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正弦定理(せいげんていり、英:law of sines)とは三角形の内角の正弦(サイン)とその対辺の長さの関係を示したものである。正弦法則ともいう。多くの場合、平面三角法における定理を指すが、球面三角法などでも類似の定理が知られており、同じように正弦定理と呼ばれている。
△ABC において、BC = a, CA = b, AB = c, 外接円の半径を R とすると、

が成り立つという定理である。これより一辺とその両端の角から他の二辺が分かり、三角測量の基礎となっている定理である。
これは A, B, C に関して対等な表現であるから、その内の1つだけを取り出した
あるいは 
を正弦定理であると表現することもできる。
以下の証明では角度は弧度法で表している。なお π = 180° である。
- 0 < ∠A < π⁄2 のとき
直径 BD を取る。
円周角の定理より ∠A = ∠D である。
△BDC において、BD は直径だから、

である。よって、正弦の定義より、

である。ゆえに

変形すると

が得られる。∠B, ∠C についても同様に示される。
- ∠A = π⁄2 のとき
BC = a = 2R であり、

であるから、

は成り立つ。
- π⁄2 < ∠A < π のとき
直径 BD を取る。
円に内接する四角形の性質から、

である。つまり、

となる。
BD は直径だから、

である。よって、正弦の定義より、

である。変形すると

が得られる。∠B, ∠C についても同様に示される。
以上より正弦定理が成り立つ。
また、逆に正弦定理を仮定すると、「円周角の定理」、「内接四角形の定理」(円に内接する四角形の対角の和は 180° 度であるという定理)を導くことができる。
球面三角法における正弦定理[編集]
球面上の三角形 ABC において、弧 BC, CA, AB の長さを球の半径で割ったものをそれぞれ a, b, c とすると、

が成り立つ。これを球面三角法における正弦定理と呼ぶ。
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