В треугольнике ABC известно, что угол A = 60° и стороны AB = 7, AC = 10: какие способы вычисления углов B и C вы предложите, какие погрешности могут возникнуть при численных методах и как проверить корректность результата

26 Ноя в 10:46
1 +1
0
Ответы
1
Способы (коротко с формулами и числом):
1) Закон косинусов сначала для стороны a=BCa=BCa=BC:
a2=b2+c2−2bccos⁡A,b=10, c=7, A=60∘ a^2=b^2+c^2-2bc\cos A,\qquad b=10,\ c=7,\ A=60^\circ
a2=b2+c22bccosA,b=10, c=7, A=60
Подставляя: a2=100+49−2⋅10⋅7⋅cos⁡60∘=149−70=79a^2=100+49-2\cdot10\cdot7\cdot\cos60^\circ=149-70=79a2=100+492107cos60=14970=79, т.е. a=79≈8.888194417a=\sqrt{79}\approx8.888194417a=79 8.888194417.
Затем углы через косинусы:
cos⁡B=a2+c2−b22ac,cos⁡C=a2+b2−c22ab. \cos B=\frac{a^2+c^2-b^2}{2ac},\qquad \cos C=\frac{a^2+b^2-c^2}{2ab}.
cosB=2aca2+c2b2 ,cosC=2aba2+b2c2 .
Численно: cos⁡B=281479=279≈0.224859⇒B≈77.01∘\cos B=\dfrac{28}{14\sqrt{79}}=\dfrac{2}{\sqrt{79}}\approx0.224859\Rightarrow B\approx77.01^\circcosB=1479 28 =79 2 0.224859B77.01;
cos⁡C≈0.73156⇒C≈42.99∘\cos C\approx0.73156\Rightarrow C\approx42.99^\circcosC0.73156C42.99.
2) Закон синусов (альтернатива):
sin⁡Bb=sin⁡Aa⇒sin⁡B=bsin⁡Aa. \frac{\sin B}{b}=\frac{\sin A}{a}\Rightarrow \sin B=b\frac{\sin A}{a}.
bsinB =asinA sinB=basinA .
Подставляя: sin⁡B=10sin⁡60∘79≈0.9744\sin B=10\frac{\sin60^\circ}{\sqrt{79}}\approx0.9744sinB=1079 sin60 0.9744, B=arcsin⁡(0.9744)≈76.99∘B=\arcsin(0.9744)\approx76.99^\circB=arcsin(0.9744)76.99 (возможна дополнительная проверка на дополнительный корень 180∘−B180^\circ-B180B).
3) Геометрически/векторно: вычислить угол между векторами AB⃗\vec{AB}AB и CB⃗\vec{CB}CB или использовать atan2⁡\operatorname{atan2}atan2 для устойчивого вычисления углов без неоднозначности знака косинуса/синуса.
Возможные погрешности при численных методах:
- Округления при вычислении \sqrt{\ } и тригонометрических функций (обычно крайне малы при двойной точности, порядка 10−1510^{-15}1015 в относительном выражении).
- При использовании закона синусов — неоднозначность arcsin⁡\arcsinarcsin (второй возможный корень 180∘−B180^\circ-B180B); может привести к ошибке на десятки градусов, если не проверить.
- Катастрофическое вычитание при близких по величине числах в формулах косинусов (плохо ведёт себя при очень острых/тупых углах).
- Ошибки при переводе радиан/градусов.
Как проверить корректность результата (рекомендуемые проверки):
- Сумма углов: A+B+C=180∘A+B+C=180^\circA+B+C=180 (проверить с допустимой погрешностью, например 10−810^{-8}108°).
- Восстановить стороны по найденным углам через закон синусов: sin⁡Aa=sin⁡Bb=sin⁡Cc\dfrac{\sin A}{a}=\dfrac{\sin B}{b}=\dfrac{\sin C}{c}asinA =bsinB =csinC и сравнить с исходными b,cb,cb,c.
- Сравнить значения углов, полученные разными методами (косинусы vs синусы); если расходятся — проблема с выбором ветви arcsin⁡\arcsinarcsin или с потерей точности.
- Убедиться в выполнении неравенств треугольника: b+c>ab+c>ab+c>a, и т.д.
Итог (числа): B≈77.01∘, C≈42.99∘B\approx77.01^\circ,\ C\approx42.99^\circB77.01, C42.99.
26 Ноя в 10:56
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир