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用余弦或正弦定理怎么求三角形面积

2025-12-01 02:33:00

用余弦或正弦定理怎么求三角形面积】在解决三角形问题时,除了常见的底乘高除以二的面积公式外,还可以通过余弦定理和正弦定理来计算三角形的面积。这两种方法适用于已知边角关系但不知道高或底的情况,尤其在非直角三角形中更为实用。

下面是对这两种方法的总结,并附上对比表格,帮助理解它们的应用场景和计算方式。

一、使用正弦定理求面积

适用条件:已知两边及其夹角(即“两边一夹角”)。

公式:

$$

S = \frac{1}{2}ab\sin C

$$

其中:

- $ a $ 和 $ b $ 是三角形的两条边;

- $ C $ 是这两条边的夹角;

- $ S $ 是三角形的面积。

特点:

- 需要已知两边和它们的夹角;

- 计算简单,适合初学者;

- 不需要知道第三边或高。

二、使用余弦定理求面积

适用条件:已知三边长度(即“三边已知”),或者已知两边及第三边,可通过余弦定理先求出夹角,再代入面积公式。

步骤:

1. 使用余弦定理求出一个角的大小:

$$

\cos C = \frac{a^2 + b^2 - c^2}{2ab}

$$

2. 代入正弦公式求面积:

$$

S = \frac{1}{2}ab\sin C

$$

特点:

- 适用于已知三边的情况;

- 可用于计算任意角度的三角形面积;

- 步骤稍多,但更灵活。

三、对比总结

方法 公式 已知条件 优点 缺点
正弦定理法 $ S = \frac{1}{2}ab\sin C $ 两边及夹角 简单直观 需要夹角
余弦定理法 先求角再用正弦公式 三边或两边及第三边 适用于三边已知 步骤较多

四、实际应用示例

例1:已知两边及夹角

设 $ a = 5 $,$ b = 7 $,夹角 $ C = 60^\circ $,则面积为:

$$

S = \frac{1}{2} \times 5 \times 7 \times \sin 60^\circ = \frac{35}{2} \times \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{35\sqrt{3}}{4}

$$

例2:已知三边

设 $ a = 3 $,$ b = 4 $,$ c = 5 $,先求夹角 $ C $:

$$

\cos C = \frac{3^2 + 4^2 - 5^2}{2 \times 3 \times 4} = \frac{9 + 16 - 25}{24} = 0 \Rightarrow C = 90^\circ

$$

因此面积为:

$$

S = \frac{1}{2} \times 3 \times 4 = 6

$$

五、结语

无论是使用正弦定理还是余弦定理,都可以在不同条件下求得三角形的面积。选择哪种方法取决于已知信息的类型。掌握这些方法有助于在复杂几何问题中灵活应对,提升解题效率。

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