質問<301>2000/8/22
from=夏の風鈴
「正弦・余弦定理」


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=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=√2:1,c^2=b^2+√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2000/8/22
from=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
c2 =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、
√2   1
───=─── したがって、a=√2、b=1
sinA  sinB
c2 =b2 +√2bcに代入して、
c2 -√2c-1=0
解の公式より、
  √2±√(2+4) √2±√6
c=─────────=─────
     2        2
c>0より、
  √2+√6
c=─────
    2

   2+6+2√12 8+4√3
c2 =────────=─────=2+√3
      4       4
余弦定理より、
    b2 +c2 -a2 
cosA=─────────
      2bc

     1+(2+√3)-2    1+√3
  =──────────────=──────
   2・1・(√2+√6)/2   √2+√6

   √2-√6+√6-√18 √2-3√2 -2√2 √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°