 c=10c = 10(对着刚求出的 CC)与边 aa(对着 AA)配成可用的一对,用正弦定理:

asinA=csinC\dfrac{a}{\sin A}=\dfrac{c}{\sin C}

aa 解出来,再代入 c=10c = 10A=40A = 40^{\circ}C=45C = 45^{\circ}

a=c×sinAsinC=10×sin40sin45=10×0.64280.7071=10×0.9091=9.09a=c\times\dfrac{\sin A}{\sin C}=10\times\dfrac{\sin 40^{\circ}}{\sin 45^{\circ}}=10\times\dfrac{0.6428}{0.7071}=10\times0.9091=9.09

答案

a9.09a \approx 9.09 厘米(保留两位小数)。合理性检验:角 A(40)A(40^{\circ}) 比角 C(45)C(45^{\circ}) 小,所以边 aa 应该比边 c=10c = 10 厘米短,9.099.09 厘米确实更短。

Q7[2 marks]

一个三角形的面积为 2424 平方厘米。边 a=8a = 8 厘米,边 aa 与未知边 bb 之间的夹角为 3030^{\circ}

bb 的长度。

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这次面积已知,缺的是一条边,把面积公式变形,让未知边成为主体:

面积=12absinCb=2×面积asinC\text{面积}=\tfrac{1}{2}ab\sin C \quad\Rightarrow\quad b=\dfrac{2\times\text{面积}}{a\sin C}

代入面积 =24=24a=8a=8,以及夹角 C=30C=30^{\circ},取 sin30=0.5\sin 30^{\circ}=0.5

b=2(24)8sin30=488(0.5)=484=12b=\dfrac{2(24)}{8\sin 30^{\circ}}=\dfrac{48}{8(0.5)}=\dfrac{48}{4}=12

答案

b=12b = 12 厘米。合理性检验:代回原式,面积 =12(8)(12)sin30=12(96)(0.5)=24=\tfrac{1}{2}(8)(12)\sin 30^{\circ}=\tfrac{1}{2}(96)(0.5)=24 平方厘米,与给定的面积完全吻合。

Q8[3 marks]

在三角形 ABCABC 中,AB=10AB = 10 厘米,BC=8BC = 8 厘米,B=50\angle B = 50^{\circ}。求这个三角形的周长。

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周长需要三条边,但题目只给了两条,先用余弦定理求出第三边 ACAC,因为已知两条边及其夹角 BB

AC2=AB2+BC22(AB)(BC)cosBAC^{2}=AB^{2}+BC^{2}-2(AB)(BC)\cos B

代入 AB=10AB=10BC=8BC=8B=50B=50^{\circ},取 cos50=0.6428\cos 50^{\circ}=0.6428

AC2=102+822(10)(8)(0.6428)=164102.85=61.15AC^{2}=10^{2}+8^{2}-2(10)(8)(0.6428)=164-102.85=61.15

取正的平方根:

AC=61.15=7.82AC=\sqrt{61.15}=7.82

现在把三条边加起来求周长:

周长=AB+BC+AC=10+8+7.82=25.82\text{周长}=AB+BC+AC=10+8+7.82=25.82

答案

周长 25.82\approx 25.82 厘米(保留两位小数)。合理性检验:AC(7.82AC (7.82 厘米)) 比两条已知边都短,这与夹角 5050^{\circ} 偏小的情形相符。

留意选哪条定理,完全取决于题目给了什么。一对完整的边与对角指向正弦定理;两条边加它们之间的夹角、或者三条边,指向余弦定理;两条边加它们的夹角则一步就给出面积。

读清楚题目递给你什么,配上正确的工具,算术就会既短又可靠。

关键方法要点

这四道例题演练的是几乎每道 Add Math 三角形的解题目都要用到的工具。多做练习时,记住以下几点。

  • 把每条边和它所面对的角配成一对:边 aa 对着 A\angle A,依此类推。这决定了你能从哪条定理起步。
  • 当你已有一对完整的边与对角时,用正弦定理 asinA=bsinB=csinC\dfrac{a}{\sin A}=\dfrac{b}{\sin B}=\dfrac{c}{\sin C}
  • 用余弦定理 a2=b2+c22bccosAa^{2}=b^{2}+c^{2}-2bc\cos A 处理两边及夹角(求第三边),或变形为 cosA=b2+c2a22bc\cos A=\dfrac{b^{2}+c^{2}-a^{2}}{2bc} 处理三条边(求角)。
  • 余弦为负说明角是钝角;余弦为正说明角是锐角,这是对照草图的一个快速检查。
  • 三角形面积是 12absinC\tfrac{1}{2}ab\sin C,其中 CC 是被两条边 aabb 夹住的角。
  • 长度只取正的平方根,并保留每一行代入,由于采用分析式评分,即使最后一位数字出错,一行清楚的方法仍能拿到方法分。

老师如何帮忙

学生在这类题上丢分,几乎总是一个可以纠正的小习惯,明明没有一对完整的边与对角,却伸手去用正弦定理,或者把边和错误的角配在一起。在一对一的课堂上,我们的老师会盯住出错的那一行,当场纠正,趁它还没养成习惯。

我们的老师经验丰富,所以你遇到的是会讲清楚每条定理「为什么适合这种情形」的人,而不只是「怎么按键」。课程以英语授课,而 SPM 试卷用马来文和英文双语命题,因此这套记号在两种版本里对你都是同一个意思。

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常见问题

我该怎样在正弦定理和余弦定理之间选择?

看给了什么。如果你已经有一条边和它的对角,就从正弦定理起步。

如果你有两条边及它们之间的夹角,或者三条边,就用余弦定理。正弦定理需要一对完整的边与对角才能起步;余弦定理不需要。

「夹角」是什么意思?

它是夹在你所用的两条边之间的角,那两条边相交的那个顶点。求边的余弦定理和面积公式 12absinC\tfrac{1}{2}ab\sin C 都要求这个角是夹角,而不是另外两个角中的任何一个。

我该保留几位小数?

在整个运算过程中多带几位有效数字,只在最后才四舍五入,长度或角度通常保留两位小数,或按题目要求。过早地把三角函数值四舍五入,可能改变最后一位数字,损害精度。

边和角用哪个字母重要吗?

字母只是名字,但配对是固定的:共用同一个字母的边和角必须彼此相对。保持 aaAAbbBBccCC,本页的每条公式都会像写出来的那样成立。

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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