Учбурчаклар ечими (лотинча: солутио триангулорум) учбурчакнинг характеристикаларини (томонларининг бурчаклари ва узунликлари) топиш тригонометриянинг асоаий муаммоси бўлиб, улардан баъзилари номаълум. Учбурчаклар текисликда ёки шарда жойлашган бўлиши мумкин. Учбурчак ечимларини талаб қиладиган йўналишлар геодезия, астрономия, қурилиш ва навигацияни ўз ичига олади.

Текисликдаги учбурчакларини ечиш

Учбурчакни стандарт белгиш

Умумий шаклдаги учбурчак олтита асосий хусусиятга эга (расмга қаранг): учта ён узунликлари (ён узунликлари а, б, c) ва учта бурчаклари (α, β, γ). Классик текислик тригонометрияси муаммоси олтита хусусиятдан учтасини белгилаш ва қолган учтасини аниқлашдир. Қуйидагилардан бири берилганда учбурчак шу усулда аниқланиши мумкин[1][2]:

  • Уч томон (ССС)
  • Икки томон ва киритилган бурчак (САС)
  • Икки томон ва улар орасидаги бурчак (ССА), агар бурчакка ёпишган томон узунлиги бошқа томон узунлигидан қисқароқ бўлса.
  • Ён ва унга ёпишган икки бурчак (АСА)
  • Бир томон, унга қарама-қарши бурчак ва унга қўшни бўлган бурчак (ААС).

Учбурдаги барча ҳолатлар учун камида битта томон узунлиги кўрсатилиши керак. Агар фақат бурчаклар берилган бўлса ҳам, томонларнинг узунликларини аниқлаб бўлмайди, чунки ҳар қандай ўхшаш учбурчак ечимли ҳисобланади.

Тригономик муносабатлар

Текисликдаги учбурчакларни ечишда қўлланадиган муайян қадамлар ва асбоблар ҳақида умумий маълумот

Муаммони ҳал қилишнинг стандарт усули — фундаментал муносабатлардан фойдаланиш усулидир.

Косинуслар қонуни
а2=б2+c2−2бccос⁡α{\дисплайстйле а^2 = б^2 + c^2 - 2 б c \cос \алпҳа}
б2=а2+c2−2аccос⁡β{\дисплайстйле б^2 = а^2 + c^2 - 2 а c \cос \бета}
c2=а2+б2−2абcос⁡γ{\дисплайстйле c^2 = а^2 + б^2 - 2 а б \cос \гамма}
Синуслар қонуни
асин⁡α=бсин⁡β=cсин⁡γ{\дисплайстйле \фраc{а}{\син\алпҳа} = \фраc{б}{\син\бета} = \фраc{c}{\син\гамма}}
Бурчаклар йиғиндиси
α+β+γ=180∘{\дисплайстйле \алпҳа + \бета + \гамма = 180^\cирc}
Тангенслар қонуни
а−ба+б=тан⁡[12(α−β)]тан⁡[12(α+β)].{\дисплайстйле \фраc{а-б}{а+б} = \фраc{\тан[\фраc{1}{2}(\алпҳа-\бета)]}{\тан[\фраc 1 2 (\алпҳа+\бета)]}.}

Бошқа (баъзан амалий жиҳатдан ҳа жуда фойдали) универсал муносабатлар мавжуд: котангентлар қонуни ва Молвейд формуласи .

Эслатма

Тоғнинг баландлигини қандай ўлчаш мумкин

  1. Номаълум бурчакни топиш учун косинуслар қонун ва синуслар қонунидан фойдаланиш қулайроқ. Бунинг сабаби шундаки, учбурчакнинг бурчаги учун синуснинг қиймати бу бурчакни ягона қийматини аниқламайди. Мисол учун, агар син β = 0.5 бўлса, β бурчак 30 ° ёки 150 ° га тенг бўлиши мумкин. Косинуслар қонунидан фойдаланиш бу муаммонинг олдини олади: 0 ° дан 180 ° гача бўлган оралиқда косинус қиймати унинг бурчагини аниқ белгилайди. Бошқа томондан, агар бурчак кичик (ёки 180 ° га яқин) бўлса, уни косинусдан кўра синусдан аниқлаш ишончлироқ бўлади, чунки ёй-косинус функцияси 1 (ёки −1) да турлича ҳосилага эга бўлади.
  2. Белгиланган хусусиятларнинг нисбий позицияси маълум деб фараз қиламиз. Агар шундай бўлмаса, учбурчакнинг кўзгудаги акси ҳам ечим бўлади. Мисол учун, уч томоннинг узунлиги учбурчакни ёки унинг аксини аниқ белгилайди.

Учта томон берилган (ССС)

Учта томон берилган

Уч томон узунлиги а, б, c кўрсатилсин. α, β бурчакларни топиш учун косинуслар қонунидан фойдаланиш мумкин бўлади[3]:

α=арccос⁡б2+c2−а22бcβ=арccос⁡а2+c2−б22аc.{\дисплайстйле \бегин{алигн} \алпҳа & = \арccос \фраc{б^2 + c^2 - а^2} {2 б c} \\[4пт] \бета & = \арccос \фраc{а^2 + c^2 - б^2} {2 а c}. \энд{алигн}}

Кейинги бурчак:γ = 180° − α − β .

Баъзи манбалар синуслар қонунидан β бурчакни топишни тавсия қилади, лекин (юқоридаги 1-изоҳда айтилганидек) ўткир бурчак қийматини ўтмас бурчак қиймати билан чалкаштириб юбориш хавфи мавжуд.

Маълум томонлардан бурчакларни ҳисоблашнинг яна бир усули котангенслар қонунини қўллашдир усулидир.

Икки томон ва улар орасидаги бурчак (САС)

Икки томон ва улар орасидаги бурчак

Бу ерда а, б томонларнинг узунликлари ва бу томонлар орасидаги γ бурчак маълум. Учинчи томонни косинуслар қонунидан аниқлаш мумкин бўлади[4]:

c=а2+б2−2абcос⁡γ.{\дисплайстйле c = \сқрт{а^2+б^2-2аб\cос\гамма}.}

Энди иккинчи бурчакни топиш учун ҳам косинуслар қонунидан фойдалансак бўлади:

α=арccос⁡б2+c2−а22бc.{\дисплайстйле \алпҳа = \арccос \фраc{б^2 + c^2 - а^2} {2 б c}.}

Ниҳоят, β = 180° − α − γ .

Икки томон ва улар орасида бўмаган бурчак берилган (ССА)

Икки томон ва улар орасида бўмаган бурчак берилган
Учбурчак учун иккинчи ечим

Бу иш ҳамма ҳолларда ҳам тўғри бўлмайди; Агар бурчакка улашган томон узунлиги бошқа томон узунлигидан қисқароқ бўлса, ечим ягона бўлади. Фараз қилайлик, икки томон б, c ва β бурчак маълум. γ бурчак учун тенглама синуслар қонунидан назарда тутилиши мумкин[5]:

син⁡γ=cбсин⁡β.{\дисплайстйле \син\гамма = \фраc c б \син\бета.}

Кейинги Д = c/б син β ни белгилаймиз(Д =тенгламанинг ўнг томони). Тўртта ҳолат бўлиши мумкин:

  1. Агар Д > 1 бўлса, бундай учбурчак мавжуд бўлмайди, чунки б томони БC чизиғига етиб бормайди. Худди шу сабабга кўра, агар бурчак β ≥ 90° ва б ≤ c бўлса ҳам ечим мавжуд бўлмайди.
  2. Агар Д = 1 бўлса, ягона ечим мавжуд: γ = 90°, яъни тўғри бурчакли учбурчак бўлади.
  3. Агар Д < 1 бўлса, иккита вариант мумкин.
    1. Агар б ≥ c бўлса, у ҳолда β ≥ γ (катта томон катта бурчак қаршисида бўлади). Ҳеч бир учбурчакда иккита ўтмас бурчак бўлиши мумкин эмаслиги сабабли, γ ўткир бурчак ва ечим γ = арcсин Д ягона ечим ҳисобланади.
    2. Агар б < c бўлса, γ бурчак ўткир бўлиши мумкин: γ = арcсинД ёки ўтмас: γ′ = 180° − γ . Ўнгдаги расмда биринчи ечим сифатида C нуқта, б томон ва γ бурчак, иккинчи ечим сифатида эса C′ нуқта, б′ томон ва γ′ бурчак кўрсатилган, учинчи бурчак α = 180° − β − γ га тенг .

Учинчи томонни синуслар қонунидан топиш мумкин бўлади:

а=бсин⁡αсин⁡β{\дисплайстйле а = б\ \фраc{\син\алпҳа}{\син\бета}}

ёки косинуслар қонунидан ҳам топса бўлади:

а=ccос⁡β±б2−c2син⁡2β{\дисплайстйле а = c\cос\бета \пм \сқрт{б^2 -c^2\син^2\бета}}

Бирта томон ва иккита қўшни бурчак берилган (АСА)

Бир томон ва иккита қўшни бурчак берилган

Маълум учбурчакнинг c томони ва α, β бурчаклари берилган. Учинчи бурчак эса γ = 180° − α − β тенг бўлади.

Синуслар қонунидан иккита номаълум томонни топиш мумкин[6]:

а=cсин⁡αсин⁡γ;б=cсин⁡βсин⁡γ.{\дисплайстйле а = c\ \фраc{\син\алпҳа}{\син\гамма}; \қуад б = c\ \фраc{\син\бета}{\син\гамма}.}

ёки

а=cсин⁡αсин⁡αcос⁡β+син⁡βcос⁡α{\дисплайстйле а = c \фраc{\син\алпҳа}{\син\алпҳа \cос \бета +\син\бета \cос \алпҳа}}
б=cсин⁡βсин⁡αcос⁡β+син⁡βcос⁡α{\дисплайстйле б = c \фраc{\син\бета}{\син\алпҳа \cос \бета +\син\бета \cос \алпҳа}}

Битта томон, битта қўшни бурчак ва қарама-қарши бурчак берилган (ААС)

ААС учбурчагини ечиш тартиби АСА учбурчаги билан бир хил: Биринчидан, учбурчакнинг бурчак йиғиндиси хусусиятидан фойдаланиб учинчи бурчакни топилади, сўнгра синуслар қонунидан фойдаланиб қолган икки томони ҳам топилади.

Бошқа берилган узунликлар

Кўп ҳолларда учбурчаклар учта маълумотни ҳисобга олган ҳолда эчилиши мумкин, улардан баъзилари учбурчакнинг медианалари, баландликлари ёки бурчак биссектрисаларининг узунлиги билан ҳисобланади. Посаментиэр ва Леманн[7] 95 та алоҳида ҳолатларнинг ҳар бири учун квадрат илдизлардан юқори бўлмаган (яъни, конструктивлик) ёрдамида ечиш қобилиятига оид саволнинг ечимларини санаб ўтадилар; Улардан 63 тасидан учбурчак ясаш мумкин.

Сферик учбурчакларни ечиш

Сферик учбурчак

Икки томон ва киритилмаган бурчак берилган. Умумий сферик учбурчакнинг олтита хусусиятидан учтаси (3 та томон ва 3 та бурчак) билан тўлиқ аниқланади. Сферик учбурчакнинг а, б, c томонлари узунлиги уларнинг марказий бурчаклари бўлиб, чизиқли бирликларга эга эмас, балки бурчаклари бирликларда ўлчанади. (Бирлик шарда бурчак (радианларда) ва шар атрофидаги узунлик сон жиҳатдан бир хил бўлади. Бошқа соҳаларда бурчак (радианларда) радиусга бўлинган шар атрофидаги узунликка тенг.)

Сферик геометрия планар Эвклид геометриясидан фарқ қилади, шунинг учун сферик учбурчаклар ечими турли қоидаларга асосланади. Масалан, α + β + γ учта бурчакнинг йиғиндиси учбурчакнинг катталигига боғлиқ бўлади. Бундан ташқари, ўхшаш учбурчаклар тенг бўлиши мумкин эмас, шунинг учун белгиланган учта бурчакли учбурчакни қуриш ўзига хос ечимга эга. Муаммони ҳал қилиш учун ишлатиладиган асосий муносабатлар текислик ҳолатига ўхшайди: қаранг: Косинусларнинг сферик қонуни ва Синусларнинг сферик қонуни берилган.

Фойдали бўлиши мумкин бўлган муносабатлар орасида ярим томон формуласи ва Напиэрнинг ўхшашлиги ҳам бор[8]:

  • тан⁡c2cос⁡α−β2=тан⁡а+б2cос⁡α+β2{\дисплайстйле \тан\фраc c 2 \cос\фраc{\алпҳа-\бета} 2 = \тан\фраc{а+б}{2} \cос\фраc{\алпҳа+\бета}{2}}
  • тан⁡c2син⁡α−β2=тан⁡а−б2син⁡α+β2{\дисплайстйле \тан\фраc c 2 \син\фраc{\алпҳа-\бета} 2 = \тан\фраc{а-б} 2 \син\фраc{\алпҳа+\бета} 2}
  • cот⁡γ2cос⁡а−б2=тан⁡α+β2cос⁡а+б2{\дисплайстйле \cот\фраc{\гамма} 2 \cос\фраc{а-б}{2} = \тан\фраc{\алпҳа+\бета} 2 \cос\фраc{а+б} 2}
  • cот⁡γ2син⁡а−б2=тан⁡α−β2син⁡а+б2.{\дисплайстйле \cот\фраc{\гамма} 2 \син\фраc{а-б}{2} = \тан\фраc{\алпҳа-\бета} 2 \син\фраc{а+б} 2.}
Уч томон берилган

Уч томон берилган (сферик ССС)

Маълум: томонлар а, б, c (бурчак бирликларида). Учбурчакнинг бурчаклари косинусларнинг сферик қонуни ёрдамида ҳисоблаш мумкин:

α=арccос⁡(cос⁡а−cос⁡бcос⁡cсин⁡бсин⁡c),{\дисплайстйле \алпҳа = \арccос\лефт(\фраc{\cос а-\cос б\ \cос c}{\син б\ \син c}\ригҳт),}
β=арccос⁡(cос⁡б−cос⁡ccос⁡асин⁡cсин⁡а),{\дисплайстйле \бета = \арccос\лефт(\фраc{\cос б-\cос c\ \cос а}{\син c\ \син а}\ригҳт),}
γ=арccос⁡(cос⁡c−cос⁡аcос⁡бсин⁡асин⁡б).{\дисплайстйле \гамма = \арccос\лефт(\фраc{\cос c-\cос а\ \cос б}{\син а\ \син б}\ригҳт).}
Икки томон ва бурчак берилган

Икки томон ва бурчак берилган (сферик САС)

Бизга маълум: а, б томонлари ва улар орасидаги γ бурчак. c томонини косинусларнинг сферик қонунидан топишимиз мумкин:

c=арccос⁡(cос⁡аcос⁡б+син⁡асин⁡бcос⁡γ).{\дисплайстйле c = \арccос \лефт(\cос а\cос б + \син а\син б\cос\гамма \ригҳт).}

α, β бурчакларни юқоридаги каби ёки Напиэр аналогиялари ёрдамида ҳисоблаш мумкин:

α=арcтан⁡2син⁡атан⁡(γ2)син⁡(б+а)+cот⁡(γ2)син⁡(б−а),{\дисплайстйле \алпҳа = \арcтан\ \фраc{2\син а}{\тан(\фраc{\гамма}{2}) \син (б+а) + \cот(\фраc{\гамма}{2})\син(б-а)},}
β=арcтан⁡2син⁡бтан⁡(γ2)син⁡(а+б)+cот⁡(γ2)син⁡(а−б).{\дисплайстйле \бета = \арcтан\ \фраc{2\син б}{\тан(\фраc{\гамма}{2}) \син (а+б) + \cот(\фраc{\гамма}{2})\син(а-б)}.}

Бу муаммо ернинг кенглик ва узунликлари билан белгиланган икки нуқта орасидаги катта доирани топишнинг навигация муаммосини ҳал қилишда ёрдам беради; ушбу иловада яхлитлаш хатоларига мойил бўлмаган формулалардан фойдаланиш муҳимдир. Бунинг учун қуйидаги формулалардан (вектор алгебраси ёрдамида олиниши ҳам мумкин) фойдаланиш мумкин:

c=арcтан⁡(син⁡аcос⁡б−cос⁡асин⁡бcос⁡γ)2+(син⁡бсин⁡γ)2cос⁡аcос⁡б+син⁡асин⁡бcос⁡γ,α=арcтан⁡син⁡асин⁡γсин⁡бcос⁡а−cос⁡бсин⁡аcос⁡γ,β=арcтан⁡син⁡бсин⁡γсин⁡аcос⁡б−cос⁡асин⁡бcос⁡γ,{\дисплайстйле \бегин{алигн} c &= \арcтан\фраc {\сқрт{(\син а\cос б - \cос а \син б \cос \гамма)^2 + (\син б\син\гамма)^2}} {\cос а \cос б + \син а\син б\cос\гамма},\\ \алпҳа &= \арcтан\фраc {\син а\син\гамма} {\син б\cос а - \cос б\син а\cос\гамма},\\ \бета &= \арcтан\фраc {\син б\син\гамма} {\син а\cос б - \cос а\син б\cос\гамма}, \энд{алигн}}

бу иборалардаги саноқ ва махражларнинг белгиларидан арктангенснинг квадрантини аниқлаш учун фойдаланиш мумкин.

Икки томон ва киритилмаган бурчак берилган (сферик ССА)

Икки томон ва киритилмаган бурчак берилган (сферик ССА)

Бу муаммони ҳамма ҳолларда ҳам ҳал қилиб бўлмайди; Агар бурчакка ёпишган томон узунлиги бошқа томон узунлигидан қисқароқ бўлса, ечим ягона бўлади. Бизга маълум: томонлар б, c ва улар орасидаги бўлмаган β бурчак. Агар қуйидаги шарт бажарилса, ечим мавжуд бўлади:

б>арcсин⁡(син⁡cсин⁡β).{\дисплайстйле б > \арcсин (\син c\,\син\бета).}

γ бурчакни синусларнинг сферик қонунидан топиш мумкин бўлади:

γ=арcсин⁡(син⁡cсин⁡βсин⁡б).{\дисплайстйле \гамма = \арcсин \лефт(\фраc{\син c\,\син\бета}{\син б}\ригҳт).}

учбурчак ҳолатига келсак, агар б < c бўлса, у ҳолда иккита ечим мавжуд бўлади: γ ва 180° - γ .

Напиэр аналогияларидан фойдаланиб, биз бошқа хусусиятларни ҳам топишимиз мумкин:

а=2арcтан⁡[тан⁡(12(б−c))син⁡(12(β+γ))син⁡(12(β−γ))],α=2арccот⁡[тан⁡(12(β−γ))син⁡(12(б+c))син⁡(12(б−c))].{\дисплайстйле \бегин{алигн} а & = 2\арcтан \лефт[ \тан\лефт(\тфраc12(б-c)\ригҳт) \фраc{\син \лефт(\тфраc12(\бета+\гамма)\ригҳт)}{\син\лефт(\тфраc12(\бета-\гамма)\ригҳт)} \ригҳт], \\[4пт] \алпҳа & = 2\арccот \лефт[\тан\лефт(\тфраc12(\бета-\гамма)\ригҳт) \фраc{\син \лефт(\тфраc12(б+c)\ригҳт)}{\син \лефт(\тфраc12(б-c)\ригҳт)} \ригҳт]. \энд{алигн}}

Битта томон ва иккита қўшни бурчаклар берилган

Битта томон ва иккита қўшни бурчаклар берилган (сферик АСА)

Маълум: c томони ва бурчаклар α, β . Аввал косинусларнинг сферик қонуни ёрдамида γ бурчакни топиб оламиз:

γ=арccос⁡(син⁡αсин⁡βcос⁡c−cос⁡αcос⁡β).{\дисплайстйле \гамма = \арccос(\син\алпҳа\син\бета\cос c -\cос\алпҳа\cос\бета).\,}

Косинусларнинг сферик қонунидан иккита номаълум томонни топишимиз мумкин (ҳисобланган γ бурчак ёрдамида) бўлади:

а=арccос⁡(cос⁡α+cос⁡βcос⁡γсин⁡βсин⁡γ),{\дисплайстйле а=\арccос\лефт(\фраc{\cос\алпҳа+\cос\бета\cос\гамма}{\син\бета\син\гамма}\ригҳт),}
б=арccос⁡(cос⁡β+cос⁡αcос⁡γсин⁡αсин⁡γ),{\дисплайстйле б=\арccос\лефт(\фраc{\cос\бета+\cос\алпҳа\cос\гамма}{\син\алпҳа\син\гамма}\ригҳт),}

ёки Напиэрнинг аналогияларидан фойдаланган ҳолда қуйидаги тенглик ҳосил бўлади:

а=арcтан⁡[2син⁡αcот⁡(c2)син⁡(β+α)+тан⁡(c2)син⁡(β−α)],б=арcтан⁡[2син⁡βcот⁡(c2)син⁡(α+β)+тан⁡(c2)син⁡(α−β)].{\дисплайстйле \бегин{алигн} а & = \арcтан\лефт[\фраc{2\син\алпҳа}{\cот(\фраc c 2) \син(\бета+\алпҳа) + \тан(\фраc c 2) \син(\бета-\алпҳа)}\ригҳт], \\[4пт] б & = \арcтан\лефт[\фраc{2\син\бета} {\cот(\фраc c 2) \син(\алпҳа+\бета) + \тан(\фраc c 2)\син(\алпҳа-\бета)}\ригҳт]. \энд{алигн}}

Бир томон, битта қўшни бурчак ва қарама-қарши бурчак берилган

Бир томон, битта қўшни бурчак ва қарама-қарши бурчак берилган (сферик ААС)

Бизга маълум: а томон ва бурчаклар α, β . б томонини синусларнинг сферик қонунидан топиш мумкин бўлади:

б=арcсин⁡(син⁡асин⁡βсин⁡α).{\дисплайстйле б = \арcсин \лефт( \фраc{\син а\,\син \бета}{\син \алпҳа} \ригҳт).}

Агар а томон а бурчак ўткир ва α > β бўлса, бошқа ечим ҳам мавжуд:

б=π−арcсин⁡(син⁡асин⁡βсин⁡α).{\дисплайстйле б = \пи - \арcсин \лефт( \фраc{\син а\,\син \бета}{\син \алпҳа} \ригҳт).}

Напиэр аналогияларидан фойдаланиб, биз бошқа хусусиятларни ҳам топишимиз мумкин:

c=2арcтан⁡[тан⁡(12(а−б))син⁡(12(α+β))син⁡(12(α−β))],γ=2арccот⁡[тан⁡(12(α−β))син⁡(12(а+б))син⁡(12(а−б))].{\дисплайстйле \бегин{алигн} c & = 2\арcтан \лефт[ \тан\лефт(\тфраc12(а-б)\ригҳт) \фраc{\син\лефт(\тфраc12(\алпҳа+\бета)\ригҳт)}{\син\лефт(\фраc12(\алпҳа-\бета)\ригҳт)}\ригҳт], \\[4пт] \гамма & = 2\арccот \лефт[\тан\лефт(\тфраc12(\алпҳа-\бета)\ригҳт) \фраc{\син \лефт(\тфраc12(а+б)\ригҳт)}{\син \лефт(\фраc12(а-б)\ригҳт)} \ригҳт]. \энд{алигн}}

Берилган учта бурчак

Берилган учта бурчак (сферик ААА)

Бизга маълум: бурчаклар α, β, γ . Косинусларнинг сферик қонунидан қуйидаги хулосага келамиз:

а=арccос⁡(cос⁡α+cос⁡βcос⁡γсин⁡βсин⁡γ),{\дисплайстйле а=\арccос\лефт(\фраc{\cос\алпҳа+\cос\бета\cос\гамма}{\син\бета\син\гамма}\ригҳт),}
б=арccос⁡(cос⁡β+cос⁡γcос⁡αсин⁡γсин⁡α),{\дисплайстйле б=\арccос\лефт(\фраc{\cос\бета+\cос\гамма\cос\алпҳа}{\син\гамма\син\алпҳа}\ригҳт),}
c=арccос⁡(cос⁡γ+cос⁡αcос⁡βсин⁡αсин⁡β).{\дисплайстйле c=\арccос\лефт(\фраc{\cос\гамма+\cос\алпҳа\cос\бета}{\син\алпҳа\син\бета}\ригҳт).}

Тўғри бурчакли сферик учбурчакларни ечиш

Агар учбурчакнинг бурчакларидан бири (масалан, C бурчаги) тўғри бурчак бўлса, юқоридаги алгоритмлар анча соддалашади. Бундай сферик учбурчак унинг иккита элементи билан тўлиқ аниқланади ва қолган учтасини Непиэрнинг Пентагони ёки қуйидаги муносабатлар ёрдамида ҳисоблаш мумкин бўлади.

син⁡а=син⁡c⋅син⁡А{\дисплайстйле \син а = \син c \cдот \син А} (синусларнинг сферик қонунидан)
тан⁡а=син⁡б⋅тан⁡А{\дисплайстйле \тан а = \син б \cдот \тан А}
cос⁡c=cос⁡а⋅cос⁡б{\дисплайстйле \cос c = \cос а \cдот \cос б} (косинусларнинг сферик қонунидан)
тан⁡б=тан⁡c⋅cос⁡А{\дисплайстйле \тан б = \тан c \cдот \cос А}
cос⁡А=cос⁡а⋅син⁡Б{\дисплайстйле \cос А = \cос а \cдот \син Б} (косинусларнинг сферик қонунидан )
cос⁡c=cот⁡А⋅cот⁡Б{\дисплайстйле \cос c = \cот А \cдот \cот Б}

Баъзи иловалар

Триангуляция орқали масофани ўлчаш

Агар қирғоқдан узоқ кемагача бўлган масофани д триангуляция орқали ўлчамоқчи бўлсангиз, қирғоқда улар орасидаги маълум масофа л бўлган иккита нуқтани белгилаймиз (таянч чизиқ). Асосий чизиқ билан кемага йўналиш орасидаги бурчаклар α, β бўлсин.

Юқоридаги формулалардан (АСА ҳолати, планар геометрияни назарда тутган ҳолда) масофани учбурчак баландлиги сифатида ҳисоблаш мумкин бўлади:

д=син⁡αсин⁡βсин⁡(α+β)ℓ=тан⁡αтан⁡βтан⁡α+тан⁡βℓ.{\дисплайстйле д = \фраc{\син\алпҳа\,\син\бета}{\син(\алпҳа+\бета)} \элл = \фраc{\тан\алпҳа\,\тан\бета}{\тан\алпҳа+\тан\бета} \элл.}

Сферик ҳолат учун биринчи навбатда АСА формуласи орқали α нуқтадан кемагача бўлган томоннинг узунлигини (яъни β га қарама-қарши томон) ҳисоблаш мумкин бўлади.

тан⁡б=2син⁡βcот⁡(л/2)син⁡(α+β)+тан⁡(л/2)син⁡(α−β),{\дисплайстйле \тан б =\фраc{2\син\бета}{\cот(л/2)\син(\алпҳа+\бета)+\тан(л/2)\син(\алпҳа-\бета)},}

ва буни α бурчак ва б ва д томонларини ўз ичига олган тўғри бурчакли учбурчак учун ААС формуласига киритамиз:

син⁡д=син⁡бсин⁡α=тан⁡б1+тан⁡2бсин⁡α.{\дисплайстйле \син д = \син б \син\алпҳа = \фраc{\тан б}{\сқрт{1+\тан^2 б}}\син\алпҳа.}

(Тезлик формуласи аслида л даражасида шарсимон сферанинг д нинг Тейлор кенгайишининг биринчи ҳадидир.)

Бу усул каботажда жуда кенг қўлланади. α, β бурчаклари кемадан таниш белгиларни кузатиш орқали аниқланади.

Тоғнинг баландлигини ўлчаш

Яна бир мисол сифатида, тогʻнинг ёки баланд бинонинг ҳ баландлигини ўлчамоқчи бўлса, иккита ер нуқтасидан тепагача бўлган α, β бурчаклари кўрсатилган бўлсин. Бу нуқталар орасидаги масофа ℓ бўлсин. Худди шу АСА ҳолатлари формулаларидан биз қуйидаги натижаларни оламиз:

ҳ=син⁡αсин⁡βсин⁡(β−α)ℓ=тан⁡αтан⁡βтан⁡β−тан⁡αℓ.{\дисплайстйле ҳ = \фраc{\син\алпҳа\,\син\бета}{\син(\бета-\алпҳа)} \элл = \фраc{\тан\алпҳа\,\тан\бета}{\тан\бета-\тан\алпҳа} \элл.}

Ер шаридаги икки нуқта орасидаги масофа

Ер шаридаги икки нуқта орасидаги масофани ҳисоблаш учун,

А нуқта: кенглик λА, узунлик ЛА ва
Б нуқтаси: кенглик λБ, узунлик ЛБ

АБC сферик учбурчакни кўриб чиқамиз АБC, бу ерда C — Шимолий қутб. Баъзи хусусиятлар қуйидагилардир:

а=90о−λБ,{\дисплайстйле а = 90^\матҳрм{о} - \ламбда_\матҳрм{Б}, \,}
б=90о−λА,{\дисплайстйле б = 90^\матҳрм{о} - \ламбда_\матҳрм{А}, \,}
γ=ЛА−ЛБ.{\дисплайстйле \гамма = Л_\матҳрм{А}-Л_\матҳрм{Б}. \,}

Агар икки томон ва киритилган бурчак берилган бўлса, биз қуйидаги формулаларни оламиз:

АБ=Рарccос⁡[син⁡λАсин⁡λБ+cос⁡λАcос⁡λБcос⁡(ЛА−ЛБ)].{\дисплайстйле \матҳрм{АБ} = Р \арccос\лефт[\син \ламбда_\матҳрм{А} \,\син \ламбда_\матҳрм{Б} + \cос \ламбда_\матҳрм{А} \,\cос \ламбда_\матҳрм{Б} \,\cос \лефт(Л_\матҳрм{А}-Л_\матҳрм{Б}\ригҳт)\ригҳт].}

Бу ерда Р — Ернинг радиуси .

Шунга ўхшаш

  • Мувофиқлик
  • Ҳансен муаммоси
  • Ментеşэ теоремаси
  • Лéнáрт шари
  • Снеллиус-Потҳенот муаммоси

Манбалар

  1. ↑ „Солвинг Трианглес“. Матҳс ис Фун. Қаралди: 2012-йил 4-апрел.
  2. ↑ „Солвинг Трианглес“. wеб.ҳораcеманн.орг. 2014-йил 7-январда асл нусхадан архивланган. Қаралди: 2012-йил 4-апрел.
  3. ↑ „Солвинг ССС Трианглес“. Матҳс ис Фун. Қаралди: 2015-йил 13-январ.
  4. ↑ „Солвинг САС Трианглес“. Матҳс ис Фун. Қаралди: 2015-йил 13-январ.
  5. ↑ „Солвинг ССА Трианглес“. Матҳс ис Фун. Қаралди: 2013-йил 9-март.
  6. ↑ „Солвинг АСА Трианглес“. Матҳс ис Фун. Қаралди: 2015-йил 13-январ.
  7. ↑ Алфред С. Посаментиэр анд Ингмар Леҳманн, Тҳе Сеcрец оф Трианглес, Прометҳеус Боокс, 2012: пп. 201-203.
  8. ↑ Напиэр’с Аналогиэс ат МатҳWорлд

Ташқи ҳаволалар