質問<301>
「「正弦・余弦定理」」
日付 2000/8/22
質問者 夏の風鈴


以下の問題がよくわかりません。誰か教えてください。
(1)asin(A+C)=bsin(B+C) (2)a(bcosC-ccosB)=b^2-\(c^{2}\)
(3)bccosA+cacosB+abcosC=\(\frac{1}{2}\)(\(a^{2}\)+\(b^{2}\)+\(c^{2}\))
(4)tanB/tanC=\(a^{2}\)+\(b^{2}\)-\(c^{2}\)/\(a^{2}\)-\(b^{2}\)+\(c^{2}\)
(5)三角形ABCにおいて、sinA:sinB=\(\sqrt{\quad}\)2:1,\(c^{2}\)=\(b^{2}\)+\(\sqrt{\quad}\)2bc
となる関係があるとき、A,B,Cはそれぞれ何度になりますか。

お返事(武田)
日付 2000/8/22
回答者 武田


問1
A+B+C=πより
左辺=asin(A+C)=asin(π-B)=asinB
右辺=bsin(B+C)=bsin(π-A)=bsinA
正弦定理
 a   b   c
───=───=───=2R
sinA  sinB sinC
の第1辺と第2辺より、asinB=bsinA
∴左辺=右辺

問2
左辺=a(bcosC-ccosB)=abcosC-accosB
余弦定理
2 =a2 +b2 -2abcosC
2abcosC=a2 +b2 -c2 より
   a2 +b2 -c2   a2 +c2 -b2
左辺=────────-────────
       2       2

   2b2 -2c2
  =───────=b2 -c2 =右辺
      2
∴左辺=右辺

問3
左辺=bccosA+cacosB+abcosC
問2と同様に余弦定理より、
   (b2 +c2 -a2 )+(c2 +a2 -b2 )+(a2 +b2 -c2
左辺=──────────────────────────────
                2

   a2 +b2 +c2
  =────────=右辺
      2
∴左辺=右辺

問4
   a2 +b2 -c2
右辺=────────
   a2 -b2 +c2
問2と同様に余弦定理より、
   2abcosC  bcosC
右辺=──────=─────
   2accosB  ccosB
問1と同様に正弦定理の第2辺と第3辺より、
bsinC=csinB
b/c=sinB/sinC

   sinBcosC        /
右辺=─────=sinB/cosB/sinC/cosC
   sinCcosB      /

  tanB
=────=左辺
  tanC
∴右辺=左辺

問5
正弦定理より、
\(\sqrt{\quad}\)2   1
───=─── したがって、a=\(\sqrt{\quad}\)2、b=1
sinA  sinB
2 =b2 +\(\sqrt{\quad}\)2bcに代入して、
2 -\(\sqrt{\quad}\)2c-1=0
解の公式より、
  \(\sqrt{\quad}\)2\(\pm\)\(\sqrt{\quad}\)(2+4) \(\sqrt{\quad}\)2\(\pm\)\(\sqrt{\quad}\)6
c=─────────=─────
     2        2
c>0より、
  \(\sqrt{\quad}\)2+\(\sqrt{\quad}\)6
c=─────
    2

   2+6+2\(\sqrt{\quad}\)12 8+4\(\sqrt{\quad}\)3
2 =────────=─────=2+\(\sqrt{\quad}\)3
      4       4
余弦定理より、
    b2 +c2 -a2
cosA=─────────
      2bc

     1+(2+\(\sqrt{\quad}\)3)-2    1+\(\sqrt{\quad}\)3
  =──────────────=──────
   2・1・(\(\sqrt{\quad}\)2+\(\sqrt{\quad}\)6)/2   \(\sqrt{\quad}\)2+\(\sqrt{\quad}\)6

   \(\sqrt{\quad}\)2-\(\sqrt{\quad}\)6+\(\sqrt{\quad}\)6-\(\sqrt{\quad}\)18 \(\sqrt{\quad}\)2-3\(\sqrt{\quad}\)2 -2\(\sqrt{\quad}\)2 \(\sqrt{\quad}\)2
  =────────────=──────=────=──
       2-6        -4    -4   2
したがって、
∠A=45°
同様にして、∠B=30°
したがって、∠C=π-(A+B)=105°

(答)∠A=45°、∠B=30°、∠C=105°