正弦定理的多种证法

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正弦定理的五种证明方法

在⊿ABC,ABC的对边分别为abc

abc

,这就是正弦定sinAsinBsinC

理.

在这个定理的证明过程中蕴涵着丰富的几何意义.为了简单,仅以锐角三角形为例作简要说明.直角三角形的情形非常简单, 钝角三角形的情形与锐角三角形类似. 1、三角形高法:

asinB,bsinAABCcasinC,csinAABCbbsinC,csinB是⊿ABCa边上的高.根据这个几何意义,定理证明如下: 作锐角三角形ABC的高CD,则CD=asinBbsinA

bcab

,同理

sinBsinCsinAsinB

abc因此.

sinAsinBsinC

所以

2、三角形外接圆法:

abc

是⊿ABC的外接圆直径. 根据这个几何意义,定理证明如下: ,,

sinAsinBsinC

作锐角三角形ABC的外接圆直径CD,连结DB.根据同弧所对的圆周角相等及直径所对的圆周角是直角得,∠A=D, DBC=90°,CD2RR为⊿ABC的外接圆半径)

CBaa

,所以2R

CD2RsinA

bc同理2R,2R

sinBsinCabc因此2R

sinAsinBsinC

所以sinAsinD3、三角形面积法:

111

absinC,bcsinA,acsinB是三角形ABC的面积. 根据这个几何意义,定理证明如

222

下:

ABCCDCD=asinBABC

11

ABCDacsinB 2211111

同理SabsinC, SbcsinA,所以bcsinAacsinBabsinC,

22222

abc1

同除以abc,再取倒数有

sinAsinBsinC2S

4、向量的数量积法: asinB,bsinA变形为acos(



B),bcos(A).则在锐角三角形ABC,作高CD,

22



aCDcos(B),bCDcos(A)分别是向量CB,CA与向量CD的数量积.利用这个几何

22

意义,定理证明如下:

作锐角三角形ABC的高CD




因为AB=CBCA,所以0=ABCD=(CBCA)CD, 所以CBCDCACD,所以aCDcos(asinBbsinA.所以同理



B)bCDcos(A), 22



ab



sinAsinB

bc



sinBsinCabc因此

sinAsinBsinC

5、如果想避开分类讨论,可以把三角形放在平面直角坐标系中,利用坐标法. 证明如下:

C为原点,以射线CAx轴的正半轴建立平面直角坐标系,且使点 Bx的上方,AC边上的高即为B点的纵坐标.根据三角函数的定义, B点的纵坐标hasinC

所以三角形ABC的面积SbhabsinC 同理SacsinB, SbcsinA

1212

1212

12abc1

同除以abc,再取倒数有

sinAsinBsinC2

所以bcsinAacsinBabsinC,

这种证法之所以避开分类讨论,是因为利用了一般三角函数的定义,前面的四种几何证法

都需要分类讨论,因为它们的证明中仅仅利用了锐角三角函数的定义.这个方法是证明正弦定理最简单的方法,体现了坐标法的优越性.



1212


本文来源:https://www.wddqw.com/doc/f66f5cfcb24e852458fb770bf78a6529647d35b4.html