通用三角形求解器
用于求解任意三角形的强大工具。输入三个已知量(例如 SSS、SAS、ASA、AAS),计算器将利用正弦定理、余弦定理和海伦公式自动求出所有未知边长、角度、面积和周长。
通用三角形求解器
歡迎使用 通用三角形求解器,這是一款用來求解任意三角形的線上工具。無論已知的是三條邊(SSS)、兩邊及其夾角(SAS)、兩個角與一條邊(ASA/AAS),或是兩邊與一個非夾角(SSA),本工具都能自動計算其餘邊長與角度,以及三角形的面積與周長,非常適合學生、老師、工程師及所有需要處理三角形問題的使用者。
主要功能特色
- 支援多種已知條件: 完整處理 SSS、SAS、ASA、AAS 與 SSA 等常見情形。
- 輸出完整三角形元素: 一次給出三條邊、三個角、面積與周長。
- 採用經典三角學方法: 計算過程使用正弦定理、餘弦定理與海倫公式。
- 分步解題說明: 以文字步驟呈現解題過程,方便學習與教學。
- 自動有效性檢查: 檢驗三角形不等式與內角和是否為 180°。
- 圖形視覺化: 在畫布上繪製對應的三角形,並標示邊長與角度。
三角形求解方法概覽
本求解器主要依據以下幾個重要公式:
正弦定理
正弦定理將三角形的邊長與對應角的正弦值關聯起來:
$$\frac{a}{\sin(A)} = \frac{b}{\sin(B)} = \frac{c}{\sin(C)}$$當已知以下條件時特別適用:
- 兩個角與一條邊(AAS 或 ASA)
- 兩條邊與一個非夾角(SSA,存在多解或無解的情況)
餘弦定理
餘弦定理可以視為畢氏定理的推廣形式:
$$c^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cos(C)$$ $$b^2 = a^2 + c^2 - 2ac\cos(B)$$ $$a^2 = b^2 + c^2 - 2bc\cos(A)$$當已知下列條件時會大量使用餘弦定理:
- 三條邊皆已知(SSS)
- 兩條邊與其夾角已知(SAS)
海倫公式(Heron's Formula)
當三角形三邊長 a、b、c 皆已知時,可利用海倫公式計算面積:
$$\text{Area} = \sqrt{s(s-a)(s-b)(s-c)}$$其中 $s = \frac{a + b + c}{2}$ 為三角形的半周長。
如何使用通用三角形求解器
- 輸入已知值: 在表單中輸入任意 3 個已知量(邊或角),未知欄位保持空白。
- 邊的命名: 三條邊分別記為 a、b、c。
- 角的命名: 三個角分別記為 A、B、C,其中 A 為對邊 a 的角,B 為對邊 b 的角,C 為對邊 c 的角。
- 角度單位: 所有角度均以「度」為單位輸入。
- 按下「計算」: 工具會自動判斷所屬情形(SSS、SAS、ASA/AAS、SSA),並求出所有未知量。
- 查看結果: 下方會顯示三角形全部元素、面積、周長以及分步解題說明。
常見三角形已知條件類型
- SSS(邊邊邊): 已知三邊長,利用餘弦定理求三個角。
- SAS(邊角邊): 已知兩邊及夾角,先用餘弦定理求第三邊,再用正弦定理求其餘角度。
- ASA / AAS(角邊角或角角邊): 已知兩個角與一條邊,先利用 $A+B+C=180°$ 求第三角,再用正弦定理求其餘邊長。
- SSA(邊邊角): 模糊情形,可能沒有解、只有一組解或兩組解,本工具會自動判定並輸出有效解。
重要的三角形性質
- 內角和: 任意三角形的三個內角總和皆為 180°:$A + B + C = 180°$。
- 三角形不等式: 任意兩邊之和必須大於第三邊:
- $a + b > c$
- $b + c > a$
- $a + c > b$
- 角度與邊長對應: 最大的角對應最長的邊,最小的角對應最短的邊。
應用場景
三角形求解在許多領域都扮演重要角色,例如:
- 幾何與三角函數教學: 用於說明三角形性質與相關公式。
- 測量與測繪: 土地丈量、邊界與距離計算。
- 導航與定位: 方位、距離與航線估算。
- 工程與建築: 結構分析、桁架與屋頂坡度設計。
- 物理與力學: 向量分解與受力分析。
- 電腦圖學: 3D 建模與渲染中的幾何計算。
SSA 模糊情形
當已知兩條邊與其中一條邊所對的角(SSA)時,可能出現:
- 無解: 給定條件無法形成三角形。
- 唯一解: 只有一個符合條件的三角形。
- 兩組解: 可能存在兩個不同的三角形(較少見)。
本工具會自動偵測 SSA 情形並給出正確的解(若存在)。
為什麼選擇本求解器?
手動求解三角形通常需要多個公式與繁瑣計算,稍有不慎就容易出錯。本求解器的優點包括:
- 高正確性: 基於嚴謹的三角學公式進行計算。
- 高效率: 對任意合法輸入都能即時計算出結果。
- 教學友善: 分步顯示計算過程,便於理解與複習。
- 支援多樣情境: 同時處理 SSS、SAS、ASA、AAS、SSA 等多種已知條件組合。
- 自動驗證: 檢查結果是否符合三角形基本性質與數學一致性。
延伸閱讀資源
若想進一步了解三角形幾何與相關解法,可參考以下英文資源:
- 三角形的解法(Solution of Triangles)- 維基百科
- 正弦定理(Law of Sines)- 維基百科
- 餘弦定理(Law of Cosines)- 維基百科
- 海倫公式(Heron's Formula)- 維基百科
- Triangle - Wolfram MathWorld
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由 miniwebtool 團隊提供。更新日期:2025 年 11 月 16 日
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