套路

补角同正弦搬角

一点落在某条边上时,它两侧的两个角互补;由 sin⁡(π−θ)=sin⁡θ\sin(\pi-\theta)=\sin\theta,题目给在一个三角形里的角,可以原封不动地搬进相邻那个三角形去用正弦定理(余弦要变号)。

解题套路

图形长这样:DD 在线段 ACAC 上,BB 在直线 ACAC 外,于是一条 BDBD 把 △ABC\triangle ABC 切成 △ABD\triangle ABD 与 △BDC\triangle BDC。DD 处那两个角互补:

∠ADB+∠BDC=π⟹sin⁡∠ADB=sin⁡∠BDC,cos⁡∠ADB=−cos⁡∠BDC\angle ADB+\angle BDC=\pi \quad\Longrightarrow\quad \sin\angle ADB=\sin\angle BDC,\qquad \cos\angle ADB=-\cos\angle BDC

于是:

  1. 看题目把角给在哪个三角形里,再看待求的量在哪个三角形里。两者不在同一个时,别急着解两次。
  2. 正弦要用就直接搬:sin⁡\sin 对补角相等,给在 △BDC\triangle BDC 的 sin⁡∠BDC\sin\angle BDC 就是 △ABD\triangle ABD 里的 sin⁡∠ADB\sin\angle ADB。正弦定理只吃正弦,所以这一步是免费的。
  3. 余弦要用就变号:cos⁡∠ADB=−cos⁡∠BDC\cos\angle ADB=-\cos\angle BDC。余弦定理里符号反了,答案的正负也就反了——这是本套路唯一的风险点。
  4. 角度本身要写清:∠BDC=45∘\angle BDC=45^\circ 时 ∠ADB=135∘\angle ADB=135^\circ。填在正弦定理里的角必须是这个三角形自己的那一个,哪怕正弦相同也要写对,否则后面用内角和求第三个角时会算错。

为什么它省事

题目常把条件给在「小三角形」里、把待求量放在「大三角形」或另一个小三角形里。硬做要在两个三角形里各列一次定理、再联立消掉那条公共边。用补角把角搬过去,往往一个三角形就够:

  • 待求边与已知边分居 BDBD 两侧时,先搬角,再在含待求边的那个三角形里用一次正弦定理;
  • 公共边 BDBD 自身就是待求量时更划算:它在两个三角形里都出现,搬角之后随便挑一个算。

与内角和配套用

搬完角,第三个角常常就是白给的:△ABD\triangle ABD 里 ∠ABD=π−∠ADB−∠BAD\angle ABD=\pi-\angle ADB-\angle BAD。所以「补角 + 内角和」两步下来,一个三角形里三个角常常全知道,剩下的只是把边配上去。

常见失手

  • 把题给的角直接当成另一个三角形的内角(45∘45^\circ 当成 ∠ADB\angle ADB 用):正弦碰巧相等,但用内角和求第三角时会差出 90∘90^\circ。
  • 余弦忘了变号:cos⁡∠ADB=−cos⁡∠BDC\cos\angle ADB=-\cos\angle BDC,漏掉负号在余弦定理里就是加减写反。
  • 钝角三角形的图画反了:∠ADB\angle ADB 是钝角时 DD 靠 AA 那一侧更近,草图画对了才不会把点的位置弄颠倒。

学它之前先会

共 4 条前置、最深 3 层。

共 2 道题考到本条。