قانون جيوب التمام

الشرح

قانون جيوب التمام

رياضيات — المثلثات

الهدف: فهم قانون جيوب التمام وصيغه الثلاث، وإدراك علاقته بنظرية فيثاغورس، وتطبيقه لإيجاد أضلاع المثلث.

القانون
يربط ضلعاً بالضلعين الآخرين والزاوية بينهما
حالة SAS
ضلع — زاوية — ضلع
حالة SSS
ثلاثة أضلاع معلومة
١

قانون جيوب التمام

— القانون يعبّر عن طول ضلع بدلالة الضلعين الآخرين وجيب تمام الزاوية المحصورة بينهما.

— الضلع a مقابل للزاوية A، والضلعان b و c هما الضلعان الآخران.

a^2 = b^2 + c^2 - 2bc\cos A

طريقة الحفظ

— الطرف الأيسر هو مربع الضلع المجهول، والطرف الأيمن يحتوي على مربعَي الضلعين الآخرين مطروحاً منهما الحد الإضافي.

٢

الصيغ الثلاث للقانون

— لإيجاد الضلع a (المقابل للزاوية A):

a^2 = b^2 + c^2 - 2bc\cos A

— لإيجاد الضلع b (المقابل للزاوية B):

b^2 = a^2 + c^2 - 2ac\cos B

— لإيجاد الضلع c (المقابل للزاوية C):

c^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cos C
٣

العلاقة مع نظرية فيثاغورس

— نظرية فيثاغورس تنطبق فقط على المثلث القائم الزاوية:

a^2 = b^2 + c^2

— قانون جيوب التمام يعمم النظرية لأي مثلث بإضافة الحد:

a^2 = b^2 + c^2 - 2bc\cos A

— عند الزاوية القائمة، يختفي الحد الإضافي لأن:

\cos 90° = 0

— فيصبح القانون:

a^2 = b^2 + c^2 - 2bc \times 0 = b^2 + c^2

فيثاغورس هو حالة خاصة من قانون جيوب التمام عند A = 90°

٤

تأثير الزاوية على طول الضلع

— حرّك المتحكم لترى كيف تؤثر الزاوية A على طول الضلع a (مع تثبيت b = 5 و c = 4):

A = 60°

ملاحظة

— كلما قلّت الزاوية اتجهت قيمة cos نحو ١+ فزاد المقدار المطروح فقلّ الضلع a.

— كلما زادت الزاوية اتجهت قيمة cos نحو ١− فقلّ المقدار المطروح (أو أُضيف) فزاد الضلع a.

٥

مثال تطبيقي

مثال ١: في مثلث ABC، المعطيات: b = 7، c = 9، A = 120°. أوجد a.

— نطبق القانون:

a^2 = 7^2 + 9^2 - 2(7)(9)\cos 120°

— بما أن cos 120° = −0.5:

a^2 = 49 + 81 - 126 \times (-0.5)
a^2 = 49 + 81 + 63 = 193
a = \sqrt{193}

a ≈ 13.89 سم

٦

متى نستخدم القانون؟

حالة SAS: نعرف ضلعين والزاوية المحصورة بينهما → نوجد الضلع الثالث.

حالة SSS: نعرف الأضلاع الثلاثة → نوجد أي زاوية.

— في أي مثلث غير قائم الزاوية لا تنطبق عليه نظرية فيثاغورس مباشرةً.

ملخص القانون

المجهول الصيغة الحالة
الضلع a a² = b² + c² − 2bc cos A SAS
الضلع b b² = a² + c² − 2ac cos B SAS
الضلع c c² = a² + b² − 2ab cos C SAS
زاوية cos A = (b² + c² − a²) ÷ 2bc SSS

الخلاصة

قانون جيوب التمام: يعمّم نظرية فيثاغورس لأي مثلث بإضافة الحد −2bc cos A.

الصيغ الثلاث: كل ضلع له صيغة مستقلة تربطه بالضلعين الآخرين وزاويته المقابلة.

عند A = 90°: يختفي الحد الإضافي ويرجع القانون إلى نظرية فيثاغورس مباشرةً.

حالات التطبيق: SAS (نوجد الضلع) أو SSS (نوجد الزاوية).

جاري تحميل التعليقات...