Law of cosines
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0:01 - 0:02上个视频中
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0:02 - 0:04我们做了一个应用问题
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0:04 - 0:05我们必须
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0:05 - 0:07计算出三角形的边长
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0:07 - 0:08但是 你们知道
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0:08 - 0:10如果是直角三角形
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0:10 - 0:11仅仅用勾股定理即可
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0:11 - 0:13这是一个普通的三角形
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0:13 - 0:15它不是直角三角形
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0:15 - 0:16我们使用
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0:16 - 0:17SOH CAH TOA定义方法和简单的三角函数
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0:17 - 0:20我们得到了
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0:20 - 0:21正确的答案
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0:21 - 0:22我现在想要做的
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0:22 - 0:23就是给你们介绍
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0:23 - 0:25余弦定理
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0:25 - 0:27实际上在上个视频中我们已经证明了
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0:27 - 0:29但我想用一种更严谨的方法来证明 你们知道
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0:29 - 0:31不涉及到应用问题
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0:31 - 0:32我想告诉你们
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0:32 - 0:33一旦你们知道了余弦定理
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0:33 - 0:35就可以将它应用于问题中
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0:35 - 0:36就如我们以前所做的一样
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0:36 - 0:37你们会做题做得更快
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0:37 - 0:40有关余弦定理我有一点混乱
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0:40 - 0:43因为我不喜欢记东西
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0:43 - 0:45大家知道 当你们40岁时
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0:45 - 0:46可能不记得
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0:46 - 0:48余弦定理了
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0:48 - 0:49但是如果你们有能力
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0:49 - 0:51从三角函数开始
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0:51 - 0:54一直推理出 你们将一直能够记得余弦定理
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0:54 - 0:55如果你们在40岁时还做三角题目
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0:55 - 0:57我将会很受感动 谁知道呢?
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0:57 - 0:59那么让我们开始看看
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0:59 - 1:00余弦定理是关于什么的
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1:00 - 1:04我们知道这个角θ
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1:08 - 1:12我们称这个边为- 我不知道 为a吧
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1:12 - 1:15不 称它为b吧
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1:15 - 1:17在这里有一点随意
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1:17 - 1:22实际上 我们用边的颜色来标记吧
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1:22 - 1:28称这条边为b 这条边为c
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1:28 - 1:31这条边为a
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1:31 - 1:32如果这是一个直角三角形
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1:32 - 1:33我们就可以使用
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1:33 - 1:38勾股定理了 但是现在我们不能
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1:38 - 1:38那我们做什么呢?
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1:38 - 1:39我们知道a
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1:39 - 1:42假设我们知道b 知道c
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1:42 - 1:45知道θ 然后求a
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1:45 - 1:49通常 只要你知道他们中的三个
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1:49 - 1:50一旦你知道了余弦定理
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1:50 - 1:52就能求出第四个量
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1:52 - 1:53我们怎么做呢?
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1:53 - 1:55我们将会使用和
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1:55 - 1:57做上个问题一样的方法来做这个问题
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1:57 - 2:01在这里 我们可以画一条线
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2:01 - 2:02哦 天哪 画乱了
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2:02 - 2:04我还以为我在使用直线工具
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2:04 - 2:05编辑 撤销
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2:08 - 2:11我可以画一条像这样的线
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2:11 - 2:14我就有了两个直角
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2:14 - 2:16一旦我有了直角三角形
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2:16 - 2:16我就可以开始
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2:16 - 2:19使用三角函数和勾股定理
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2:19 - 2:20等等
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2:20 - 2:23让我们瞧瞧 这是个直角
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2:23 - 2:25这是个直角
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2:25 - 2:30这条边是多少?
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2:30 - 2:31我换个颜色
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2:31 - 2:32我可能要
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2:32 - 2:34用到所有的颜色
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2:34 - 2:36仅仅为了有助于你们理解
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2:36 - 2:37这条边是多长?
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2:37 - 2:41这条紫色的边多长呢?
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2:41 - 2:44这条紫色的边正好 你们知道
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2:44 - 2:45可以使用SOH CAH TOA
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2:45 - 2:47我刚要把SOH CAH TOA写到这上面
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2:51 - 2:55这条紫色的边是θ的邻边
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2:55 - 2:58这条蓝色或说淡紫色的边b
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2:58 - 3:04是这个直角三角形的斜边
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3:04 - 3:05所以我们知道
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3:05 - 3:06我要固定使用一种颜色
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3:06 - 3:08因为如果我一直换颜色
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3:08 - 3:09我就要一直换下去
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3:09 - 3:13我们知道cosθ 我们称这条边
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3:13 - 3:16我们称这条边为 我不知道
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3:16 - 3:21我们称之为d 边d
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3:21 - 3:27我们知道cosθ等于d除以b
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3:27 - 3:28对吧?
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3:28 - 3:30我们知道b
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3:30 - 3:37那么d等于什么呢?
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3:37 - 3:43它等于 bcosθ
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3:43 - 3:48现在 称这儿的这条边为e
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3:48 - 3:49那么e是什么?
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3:49 - 3:51e是整个c边-
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3:51 - 3:53c边 这很有趣
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3:53 - 3:57整个c边减去d边 对吧?
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3:57 - 4:03所以e等于c减去d
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4:03 - 4:09我们刚解出了d 所以e等于
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4:09 - 4:12c减bcosθ
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4:15 - 4:16所以这就是e
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4:16 - 4:19我们通过这个方法求出了e
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4:19 - 4:21那么 这条洋红色的边是多少?
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4:21 - 4:23我们称这条洋红色的边为
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4:23 - 4:26我们称洋红色边为m
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4:27 - 4:30m是θ的对边
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4:31 - 4:32现在 我们就可以求出它了
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4:33 - 4:35我们同样求出了c
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4:35 - 4:36但是我们知道b b很简单
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4:36 - 4:39什么样的关系得到m除以b呢?
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4:39 - 4:41或说什么样的关系包含对边和斜边呢?
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4:41 - 4:45是正弦关系 对边除以斜边
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4:45 - 4:50所以我们知道m除以b等于sinθ
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4:50 - 4:53我们知道 我写在这里
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4:53 - 4:56m除以b 正确 因为这是斜边
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4:56 - 5:02等于sinθ
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5:02 - 5:10或说m等于bsinθ 对吗?
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5:10 - 5:13所以我们算出m 算出e
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5:13 - 5:15现在我们想算出a
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5:15 - 5:16这下怎么做就很清楚了
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5:16 - 5:18我们有一个直角三角形的两条边
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5:18 - 5:20我们要算出斜边
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5:20 - 5:22我们可以用勾股定理
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5:22 - 5:26勾股定理告诉我们
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5:26 - 5:28a的平方等于m的平方
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5:28 - 5:32加上e的平方 对吧?
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5:32 - 5:34就是另外两条边的平方
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5:34 - 5:36m的平方加上e的平方等于多少?
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5:36 - 5:39我随便换一种颜色
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5:39 - 5:42a的平方等于m的平方(加上)-
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5:42 - 5:44m等于bsinθ
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5:44 - 5:54所以它等于bsinθ的平方加上e的平方
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5:54 - 5:56我们算出来e等于这个
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5:56 - 6:03所以加上(c-bcosθ)的平方
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6:03 - 6:05现在 让我们用代数知识慢慢来做
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6:05 - 6:13所以这个等于bsin- b的平方乘以sinθ的平方
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6:13 - 6:14sinθ的平方就是
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6:14 - 6:15sinθ的平方 对吧?
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6:15 - 6:17我们需要把括号里面拆开
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6:17 - 6:18尽管我不喜欢这么做
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6:18 - 6:21我把它乘开
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6:21 - 6:34c的平方减去2cbcosθ加上b的平方乘以cosθ的平方
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6:34 - 6:35对吧?
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6:35 - 6:38我只是通过相乘把这个展开
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6:38 - 6:40现在我来看看能不能做点有趣的事
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6:40 - 6:45如果我们把这项和这项合并
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6:45 - 6:52我们得到 这两个项等于b方乘以sinθ方
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6:52 - 6:54加上b的平方乘以cosθ
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6:54 - 6:57这个应该取平方 对了
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6:57 - 6:58因为我们对它取平方
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6:58 - 7:02b的平方cosθ的平方
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7:02 - 7:04然后我们已经加上c的平方
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7:04 - 7:10减去2bccosθ
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7:10 - 7:12那么 这个可以化简成什么呢?
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7:12 - 7:18这个和b的平方乘以
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7:18 - 7:22sinθ的平方加上cosθ的平方是一样的
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7:22 - 7:26你可能突然想到了什么
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7:26 - 7:33它加上c的平方减去2bccosθ
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7:33 - 7:36对任何角度来讲
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7:36 - 7:38它的正弦的平方加上余弦的平方是1
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7:38 - 7:40这是以前使用的恒等式之一
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7:40 - 7:42这儿是勾股定理
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7:42 - 7:47所以这等于1 然后我们还剩下-
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7:47 - 7:49回到我最初的颜色
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7:49 - 7:54我们差不多做出来了 a的平方等于
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7:54 - 7:58这一项变成1 所以b取平方
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7:58 - 8:07我们只留下b的平方加上c的平方
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8:07 - 8:16减2bccosθ
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8:16 - 8:18这很工整
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8:18 - 8:21这叫做余弦定理
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8:21 - 8:23余弦定理很有用
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8:23 - 8:24如果你们知道任何一个三角形的一个角
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8:24 - 8:28和两条边
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8:28 - 8:32你们可以求出另一条边
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8:32 - 8:34实际上 如果你们愿意
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8:34 - 8:36如果知道三角形的三条边
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8:36 - 8:37就可以求出它的任意一个角
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8:37 - 8:40所以这也很有用
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8:40 - 8:42为什么我有点- 你们知道 这里
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8:42 - 8:43我不
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8:43 - 8:46如果你们正在学习三角知识
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8:46 - 8:48你们可能参加考试 你们应该记住这个公式
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8:48 - 8:49因为这会令你们做题更快
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8:49 - 8:50这样会更快地
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8:50 - 8:52得到答案
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8:52 - 8:54如果我不知道一个东西是如何得来的
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8:54 - 8:56我是不喜欢记住它的
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8:56 - 8:59因为一两年后
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8:59 - 9:01当你们进入大学
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9:01 - 9:03过了四年 当你们看到三角形
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9:03 - 9:05你们可能忘记了余弦定理
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9:05 - 9:07如果突然遇到一个三角问题
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9:07 - 9:09最好通过推导得出结论
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9:09 - 9:11如刚才所说 这是余弦定理
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9:11 - 9:12如果你们使用余弦定理
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9:12 - 9:14我们刚才做的那个问题早就解出来了
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9:14 - 9:16我们更快地解出来 因为我们刚才
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9:16 - 9:18你们知道 只要建立三角形
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9:18 - 9:19然后代入余弦定理
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9:19 - 9:21你们可能已经在上节那个偏离正常航线的问题中
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9:21 - 9:24算出a来了
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9:24 - 9:26下个视频再见