内容正文:
7.1 任意角的概念与弧度制
7.1.1 角的推广
课程标准 素养解读
1.了解角的概念
2.掌握正角、负角和零角的概念,理解任意角的意义
3.熟练掌握象限角、终边相同的角的概念,会用集合符号表
示这些角
1.根据角的概念培养数学直观和逻辑推理素养
2.通过学习终边相同的角,象限角提升数学建
模素养
[情境引入]
1.当钟表慢了(或快了)一点时,我们会将分针按某个
方向转动,把时间调整准确,在调整的过程中,分针
转动的方向是否相同?
2.在跳水比赛中,运动员会做出“转体两周”“向前翻
转两周半”等动作,做上述动作时,运动员转体多少
度? 转过的度数还能用0°到360°的角表示吗?
[知识梳理]
[知识点一] 任意角的概念
1.角的概念
角可以看成平面内 绕着它的 旋
转所成的图形.
2.角的表示
如图,① 始 边:射 线 的 位
置OA;
②终边:射线的 位置OB;
③顶点:射线的端点O;
④记 法:图 中 的 角α 可 记 为 “角α”或 “∠α”或
“∠AOB”.
3.角的分类
名称 定义 图形
正角
一条射线绕其端点
按 方向旋转
形成的角
负角
一条射线绕其端点
按 方向旋转
形成的角
零角
一条射线没有作
旋转形成的角
1.当角的始边和终边确定后,这个角就被确
定了吗?
2.你能说出角的三要素吗?
3.正角、负角、零角是根据什么区分的?
4.如果一个角的终边与其始边重合,这个角一定是
零角吗?
1
第七章 三角函数
[知识点二] 平面直角坐标系中的任意角
1.象限角
在平面直角坐标系中,若角的顶点与 重
合,角的始边与 轴的非负半轴重合,那么,角
的 在第几象限,就说这个角是第几
;如果角的终边在 ,就认为这个角不
属于任何一个象限.
2.各象限角的集合
象限角 象限角α的集合表示
第一象限角 {α|k360°<α<k360°+90°,k∈Z}
第二象限角 {α|k360°+90°<α<k360°+180°,k∈Z}
第三象限角 {α|k360°+180°<α<k360°+270°,k∈Z}
第四象限角 {α|k360°+270°<α<k360°+360°,k∈Z}
3.终边落在坐标轴上的角
终边落在x 轴的非负
半轴上的角的集合
{α|α=k360°,k∈Z}
终边落在x 轴的非正
半轴上的角的集合
{α|α=k360°+180°,k∈Z}
终边落在x 轴上的角
的集合
{α|α=k180°,k∈Z}
终边落在y 轴的非负
半轴上的角的集合
{α|α=k360°+90°,k∈Z}
终边落在y 轴的非正
半轴上的角的集合
{α|α=k360°+270°.k∈Z}
终边落在y 轴上的角
的集合
{α|α=k180°+90°,k∈Z}
终边落在坐 标 轴 上 的
角的集合
{α|α=k90°,k∈Z}
4.终边相同的角
所有与角α终边相同的角,连同角α在内,可构成
一个集合S= ,即任一与角α终
边相同的角都可以表示成角α 与
的和.
5.对终边相同的角的理解
所有与角α终边相同的角,连同角α在内,构成一
个集合,它们彼此相差k360°(k∈Z),即S={β|β
=α+k360°,k∈Z}.
(1)终边相同的角的前提条件是:角的顶点与原点重
合,角的始边与x轴的非负半轴重合.
(2)α是任意角且k为整数.
(3)k360°与α之间用“+”号连接.
(4)终边相同的角的表示形式不唯一,如{x|x=k
360°-90°,k∈Z}与{x|x=k360°+270°,k∈Z}
均表示终边在y轴的非正半轴上的角的集合.
5.相等的角终边一定相同吗? 不相等的角
终边一定不同吗?
6.角β=α+k720°,k∈Z,β与α终边相同吗?
7.把一个角放在平面直角坐标系中时,这个角是否一
定就是某一个象限的角?
8.若角α,β满足S={β|β=α+k360°,k∈Z)时,角
α,β是否是终边相同的角?
[预习自测]
1.下列各命题正确的是 ( )
A.终边相同的角一定相等
B.第一象限角都是锐角
C.锐角都是第一象限角
D.小于90°的角都是锐角
2.-1060°的角终边落在 ( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
3.在(-360°,0°)内与角1250°终边相同的角是 .
任意角的概念
[例1](1)下列结论:
①三角形的内角必是第一、二象限角;
②始边相同而终边不同的角一定不相等;
③小于90°的角是第一象限角;
④钝角比第三象限角小;
⑤小于180°的角是钝角、直角或锐角.
其中正确的结论为 (填序号).
[思路点拨] 利用任意角的概念判断.
(2)若钟表的时针走过了2小时40分,则分针转过
的角度为 ( )
A.80° B.-80° C.960° D.-960°
理解与角的概念有关问题的关键
关键在于正确理解象限角与锐角、直角、钝角、平
角、周角等概念,弄清角的始边与终边及旋转方向
与大小.另外需要掌握判断结论正确与否的技巧,
判断结论正确需要证明,而判断结论不正确只需
要举一个反例即可.
2
必修第三册 数学B
[变式训练]
1.给出下列四个结论:①-15°是第四象限角;②185°
是第三象限角;③475°是第二象限角;④-350°是第
一象限角.其中正确的个数为 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
终边相同的角
[例2]已知α=-1910°.(1)把α写成β+k360°(k
∈Z,0°≤β<360°)的形式,指出它是第几象限角;
(2)求θ,使θ与α的终边相同,且-720°≤θ<0°.
[思路点拨] 解答本题(1)用α除以360°,使余数
为正,且使余数在[0°,360°)即可;(2)根据终边相
同角的定义,用公式α+k360°列不等式求解.
1.终边落在直线上的角的集合的步骤
(1)写出在0°~360°范围内相应的角.
(2)由终边相同的角的表示方法写出角的集合.
(3)根据条件能合并一定合并,使结果简洁.
2.终边相同角常用的三个结论
(1)终边相同的角之间相差360°的整数倍.
(2)终边在同一直线上的角之间相差180°的整
数倍.
(3)终边在相互垂直的两直线上的角之间相差
90°的整数倍.
[变式训练]
2.在与 530°角终边相同的角中,求满足下列条件
的角.
(1)最大的负角;
(2)最小的正角;
(3)在区间[-720°,-360°)内的角.
区间角
[例3]设A={α|90°+k360°≤α≤180°+
k360°,k∈Z},B 为终边在如图所示阴
影部分中的角的集合,求A∩B.
[思路点拨] 先写出集合B,再求A∩B.
区间角是指终边落在坐标系的某个区域内的角.其
写法可分为三步:
(1)先按逆时针的方向找到区域的起始和终止边界;
(2)按由小到大分别标出起始和终止边界对应的-
360°到360°范围内的角α和β,写出最简区间{x|α<x
<β},注意,若含边界,则不等式中应带“=”;
(3)起始、终止边界对应角α、β,再加上360°的整数
倍,即得区间角集合.
[变式训练]
3.如图,角α终边在图中阴影部分,
试指出角α的范围.
象限角的判断
[例4]已知α为第二象限角,问2α,α2
分别是第几象
限角?
[思路点拨] 由角α为第二象限角,可以写出α的范
围:90°+k360°<α<180°+k360°,k∈Z,在此基础
上可以写出2α,α2
的范围,进而可以判断出它们所在
的象限.
3
第七章 三角函数
(1)解决此类问题,要先确定α的范围,进一步确定
出nα或αn
的范围,再根据k与n的关系进行讨论.
(2)一般地,要确定αn
所在的象限,可以作出n等分
各个象限的从原点出发的射线,它们
与坐标轴把周角等分成4n个区域,从
x轴的正半轴起,按逆时针方向把这
4n个区域依次循环标上号码1、2、3、
4,则标号是几的区域,就是α为第几
象限角时,α
n
终边可能落在的区域,α
n
所在的象限就可直观地看出.
例如,已知角α所在的象限,可用如图求角α2
所在的
象限,也可以用下表来表示:
α所在的象限 一 二 三 四
α
2
所在的象限 一、三 一、三 二、四 二、四
(3)这类问题也可采用特值法判断角的终边位置,如本
例中α
2
,45°+k180°<α2<90°+k
180°,k∈Z,令k=
1,2,3,4分别得α2
的终边位于第三、一、三、一象限,如
此循环往复,从而可断定α
2
是第一或第三象限角.
[变式训练]
4.若α是第二象限角,则α3
是 ( )
A.第一象限的角
B.第二象限的角
C.第四象限的角
D.第一象限或第二象限或第四象限角
1.下列命题中正确的是 ( )
A.终边在y轴的非负半轴上的角一定是直角
B.第二象限角一定是钝角
C.第四象限角一定是负角
D.始边相同而终边不同的角一定不相等
2.与600°终边相同的角表示为(k∈Z) ( )
A.k360°+220° B.k360°+240°
C.k360°+60° D.k360°+260°
3.已知-990°<α<-630°,且α与120°角的终边相同,则
α= .
4.集合{α|k180°≤α≤k180°+45°,k∈Z}中角表示的
范围(用阴影表示)是图中的 (填序号).
5.已知角的集合M={α|α=30°+k90°,k∈Z},回答下
列问题:
(1)集合M 中大于-360°且小于360°的角是哪几个?
(2)写出集合M 中的第二象限角β的一般表达式.
学习至此,请完成配套训练
4
必修第三册 数学B
参 考 答 案
第七章 三角函数
7.1 任意角的概念与弧度制
7.1.1 角的推广
课前预习学案
情境引入
1.提示:不同,当钟表慢了,要顺时针转动分针,当钟表快
了,要逆时针转动分针.
2.提示:因为运动员转体方向有顺时针、逆时针的不同,因
此运动员“转体两周”的度数可以是顺时针旋转720°或逆
时针旋转720°,“向前翻转两周半”可以是顺时针旋转
900°或逆时针旋转900°.显然这些角都不在0°~360°,不
能用0°到360°的角表示.
知识梳理
知识点一、1.一条射线 端点 2.起始 终止 3.逆时针
顺时针 任何
知识点二、1.原点 x 终边 象限角 坐标轴上 4.{β|β
=α+k360°,k∈Z} 整数个周角
[思考]
1.提示:不是的.虽然始、终边确定了,但旋转的方向和旋转
量的大小(旋转圈数)并没有确定,所以角也就不能确定.
2.提示:角的三要素是顶点、始边、终边.
3.提示:根据组成角的射线的旋转方向.
4.提示:不一定,零角的终边与始边重合,但终边与始边重
合的角不一定是零角,如360°,-360°等,角的大小不是根
据始边、终边的位置,而是根据射线的旋转.
5.提示:相等的角终边一定相同;不相等的角终边可能相
同,也可能不同.
6.提示:β=α+2k360°,故β与α 终边相同.
7.提示:不一定.因为象限角是指的当角的始边与x轴的非
负半轴重合时,终边在哪个象限,我们就说这个角是第几
象限角.如果一个角的终边在坐标轴上时,我们认为这个
角不在任何象限内,又叫轴线角.
8.提示:当角α,β满足S={β|β=α+k360°,k∈Z}时,表示
角α与β相隔整数个周角,即角α,β终边相同.
预习自测
1.C
2.A [因为-1060°=-3×360°+20°,所以-1060°的角
终边落在第一象限.]
3.解析:与1250°角的终边相同的角α=1250°+k360°,
∵-360°<α<0°,∴-16136<k<-
125
36
,
∵k∈Z,∴k=-4,∴α=-190°.
答案:-190°
课堂互动学案
[例1] (1)[解析] ①90°的角既不是第一象限角,也不是
第二象限角,故①不正确;
②始边相同而终边不同的角一定不相等,故②正确;
③小于90°的角可以是0°角,也可以是负角,故③不正确;
④钝角大于-100°,而-100°的角是第三象限角,故④不
正确;
⑤0°角小于180°,但它既不是钝角,也不是直角或锐角,故
⑤不正确.
[答案] ②
(2)D [∵40÷60=23
,∴360°×23=240°.∵
分针是顺
时针旋转,∴时针走过2小时40分,分针转过的角的度数
为-2×360°-240°=-960°,故选 D.]
变式训练
1.D [①-15°在第四象限;
②180°<185°<270°在第三象限;
③475°=360°+115°,而90°<115°<180°,所以475°在第
二象限;
④-350°=-360°+10°是第一象限角.
所以四个结论都是正确的.]
[例2] [解] (1)∵-1910°÷360°=-6余250°,
∴-1910°=-6×360°+250°,
∴β=250°,从而α=-6×360°+250°是第三象限角.
(2)令θ=250°+k360°(k∈Z),
∵-720°≤θ<0°,
∴-720°≤250°+k360°<0°,
即-9736≤k<-
25
36.
∵k∈Z,∴k=-1或-2.
即250°+(-1)360°=-110°,
250°+(-2)360°=-470°.
∴θ=-110°或θ=-470°.
变式训练
2.解析:与530°角终边相同的角为k360°+530°,k∈Z.
(1)由-360°<k360°+530°<0°且k∈Z,可得k=-2,
故所求的最大负角为-190°.
(2)由0°<k360°+530°<360°且k∈Z,可得k=-1,故
所求的最小正角为170°.
(3)由-720°≤k360°+530°<-360°且k∈Z,可得k=
-3.故所求的角为-550°.
[例3] [解] 图中的阴影部分表示终边由-45°逆时针旋
转到120°的所有角,故B={α|-45°+k360°<α<120°
+k360°,k∈Z}(注意不含边界),
又∵A={α|90°+k360°≤α≤180°+k360°,k∈Z},
∴A∩B={α|90°+k360°≤α<120°+k360°,k∈Z}.
变式训练
3.解:与30°角的终边在一条直线上的角的集合为S1={α|α
=30°+k180°,k∈Z},与180°-75°=105°角的终边在一
条直线上的角的集合为S2={α|α=105°+k180°,k∈
Z},因此,在图中阴影部分的角α的范围为{α|30°+k
180°≤α<105°+k180°,k∈Z}.
[例4] [解] ∵90°+k360°<α<180°+k360°,k∈Z
∴180°+2k360°<2α<360°+2k360°.k∈Z
∴2α是第三或第四象限角,或是终边落在y 轴的非正半
轴上的角.
同理45°+k2
360°<α2<90°+
k
2
360°.
当k为偶数时,不妨令k=2n,n∈Z,则45°+n360°<α2
<90°+n360°,此时,α2
为第一象限角;
当k为奇数时,令k=2n+1,n∈Z,则225°+n360°<α2
<270°+n360°,此时,α2
为第三象限角.
∴α2
为第一或第三象限角.
78
参考答案
变式训练
4.D [∵90°+k360°<α<180°+360°k k∈Z
∴30°+120°k<α3<60°+120°
k k∈Z
当k=0时,30°<α3<60°
,α
3
是第一象限角.
当k=1时,150°<α3<180°
,α
3
是第二象限角.
当k=2时,270°<α3<300°
,α
3
是第四象限角.]
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中如300°不是负角,只有 D正确.]
2.B [600°=240°+360°,
∴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.解析:因为α与120°角终边相同,
故有α=k360°+120°,k∈Z.
又因为-990°<α<-630°,
所以-990°<k360°+120°<-630°,
即-1110°<k360°<-750°.
当k=-3时,α=(-3)×360°+120°=-960°.
答案:-960°
4.解析:集合{α|k180°≤α≤k180°+45°,x∈Z}中,当k
为偶数时,此集合与{α|0°≤α≤45°}表示终边相同的角,
位于第一象限;当k 为奇数时,此集合与{α|180°≤α≤
225°}表示终边相同的角,位于第三象限.所以集合{α|k
180°≤α≤k180°+45°,k∈Z}中角表示的范围为图②
所示.
答案:②
5.解:(1)令-360°<30°+k90°<360°,得-133<k<
11
3
,
又∵k∈Z,∴k=-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,∴集合M 中
大于-360°且小于360°的角共有8个,分别是-330°,-
240°,-150°,-60°,30°,120°,210°,300°.
(2)∵集合 M 中的第二象限角与120°角的终边相同,
∴β=120°+k360°,k∈Z.
7.1.2 弧度制及其与角度制的换算
课前预习学案
情境引入
1.提示:周角的 1360
等于1度.
2.提示:有不同的单位制,即弧度制.
知识梳理
知识点一、1.1360 2.
(1)半径长 圆心角 (2)正数 负数
0 (3)lr
知识点二、1.2π 360° 180° π180 0.01745
180
π( )
°
57.30°
知识点三、nπR
180 αR
nπR2
360
1
2lR
1
2αR
2
[思考]
1.提示:一定大小的圆心角α所对应的弧长与半径的比值
是唯一确定的.所以1弧度的角的大小与圆的半径无关.
2.提示:计算时,我们要特别注意πrad=180°,用这个公式
进行互化即可.
3.提示:-π6 120°.
4.提示:知二求二.
5.提示:与半径大小无关,一定大小的圆心角α所对应的弧
长与半径的比值是唯一确定的.
预习自测
1.D 2.C
3.解析:扇形的圆心角为α=60°=π3
,故弧长为l=2π3
,面积
为S=12×
π
3×2
2=2π3.
答案:2π
3
2π
3
课堂互动学案
[例1] [解] (1)202°30′=202.5°= 4052( )
°
× π180=
9
8π.
(2)-512π=-
5
12π×
180
π( )
°
=-75°.
(3)方法一(化为弧度):α=15°=15× π180=
π
12
,
θ=105°=105× π180=
7π
12.
显然π
12<
π
10<1<
7π
12.
故α<β<γ<θ=φ.
方法二(化为角度):
β=
π
10=
π
10×
180
π( )°=18°,γ=1≈57.30°,
φ=
7π
12×
180
π( )°=105°.
显然,15°<18°<57.30°<105°.故α<β<γ<θ=φ.
变式训练
1.解:(1)5116π=
511π
6 ×
180
π( )
°
=15330°.
(2)-7π12=-
7π
12×
180
π( )
°
=-105°.
(3)10°=10× π180=
π
18.
(4)-855°=-855× π180=-
19π
4 .
[例 2] [解] 角 的 终 边 在 x 轴 上 的 角 的 集 合 为
α|α=kπ,k∈Z{ },角 的 终 边 在 y 轴 上 的 角 的 集 合
为 αα=π2+kπ
,k∈Z}{ ,
∴角的终边在坐标轴上的角的集合为
{α|α=kπ,k∈Z}∪ αα=π2+kπ
,k∈Z{ }=
αα=2kπ2
,k∈Z}{ ∪ αα=(2k+1)π2,k∈Z{ }
= αα=nπ2
,n∈Z}{ .
变式训练
2.解析:(1)α1=-570°=-
570π
180=-
19π
6 =-2×2π+
5π
6
,
α2=750°=
750π
180=
25π
6 =2×2π+
π
6.
故α1=-
19π
6
,α2=
25π
6
,α1 的终边在第二象限,α2 的终边
在第一象限.
(2)β1=
3π
5=
3
5×180°=108°
,
β2=-
π
3=-
1
3×180°=-60°.
设θ1=108°+k1360°(k1∈Z),
88
必修第三册 数学B