قانون المثلث لجيب التمام يحل المثلث عندما تكون ثلاثة أضلاع معروفة (SSS)، أو عندما يكون الجانبان والزاوية بينهما معروفة (SAS). أدخل القياسات المعروفة، وتقوم الأداة بتطبيق قانون جيب التمام للعثور على الجوانب والزوايا المتبقية، مع إظهار كل استبدال على طول الطريق.
يعمم قانون جيب التمام نظرية فيثاغورس على أي مثلث، وليس فقط المثلثات القائمة، ولهذا السبب فهو أداة الاختيار عندما لا تتضمن مشكلة المثلث زاوية ملائمة قدرها 90 درجة للعمل بها.
تطبيق قانون جيب التمام
قانون جيب التمام يربط أحد جوانب المثلث بالجانبين الآخرين والزاوية بينهما.
c² = a² + b² − 2ab·cos(C)
هنا، C هي الزاوية المقابلة لـ c. يمكن حل الإصدارات المعاد ترتيبها من نفس العلاقة لأي جانب باستخدام الزاوية المقابلة له والجانبين الآخرين.
حل مثلث من ثلاثة جوانب (SSS)
عندما تكون الجوانب الثلاثة معروفة، يتم إعادة ترتيب قانون جيب التمام لحل كل زاوية على حدة.
cos(A) = (b² + c² − a²) / (2bc)
مثال عملي: مثلث أضلاعه أ = 5، ب = 7، ج = 8. أوجد الزاوية أ.
1. Substitute into the rearranged formula. cos(A) = (7² + 8² − 5²) / (2 × 7 × 8).
2. Simplify the numerator. 49 + 64 − 25 = 88.
3. Simplify the denominator. 2 × 7 × 8 = 112.
4. Divide and take the inverse cosine. cos(A) = 88/112 ≈ 0.7857، لذا A = cos⁻¹(0.7857) ≈ 38.2°.
تتبع الزاويتان المتبقيتان نفس الطريقة، أو المسار الأسرع بمجرد معرفة زاوية واحدة: استخدم قانون الجيب للزاوية الثانية، ثم اطرح كليهما من 180 درجة للزاوية الثالثة.
حل مثلث من ضلعين والزاوية المحصورة بينهما (SAS)
عندما يعرف الضلعان والزاوية بينهما، فإن قانون جيب التمام يجد الضلع الثالث مباشرة. مثال عملي: مثلث أ = 6، ب = 9، والزاوية المتضمنة ج = 45 درجة. 1. عوّض في الصيغة. c² = 6² + 9² − 2(6)(9)cos(45°).
2. Calculate each term. 36 + 81 − 108 × 0.7071 ≈ 117 − 76.37 ≈ 40.63.
3. Take the square root. ج ≈ √40.63 ≈ 6.37.
مع العثور على الجانب الثالث، يمكن بعد ذلك العثور على الزاويتين المتبقيتين باستخدام قانون الجيب، حيث أن زوج الزاوية الجانبية الكاملة (الضلع c المقابل للزاوية C) متاح الآن.
التعرف على متى يكون قانون جيب التمام مطلوبًا
قانون جيب التمام ضروري خصيصًا لحالات SSS (ثلاثة جوانب، بدون زوايا) وSAS (جانبان وزاويتهما المتضمنة)، لأن قانون الجيب لا يمكن أن يبدأ بدون زاوية معروفة واحدة على الأقل مقترنة بجانبها المقابل.
بمجرد أن ينتج قانون جيب التمام زوج الزاوية الأول، يمكن لقانون جيب التمام إنهاء الحسابات المتبقية بشكل أكثر مباشرة.
| Case | You know | Method |
|---|---|---|
| SSS | three sides | law of cosines |
| SAS | الجانبين والزاوية المدرجة | law of cosines, then law of sines |
تحقق من النتيجة باستخدام حالة فيثاغورس الخاصة
عندما تكون الزاوية المضمنة في مشكلة SAS هي 90 درجة بالضبط، فإن cos(90°) = 0، ويتم تقليل قانون جيب التمام تمامًا إلى نظرية فيثاغورس: c² = a² + b². يعد هذا فحصًا منطقيًا مفيدًا، حيث يؤكد أن قانون جيب التمام هو تعميم حقيقي وليس صيغة غير ذات صلة تحل مشكلات مماثلة.
قم بحل الزاوية الثانية لإكمال مثال SSS
استمرارًا للمثلث a = 5، b = 7، c = 8 من الأعلى، تتبع الزاوية B نفس الصيغة المعاد ترتيبها مع إعادة تسمية الجوانب. 1. عوّض في الصيغة المعاد ترتيبها. cos(B) = (5² + 8² − 7²) / (2 × 5 × 8) = (25 + 64 − 49) / 80 = 40/80 = 0.5.
2. Take the inverse cosine. ب = cos⁻¹(0.5) = 60°.
3. Find the third angle. 180 − 38.2 − 60 = 81.8° للزاوية C، باستخدام مجموع الزوايا الذي تم العثور عليه من قيمة A السابقة في هذه الصفحة.
الأسئلة الشائعة
ما هو قانون صيغة جيب التمام؟
c² = a² + b² − 2ab·cos(C)، حيث C هي الزاوية المقابلة للضلع c. إنه يعمم نظرية فيثاغورس على المثلثات التي ليس لها زاوية قائمة.
متى تستخدم قانون جيب التمام بدلا من قانون الجيب؟
استخدم قانون جيب التمام في حالات SSS (ثلاثة جوانب معروفة) أو SAS (الجانبان والزاوية المضمنة)، حيث أن قانون الجيب يحتاج إلى زاوية واحدة على الأقل مقترنة بجانبها المقابل للبدء.
كيف يمكنك العثور على زاوية باستخدام قانون جيب التمام؟
أعد ترتيب الصيغة لإيجاد جيب التمام: cos(A) = (b² + c² − a²) / (2bc)، ثم خذ جيب التمام العكسي للنتيجة لإيجاد الزاوية A.
هل قانون جيب التمام ينطبق على المثلثات القائمة أيضًا؟
نعم. عندما تكون الزاوية المضمنة 90°، cos(90°) = 0 وتختزل الصيغة تمامًا إلى نظرية فيثاغورس، مما يؤكدها كتعميم وليس قاعدة منفصلة.
هل يمكن لقانون جيب التمام أن يكون له نتيجة غامضة مثل SSA؟
لا. على عكس قانون الجيب في حالة SSA، فإن قانون جيب التمام المطبق على SSS أو SAS يعطي إجابة واحدة لا لبس فيها، لأنه لا يعتمد على دالة جيبية عكسية يمكنها إرجاع زاويتين صحيحتين.
ماذا لو كانت الجوانب الثلاثة المعطاة لا تشكل مثلثًا صالحًا؟
إذا كان مجموع الضلعين الأقصر أقل من أو يساوي الضلع الأطول، فلا يوجد مثلث صالح، وستشير الآلة الحاسبة إلى ذلك بدلاً من إرجاع زاوية غير صحيحة.
هل يمكنني استخدام قانون جيب التمام لإيجاد الزوايا الثلاث؟
نعم. قم بتطبيق الصيغة المعاد ترتيبها مرة واحدة لكل زاوية، أو ابحث عن زاوية واحدة بهذه الطريقة واستخدم قانون الجيب ومجموع زوايا 180 درجة للزاويتين المتبقيتين، والذي عادة ما يكون أسرع.
ملخص
قانون جيب التمام، c² = a² + b² − 2ab·cos(C)، يحل مثلثات SSS من خلال إيجاد كل زاوية من صيغة جيب التمام المعاد ترتيبها، ومثلثات SAS من خلال إيجاد الجانب الثالث مباشرة، مثل المثلث ذو الجانبين 6 و 9 وزاوية متضمنة 45 درجة مما يعطي ضلعًا ثالثًا يبلغ حوالي 6.37.
إنه يعمم نظرية فيثاغورس، ويختصرها بالضبط عندما تكون الزاوية المشمولة 90 درجة، ويعطي إجابة واحدة لا لبس فيها على عكس حالة SSA بموجب قانون الجيب.
الآلات الحاسبة ذات الصلة
حاسبة المثلث · قانون المثلث حاسبة الجيب · حاسبة المثلث القائم