なぜa/sinA : b/sinB : c/sinC = sinA : sinB : sinCとなるのか?三角比の理解を深める

高校数学

三角形の辺の比と角度の三角比(sin)に関する式は、多くの数学の問題で登場します。特に、「a/sinA : b/sinB : c/sinC = sinA : sinB : sinC」という関係を理解することは、三角形に関連する問題を解くうえで重要です。この式はなぜ成り立つのか、その理由を詳しく解説します。

三角形と三角比の基本的な関係

三角形ABCを考えたとき、辺a、b、cはそれぞれ角A、B、Cに対して対応しています。三角形の辺と角度には、三角比(特に正弦)を使って関係を表現することができます。特に、サイン定理は重要な役割を果たします。

サイン定理は、次のように表されます。

a/sinA = b/sinB = c/sinC

この定理によれば、三角形の任意の辺の長さと、それに対応する角度のサインの比は常に等しいことがわかります。これを利用することで、a/sinA : b/sinB : c/sinCが成り立つ理由が理解できます。

なぜa/sinA : b/sinB : c/sinCがsinA : sinB : sinCになるのか

サイン定理から、a/sinA = b/sinB = c/sinCという関係が得られるため、a/sinA : b/sinB : c/sinCはそれぞれの辺の比が等しいことを示しています。

例えば、a/sinA = b/sinBという式を使うと、a : b = sinA : sinB となります。同様に、b/sinB = c/sinCを使うと、b : c = sinB : sinCとなります。これにより、全体の比はa : b : c = sinA : sinB : sinCという関係になるのです。

サイン定理を使った具体例

具体的な三角形で考えてみましょう。例えば、三角形ABCにおいて、角A、B、Cがそれぞれ30度、60度、90度で、辺a、b、cの長さが5cm、8cm、10cmだとします。この場合、サイン定理を使うと、a/sinA = b/sinB = c/sinCという関係が成り立ちます。

実際に計算すると、a/sinA = 5/sin(30°)、b/sinB = 8/sin(60°)、c/sinC = 10/sin(90°)という式を確認できます。これらの比はすべて等しいため、a/sinA : b/sinB : c/sinC = sinA : sinB : sinCが成り立つことがわかります。

まとめ

「a/sinA : b/sinB : c/sinC = sinA : sinB : sinC」という関係は、サイン定理に基づく基本的な三角形の性質です。サイン定理によって、三角形の辺の長さと角度のサインの比が等しいことがわかり、これを利用して辺と角の比を簡単に表現することができます。この理解は、三角形の問題を解く上で非常に有用です。

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