Como usar o teorema do cosseno

Autor: Ellen Moore
Data De Criação: 16 Janeiro 2021
Data De Atualização: 29 Junho 2024
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Contente

O teorema do cosseno é amplamente usado em trigonometria. É usado ao trabalhar com triângulos irregulares para encontrar quantidades desconhecidas, como lados e ângulos. O teorema é semelhante ao teorema de Pitágoras e é bastante fácil de lembrar. O teorema do cosseno diz que em qualquer triângulo c2=uma2+b22umabcosC{ displaystyle c ^ {2} = a ^ {2} + b ^ {2} -2ab cos {C}}.


Passos

Método 1 de 3: como encontrar o lado desconhecido

  1. 1 Anote os valores conhecidos. Para encontrar o lado desconhecido de um triângulo, você precisa conhecer os outros dois lados e o ângulo entre eles.
    • Por exemplo, dado um triângulo XYZ. O lado YX tem 5 cm, o lado YZ tem 9 cm e o ângulo Y é 89 °. Qual é o lado XZ?
  2. 2 Escreva a fórmula do teorema do cosseno. Fórmula: c2=uma2+b22umabcosC{ displaystyle c ^ {2} = a ^ {2} + b ^ {2} -2ab cos {C}}, Onde c{ displaystyle c} - parte desconhecida, cosC{ displaystyle cos {C}} - cosseno do ângulo oposto ao lado desconhecido, uma{ displaystyle a} e b{ displaystyle b} - dois lados bem conhecidos.
  3. 3 Insira os valores conhecidos na fórmula. Variáveis uma{ displaystyle a} e b{ displaystyle b} denotam dois lados conhecidos. Variável C{ displaystyle C} é o ângulo conhecido que fica entre os lados uma{ displaystyle a} e b{ displaystyle b}.
    • Em nosso exemplo, o lado XZ é desconhecido, então na fórmula é denotado como c{ displaystyle c}... Uma vez que os lados YX e YZ são conhecidos, eles são denotados pelas variáveis uma{ displaystyle a} e b{ displaystyle b}... Variável C{ displaystyle C} é o ângulo Y. Portanto, a fórmula será escrita da seguinte forma: c2=52+922(5)(9)cos89{ displaystyle c ^ {2} = 5 ^ {2} + 9 ^ {2} -2 (5) (9) cos {89}}.
  4. 4 Encontre o cosseno de um ângulo conhecido. Faça isso com uma calculadora. Insira um valor de ângulo e clique em COS{ displaystyle COS}... Se você não tiver uma calculadora científica, encontre uma tabela de cosseno online, por exemplo, aqui. Também no Yandex, você pode inserir "cosseno de X graus" (substitua o valor do ângulo por X), e o mecanismo de pesquisa exibirá o cosseno do ângulo.
    • Por exemplo, o cosseno é 89 ° ≈ 0,01745. Então: c2=52+922(5)(9)(0,01745){ displaystyle c ^ {2} = 5 ^ {2} + 9 ^ {2} -2 (5) (9) (0,01745)}.
  5. 5 Multiplique os números. Multiplicar 2umab{ displaystyle 2ab} pelo cosseno de um ângulo conhecido.
    • Por exemplo:
      c2=52+922(5)(9)(0,01745){ displaystyle c ^ {2} = 5 ^ {2} + 9 ^ {2} -2 (5) (9) (0,01745)}
      c2=52+921,5707{ displaystyle c ^ {2} = 5 ^ {2} + 9 ^ {2} -1,5707}
  6. 6 Dobre os quadrados dos lados conhecidos. Lembre-se de que para elevar ao quadrado um número, ele deve ser multiplicado por ele mesmo. Primeiro, eleve ao quadrado os números correspondentes e, em seguida, some os valores resultantes.
    • Por exemplo:
      c2=52+921,5707{ displaystyle c ^ {2} = 5 ^ {2} + 9 ^ {2} -1,5707}
      c2=25+811,5707{ displaystyle c ^ {2} = 25 + 81-1,5707}
      c2=1061,5707{ displaystyle c ^ {2} = 106-1,5707}
  7. 7 Subtraia dois números. Você encontrará c2{ displaystyle c ^ {2}}.
    • Por exemplo:
      c2=1061,5707{ displaystyle c ^ {2} = 106-1,5707}
      c2=104,4293{ displaystyle c ^ {2} = 104,4293}
  8. 8 Tire a raiz quadrada desse valor. Para fazer isso, use uma calculadora. É assim que você encontra o lado desconhecido.
    • Por exemplo:
      c2=104,4293{ displaystyle c ^ {2} = 104,4293}
      c2=104,4293{ displaystyle { sqrt {c ^ {2}}} = { sqrt {104,4293}}}
      c=10,2191{ displaystyle c = 10,2191}
      Portanto, o lado desconhecido tem 10,2191 cm.

Método 2 de 3: Encontrando um ângulo desconhecido

  1. 1 Anote os valores conhecidos. Para encontrar o ângulo desconhecido de um triângulo, você precisa conhecer todos os três lados do triângulo.
    • Por exemplo, dado um triângulo RST. Lado CP = 8 cm, ST = 10 cm, PT = 12 cm. Encontre o valor do ângulo S.
  2. 2 Escreva a fórmula do teorema do cosseno. Fórmula: c2=uma2+b22umabcosC{ displaystyle c ^ {2} = a ^ {2} + b ^ {2} -2ab cos {C}}, Onde cosC{ displaystyle cos {C}} - cosseno de um ângulo desconhecido, c{ displaystyle c} - um lado conhecido oposto a um canto desconhecido, uma{ displaystyle a} e b{ displaystyle b} - duas outras festas famosas.
  3. 3 Encontre os valores uma{ displaystyle a}, b{ displaystyle b} e c{ displaystyle c}. Em seguida, conecte-os à fórmula.
    • Por exemplo, o lado RT é oposto ao ângulo desconhecido S, então o lado RT é c{ displaystyle c} na fórmula. Outras partes irão uma{ displaystyle a} e b{ displaystyle b}... Portanto, a fórmula será escrita da seguinte forma: 122=82+1022(8)(10)cosC{ displaystyle 12 ^ {2} = 8 ^ {2} + 10 ^ {2} -2 (8) (10) cos {C}}.
  4. 4 Multiplique os números. Multiplicar 2umab{ displaystyle 2ab} pelo cosseno do ângulo desconhecido.
    • Por exemplo, 122=82+102160cosC{ displaystyle 12 ^ {2} = 8 ^ {2} + 10 ^ {2} -160 cos {C}}.
  5. 5 Ereto c{ displaystyle c} em um quadrado. Ou seja, multiplique o próprio número.
    • Por exemplo, 144=82+102160cosC{ displaystyle 144 = 8 ^ {2} + 10 ^ {2} -160 cos {C}}
  6. 6 Dobre os quadrados uma{ displaystyle a} e b{ displaystyle b}. Mas, primeiro, eleve ao quadrado os números correspondentes.
    • Por exemplo:
      144=64+100160cosC{ displaystyle 144 = 64 + 100-160 cos {C}}
      144=164160cosC{ displaystyle 144 = 164-160 cos {C}}
  7. 7 Isole o cosseno do ângulo desconhecido. Para fazer isso, subtraia o valor uma2{ displaystyle a ^ {2}} e b2{ displaystyle b ^ {2}} de ambos os lados da equação. Em seguida, divida cada lado da equação pelo fator no cosseno do ângulo desconhecido.
    • Por exemplo, para isolar o cosseno de um ângulo desconhecido, subtraia 164 de ambos os lados da equação e, em seguida, divida cada lado por -160:
      144164=164164160cosC{ displaystyle 144-164 = 164-164-160 cos {C}}
      20=160cosC{ displaystyle -20 = -160 cos {C}}
      20160=160cosC160{ displaystyle { frac {-20} {- 160}} = { frac {-160 cos {C}} {- 160}}}
      0,125=cosC{ displaystyle 0,125 = cos {C}}
  8. 8 Calcule o cosseno inverso. Isso encontrará o valor do ângulo desconhecido. Na calculadora, a função cosseno inversa é denotada COS1{ displaystyle COS ^ {- 1}}.
    • Por exemplo, o arco cosseno de 0,0125 é 82,8192. Portanto, o ângulo S é 82,8192 °.

Método 3 de 3: Amostra de problemas

  1. 1 Encontre o lado desconhecido do triângulo. Os lados conhecidos têm 20 cm e 17 cm, e o ângulo entre eles é de 68 °.
    • Como você tem dois lados e o ângulo entre eles, pode usar o teorema do cosseno. Escreva a fórmula: c2=uma2+b22umabcosC{ displaystyle c ^ {2} = a ^ {2} + b ^ {2} -2ab cos {C}}.
    • O lado desconhecido é c{ displaystyle c}... Insira os valores conhecidos na fórmula: c2=202+1722(20)(17)cos68{ displaystyle c ^ {2} = 20 ^ {2} + 17 ^ {2} -2 (20) (17) cos {68}}.
    • Calcular c2{ displaystyle c ^ {2}}, observando a ordem das operações matemáticas:
      c2=202+1722(20)(17)cos68{ displaystyle c ^ {2} = 20 ^ {2} + 17 ^ {2} -2 (20) (17) cos {68}}
      c2=202+1722(20)(17)(0,3746){ displaystyle c ^ {2} = 20 ^ {2} + 17 ^ {2} -2 (20) (17) (0,3746)}
      c2=202+172254,7325{ displaystyle c ^ {2} = 20 ^ {2} + 17 ^ {2} -254,7325}
      c2=400+289254,7325{ displaystyle c ^ {2} = 400 + 289-254,7325}
      c2=689254,7325{ displaystyle c ^ {2} = 689-254,7325}
      c2=434,2675{ displaystyle c ^ {2} = 434,2675}
    • Tire a raiz quadrada de ambos os lados da equação. É assim que você encontra o lado desconhecido:
      c2=434,2675{ displaystyle { sqrt {c ^ {2}}} = { sqrt {434,2675}}}
      c=20,8391{ displaystyle c = 20,8391}
      Portanto, o lado desconhecido é 20,8391 cm.
  2. 2 Encontre o ângulo H no triângulo GHI. Os dois lados adjacentes ao canto H têm 22 e 16 cm, enquanto o lado oposto ao canto H tem 13 cm.
    • Uma vez que todos os três lados são dados, o teorema do cosseno pode ser usado. Escreva a fórmula: c2=uma2+b22umabcosC{ displaystyle c ^ {2} = a ^ {2} + b ^ {2} -2ab cos {C}}.
    • O lado oposto ao canto desconhecido é c{ displaystyle c}... Insira os valores conhecidos na fórmula: 132=222+1622(22)(16)cosC{ displaystyle 13 ^ {2} = 22 ^ {2} + 16 ^ {2} -2 (22) (16) cos {C}}.
    • Simplifique a expressão resultante:
      132=222+162704cosC{ displaystyle 13 ^ {2} = 22 ^ {2} + 16 ^ {2} -704 cos {C}}
      132=484+256704cosC{ displaystyle 13 ^ {2} = 484 + 256 - 704 cos {C}}
      169=484+256704cosC{ displaystyle 169 = 484 + 256 - 704 cos {C}}
      169=740704cosC{ displaystyle 169 = 740-704 cos {C}}
    • Isole o cosseno:
      169740=740740704cosC{ displaystyle 169-740 = 740-740-704 cos {C}}
      571=704cosC{ displaystyle -571 = -704 cos {C}}
      571704=704cosC704{ displaystyle { frac {-571} {- 704}} = { frac {-704 cos {C}} {- 704}}}
      0,8111=cosC{ displaystyle 0,8111 = cos {C}}
    • Encontre o cosseno inverso. É assim que você calcula o ângulo desconhecido:
      0,8111=cosC{ displaystyle 0,8111 = cos {C}}
      35,7985=COS1{ displaystyle 35,7985 = COS ^ {- 1}}.
      Assim, o ângulo H é de 35,7985 °.
  3. 3 Encontre o comprimento da trilha. Os caminhos do rio, Hilly e Marsh formam um triângulo. O comprimento da trilha do rio é de 3 km, o comprimento da trilha montanhosa é de 5 km; essas trilhas se cruzam em um ângulo de 135 °. A trilha do pântano conecta as duas pontas das outras trilhas. Encontre a extensão da Trilha do Pântano.
    • As trilhas formam um triângulo. Você precisa encontrar o comprimento do caminho desconhecido, que é o lado do triângulo. Uma vez que os comprimentos dos outros dois caminhos e o ângulo entre eles são dados, o teorema do cosseno pode ser usado.
    • Escreva a fórmula: c2=uma2+b22umabcosC{ displaystyle c ^ {2} = a ^ {2} + b ^ {2} -2ab cos {C}}.
    • O caminho desconhecido (Pântano) será denotado como c{ displaystyle c}... Insira os valores conhecidos na fórmula: c2=32+522(3)(5)cos135{ displaystyle c ^ {2} = 3 ^ {2} + 5 ^ {2} -2 (3) (5) cos {135}}.
    • Calcular c2{ displaystyle c ^ {2}}:
      c2=32+522(3)(5)cos135{ displaystyle c ^ {2} = 3 ^ {2} + 5 ^ {2} -2 (3) (5) cos {135}}
      c2=32+522(3)(5)(0,7071){ displaystyle c ^ {2} = 3 ^ {2} + 5 ^ {2} -2 (3) (5) (- 0,7071)}
      c2=32+52(21,2132){ displaystyle c ^ {2} = 3 ^ {2} + 5 ^ {2} - (- 21,2132)}
      c2=9+25+21,2132{ displaystyle c ^ {2} = 9 + 25 + 21,2132}
      c2=55,2132{ displaystyle c ^ {2} = 55,2132}
    • Tire a raiz quadrada de ambos os lados da equação. É assim que você encontra o comprimento do caminho desconhecido:
      c2=55,2132{ displaystyle { sqrt {c ^ {2}}} = { sqrt {55,2132}}}
      c=7,4306{ displaystyle c = 7,4306}
      Portanto, o comprimento da Trilha do Pântano é de 7,4306 km.

Pontas

  • É mais fácil usar o teorema do seno. Portanto, primeiro descubra se ele pode ser aplicado ao problema em questão.