53第十一章工立体几何初步55空间几何体11.15511.1.1空间几何体与斜二测画法6011.1.2构成空间几何体的基本元素6611.1.3多面体与棱柱7211.1.4棱锥与棱台7611.1.5旋转体8211.1.6祖原理与几何体的体积9111:2平面的基本事实与推论9611.3空间中的平行关系9611.3.1平行直线与异面直线10011.3.2直线与平面平行10311.3.3平面与平面平行11011.43空间中的垂直关系11011.4.1直线与平面垂直11.4.2平面与平面垂直116123本章小结本书拓展阅读目录秦九韶的“三斜求积术”/11利用复数产生分形图/40饭四元数简介/47我国古代数学中球的体积公式/86ii目录
数学在某方面类似于考古学你也许会找到某个东西的一角,并由此判断它是有趣的:于是你开始在别处挖掘,又找到了非常相似的另一角,你会想,是否有更深的联系?你继续挖掘,最终发现了地下的结构。当某些东西最终表明有意义时,你有一种发现的激动陶哲轩第九章解三角形
本章导语西我们在初中学过解直角三角形的有关知识:在直角国三角形中,除直角外共有5?个元素,即3条边和2个锐角,由直角三角形中的已知元素,求出其余未知元素的过程,就是解直角三角形.不过,因为不是所有的福三角形都是直角三角形,所以如果仅仅会解直角三角形,那么解决一般三角形问题可能就会非常麻烦,例如,如图1所示,台风的破坏力非常大,实际生图1活中,了解与预测台风影响的时间具有重要的意义?如图2所示,在某海滨城市A附近的海面出现台风活动,据监测,目前台风中心位于城市A的东偏南60°C方向、距城市A300km的海面点P处,并以20km/hC的速度向西偏北30°方向移动:已知该台风影响的范围30°是以台风中心为圆心的圆形区域,半径为1003km如何求得城市A受到台风影响的时间?图2类似上述的问题,利用本章我们要学习的解一般三角形的知识就可以方便地解决,C在初中我们已经学过怎样得到不可达两点之间的距离,利用本章的内容可以解决更加复杂的问题CC
9.1正弦定理与余弦定理9.1.1正弦定理情境与问题在现代生活中,得益于科技的发展,距离的测量能借助红外测距仪、激光测距仪等工具直接完成不过,在这些工具没有出现以前,你知道人们是怎样间接获得两点间距离的吗?如图9-1-1所示,若想知道河对岸的一点A与岸边一点B之间的距离,而且已经测量出了BC的长,也想办法得到了ABC与ACB的大小,你能借助这3图9-1-1个量,求出AB的长吗?为了方便起见,本书中,将△ABC3个内角A,B,C所对的边分别记为a,b,c.在这样的约定下,情境中的问题可以转化为:已知a,B,C,如何求c?类似的问题可以通过构造直角三角形来解决,更一般地,可利用本小节我们要介绍的正弦定理来求解,尝试与发现1)如图9-1-2所示,已知ABC中,a=5,6-3,C,你能求出这个三角形的而积吗?(2)一般地,在△ABC中,如何根据a,b与C的值,Da求出这个三角形的面积?图9-1-2如图9-1-2所示,在△ABC中,过点A作BC边上的高AD,在Rt△ADC中,由正弦的定义可知AD=bsinC,因此所求三角形的面积为39.1正弦定理与余弦定理
15/311个SzabsinCX5X3Xsin3N22可以看出,上述求三角形面积的方法在C为锐角时都成立:而当C为钝角时:如图9-1-3所示。仍设△ABC的BC边上的高为AD,则可知AD=bsin/ACD-bsin(元-C)-口71因此仍有S2absinC;当C为直角时,由图9-1-3sin90°=1可知上述面积公式仍成立一般地,若记AABC的面积为S,则SzabsinczacsinBbcsinA.2SsinBsinCsinA由此可知又因为sinA>osinB>,babcCasinC>o,因此可得bacsinAsinBsinC这就是正弦定理:在一个三角形中。各边的长和它所对角的正弦的比相等例1已知△ABC中,B=75°,C-60°,a=10,求c.解由已知可得A-180°-B-C-180°-75°-60°-45°casinA sinC,所以由正弦定理可知asinC10sin60°2CsinAsin45°利用例1的解法即可求解出前述情境中的问题,而月,例1也可通过构造直角三角形求解,请读者自行尝试,并总结两种解法各自的优缺点另外,由例1可知,在一个三角形中,如果已知两个角与一条边,就可以求出这个三角形的另外一个角,然后由正弦定理可求出该三角形其他的两条边,因此,确定了一个三角形的两个角与一条边之后,这个三角形就唯一确定了,事实上,这与我们初中所学的三角形全等的判定定理AAS(或ASA致习惯上,我们把三角形的3个角与3条边都称为三角形的元素,已知角形的若干元素求其他元素一般称为解三角形已知△ABC中,a=2,6=2/3,A=30°,求解这个三角形.①例2①即求三角形中未知的元素,下同4第九章解三角形