Ero sivun ”Kosinilause” versioiden välillä

[arvioimaton versio][arvioimaton versio]
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
SilvonenBot (keskustelu | muokkaukset)
p Botti: ca:Teorema del cosinus on suositeltu artikkeli
p Palautettu selvempi todistus
Rivi 7:
 
==Todistus==
[[Kuva:KosinilauseentodCosenosPorPitagoras1.jpgsvg|right|thumb|250px|Todistus noudattaa kuvan määrittelyjä]]
 
Olkoon <math>CD</math> kolmion <math>ABC</math> kärjestä <math>C</math> piirretty korkeusjana. Selvästi <math>c=b\cos\alpha+a\cos\beta</math> (myös silloin, kun jompikumpi kulmista <math>\alpha</math> tai <math>\beta</math> on tylppä). [[Sinilause|Sinilauseen]] mukaan <math>b\sin\alpha=a\sin\beta</math>. Siis <math>c^2=c^2+0^2=(b\cos\alpha+a\cos\beta)^2+(b\sin\alpha-a\sin\beta)^2=b^2(\cos^2\alpha+\sin^2\alpha)+a^2(\cos^2\beta+\sin^2\beta)+2ab(\cos\alpha\cos\beta-\sin\alpha\sin\beta)=a^2+b^2+2ab\cos(\alpha+\beta)=a^2+b^2-2ab\cos\gamma.</math> Tässä käytettiin hyväksi kosinin yhteenlaskukaavaa ja sitä, että <math>\cos(\alpha+\beta)=\cos(180^{\circ}-\gamma)=-\cos\gamma</math>.
Olkoot ''h'':n pituus lyhin etäisyys kolmion sivulta ''b'' sivujen ''a'' ja ''c'' yhtymään. Tällöin ''h'' voidaan esittää Pythagoraan lauseen avulla kahdella eri tavalla:
 
<math>
\begin{align}
\begin{cases}
h^2 = a^2 - (b-u)^2 \\
h^2 = c^2 - u^2
\end{cases}
\Rightarrow a^2 - (b-u)^2 = c^2 - u^2
\end{align}
</math>
 
Edelleen sieventäen:
 
<math>
\begin{align}
a^2 - (b^2 - 2bu + u^2) & = c^2 - u^2 \\
a^2 - b^2 + 2bu - u^2 & = c^2 - u^2 \\
a^2 - b^2 + 2bu & = c^2 \\
u & = \frac{b^2 - a^2 + c^2}{2b}
\end{align}
</math>
 
Kosini kulmalle ''&gamma;'' on määritelty kuvan mukaan seuraavasti:
 
<math>
\begin{align}
cos(\gamma) & = \frac{b - u}{a} \\
& = \frac{b - \frac{b^2 - a^2 + c^2}{2b}}{a} \\
& = \frac{\frac{2b^2}{2b} + \frac{-b^2 + a^2 - c^2}{2b}}{a} \\
& = \frac{2b^2 - b^2 + a^2 - c^2}{2ab} \\
& = \frac{a^2 + b^2 - c^2}{2ab} \\
2ab \cdot cos(\gamma) & = a^2 + b^2 - c^2\\
\Rightarrow c^2 & = a^2 + b^2 - 2ab \cdot cos(\gamma)
\end{align}
</math>
 
==Kosinilause ja vektorit==