正弦定理・余弦定理と面積の練習問題と解き方
三角形の 3 辺と 3 つの角のうち、いくつかがわかれば残りが求まります。どの定理を使うかを、与えられた条件から判断しましょう。
基礎・標準:高校1年・3学期/発展:高校3年・受験期
数学の問題ジェネレーター
正弦定理と余弦定理
「1 辺と 2 角」や外接円の問題には正弦定理、「2 辺とその間の角」や「3 辺」の問題には余弦定理を使います。 も正弦定理から導かれます。
三角形の面積と内接円
3 辺がわかっているときは、余弦定理で 、 で を求めてから面積を計算します。例:, , なら で 、 です。
2 つの解・円に内接する四角形・測量
, , が与えられて を求めるときは、余弦定理が の二次方程式になり、解が 2 つあることがあります。 を満たすものはすべて答えです。
対角の和は なので 、。対角線 AC の長さを と の余弦定理で 2 通りに表して を求めます。
測量の問題では、まず地面上の三角形で正弦定理を使って距離を求め、次に鉛直な直角三角形で を使って高さを求めます。
例題(解き方つき)
において、, , のとき、 を求めよ。
ヒント
余弦定理 を使います。
答え
解き方
余弦定理より
より
3 辺の長さが , , である は、鋭角三角形・直角三角形・鈍角三角形のどれか。
- ア鋭角三角形
- イ直角三角形
- ウ鈍角三角形
ヒント
最大の辺の対角が最大の角です。その角の の符号を調べます。
答え
解き方
最大の辺は なので、その対角について
0 なので最大の角は直角で、直角三角形。
において、, , とする。辺 BC の中点を M とするとき、線分 AM の長さを求めよ。
ヒント
中線定理 を使います(余弦定理を 2 回使っても求められます)。
答え
解き方
中線定理より
よって
練習問題
において、, , のとき、 を求めよ。
ヒント
正弦定理 を使います。
答え
解き方
より
正弦定理より
よって
3 辺の長さが , , である は、鋭角三角形・直角三角形・鈍角三角形のどれか。
- ア鋭角三角形
- イ直角三角形
- ウ鈍角三角形
ヒント
最大の辺の対角が最大の角です。その角の の符号を調べます。
答え
解き方
最大の辺は なので、その対角について
負なので最大の角は鈍角で、鈍角三角形。
において、, , である。次のものを求めよ。
- (1)辺 の長さ
- (2)外接円の半径
- (3)面積
- (4)内接円の半径
ヒント
余弦定理 → 正弦定理 → 面積の公式 → の順に使います。
答え
- (1)
- (2)
- (3)
- (4)
解き方
(1) 余弦定理より
(2) 正弦定理より
(3)
(4) より