三角形的正弦定理证明

高一数学 · 解三角形 · 高线与外接圆

正弦定理三角形面积外接圆

定理内容

在 △ABC 中,角 A、B、C 的对边分别为 a、b、c,外接圆半径为 R。

a / sin A = b / sin B = c / sin C = 2R

证明这个结论。

动态参考图

调节点 C,三边和三个角随之变化;四个读数始终相等。

a / sin A
b / sin B
c / sin C
2R

完整证明

从 C 向 AB 作高 CD,设 CD=h。

在直角三角形 ACD 中,h=b sin A;在直角三角形 BCD 中,h=a sin B

b sin A = a sin B

两边同除以 sin A · sin B,得到

a / sin A = b / sin B

同理,从 A 向 BC 作高。用完全相同的方法可得

b sin C = c sin B

因此 b / sin B = c / sin C。与上一步合并:

a / sin A = b / sin B = c / sin C

若三角形有钝角,高落在边的延长线上;利用 sin(180°−A)=sin A,结论仍成立。

作 △ABC 的外接圆,并作直径 BD,连接 CD。因为 BD 是直径,所以 ∠BCD=90°

圆周角 ∠BDC 与 ∠BAC 都对着同一条弦 BC,所以 ∠BDC=∠BAC=A。在直角三角形 BCD 中:

BC = BD · sin∠BDC = 2R sin A

a=2R sin A,所以 a/sin A=2R。其余两边同理。

∴ a / sin A = b / sin B = c / sin C = 2R

结论汇总

关系依据得到
h=b sin A=a sin B同一条高a/sin A=b/sin B
换一条高同理b/sin B=c/sin C
a=2R sin A直径与圆周角公共比值为 2R

什么时候使用

已知两角与一边,或已知两边和其中一边的对角时,正弦定理能在“边—对角”之间直接换算。使用前必须先确认边和对角一一对应。