三角學:從直角三角形到單位圓

模稜兩可情形(SSA 的兩解情形)

通常幾個量度就能釘死唯一一個三角形。但有一種頑固的情形,相同的資料可能描述兩個不同的三角形、一個,或一個也沒有。這就是模稜兩可情形,也是 SSA 不像 SAS、ASA 那樣是全等判別法的原因。

它發生在已知兩邊與其中一邊的對角(邊—邊—角,SSA)、並嘗試用正弦定理求解時。假設你知道角 A、它的對邊 a,以及另一邊 b。正弦定理給出 sin B = b x sin A / a,但方程式 sin B = (某個 0 到 1 之間的值)在 0 到 180 度間有「兩個」解——一個銳角和它的鈍角夥伴(180 度減它)。究竟兩個、一個、或都不能構成合法三角形,取決於邊長。想像把邊 a 從邊 b 的端點像一扇有鉸鏈的門那樣擺動:若 a 太短碰不到底邊,便無三角形;恰好夠長則只觸碰一次(一個直角三角形解);再長一點便在底邊兩處相交(兩個三角形);比 b 更長時便只能交一次(一個三角形)。

實用法則是:先算出 sin B,由計算機求得銳角 B_1,再檢驗它的鈍角夥伴 B_2 = 180 - B_1:若 A + B_2 仍小於 180 度,則第二個三角形也合法,你必須兩個答案都報告。忘了檢查第二解,是整個三角學中最常見的錯誤之一,因為計算機的反正弦鍵只會給你那個銳角。

已知 A = 30 度,a = 6,b = 10。則 sin B = 10 x sin 30 度 / 6 = 5 / 6 ≈ 0.833,故 B_1 ≈ 56.4 度,B_2 ≈ 123.6 度。兩者皆成立,因為 30 + 123.6 = 153.6 < 180,所以有兩個三角形——典型的模稜兩可情形。

反正弦給的銳角只是故事的一半;務必檢驗鈍角夥伴 180 - B。

SSA 正是「邊—邊—角」不是全等判別法的原因:兩個真正不同的三角形可以共有相同的兩邊與非夾角。只有 SSA 這種排列才模稜兩可——SAS、ASA、AAS、SSS 各給出唯一的三角形。

又稱
the SSA casethe two-solution caseSSA 情形兩解情形