Teorema del coseno
Entonces, se cumplen las relaciones

Haremos la demostración por el teorema de Pitágoras, pero demostraremos únicamente la fórmula
para el caso en el que el lado b es adyacente a dos ángulos agudos (como en la imagen siguiente). En los otros casos, se procede de forma similar.

Hemos dividido el triángulo en dos triángulos rectángulos. Observemos que el lado c es

de donde

Aplicando el teorema de Pitágoras al triángulo de la izquierda, obtenemos la relación

y aplicando Pitágoras al triángulo de la derecha,

Escribimos en esta última relación y como c - x:

Sumamos las dos relaciones obtenidas:

Simplificamos la expresión:

Finalmente, puesto que el triángulo de la derecha es rectángulo, por definición del coseno,

Despejamos x:

Sustituimos esta x en la expresión que teníamos:
