Máy Tính Định Lý Sin: Giải Tam Giác AAS, ASA & SSA
Giải tam giác từ hai góc và một cạnh (AAS/ASA) hoặc hai cạnh và một góc không xen giữa (SSA) bằng định lý sin — bao gồm cả ca mơ hồ của SSA.
Công thức định lý sin
Định lý sin liên hệ mỗi cạnh của tam giác với sin của góc đối diện nó:
Chỉ cần một cặp cạnh-góc đầy đủ — một cạnh đã biết cùng góc ĐỐI DIỆN với nó — là có thể giải phần còn lại, miễn là có thêm một dữ kiện nữa:
| Biết | Trường hợp | Giải |
|---|---|---|
| Hai góc + một cạnh | AAS hoặc ASA | Các cạnh còn lại — luôn đúng một tam giác |
| Hai cạnh + một góc không xen giữa | SSA | Góc còn lại — 0, 1, hoặc 2 tam giác (ca mơ hồ) |
Giải AAS / ASA (hai góc + một cạnh)
Ví dụ: góc A = 40°, góc B = 60°, cạnh a = 10 (đối diện A)
Trước tiên tìm góc thứ ba: . Sau đó giải cạnh bằng tỉ số neo vào cặp đã biết :
Cạnh tính tương tự, và khi đã biết cả ba cạnh, diện tích tính bằng công thức Heron. Trường hợp này luôn cho đúng một tam giác — biết hai góc đã cố định hình dạng tam giác, biết thêm một cạnh cố định kích thước của nó.
Giải SSA — ca mơ hồ
Ví dụ: cạnh a = 6, cạnh b = 8, góc A = 40° (đối diện cạnh a, KHÔNG xen giữa a và b)
Giải góc đối diện cạnh còn lại: , nên hoặc . Cả hai đều giữ nhỏ hơn 180°, nên cả hai đều là tam giác hợp lệ:
- Nghiệm 1: B ≈ 58.99°, C ≈ 81.01°, c ≈ 9.22
- Nghiệm 2: B ≈ 121.01°, C ≈ 18.99°, c ≈ 3.04
Chỉ cần đổi số liệu, kết quả có thể hoàn toàn khác: a = 15, b = 10, góc A = 40° cho ĐÚNG MỘT tam giác (vì a ≥ b nên góc bù sẽ vượt quá 180°), trong khi a = 3, b = 10, góc A = 40° lại KHÔNG cho tam giác nào — tỉ số khiến , điều không góc thực nào có thể có.
Những lỗi thường gặp
- Ghép sai cặp cạnh-góc. Tỉ số định lý sin chỉ đúng với một cạnh và góc ĐỐI DIỆN nó — cạnh a ghép với góc A, không phải B hay C.
- Bỏ sót nghiệm thứ hai của SSA. Khi rơi vào ca mơ hồ, chỉ báo một tam giác là âm thầm bỏ qua một đáp án hợp lệ về mặt toán học.
- Mặc định SSA luôn có nghiệm. Nếu cạnh đã biết quá ngắn so với cạnh và góc còn lại, không tam giác nào có thể khép kín — hãy kiểm tra trước khi tin vào kết quả.
Ứng dụng thực tế
- Trắc địa, hàng hải: xác định vị trí một điểm ở xa từ một đường cơ sở đã đo cùng hai góc (tam giác đạc).
- Thiên văn học: đo thị sai (parallax) quy về đúng một bài toán định lý sin.
- Kỹ thuật: phân tích giàn và khung khi biết hai góc và độ dài một thanh.
Định lý sin là công cụ song hành tự nhiên với định lý cosin — cùng nhau chúng giải được mọi trường hợp tam giác (SSS, SAS, ASA, AAS, SSA). Tỉ số dựa trên sin của nó cũng chính là nền tảng cho cách giải cạnh bằng lượng giác của công cụ tam giác vuông, còn trường hợp tam giác cân là một trường hợp đặc biệt khi hai trong ba cặp cạnh-góc đã bằng nhau sẵn.
Câu hỏi thường gặp
- Định lý sin là gì?
- Mối quan hệ giữa các cạnh của tam giác và sin của góc đối diện: . Tỉ số này giống nhau cho cả ba cặp cạnh-góc, và bằng đường kính đường tròn ngoại tiếp tam giác.
- Khi nào dùng định lý sin thay vì định lý cosin?
- Dùng định lý sin khi có ít nhất một cặp cạnh-góc đối diện đầy đủ (một cạnh cùng góc ĐỐI DIỆN với nó) cộng thêm một dữ kiện nữa — bao gồm các trường hợp AAS, ASA, SSA. Định lý cosin dùng cho SSS và SAS, khi không có sẵn cặp cạnh-góc đối diện.
- Ca mơ hồ của SSA là gì?
- Khi biết hai cạnh và một góc không xen giữa (góc không nằm giữa hai cạnh đó), có thể có không, một, hoặc hai tam giác hợp lệ — vì sin của một góc θ và góc bù 180°−θ có giá trị bằng nhau. Công cụ này kiểm tra cả hai góc ứng viên và chỉ hiển thị tam giác nào thực sự khép kín (tổng góc đúng bằng 180°).
- SSA với a = 6, b = 8, góc A = 40° cho ra bao nhiêu tam giác?
- Hai tam giác. Giải sinB = (b·sinA)/a cho B ≈ 58.99°, nhưng 180°−58.99° = 121.01° cũng khiến A+B nhỏ hơn 180°, nên cả hai đều hợp lệ — Nghiệm 1 có C ≈ 81.01° và Nghiệm 2 có C ≈ 18.99°, là hai tam giác thực sự khác nhau.
- Làm sao tìm cạnh còn thiếu khi biết hai góc và một cạnh (AAS/ASA)?
- Trước tiên tìm góc thứ ba: . Sau đó dùng tỉ số để giải cạnh còn lại. Với , , : .
- Vì sao có khi SSA lại KHÔNG có nghiệm?
- Nếu cạnh đối diện góc đã biết quá ngắn để chạm tới cạnh còn lại, giá trị sinB tính từ tỉ số sẽ lớn hơn 1 — không có góc thực nào có sin như vậy, nên không tồn tại tam giác. Với a=3, b=10, góc A=40°, sinB ≈ 2.14, điều này là vô lý.
- SSA có khi nào cho ĐÚNG MỘT nghiệm thay vì không hoặc hai không?
- Có — khi cạnh đã biết (a) dài bằng hoặc hơn cạnh kia (b), chỉ góc ứng viên nhỏ hơn giữ được tam giác hợp lệ (góc bù sẽ khiến tổng góc vượt quá 180°). Điều này cũng xảy ra đúng tại ranh giới a = b·sinA, cho ra một tam giác vuông duy nhất.
- Định lý sin có tính được diện tích tam giác không?
- Có — khi đã giải xong mọi cạnh và góc, diện tích tính được bằng công thức Heron từ ba cạnh, hoặc tương đương dùng hai cạnh bất kỳ và góc xen giữa chúng.