内容正文:
§3.弧度制
课程标准 素养解读
1.理解弧度的角的定义,了解弧度制的概念,能进行角度与弧度之间
的互化
2.体会引入弧度制的必要性
3.理解弧度制下弧长与面积公式
通过学习弧度制的有关概念
及表示,重点培养学生的数
学抽象、直观想象素养
[情境引入]
1.在初中学过的角度制中,1度的角是如何规
定的?
2.在我们度量长度时,有时用“米”作单位,有时
用“尺”作单位,有不同的单位制,度量质量时,
可以使用“千克”“磅”等不同的单位制,角的度
量除 了 角 度 制 之 外,是 否 也 有 不 同 的 单 位
制呢?
[知识梳理]
[知识点一] 度量角的单位制
1.角度制
用度作为单位来度量角的单位制叫作角度制,
规定周角的 等于1度,记作1°.
2.弧度制
(1)单位圆
半径为单位长度 的圆.
(2)弧度制的定义
在单位圆中,把长度等于 的弧所对的圆
心角称为 ,用符号rad表示,读作
弧度.
以弧度作为单位来度量角的单位制叫作弧
度制.
(3)任意角的弧度数与实数的对应关系
正角的弧度数是一个 ;负角的弧度数
是一个 ;零角的弧度数是 .
1.1弧度的定义中,1弧度的角的大小
与圆的半径是否有关系?
[知识点二] 角度与弧度的换算
1.角度与弧度的换算
角度化弧度 弧度化角度
360°= rad 2πrad=
180°=πrad πrad=
1°= rad≈ rad
1rad=
≈
2.常用特殊角在两种制度下的对应关系
度 0° 15°30°45°60°75°90°120°135°150°
弧
度
0 π12
π
6
π
4
π
3
5π
12
π
2
2π
3
3π
4
5π
6
度 180°210°225°240°270°300°315°330°360°
弧
度
π 7π6
5π
4
4π
3
3π
2
5π
3
7π
4
11π
6 2π
2.角度制、弧度制都是角的度量制,那
么它们之间换算的关键是什么?
3.-30°转化为弧度是多少弧度? 2π3
转化为角
度是多少度?
7
第一章 三角函数
[知识点三] 扇形的弧长及面积公式
设扇形的半径为r,弧长为l,圆心角为α(n°),则
度量单位
类别
n为角度制 α为弧度制
扇形的弧长 l= l=
扇形的面积 S=
S=
=
4.在弧度制下,扇形的弧长公式与面积
公式中有四个量α、r、l、S,根据公式已知几个
量可以求其他量呢?
5.你认为式子|α|=lr
中,比值l
r
与所取的圆的
半径大小是否有关?
[预习自测]
1.下列语句正确的是 ( )
A.一弧度是一度的圆心角所对的弧
B.一弧度是长度等于半径的圆弧所对的圆
周角
C.一弧度的圆心角所对的弧长为1
D.一弧度的圆心角所夹弧长等于半径
2.下列各式正确的是 ( )
A.π=180 B.π=3.14
C.90°=π2rad D.1rad=π
3.已知扇形的圆心角为60°,半径为2,则扇形的
弧长为 ,扇形的面积为 .
角度制与弧度制的换算
[例1](1)把202°30′化成弧度;
(2)把-512π
化成角度;
(3)已知α=15°,β=
π
10
,γ=1rad,θ=105°,φ=
7π
12
,试比较α、β、γ、θ、φ的大小.
[思路点拨] 第(1)(2)小题可直接利用1°=
π
180rad
,1rad= 180π
æ
è
ç
ö
ø
÷°进行转化,第(3)小题可
先统一单位,由于用弧度表示的角较多,可统
一为弧度,再根据实数大小进行比较.
1.角度与弧度的理解
(1)引入弧度制后,角的集合与实数集建立
了一一对应关系.
(2)用角度制和弧度制来度量零角,单位不
同,但数量相同(都是0);用角度制和
弧度制度量任意非零角,单位不同,数
量也不同.
(3)牢记180°=πrad,充分利用其进行角
度制与弧度制互化.
(4)角度的单位“”不可省略,而弧度的单
位“rad”可以省略.
(5)在同一个式子中,角度、弧度不能混合
使用.
2.解答角度与弧度的互化问题的关键在于
抓住“π=180°”这一关系,由它可以得:
度数× π180=
弧度数,弧度数× 180π
æ
è
ç
ö
ø
÷°=
度数,同时还要牢记一些特殊角的度数
与弧度数的对应关系.
3.将角度化为弧度,当角度制中含有“分”
“秒”单位时,应先将它们统一化为“度”
表示,再利用“1°= π180rad
”化为弧度
即可.
8
数学(BS)必修第二册
[变式训练]
1.将下列角度与弧度进行互化:
(1)5116π
;(2)-7π12
;(3)10°;(4)-855°.
用弧度制表示任意角
[例2]用弧度制表示终边在坐标轴上的角的
集合.
[思路点拨] 先表示出终边在x轴、y轴上
的角的集合,再求它们的并集.
1.弧度制下角的集合表示
可联想角度制下的角的集合表示,再转
化为弧度制,求象限角、区域角亦然.难
点是区间合并时,要做到准确无误.如本
题中,前一集合是以π
2
的偶数倍表示,后
一集合是以π
2
的奇数倍表示,两者合并,
即用π
2
的整数倍表示.
2.用弧度制表示终边相同角的两个关注点
(1)用弧度制表示终边相同的角2kπ+α(k
∈Z)时,其中2kπ是π的偶数倍,而不
是整数倍.
(2)还要注意角度制与弧度制不能混用.
[变式训练]
2.已知α1=-570°,α2=750°,β1=
3π
5
,β2=-
π
3.
(1)将α1,α2 用弧度制表示出来,并指出它们
各自的终边所在的象限;
(2)将β1,β2用角度制表示出来,并在[-720°,
-180°]内找出与它们终边相同的所有角.
扇形的弧长公式及面积公式
[例3]已知扇形的圆心角所对的弦长为2,圆心
角为2π
3.
求:
(1)这个圆心角所对的弧长;
(2)这个扇形的面积.
[思路点拨] 利用弧长公式和面积公式直
接求解.
关于弧度制下扇形问题的解决方法
(1)三个公式:|α|=lr
,S=12lr=
1
2αr
2,要
恰当选择公式,建立未知量、已知量间
的关系,通过解方程(组)求值.
(2)弧长、面积的最值:利用圆心角的弧度
数、半径表示出弧长(面积),利用函数
知识求最值,一般利用二次函数的最值
求解.
[变式训练]
3.(1)弧长为3π.圆心角为135°的扇形的半径为
,面积为 .
(2)已知一扇形的周长为40cm,当它的半径
和圆心角取什么值时,才能使扇形的面积最
大? 最大面积是多少?
9
第一章 三角函数
1.已知α=-3rad.则α是 ( )
A.第一象限角 B.第二象限角
C.第三象限角 D.第四象限角
2.将-300°化为弧度数为 ( )
A.-43π B.-
5
3π
C.-76π D.-
7π
4
3.角25π6
是第 象限角.
4.如图,扇形AOB 的面积是1,
它的弧长是2,则扇形的圆心
角α的弧度数为 ;弦
AB的长为 .
5.已知α=-800°.
(1)把α改写成β+2kπ(k∈Z,0≤β<2π)的形
式,并指出α是第几象限角;
(2)求γ,使γ与α的终边相同,且γ∈ -π2
,π
2
æ
è
ç
ö
ø
÷.
学习至此,请完成配套训练
§4.正弦函数和余弦函数的概念及其性质
4.1 单位圆与任意角的正弦函数、余弦函数定义
课程标准 素养解读
1.了解单位圆与正弦函数、余弦函数的关系
2.掌握任意角的正弦函数、余弦函数的定义
通过学习三角函数的定义培养学生直观
想象和数学抽象素养
[情境引入]
如图,如果一个锐角α的终边与单位圆的交点
是P(u,v),根据初中所学在直角三角形中正
弦、余弦、正切的定义,你能否用点P的坐标表
示sinα,cosα,tanα? 这一结论能否推广到α
是任意角时的情形呢?
[知识梳理]
[知识点一] 正弦函数、余弦函数的定义
1.定 义:如 图,在 直 角 坐 标 系
中,给定单位圆,对于给定的
任意角α,使角α的顶点与原
点重合,始边与x轴正半轴
重合,终边与单位圆交于点
P(u,v),那么点P 的纵坐标v是角α的正弦
函数值,记作v= ;点P 的横坐标u
是角α的余弦函数值,记作u= .
2.对正弦函数、余弦函数定义的理解
①定义中,α是一个任意角,同时它也可以是
一个实数(弧度数).
②角α的终边与单位圆O交于点P(u,v),实际
上给出了两个对应关系,即
实数α(弧度)对应于点P的纵坐标v
对应
→正弦,
实数α(弧度)对应于点P 的横坐标u
对应
→
余弦.
③三角函数 可 以
看成 以 实 数 为 自
变量,以单位圆上
的点 的 坐 标 为 函
数值的函数.角与
实数是一对一的.角和实数与三角函数值之间
是多对一的,如图所示.
④sinα是一个整体,不是sin与α的乘积,单
独的“sin”“cos”是没有意义的.
01
数学(BS)必修第二册
参考答案
五维课堂
.后Z...-4或5.
(2).集合M中的第二象限角与120}角的终边相同
即S中适合-720<③~0{的元素有
'-120+h·360”,Z
-2020*+4×360--580*.
83.狐度制
-2020*+5×360--220°。
课前预习学案 情境引入
[例3] [解] 图中的阴影部分表示终边由一45逆时针旋转
1.提示:周角的30等于1度.
到120{}的所有角,故B -{a -45^{}+·360{}\a 120{*}+ $$
·360{},后乙)(注意不含边界).
2.提示:有不同的单位制,即弘度制.
#'.'A-{90}+·360 180+·360{},-
知识梳理 知识点一
*$AB- a90+·360{120{+·360{},.
变式训练
3.解:与30{}角的终边在一条直线上的角的集合为S一{aa
2.(1)1(2)1 1狐度(3)正数 负数0
30{}+ ·180{},b 》,与180{}-75^{}-105^{①}角的终边在一条直$
[思考]
线上的角的集合为S.-ga=105^{}+·180{*},乙,因此,
1.提示:一定大小的园心角a所对应的张长与半径的比值是唯
在图中阴影部分的角a的范围为{al30{}+k·180{}<a 105”
一确定的,所以1孤度的角的大小与圆的半径无关.
十·180{,乙.
知识点二
[例4][解]·'90+·360<180+·360”},.
(10)
0.01745
1.2π 360*180{
5718
'.$180+2·360}2~360*+2·360{},-乙.
.2a是第三或第四象限角,或是终边落在y轴的非正半轴
[思考]
上的角.
2.提示:计算时,我们要特别注意πrad一180{},用这个公式进
行互化即可。
3.提示120。
当 为偶数时,不妨令b-2n,n乙,则450}+n·360{}{<
知识点三
0
90{十n·360{},此时,号为第一象限角;
[思考]
当 为奇数时,令k-2n-1,nz,则225{+n·360{<<
4.提示:知二求二.
5.提示:与半径大小无关,一定大小的圈心角a所对应的孤长
270{}十n·360{,此时,“为第三象限角.
与半径的比值是唯一确定的.
预习自测
.为第一或第三象限角.
1.2.2
变式训练
4. D[:90{}+·360<180{}+360{}·,E .
课堂互动学案
(40#)1#
$30{+120{·<<60{}+120*·k,kz.
[例1][解](1)202*30'-202.5*=
1
(2)---(180)-70
当 -0时,30{<60{,是第一象限角;
(3)-157-15×8
当 -1时,150{}~<180”,是第二象限角;
-10-10
当 -2时,270{}~<300{,是第四象限角.]
然<1故#<-
随堂步步夯实
1.D A中的角应与直角终边相同,B中如480}不是钝角,C
变式训练
中如300{不是负角,只有D正确.]
1.解:(151151180°-15 30.
2.B[.600-240*+360*.
6
'.600{与240{终边相同。
'与600{终边相同的角即为与240终边相同.
_
.选B.]
(3)10-100-
3.解析:因为a与120{角的终边相同.
故有a-·360+120{}b乙.
又因为-990{<a<-630”.
所以-990{}<b·360*+120<-630。
[例2] [解] 角的终边在工轴上的角的集合为
即-1110*·360*<-750。
aa=n,k乙,角的终边在y轴上的角的集合
当--3时,a-(-3)×360*+120--960”
#为$aao-+r,e#
答案:-960*
4.解析:集合{a·180{} a·180{}+45{,éZ)中,当 为
'角的终边在坐标轴上的角的集合为
偶数时,此集合与{a0 a 45^{}表示终边相同的角,位于
{ala-kr,kEz)#{aln-+kx, e-
第一象限;当k为奇数时,此集合与{a 180{} a 225^{}表示
终边相同的角,位于第三象限,所以集合a人·180{} 。
#fala-2·#ez{ala-(2+1)·#e2}
·180{}十45{,E乙中角表示的范围为图②所示。
#。####
答案:②
5.解:(1)令-360{ 30{+b·90{<360{,得-13<b11,;
变式训练
2.解:(1)=-570*-570r19--22-+51
.Z.,k--4,-3,-2,-1,0,1,2,3.集合M中大于
180
6
。=
一360{且小于360{的角共有8个,分别是-330{,一240,
750-75025-2×2x+.
-150{,-60{,30{,120,210,300。
180-6
.211·
五维课堂
数学·必修第二册
1一
故二一
S4.正弦函数和余弦函数的概念及其性质
6
6
第一象限。
4.1 单位圆与任意角的正弦函数、余弦函数定义
$(2)-3--3×180*-108
课前预习学案 情境引入
55
提示:v=sina,u=cosa.
知识梳理 知识点一
1. sina cos a
3
3
设8-108{*}+·360{( ).
[思考]
.=-660*+h·360”*(h乙).
1.提示:a终边在x轴非负半轴时,sina-o,cosa-1;
令-72 20 -18 0,-720 -18 0$$$$
a终边在y轴非负半轴时,sina-l,cosa-0;
即-720 $108{*+·360 -180({$$E $
a终边在x轴非正半轴时,sina-o,cosa--1;
-7 2 20{}<-60{*}+b·360 -180{}($。 ).
a终边在y轴非正半轴时,sina=-1,cosa-0.
得=-2或 =-1,--1.
2.提示:不会,三角函数也是函数,是以角为自变量,以单位圆
故在[-720{},-180{}]内,与B终边相同的角是一612^*}和
上点的坐标(坐标的比值)为函数值的函数;三角函数值只与
一252*,与8终边相同的角是一420{②。
角a的大小有关,即由角a的终边位置决定。
[例3] [解] (1)因为扇形的回心角所对的弦长为2,圆心角
3.提示:因为sina0,所以角a的终边除了在第一或第二象
为2,所以半径,-_2.
限,还有可能在y轴的正半轴上。
sin}
4.提示:正弦值相等,但两角不一定相等,如sin60{}一sin120{
3
但60-120”。
预习自测
所以这个四心角所对的孤长1-232π4、3
(2)由(1)得扇形的面积s-x234、π4π
9
课堂互动学案
3
[例1] [解析] B [·角a,3的终边与单位圆分别交于点
变式训练
(13})和(一#)#
180二
故由定义知sino-co--3.
面积为13πx46-.
.sin acos -×(-号)--3.]
答案:4 6π
变式训练
(2)解:设扇形的圆心角为8,半径为7,张长为7.面积为S.
则/+2r-40,所以7-40-2r,
1.A [.点P在单位圈上,则OP-1.
即 (-3)#+(4a)=1,解得a=士.
所以$-1r-x(40-2r)r--(r-10) +100.
:a<o..a-一
所以当半径r一10cm时,扇形的面积最大,最大值为
1.
10ocm,这时-40-2x10-2 rad.
.P点的坐称为(一).
10
随堂步步夯实
#sinn-#-_
1.C ['-r<-3 rad<-..-3 rad是第三象限角.]
.sing+2cosa--4+2x3-1
[例2] [解] 因为点P的坐标为(一3a,4a)(a子0),原点
为O.
.25是第一象限角.
60
所以r-OP= (-3a)+(4a)-5a.
6
答案:一
1
4.解析:设扇形半径为r,则
r5ā
(ar-2.
-1.
:AB的长为2rsin-2sin1.
l,当a0时,则r三一5a,角a在第四象限.
一0
答案:2 2sin1
sina--
-5a
一一
所以2sing+cosa=--
.=-800*-14r(-3)×2r.
综上所述,2sina+cosa=士1.
变式训练
'。与14π的终边相同..a是第四象限角.
2.解析:由题意得x一m,y-、③.
.r-oP-m+3,
.cos-10.很明显0
”与。的终边相同..v-2k-14π,kz.
m+3
9
###(一)-2046 乙
解得m-V5.
9
答案V5
解得 --1.).7--2-14---4-
[例3] [解] 设直线y-2x与单位围工^}+y}一1的交点分
☆
别为A(x.y).B(x。.y:).
. 212·