SSブログ

第6回 正弦定理 [ネコ騙し数学]

第6回 正弦定理


正弦定理を紹介する前に、その前提となる円周角の定理を紹介。


§0 円周角の定理


円周角とは、円周上の1点から、これとは異なる同一円周上の2点に線分を引き、この2つの線分のなす角のことである。


enshukaku.jpg

上の図の∠CABが円周角。


円周角の定理

円周角はその弧に対する円周角の半分に等しい。

enshukaku-01.jpg



この定理の証明はしない。これを前提として議論を進めることにする。

さらに、円周角の定理から出てくるのだけれど、半円の円周角は直角90°であることも前提として話を進めるにゃ。

§1 正弦定理


正弦定理

ABCの外接円の半径をRとするとき、

  

である。
enshukakuteiri.jpg

【証明】

Cと円の中心Oを通る直線と円の交点をA’とする。円周角の定理より、∠A=∠A’で、かつ、∠A'BC=∠R


sankaku-06-01.jpg

ゆえに、

同様に、各辺に対して行えば


Aが鋭角ならばこれで証明終わりだけれど、例によって、直角、鈍角の場合も証明しなければならない。


直角の場合は、∠A'=∠Rの時だからいいでしょう。なので、鈍角の証明をするにゃ。

BCに関してAとは反対側の円周上に点Dをとる。

sankaku-06-02.jpg

四角形ABDCは円に内接するので、

  

A>∠Rなのだから、∠D<∠Rとなる。

BDCに関しては

  

が成立する。

で、三角関数の角関係を使うと

  

となるので、

  


(証明終わり)

 


問題1 △ABCについて、次のものを求めよ。

a=10b=10√3A=30°のとき、cBCを求めよ。
【解】

正弦定理より

  

よって、B=60°のとき、C=90°B=120°のとき,c=30°

正弦定理より

  

B=60°C=90°のときc=20B=120°C=30°のときc=10

C=30°=Aになるので、c=a=10として出してもいいにゃ。


チョット先取りになるけれど、△ABCの面積S

  

正弦定理より

  

よって、

  

ここで、Rは△ABCの外接円の半径。

問題2 △ABCにおいて、A:B:C=2:3:7b=10のとき、△ABCの外接円の面積を求めよ。

【解】

A:B:C=2:3:7より、B=45°

外接円の半径をRとすると

  

よって、円の面積S

  


何故、Bが45°になるかというと、

  

よって、B=3k=3×15°=45°になる。

 


問題3 次の等式を満たすとき、△ABCどんな三角形か。

  

【解】

正弦定理より

  

(1) これを代入すると、

  

よって、B=90°の直角三角形。

(2) 代入すると、

  

よって、

  

よって、C=30°、またはC=150°の三角形。





タグ:三角関数

この広告は前回の更新から一定期間経過したブログに表示されています。更新すると自動で解除されます。