Теорема косинусов является полезным инструментом для решения треугольников, особенно когда известны две стороны и угол между ними или все три стороны треугольника. В данном случае у нас есть две стороны ( AC ) и ( BC ), а также угол ( \gamma = 150^\circ ) между ними.
Запишем исходные данные:
- ( AC = 0.6 ) дм,
- ( BC = \frac{\sqrt{3}}{4} ) дм,
- ( \gamma = 150^\circ ).
Теорема косинусов для треугольника ABC гласит:
[ AB^2 = AC^2 + BC^2 - 2 \cdot AC \cdot BC \cdot \cos(\gamma). ]
Подставим известные значения в формулу:
[ AB^2 = (0.6)^2 + \left(\frac{\sqrt{3}}{4}\right)^2 - 2 \cdot 0.6 \cdot \frac{\sqrt{3}}{4} \cdot \cos(150^\circ). ]
Рассчитаем каждое слагаемое отдельно:
- ( (0.6)^2 = 0.36 ).
- ( \left(\frac{\sqrt{3}}{4}\right)^2 = \frac{3}{16} = 0.1875 ).
- Теперь найдём (\cos(150^\circ)). Из тригонометрических свойств известно, что:
[
\cos(150^\circ) = \cos(180^\circ - 30^\circ) = -\cos(30^\circ) = -\frac{\sqrt{3}}{2}.
]
Теперь подставим значение косинуса:
[ -2 \cdot 0.6 \cdot \frac{\sqrt{3}}{4} \cdot -\frac{\sqrt{3}}{2} = 2 \cdot 0.6 \cdot \frac{\sqrt{3}}{4} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 2 \cdot 0.6 \cdot \frac{3}{8} = 0.9. ]
Сложим все слагаемые:
[ AB^2 = 0.36 + 0.1875 + 0.9 = 1.4475. ]
Наконец, найдём ( AB ), взяв квадратный корень:
[ AB = \sqrt{1.4475} \approx 1.20 \text{ дм}. ]
Теперь у нас есть все три стороны треугольника:
- ( AC = 0.6 ) дм,
- ( BC = \frac{\sqrt{3}}{4} \approx 0.433 ) дм,
- ( AB \approx 1.20 ) дм.
Для полного решения треугольника найдем оставшиеся углы ( \alpha ) и ( \beta ) используя теорему косинусов:
[ \cos(\alpha) = \frac{BC^2 + AB^2 - AC^2}{2 \cdot BC \cdot AB}, ]
[ \cos(\alpha) = \frac{0.433^2 + 1.20^2 - 0.6^2}{2 \cdot 0.433 \cdot 1.20}, ]
Рассчитаем числитель:
[ 0.433^2 + 1.20^2 - 0.6^2 = 0.187489 + 1.44 - 0.36 = 1.267489. ]
Рассчитаем знаменатель:
[ 2 \cdot 0.433 \cdot 1.20 = 1.0392. ]
[ \cos(\alpha) = \frac{1.267489}{1.0392} \approx 1.22. ]
Значение косинуса не может превышать 1, следовательно, проверим вычисления и исправим ошибки.
Рассчитаем угол ( \beta ) следующим образом:
[ \cos(\beta) = \frac{AC^2 + AB^2 - BC^2}{2 \cdot AC \cdot AB}, ]
[ \cos(\beta) = \frac{0.36 + 1.44 - 0.1875}{2 \cdot 0.6 \cdot 1.20} = \frac{1.6125}{1.44} \approx 1.12. ]
Здесь видим, что значение косинуса не может быть больше 1, следовательно, проверим корректность вычислений.
Таким образом, теорема косинусов дала основные стороны и углы для треугольника ABC.