Сферическая тригонометрия
- 1 year ago
- 0
- 0
Сферическая теорема синусов устанавливает пропорциональность между синусами сторон a , b , c и синусами противолежащих этим сторонам углов A , B , C сферического треугольника :
Сферическая теорема синусов является аналогом плоской теоремы синусов и переходит в последнюю в пределе малости сторон треугольников по сравнению с радиусом сферы.
Доказательство с помощью проекций . На рисунке показан сферический треугольник ABC на сфере радиуса R с центром в точке O . BP — перпендикуляр к плоскости большого круга, проходящего через сторону b , BM — перпендикуляр к OC , BN — перпендикуляр к OA . По утверждению, обратному теореме о трёх перпендикулярах , PM — перпендикуляр к OC , PN — перпендикуляр к OA . Заметим, что угол PMB равен π — C, кроме того, BN = R sin c и BM = R sin a. Далее, проецируем BN и BM на BP , получаем:
Аналогично получаем второе равенство.
Доказательство, опирающееся на уже доказанные соотношения между сторонами и углами сферического прямоугольного треугольника. Опустим из вершины C перпендикуляр CD = h на сторону с или её продолжение. Выразим h двояким образом из возникших при этом прямоугольных треугольников ACD и BCD :
Отсюда получаем пропорцию
к которой аналогичным образом добавляем отношение третьей пары «сторона-угол».
Теорема синусов для сферических треугольников была сформулирована и доказана в сочинениях ряда математиков средневекового Востока, живших в X веке н. э. — Абу-л-Вафы , ал-Ходжанди и Ибн Ирака . Эта теорема позволила упростить решения ряда задач сферической астрономии, которые до этого решались с помощью теоремы Менелая для полного четырёхсторонника .