nyy 发表于 2023-3-20 16:04:21

cos^2A+cos^2B+cos^2C+2cosAcosBcosC=1→±A±B±C=?

我们知道,限定A、B、C都在0°到180°之间,那么
$A+B+C=180°→cos^2A+cos^2B+cos^2C+2cosAcosBcosC=1$
反过来呢?

三角恒等式
https://bbs.emath.ac.cn/forum.php?mod=redirect&goto=findpost&ptid=5191&pid=51094&fromuid=14149
https://bbs.emath.ac.cn/forum.php?mod=redirect&goto=findpost&ptid=5191&pid=74440&fromuid=14149

nyy 发表于 2023-3-20 16:15:56

A=66 B=77,→C=169或37
A=77 B=88,→C=169或15
A=44 B=55,→C=169或81
A=34 B=49,→C=165或97

总结规律就是 A+B+C=180°,或者 -A+B+C=180°.
考虑到对称性,比如可以交换字母A, B, C,也可得到 A-B+C=0,或者 A+B-C=0,
所以应该可以得到±A±B±C=180°

参考代码

Clear["Global`*"];
deg=Pi/180;(*角度制下1°所对应的弧度*)
a=Cos;
b=Cos;
cond=Det[{{-1,a,b},{a,-1,c},{b,c,-1}}](*约束条件*)
ans=Solve;
aaa=N//Chop
bbb=ArcCos/deg

nyy 发表于 2023-3-20 16:25:54

{58,65}        {173.0000000,57.00000000}
{15,12}        {153.00000000,177.0000000}
{34,61}        {153.0000000,85.000000000}
{69,84}        {165.0000000,27.0000000}
{56,27}        {151.0000000,97.000000000}
{41,82}        {139.00000000,57.00000000}
{60,22}        {142.00000000,98.000000000}
{8,60}        {128.00000000,112.00000000}
{26,35}        {171.0000000,119.00000000}
{32,31}        {179.000000,117.00000000}
{20,59}        {141.00000000,101.00000000}
{69,88}        {161.0000000,23.0000000}
{55,54}        {179.000000,71.00000000}
{29,26}        {177.000000,125.00000000}
{42,63}        {159.0000000,75.00000000}
{28,37}        {171.0000000,115.00000000}
{60,67}        {173.0000000,53.00000000}
{8,25}        {163.0000000,147.00000000}
{27,53}        {154.0000000,100.00000000}
{1,5}        {176.0000000,174.0000000}

上面是生成的随机两个角度,然后后两个结果是对应的C角度



求解代码
Clear["Global`*"];
deg=Pi/180;(*角度制下1°所对应的弧度*)
fun:=Module[{a=Cos,b=Cos,cond,ans,aaa,bbb},
    cond=-1+a^2+b^2+c^2+2*a*b*c;
    ans=Solve;
    aaa=N//Chop;
    bbb=ArcCos/deg
]
(*随机生成AB两个角,都在0-90°之间*)
aaa=Table[{RandomInteger[{1,89}],RandomInteger[{1,89}]},{k,20}]
bbb={#,fun@@#}&/@aaa

nyy 发表于 2023-3-20 16:36:59

nyy 发表于 2023-3-20 16:25
{58,65}        {173.0000000,57.00000000}
{15,12}        {153.00000000,177.0000000}
{34,61}        {153.0000000,85.00000 ...

角A        角B        角C        角D       
58        65        57        173        180
15        12        153        177        180
34        61        85        153        180
69        84        27        165        180
56        27        97        151        180
41        82        57        139        180
60        22        98        142        180
8        60        112        128        180
26        35        119        171        180
32        31        117        179        180
20        59        101        141        180
69        88        23        161        180
55        54        71        179        180
29        26        125        177        180
42        63        75        159        180
28        37        115        171        180
60        67        53        173        180
8        25        147        163        180
27        53        100        154        180
1        5        174        176        180
如果得出abs(A-B)+D=180,那么为什么得不出A+abs(B-D)=180°呢?
58        65        57        173        180
第一行举例
58+65+57=180
65-58+173=180
但是
58+173-65=166而不是180











wayne 发表于 2023-3-20 20:29:16

TrigFactor,b->Cos,c->Cos}]
$2 \cos (x) \cos (y) \cos (z)+\cos ^2(x)+\cos ^2(y)+\cos ^2(z)-1= 4 \cos \left(-\frac{x}{2}+\frac{y}2+\frac{z}{2}\right) \cos \left(\frac{x}{2}+\frac{y}{2}-\frac{z}{2}\right) \cos \left(\frac{x}{2}-\frac{y}{2}+\frac{z}{2}\right) \cos \left(\frac{x}{2}+\frac{y}{2}+\frac{z}{2}\right)$
进一步reduce就是 $x+y+z,-x+y+z,x-y+z, x+y-z$ 四个数中任何一个是$(2k+1)\pi$就行.

nyy 发表于 2023-3-21 09:31:48

上面导出的表达式类于海伦公式,令`2p=x+y+z`可简化为以下形式:\[
2 \cos x \cos y \cos z+\cos ^2x+\cos ^2y+\cos ^2z-1=\cos p\cos(p-x) \cos(p-y) \cos (p-z)
\]

nyy 发表于 2023-3-21 09:33:53

哪位活雷锋把我标题改了,
cos^2A+cos^2B+cos^2C+2cosAcosBcosC=1→A+B+C=?
我可从来没表达过这意思,我是要探求ABC三者之间有什么联系的。
还不如改成
cos^2A+cos^2B+cos^2C+2cosAcosBcosC=1能推导出ABC之间啥关系?

nyy 发表于 2023-3-21 09:36:34

我突然想到了简单的办法来思考这个问题,
也就是画等值面图。

从这个等值面图上可以看出,是几个平面的相交。

代码:
Clear["Global`*"];
deg=Pi/180;
f=1-2*a*b*c-(a^2+b^2+c^2)/.{a->Cos,b->Cos,c->Cos}
ContourPlot3D


nyy 发表于 2023-3-21 09:37:14

本帖最后由 nyy 于 2023-3-21 09:38 编辑

Clear["Global`*"];
f=1-2*a*b*c-(a^2+b^2+c^2)/.{a->Cos,b->Cos,c->Cos}
g=1+2*a*b*c-(a^2+b^2+c^2)/.{a->Cos,b->Cos,c->Cos}
TrigFactor
TrigFactor


结果
\[-4 \cos \left(-\frac{x}{2}+\frac{y}{2}+\frac{z}{2}\right) \cos \left(\frac{x}{2}+\frac{y}{2}-\frac{z}{2}\right) \cos \left(\frac{x}{2}-\frac{y}{2}+\frac{z}{2}\right) \cos \left(\frac{x}{2}+\frac{y}{2}+\frac{z}{2}\right)\]

\

第二个结果与四面体体积公式有关,就是四面体的体积公式

四面体体积公式的海伦公式

nyy 发表于 2023-3-21 10:21:09

nyy 发表于 2023-3-21 09:37
结果
\[-4 \cos \left(-\frac{x}{2}+\frac{y}{2}+\frac{z}{2}\right) \cos \left(\frac{x}{2}+\frac{y ...

https://www.doc88.com/p-7995823499434.html
四面体中一个优美的公式——类海伦公式
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