用余弦定则求解边长

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  • 当前文字记录片段:0:00- [画外音] 假设我有一个三角形、

  • 0:03 这一边的长度是 b、

  • 0:07 等于 12、

  • 0:1012 个单位,或者我们使用的任何测量单位。

  • 0:14比方说,这条边就在这里、

  • 0:17这边的长度是c、

  • 0:20 而长度恰好等于 9。

  • 0:23 我们要算出这条边的长度

  • 0:30 这一边的长度是 a、

  • 0:33 所以我们需要算出 a 等于多少。

  • 0:36现在,除非我们还知道

  • 0:38 除非我们还知道这里的角度、

  • 0:40因为你可以把蓝边

  • 0:44 和绿色的一边靠近、

  • 0:45 然后 a 就会很小、

  • 0:46 但是如果这个角度大于 a,那么 a 就会更大。

  • 0:49所以我们还需要知道这个角度是多少。

  • 0:51比方说,我们知道这个角、

  • 0:53 我们称其为θ、

  • 0:55 等于 87 度。

  • 0:59那么我们如何计算 a 呢?

  • 1:01 我鼓励大家暂停一下,自己试一试。

  • 1:04幸运的是,我们有余弦定律、

  • 1:07 如果我们知道了两条边和两条边之间的夹角,就有办法确定第三条边了。

  • 1:10 如果我们知道两条边和它们之间的夹角。

  • 1:13 余弦定律告诉我们,a 的平方将

  • 1:18 等于 b 的平方加上 c 的平方。

  • 1:23 现在,如果我们面对的是一个纯直角三角形、

  • 1:25 如果是 90 度,那么 a 就是斜边、

  • 1:28 然后我们就完成了,这就是勾股定理。

  • 1:30但是余弦定律给了我们一个调整的方法

  • 1:32 对勾股定理进行了调整,因此我们可以对任何任意角

  • 1:34 对于任意角度都可以这样做。

  • 1:36所以余弦定理告诉我们a的平方将

  • 1:38 是 b 的平方加上 c 的平方、

  • 1:41 减去 bc 的两倍、

  • 1:48乘以θ的余弦。

  • 1:55这个θ就是向

  • 1:59 到我们关心的那一面。

  • 2:02所以我们可以使用θ,因为我们正在寻找a。

  • 2:05 如果他们给了我们另一个角度,就在这里、

  • 2:06 那就不是我们要找的角度了。

  • 2:08 我们关心的是打开的角度

  • 2:10 进入我们要求解的边。

  • 2:13现在我们来求解 a、

  • 2:14 因为我们知道 bc 和 theta 的实际值。

  • 2:18所以 a 的平方等于 b 的平方…

  • 2:24 所以等于144、

  • 2:27 加上 c 的平方,也就是 81,所以再加上 81、

  • 2:32 减去 2 乘以 b 乘以 c。

  • 2:35所以是减2,我就写出来。

  • 2:37减2乘以12再乘以9、

  • 2:45乘以 87 度的余弦。

  • 2:52这等于、

  • 2:56 让我们看看,这是 225 减、

  • 3:00让我们来看看,12乘以9等于108。

  • 3:03108乘以2等于216。

  • 3:05减去216乘以87度的余弦。

  • 3:12现在,让我们拿出计算器

  • 3:13 以求近似值。

  • 3:15 记住,这是平方。

  • 3:16实际上,在我拿出计算器之前、

  • 3:18 先求解 a。

  • 3:19所以a就是这个的平方根。

  • 3:21所以a等于平方根…

  • 3:26所有这些我都可以复制粘贴。

  • 3:29 它等于这个的平方根。

  • 3:31所以让我复制并粘贴它。

  • 3:34所以a等于它的平方根、

  • 3:36 现在我们可以用计算器算出来。

  • 3:39让我把这个基数增大一点、

  • 3:40 这样我们就能确保取的是平方根了。

  • 3:42 整件事的平方根。

  • 3:43让我拿出计算器。

  • 3:45 所以我想找出 220 的平方根。

  • 3:49实际上,在我计算之前,让我先确定我是在

  • 3:50 在度数模式,我在度数模式。

  • 3:53因为我们正在用度来计算三角函数。

  • 3:58所以没问题,让我退出。

  • 3:59所以是 225 减 216、

  • 4:04 times cosine

  • 4:08 是 87 度的余弦

  • 4:10不是88度,是87度。

  • 4:13现在该我们击鼓了。

  • 4:16 这将是 14.61、

  • 4:20或14.618。

  • 4:22如果说,我们想四舍五入到最接近的十分之一、

  • 4:24只是为了得到一个近似值、

  • 4:25 約為 14.6。

  • 4:28因此,a 大约等于

  • 4:31到14.6,不管我们用的是什么单位。

  • •Current transcript segment:0:00- [Voiceover] Let’s say that I’ve got a triangle,

  • 0:03and this side has length b,

  • 0:07which is equal to 12,

  • 0:1012 units or whatever units of measurement we’re using.

  • 0:14Let’s say that this side right over here,

  • 0:17this side right over here, has length c,

  • 0:20and that happens to be equal to nine.

  • 0:23And that we want to figure out the length

  • 0:30of this side, and this side has length a,

  • 0:33so we need to figure out what a is going to be equal to.

  • 0:36Now, we won’t be able to figure this out

  • 0:38unless we also know the angle here,

  • 0:40because you could bring the blue side

  • 0:44and the green side close together,

  • 0:45and then a would be small,

  • 0:46but if this angle was larger than a would be larger.

  • 0:49So we need to know what this angle is as well.

  • 0:51So let’s say that we know that this angle,

  • 0:53which we will call theta,

  • 0:55is equal to 87 degrees.

  • 0:59So how can we figure out a?

  • 1:01I encourage you to pause this and try this on your own.

  • 1:04Well, lucky for us, we have the Law of Cosines,

  • 1:07which gives us a way for determining a third side

  • 1:10if we know two of the sides and the angle between them.

  • 1:13The Law of Cosines tells us that a squared is going

  • 1:18to be equal b squared plus c squared.

  • 1:23Now, if we were dealing with a pure right triangle,

  • 1:25if this was 90 degrees, then a would be the hypotenuse,

  • 1:28and we would be done, this would be the Pythagorean Theorem.

  • 1:30But the Law of Cosines gives us an adjustment

  • 1:32to the Pythagorean Theorem, so that we can do this

  • 1:34for any arbitrary angle.

  • 1:36So Law of Cosines tell us a squared is going

  • 1:38to be b squared plus c squared,

  • 1:41minus two times bc,

  • 1:48times the cosine of theta.

  • 1:55And this theta is the angle that opens up

  • 1:59to the side that we care about.

  • 2:02So we can use theta because we’re looking for a.

  • 2:05If they gave us another angle right over here,

  • 2:06that’s not the angle that we would use.

  • 2:08We care about the angle that opens up

  • 2:10into the side that we are going to solve for.

  • 2:13So now let’s solve for a,

  • 2:14because we know what bc and theta actually are.

  • 2:18So a squared is going to be equal to b squared…

  • 2:24so it’s going to be equal to 144,

  • 2:27plus c squared which is 81, so plus 81,

  • 2:32minus two times b times c.

  • 2:35So, it’s minus two, I’ll just write it out.

  • 2:37Minus two times 12 times nine,

  • 2:45times the cosine of 87 degrees.

  • 2:52And this is going to be equal to,

  • 2:56let’s see, this is 225 minus,

  • 3:00let’s see, 12 times nine is 108.

  • 3:03108 times two is 216.

  • 3:05Minus 216 times the cosine of 87 degrees.

  • 3:12Now, let’s get our calculator out

  • 3:13in order to approximate this.

  • 3:15And remember, this is a squared.

  • 3:16Actually, before I get my calculator out,

  • 3:18let’s just solve for a.

  • 3:19So a is just going to be the square root of this.

  • 3:21So a is going to be equal to the square root…

  • 3:26of all of this business, which I can just copy and paste.

  • 3:29It’s going to be equal to the square root of that.

  • 3:31So let me copy and paste it.

  • 3:34So a is going to be equal to the square root of that,

  • 3:36which we can now use the calculator to figure out.

  • 3:39Let me increase this radical a little bit,

  • 3:40so that we make sure we’re taking the square root

  • 3:42of this whole thing.

  • 3:43So let me get my calculator out.

  • 3:45So I want to find that square root of 220.

  • 3:49Actually, before I do that, let me just make sure I’m

  • 3:50in degree mode, and I am in degree mode.

  • 3:53Because we’re evaluating a trig function in degrees here.

  • 3:58So that’s fine, so let me exit.

  • 3:59So it’s going to be 225 minus 216,

  • 4:04times cosine

  • 4:08of 87 degrees.

  • 4:10Not 88 degrees, 87 degrees.

  • 4:13And we deserve a drumroll now.

  • 4:16This is going to be 14.61,

  • 4:20or 14.618.

  • 4:22If, say, we wanted to round to the nearest tenth,

  • 4:24just to get an approximation,

  • 4:25it would be approximately 14.6.

  • 4:28So a is approximately equal

  • 4:31to 14.6, whatever units we’re using long.


用余弦定则求解边长
https://gsyx.vercel.app/2023/12/14/Electricity/Solving for a side with the law of cosines/
作者
Sal Khan
发布于
2023年12月14日
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