跳到内容
SPM Tuition
附加数学 · 解三角形

模棱两可的正弦定理情形

算出一个角就停笔,答案却只对了一半。

已知两条边和一个不是夹角的角时,同样的数据可能画不出三角形,也可能画出一个或两个,这就是模棱两可的情形。

这一课属于三角形的解法,假设你已经会选择正弦定理。

为什么会有两个答案?

一个角和它的补角,正弦值是一样的,例如 sin 30° = sin 150° = 0.5。用正弦定理求角 B 时,计算器只给出较小的那个角,但较大的 180° − B 也可能构成三角形。

只要这个较大的角加上已知的角仍小于 180°,两个答案就都成立。

例题:两个三角形

这是一道原创例题。三角形 ABC 中,A = 30°,a = 6 cm,b = 10 cm。求角 B 和边 c。

第一步。 正弦定理:sin B = b sin A ÷ a = 10 × 0.5 ÷ 6 = 0.8333。

第二步。 B = 56.44°,或 B = 180° − 56.44° = 123.56°。

第三步。 检验:30° + 56.44° = 86.44°,30° + 123.56° = 153.56°,都小于 180°,所以两个三角形都存在。

三角形 1 三角形 2
B 56.44° 123.56°
C = 180° − 30° − B 93.56° 26.44°
c = a sin C ÷ sin A 12 sin 93.56° = 11.98 cm 12 sin 26.44° = 5.34 cm

用边长核对:大角对大边。三角形 1 中 C = 93.56° 最大,c = 11.98 cm 最长。三角形 2 中 B = 123.56° 最大,b = 10 cm 最长。

什么时候是零个、一个或两个三角形?

当 A 是锐角,把 a 和 b、以及 b sin A 比较。

条件 三角形的个数
a < b sin A 零个(sin B 会大于 1)
a = b sin A 一个(B 是直角)
b sin A < a < b 两个
a ≥ b 一个

再看两个简单的例子。A = 40°,a = 9,b = 7:sin B = 7 × 0.6428 ÷ 9 = 0.5,所以 B = 30.0°。另一个角是 150.0°,加上 40° 超过 180°,所以只有一个三角形。

A = 30°,a = 4,b = 10:sin B = 10 × 0.5 ÷ 4 = 1.25,不可能,所以没有三角形。

最容易丢分的失误

常见的失误是算出第一个角就停笔。解答看起来完整,数字也没错,却少了一个答案。

步骤 错误做法 正确做法
求 B B = 56.44° B = 56.44° 或 123.56°
检验 跳过 30° + 123.56° 小于 180° 吗?是
答案 一个三角形 两个三角形

给自己定一条规矩:用正弦定理求角时,每次按了 sin⁻¹,就写出它的补角并检验。

自我检测

三角形 ABC 中,A = 35°,a = 8 cm,b = 11 cm。可以画出几个三角形?求角 B 的可能值。

答案

sin B = 11 × sin 35° ÷ 8 = 6.309 ÷ 8 = 0.7887,所以 B = 52.1°,或 B = 180° − 52.1° = 127.9°。

检验:35° + 52.1° = 87.1°,35° + 127.9° = 162.9°,都小于 180°。所以有两个三角形,B = 52.1° 或 127.9°。

条件核对:b sin A = 6.31 < a = 8 < b = 11,符合两个三角形的那一行。

接下来学什么?

下一课讲怎样在已知的角不是夹角时求三角形面积,见非夹角的三角形面积。然后试试三角形解法练习题。

想让老师陪你做模棱两可的题目,可以看线上一对一附加数学补习。

常见问题

为什么同样的数据会有两个三角形?

sin 30° 和 sin 150° 都等于 0.5,一个角和它的补角有相同的正弦值。计算器的 sin⁻¹ 只给出较小的那个,较大的 180° − B 也可能构成三角形。

怎样知道第二个答案是否成立?

把补角和已知的角相加,小于 180° 就成立。例如 A = 30°,补角是 123.56°,两者之和是 153.56°,小于 180°,所以第二个三角形存在。

sin B 算出来大于 1 是什么意思?

任何角的正弦值都不会大于 1,所以这组数据画不出三角形。也可以比较 a 和 b sin A:a 比 b sin A 小,说明 a 这条边太短,够不到另一条边。

如果在正弦定理之后总是漏掉第二个答案,一对一的老师可以特意出会产生两个三角形的题目,让“写出补角并检验”变成习惯。

  • 为孩子安排线上一对一课程,由经验丰富的老师授课。
  • 第一堂是一小时试听课,RM50 起。学费在预约前就先谈好。
  • 对老师满意就继续上课,每堂约 1.5 小时;不满意可以要求换老师。