利用向量统一正、余弦定理的证明
正、余弦定理是解三角形强有力的工具,关于这两个定理有好几种不同的证明方法,[1]人教版中等职业教育国家规划教材《数学》(提高版)是用向量的数量积(内积)给出证明的,如是在证明正弦定理时用到:作辅助单位向量并对向量的等式作同一向量的数量积,这种构思方法过于独特,不易被初学者接受。本文通过三角函数的定义,利用向量相等和向量的模统一正、余弦定理的证明,方法较为简单。从本文的证明中又一次显示数学中“数”与“形”的完美结合。
定理:在△ABC中,AB=c,AC=b,BC=a,则
(1)(正弦定理)==;
(2)(余弦定理)
c2=a2+b2-2abcos C,
b2=a2+c2-2accos B,
a2=b2+c2-2bccos A。
证明:建立如下图所示的直角坐标系,则A=(0,0)、B=(c,0),又由任意角三角函数的定义可得:
C=(bcos A,bsin A),以AB、BC为邻边作平行四边形ABCC′,则∠BAC′=π-∠B,
∴C′(acos(π-B),asin(π-B))
=C′(-acos B,asin B)。
根据向量的运算:
=(-acos B,asin B),
=-=(bcos A-c,bsin A),
(1)由=:得
asin B=bsin A,即
=。
同理可得:=。
∴==。
(2)由=(b-cos A-c)2+(bsin A)2=b2+c2-2bccos A,
又||=a,
∴a2=b2+c2-2bccos A。
同理:
c2=a2+b2-2abcos C;
b2=a2+c2-2accos B。
《正余弦定理的多种证明方法.doc》
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