正弦定理と余弦定理、どっちを使うか迷ったら
図の値を見て、向かい合う辺と角のペアがあったら正弦定理、なかったら余弦定理、と考えてもいいかもしれない。
は外接円の半径。
向かい合う組が要るのはどちらか
正弦定理は という分数を使う。この分数を 2 個つくれないと等式ができないため、向かい合う組が 2 ペア必要。
余弦定理は違います。 には、辺が 3 つと角が 1 つ。
だから 2 辺と挟む角、あるいは 3 辺という並びに向いています。正弦定理のほうは分数が 1 つしかつくれないので、この並びでは立式できません。
| 与えられたもの | 使う定理 | 求まるもの |
|---|---|---|
| 2 角と 1 辺 | 正弦定理 | 残りの辺 |
| 2 辺と 1 対角 | 正弦定理 | もう 1 つの角 |
| 2 辺と挟む角 | 余弦定理 | 残りの辺 |
| 3 辺 | 余弦定理 | すべての角 |
2 角が分かれば 3 つ目の角は引き算で求まる。 なので、実質は 3 角と 1 辺。
例:2 角と 1 辺
、、 の三角形で を求めます。
と が向かい合っていて、 も分かっているので、正弦定理が使えます。
。 のほうが より大きいので になるはずで、実際そうなっています。
例:2 辺と挟む角
、、 で を求めます。
向かい合う組は と だけで、その が未知。正弦定理では立式できません。
。 と のあいだに収まりました。
三角形の成立条件は なので、範囲にも入っている。
例:3 辺から角を出す
、、 で を求めます。角が 1 つも分かっていないので余弦定理。
を について解くと、3 辺から角が求まる形になります。
値を入れる。
が負なので は鈍角で、 になる。
最も長い辺の向かいが最も大きい角になる。 が最長なので、 が鈍角なのは自然。
2 辺と対角では形が 2 つ決まることがある
、、 とします。向かい合う組が と なので正弦定理が使える。
から 。
ここで が 2 つ現れます。 を満たすのは より小さい角と大きい角で、 の表を引くとおよそ と 。
どちらも を満たすので、三角形が 2 つできてしまいます。
2 辺と、挟まない角が与えられた形では、こうした食い違いが起きる。両方を答えるか、追加の条件で絞る。
なら三角形は存在しません。 なら直角三角形が 1 つ。 のときは、鈍角の候補が を満たすかどうかで、2 つになったり 1 つになったりします。
2 辺と対角が与えられる
正弦定理で sin B を求める
鋭角と鈍角の 2 つを候補に立てる
A + B < 180 を満たすものだけ残す
面積は挟む角で決まる
三角形の面積は、2 辺とその挟む角で決まる。
底辺 、高さ と読めば、小学校で習った式そのもの。
3 辺しか分かっていないなら、ヘロンの公式が使える。 として次の形。
、、 なら で、。
余弦定理で と求めたので、 で、ヘロンの公式と同じ値になりました。
まちがえやすい点
余弦定理で、辺と角の対応をずらす誤りが多い。 の式に現れる角は、 の向かいの 。
のように、添字を 1 つずつずらして書く。
正弦定理を の向きで書くこともありますが、比の値が逆数になるだけで内容は同じ。
ただし と等しくなるのは のほう。逆向きに書いたら になる。
から角を求めるときに、鈍角の候補を落とす誤りもよく起きます。 は と のあいだで同じ値を 2 回とるので、候補は 2 つになる。
、、 のとき、 の値はどれですか。
使い分けのほうも確かめます。
、、 のとき、 を求めるにはどうしますか。
- 余弦定理をそのまま使う
- を求めてから正弦定理を使う
- 面積の公式から逆算する
と向かい合うのは ですが、 はまだ分かっていません。 と先に求めれば、 が立ちます。余弦定理は 2 辺が要るので、この並びでは使えません。
向かい合うペアが 2 つあれば正弦定理、なければ余弦定理。ただし 2 辺と対角のときは、正弦定理を使ったあとに候補が 2 つ残ることがあります。












a2=16+36−2×4×6×cos120∘ です。cos120∘=−21 なので a2=52+24=76、a=219 になります。符号を +21 とすると a2=28 で 27、cos の項ごと落とすと a2=52 で 213 になります。