قانون جيوب التمام
الشرح
قانون جيوب التمام
رياضيات — المثلثات
الهدف: فهم قانون جيوب التمام وصيغه الثلاث، وإدراك علاقته بنظرية فيثاغورس، وتطبيقه لإيجاد أضلاع المثلث.
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.
طريقة الحفظ
— الطرف الأيسر هو مربع الضلع المجهول، والطرف الأيمن يحتوي على مربعَي الضلعين الآخرين مطروحاً منهما الحد الإضافي.
الصيغ الثلاث للقانون
— لإيجاد الضلع a (المقابل للزاوية A):
— لإيجاد الضلع b (المقابل للزاوية B):
— لإيجاد الضلع c (المقابل للزاوية C):
العلاقة مع نظرية فيثاغورس
— نظرية فيثاغورس تنطبق فقط على المثلث القائم الزاوية:
— قانون جيوب التمام يعمم النظرية لأي مثلث بإضافة الحد:
— عند الزاوية القائمة، يختفي الحد الإضافي لأن:
— فيصبح القانون:
فيثاغورس هو حالة خاصة من قانون جيوب التمام عند A = 90°
تأثير الزاوية على طول الضلع
— حرّك المتحكم لترى كيف تؤثر الزاوية A على طول الضلع a (مع تثبيت b = 5 و c = 4):
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.
مثال تطبيقي
— مثال ١: في مثلث ABC، المعطيات: b = 7، c = 9، A = 120°. أوجد a.
— نطبق القانون:
— بما أن cos 120° = −0.5:
a ≈ 13.89 سم
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
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).