内容正文:
弧度制
教材分析
本节课是普通高中教科书人教A版必修第一册第五章第一节第二课,本节课起着承上启下的作用:在前面学生在初中已经学过角的度量单位“度”,并且上节课学了任意角的概念,将角的概念推广到了任意角;本节课作为三角函数的第二课时,该课的知识还是后继学习任意角的三角函数等知识的理论准备,因此本节课还起着启下的作用。通过本节弧度制的学习,我们知道实数与角之间一一对应的关系,而且在弧度制下的弧长公式与扇形面积公式有了更为简单形式。另外弧度制为今后学习三角函数带很大方便。
课程目标
1.了解弧度制,明确1弧度的含义;
2.能进行弧度与角度的互化;
3.掌握用弧度制表示扇形的弧长公式和面积公式;
学科素养
1.数学抽象: 角集与实数集间的一一对应;
2.逻辑推理:弧长公式及扇形的面积公式;
3.数学运算:角度制与弧度制的互换;
4.数学模型:从圆的图形中理解角度值与弧度值。
教学重难点
教学重点:理解并掌握弧度制的定义,熟练的进行角度制与弧度制的互化,弧度制的运用;
教学难点:理解弧度制的定义,弧度制的运用。
教学方法
引导发现法、讲授法
教学准备
多媒体
教学过程
创设情景
1、我国现行的度量衡中,半斤等于八两吗?
半斤等于五两即1斤等于10两是十进制
半斤等于八两即1斤等于16两是十六进制
2、 度量衡是可以制定的,需要满足什么条件?
①共同约定 ②便于计算
3、国际单位制中衡量重量的单位是KG,那么KG跟斤能并存存的前提是什么呢?
可以进行换算
复习回顾
1. 在平面几何里,度量角的大小用什么单位?
角度制的单位有:度、分、秒。
2.1°的角是如何定义的?度、分、秒又如何换算呢?
规定:圆周1/360的圆心角称作1°角。
1度等于60分(1°=60′),1分等于60秒(1′=60″)这种用度做单位来度量角的制度叫做角度制 .
3. 你知道60°+sin60°等于多少吗?
讲授新课
1.观察发现
如图,射线OA绕着端点O旋转到OB形成角α.在旋转过程中,射线OA上的一点P(不同于点O)的轨迹是一条圆弧,这条圆弧对应于圆心角α.
设α=n°,OP=r,点P形成的圆弧PP1的长为 l
由初中所学知识可知:l=,这就是角度制中的弧长公式,在这个式子中=
几何画板展示
【探究】在射线OA上任取一点Q(不同于点O),OQ=r1,在旋转过程中,点Q
所形成的圆弧QQ1的长为l1 ,l1 与r1的比值是多少?我们能得出什么结论?
【结论】可以发现,圆心角α所对的弧长与半径的比值, 只与α的大小有关.也就是说,这个比值随α的确定而唯一确定.这就启发我们,可以利用圆的弧长与半径的关系度量圆心角.
2.弧度制的概念
我们规定:长度等于半径长的圆弧所对的圆心角叫做1弧度,记作1rad,读作1弧度.我们把半径为1的圆叫做单位圆,如图,在单位圆O中,弧AB的长度等于1,∠AOB就是1弧度的角.
根据上述规定:在半径为r的圆中,弧长为l的的弧所对的圆心角为α rad,那么有:
|α|=对这个式子进行变形,可以得到如下结论:
(1) l=|α|∙r(弧长公式) (2)r=
其中,α的正负由角α的终边的旋转方向决定,即逆时针旋转为正,顺时针旋转为负.当角的终边旋转一周后继续旋转,就可以得到弧度数大于2π或者小于-2π的角.这样就可以得到弧度为任意大小的角.
一般地,正角的弧度数是正数,负角的弧度数是复数,零角的弧度数是0.
欧拉是最早提出弧度制概念的数学家。
他在1748年的时代著作《无穷小分析概论》中提出把圆的半径作为弧长的度量单位,使一个圆周角等于2π弧度,1弧度等于圆周角的,这一思想将线段与弧的度量统一起来,大大简化了三角公式及计算。
弧度这个词产生于1873年,爱尔兰工程师詹姆斯·汤姆森(James Thomson)教授在其编著的一本考试集中创造性地首先使用了“弧度”一词.他将“半径”(radius)”的前四个字母与“角(angle)”的前两个字母组合在一起,构成了一个新词radian,被人们广泛接受并沿用至今.
3.弧度制与角度值之间的换算关系.
4.例题分析
例1.把下列各角从弧度化成角度
(1)3/5π: (2)0.5
例2.把下列各角从角度化成弧度
(1)252°; (2)11°15′
【注意】角度中含有分(‘)秒(‘’)时,化成 弧度制之前,要先化成度(°).
填写下列特殊角的度数与弧度数的对应表
例3 利用弧度制证明下列有关扇形的公式:
(1)
l=αR; (2) S=; (3)S=lR.
其中R是圆的半径,α(0<α<2π)为圆心角,l是扇形的弧长,S是扇形的面积.
证明:有公式|α|=可知l=αR.
下面证明(2)(3).