5.1 任意角和弧度制-【高分突破系列】2022-2023学年高一数学上学期同步知识点剖析精品讲义与分层练习(人教A版2019必修第一册)

任意角和弧度制 1 任意角 ① 角的定义与分类 角可以看成平面内一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所成的图形. 如下图，一条射线的端点是，从起始位置按逆时针旋转到终止位置，形成角，射线分别是角的始边和终边. 逆时针旋转为正角，顺时针旋转为负角，不旋转为零角. ② 终边相等的角 与角终边相同的角的集合为 PS表达式中的不能漏！ ③ 象限角的概念 角的顶点与原点重合，角的始边与轴的非负半轴重合，终边落在第几象限，则称为第几象限角. PS 终边落在坐标轴上，不能称为象限角. 2 弧度制 ① 弧度的定义 弧长等于半径时，所对的圆心角为弧度的圆心角，记作. 即:半径为的圆中，弧长为的弧所对的圆心角为，那么 ② 角度与弧度的转化 ③ 特殊角的角度与弧度对应表 角度 弧度 ④ 弧长与扇形面积计算公式 弧长； 扇形面积，(为圆的半径) 注 为弧度制. 【题型一】角的集合表示及象限角的判定 【典题1】 已知集合锐角，小于的角，第一象限的角，下列说法： ，，，. 其中正确的是　 　． 【解析】锐角的范围为°，小于角为包含负角． 第一象限角为， 与之间没有包含的关系，故错；，但，故②错； ，不一定包含于，故④错；③对. 其中正确的是：③ 【典题2】 写出如图所示阴影部分的角的范围． 【解析】(1)因为与角终边相同的角可写成，的形式， 角终边相同的角可写成，的形式， 所以图(1)阴影部分的角的范围可表示为 ． (2)因为与角终边相同的角可写成的形式， °角终边相同的角可写成，的形式， 所以图(2)中角的范围为，． 【点拨】 表示与角终边相同的角的集合时不要把漏了. 【典题3】 若是第三象限的角，则可能是第 象限角. 【解析】方法1 不等式法 是第三象限角，即． ，(以下对就被除的余数分类讨论) 当时，，为第一象限角； 当时，，为第三象限角． 当时，，为第四象限角． 所以可能是第一、三、四象限角. 方法2 八卦图法 先把直角坐标系每个象限平均分成份，从轴正半轴上方各区域标上，找到标有所在象限数字所在的区域，该区域在哪个象限，则的终边就在哪个象限. 故可能是第一、三、四象限角. 【点拨】 ① 方法中令，是从的余数角度思考，故也可令. ② 方法中的解题套路 判断的象限 ① 每个象限平分份；② 从轴上方逆时针开始标数；③ 找到所在象限数字. 例：判断的象限(是第二象限的角) ① 每个象限平分份； ② 从轴上方逆时针开始标数； ③ 找到所在象限数字. 【题型二】扇形的弧长及面积公式 【典题1】 弧度的角终边在第 象限. 【解析】 因为，所以弧度的角终边在第三象限． 【点拨】，则. 【典题2】 已知的圆心角所对的弦长为，求这个圆心角所对的弧长． 【解析】 如图， 过点作于，并延长交于 ，且. 在中，，从而弧的长为 【典题3】 已知一扇形的中心角是，所在圆的半径是． (1)若，，求扇形的弧所在的弓形面积； (2)若扇形的周长是一定值，当为多少弧度时，该扇形有最大面积？ 【解析】 (1)设弧长为，弓形面积为， ，， ． (2)法一 扇形周长， ， ． (利用基本不等式) 当且仅当，即时，扇形面积有最大值． 法二：由已知，， ，(二次函数最值问题) 当时，，此时， 当扇形圆心角为弧度时，扇形面积有最大值． 【点拨】 ① 弧长，扇形面积(为圆的半径)； ② 求函数最值，可把函数化简为，再利用基本不等式求解. 巩固练习 1(★) 下列说法正确的是(　　) ．终边相同的角相等 ．相等的角终边相同 ．小于的角是锐角 ．第一象限的角是正角 【答案】 【解析】终边相同的角相差周角的整数倍，不正确；相等的角终边一定相同；所以正确；小于的角是锐角可以是负角；第一象限的角是正角，也可以是负角． 故选：． 2(★) 的终边在第几象限 (　　) A．一　　　　　 B．二 C．三 D．四 【答案】 【解析】选　因.是第三象限角． 3(★) °化成弧度是 (　　) ．π ． 【答案】 ．故选：． 4 (★★) 已知是第二象限角，则是(　　) ．锐角 ．第一象限角 ．第一、三象限角 ．第二、四象限角 【答案】 【解析】是第二象限角，所以，， ，， 是第一象限或第三象限角， 故选：． 5 (★★) 已知圆与直线相切于点，点同时从点出发，沿着直线l向右、沿着圆周按逆时针以相同的速度运动，当运动到点时，点也停止运动，连接(如图)，则阴影部分面积的大小关系是(　　) ，再，最后 【答案】 【解析】如图所示， 直线