Для начала определим длину третьей стороны треугольника, используя теорему косинусов. Пусть стороны треугольника равны (a = 4) см, (b = 7) см, а (c) — искомая третья сторона. Угол между сторонами (a) и (b) обозначим как (\gamma), и по условию (\cos \gamma = -\frac{2}{7}).
Теорема косинусов утверждает, что:
[ c^2 = a^2 + b^2 - 2ab \cos \gamma ]
[ c^2 = 4^2 + 7^2 - 2 \cdot 4 \cdot 7 \cdot \left(-\frac{2}{7}\right) ]
[ c^2 = 16 + 49 + 16 ]
[ c^2 = 81 ]
[ c = 9 ] см.
Теперь определим синус угла (\gamma). Поскольку мы знаем косинус угла, можем использовать тождество (\sin^2 \gamma + \cos^2 \gamma = 1):
[ \sin^2 \gamma = 1 - \cos^2 \gamma ]
[ \sin^2 \gamma = 1 - \left(-\frac{2}{7}\right)^2 ]
[ \sin^2 \gamma = 1 - \frac{4}{49} ]
[ \sin^2 \gamma = \frac{45}{49} ]
[ \sin \gamma = \sqrt{\frac{45}{49}} = \frac{3\sqrt{5}}{7} ]
Теперь найдем синусы оставшихся углов треугольника ((\alpha) и (\beta)), лежащих против сторон (b) и (a) соответственно. Для этого используем теорему синусов:
[ \frac{a}{\sin \alpha} = \frac{b}{\sin \beta} = \frac{c}{\sin \gamma} ]
[ \frac{4}{\sin \alpha} = \frac{7}{\sin \beta} = \frac{9}{\frac{3\sqrt{5}}{7}} ]
[ \frac{4}{\sin \alpha} = \frac{7}{\sin \beta} = \frac{63}{3\sqrt{5}} = \frac{21}{\sqrt{5}} \cdot \frac{\sqrt{5}}{\sqrt{5}} = \frac{21\sqrt{5}}{5} ]
Для (\alpha):
[ \sin \alpha = \frac{4 \cdot 5}{21\sqrt{5}} = \frac{20}{21\sqrt{5}} \cdot \frac{\sqrt{5}}{\sqrt{5}} = \frac{20\sqrt{5}}{21 \cdot 5} = \frac{4\sqrt{5}}{21} ]
Для (\beta):
[ \sin \beta = \frac{7 \cdot 5}{21\sqrt{5}} = \frac{35}{21\sqrt{5}} \cdot \frac{\sqrt{5}}{\sqrt{5}} = \frac{35\sqrt{5}}{21 \cdot 5} = \frac{7\sqrt{5}}{21} = \frac{\sqrt{5}}{3} ]
Таким образом, синусы углов треугольника равны:
[ \sin \alpha = \frac{4\sqrt{5}}{21}, \sin \beta = \frac{\sqrt{5}}{3}, \sin \gamma = \frac{3\sqrt{5}}{7} ]