在一个任意 $\triangle ABC$ 中,各边和它所对角的正弦的比相等,且等于该三角形外接圆的直径 ($2R$):
应用场景: 已知两角一边,或两边和其中一边的对角。
三角形中任何一边的平方,等于其他两边平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍:
推论(求角): $\cos C = \frac{a^2 + b^2 - c^2}{2ab}$ 应用场景: 已知三边求角,或已知两边及夹角求第三边。
* 注:当夹角 $C=90^\circ$ 时,$\cos 90^\circ=0$,公式退化为勾股定理 $c^2=a^2+b^2$。
正弦定理的几何直觉: 设想把一个可变三角形放入一个圆中,随着顶点的移动,三角形的角度和对边长度同时发生变化。当一个角变大时,其对边也随之拉长;当它为直角时,对边恰好是外接圆的直径。这就是比值恒等于 $2R$ 的精妙之处。
余弦定理的几何直觉: 它是勾股定理在非直角三角形下的自然推广。当夹角 $C$ 是钝角时,对边 $c$ 较长,需要加上修正项(因为 $\cos C < 0$,$-2ab\cos C > 0$);当 $C$ 是锐角时,对边较短,需要减去修正项。