内容正文:
【考点通关】2025-2026学年高一数学高频考点与解题策略(人教A版2019必修第一册)
专题22 任意角与弧度制8种常见考法归类(58题)
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考点一 任意角的概念
考点二 终边相同的角
(1) 找终边相同的角
(2) 终边在某条直线上的角的集合
考点三 象限角及区域角的表示
(一)确定角所在的象限
(二)区域角
考点四 弧度制的概念
考点五 角度制与弧度制的互化
考点六 用弧度制表示有关的角
考点七 扇形的弧长、面积
考点八 扇形中的最值问题
知识点1:任意角
1、任意角
(1)角的概念:
角可以看成平面内一条射线绕着它的端点旋转所成的图形.
(2)角的表示:
如图所示:角α可记为“α”或“∠α”或“∠AOB”,始边:OA,终边:OB,顶点O.
(3)角的分类:
名称
定义
图示
正角
一条射线绕其端点按逆时针方向旋转形成的角
负角
一条射线绕其端点按顺时针方向旋转形成的角
零角
一条射线没有做任何旋转形成的角
2、角的加法与减法
设α,β是任意两个角,-α为角α的相反角.
(1)α+β:把角α的终边旋转角β.
(2)α-β:α-β=α+(-β).
知识点2:象限角
1、定义:在直角坐标系中,使角的顶点与原点重合,角的始边与x轴的非负半轴重合.那么,角的终边在第几象限,就说这个角是第几象限角.
如果角的终边在坐标轴上,那么就认为这个角不属于任何一个象限.
注:“锐角”“第一象限角”“小于90°的角”三者有何不同?锐角是第一象限角也是小于90°的角,而第一象限角可以是锐角,也可以是大于360°的角,还可以是负角,小于90°的角可以是锐角,也可以是零角或负角.
2、象限角的常用表示:
第一象限角
第二象限角
第三象限角
或
第四象限角
或
知识点3:轴线角
1、定义:轴线角是指以原点为顶点,轴非负半轴为始边,终边落在坐标轴上的角.
2、轴线角的表示:
①
终边落在轴非负半轴
②
终边落在轴非负半轴
③
终边落在轴非正半轴
或
④
终边落在轴非正半轴
或
⑤
终边落在轴
⑥
终边落在轴
或
⑦
终边落在坐标轴
知识点4:终边相同的角的集合
所有与角终边相同的角为
知识点5:角度制与弧度制的概念
1、弧度制
长度等于半径长的圆弧所对的圆心角叫做1弧度角,记作1,或1弧度,或1(单位可以省略不写).
2、角度与弧度的换算
弧度与角度互换公式:
,
3、常用的角度与弧度对应表
角度制
弧制度
知识点6:扇形中的弧长公式和面积公式
弧长公式:(是圆心角的弧度数),
扇形面积公式:.
策略方法
1、理解与角的概念有关问题的关键
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举一个反例即可.
2、终边相同的角的表示
(1)终边相同的角都可以表示成α+k·360°(k∈Z)的形式.
(2)终边相同的角相差360°的整数倍.
3、象限角的判定方法
①根据图象判定.利用图象实际操作时,依据是终边相同的角的思想,因为0°~360°之间的角与坐标系中的射线可建立一一对应的关系.
②将角转化到0°~360°范围内.在直角坐标平面内,在0°~360°之间没有两个角终边是相同的.
4、表示区域角的三个步骤
第一步:先按逆时针的方向找到区域的起始和终止边界.
第二步:按由小到大分别标出起始和终止边界对应的-360°~360°范围内的角α和β,写出最简区间{x|α<x<β},其中β-α<360°.
第三步:起始、终止边界对应角α,β再加上360°的整数倍,即得区域角集合.
5、确定nα及所在的象限
分类讨论时要对k的取值分以下几种情况进行讨论:k被n整除;k被n除余1;k被n除余2,…,k被n除余n-1.然后方可下结论.几何法依据数形结合,简单直观.通过该类问题,提升逻辑推理和直观想象等核心素养.
6、角度与弧度互化技巧
在进行角度与弧度的换算时,抓住关系式π rad=180°是关键,由它可以得到:度数×=弧度数,弧度数×°=度数.
7、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)注意角度制与弧度制不能混用.
8、扇形的弧长和面积的求解策略
(1)记公式:弧度制下扇形的面积公式是S=lR=αR2(其中l是扇形的弧长,R是扇形的半径,α是扇形圆心角的弧度数,0<α<2π).
(2)找关键:涉及扇形的半径、周长、弧长、圆心角、面积等的计算问题,关键是分析题目中已知哪些量、求哪些量,然后灵活运用弧长公式、扇形面积公式直接求解或列方程(组)求解.
考点一 任意角的概念
1.(2025高一·上海·期末)经过5分钟,分针的转动角为( )
A. B. C. D.
2.(2025高一·全国·课后作业)将一条射线绕着其端点逆时针旋转,再顺时针旋转,则形成的角的度数为 .
3.(2024高一·全国·专题练习)已知 {第二象限角},{钝角},{大于90°的角},那么关系是( )
A. B.
C. D.
4.(2025高一·上海·阶段练习)在平面直角坐标系中,给出下列命题:①小于的角一定是锐角;②钝角一定是第二象限的角;③终边不重合的角一定不相等;④第二象限角大于第一象限角.其中假命题的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
5.(2025高一·甘肃兰州·期末)下列命题正确的是( )
A.终边与始边重合的角是零角
B.终边和始边都相同的两个角一定相等
C.小于的角是锐角
D.集合内的角不一定是钝角
考点二 终边相同的角
(一)找终边相同的角
6.(25-26高一·全国·单元测试)下面与终边相同的角是( )
A. B. C. D.
7.(25-26高一·全国·课后作业)下列角中与角的终边相同的是 (填序号).
①;②;③;④.
8.(2025高一·江西景德镇·期中)角的终边与的终边关于轴对称,则( )
A. B.
C. D.
9.【多选】(2025高一·陕西汉中·阶段练习)若角与角的终边相同,角与角的终边相同,则的值可能为( )
A. B. C. D.
10.(2025高一·全国·课后作业)已知.
(1)把写成,,的形式,并指出它是第几象限角;
(2)求,使与的终边相同,且.
(二)终边在某条直线上的角的集合
11.(2024高一·上海·专题练习)终边在直线上的角的集合 .
12.(2025高一·河南驻马店·阶段练习)若角的终边在直线上,则角的取值集合为( )
A. B.
C. D.
13.(2025高一·河北石家庄·阶段练习)若角的终边在直线上,则角的取值集合为( )
A. B.
C. D.
14.(2025高一·全国·课后作业)终边落在直线上的角的集合为( )
A. B.
C. D.
15.(25-26高一·全国·课后作业)如图,(1)终边落在直线上的角的集合为 ;
(2)角的终边与终边落在射线上的角的终边关于轴对称,则 .
考点三 象限角及区域角的表示
(一)确定角所在的象限
16.【多选】(25-26高一·全国·课后作业)(多选)下列各角中是第二象限角的是( )
A. B.180° C. D.2025°
17.【多选】(2025高一·全国·周测)若,则角的终边在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
18.(2025高一·全国·课堂例题)在直角坐标系中,作出下列各角,在范围内,找出与其终边相同的角,并判定它是第几象限角.
(1);
(2);
(3);
(4).
19.(2025高一·全国·课后作业)判断下列各角分别是第几象限角:,,,,,,,,,,,.
20.(25-26高一上·全国·课后作业)若是第二象限角,试确定是第几象限角.
(二)区域角
21.(2025高一·全国·课后作业)如图所示,写出终边落在阴影部分的角的集合.
22.(2025高一·全国·课后作业)写出终边落在图中阴影部分(包括边界)的角的集合.
23.(2024高一·全国·专题练习)如图,阴影部分表示角的终边所在的位置,试写出角的集合.
24.(2025高一·全国·课后作业)写出终边在下列各图所示阴影部分内(包含边界)的角的集合.
25.(2025高一·上海·课后作业)已知角x的终边落在图示阴影部分区域,写出角x组成的集合.
考点四 弧度制的概念
26.(2025高一·广东佛山·期中)小明出国旅游,当地时间比北京时间晩一个小时,他需要将表的时针旋转,则转过的角的弧度数是( )
A. B. C. D.
27.(25-26高一·全国·课后作业)下列说法正确的是( )
A.1弧度的角与1°的角一样大
B.若圆的一条弦长等于半径,则这条弦所对的圆心角是
C.经过5分钟分针转了30°
D.长度等于半径的弦所对的圆心角的大小是1弧度
28.(2025高一·全国·课后作业)关于弧度制有下列说法:
①扇形圆心角的弧度数随扇形的弧长的增大而增大.
②大圆中1弧度的角大于小圆中1弧度的角.
③大圆中1弧度的角等于小圆中1弧度的角.
其中正确的说法有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
29.(2025高一·全国·课后作业)关于弧度制,下列说法正确的是( )
A.正角或者负角的弧度数都是正数
B.四分之一圆所对的圆心角是
C.角的顶点在原点,始边与轴非负半轴重合,角的终边旋转一周得到的角的大小等于
D.用角度制和弧度制度量角,角的大小都与圆的半径有关
30.(25-26高一·全国·课后作业)现行的二十四节气是根据地球在黄道(即地球绕太阳公转的轨道)上的位置变化而制定的,每个节气对应地球在黄道上运动15°所到达的一个位置,根据描述,从立冬到立春对应地球在黄道上运动所对圆心角的弧度数为( )
A. B. C. D.
考点五 角度制与弧度制的互化
31.(2025高一·全国·专题练习)化为弧度是( )
A. B. C. D.
32.(2025高一·北京·期中)角对应的弧度制大小和终边所在象限分别是( )
A.,第一象限 B.,第一象限
C.,第二象限 D.,第二象限
33.(25-26高一·全国·单元测试)将下列角度与弧度互化.(不必求近似值)
(1);
(2);
(3)1.2;
(4).
34.(2025高三·全国·专题练习)将下列各弧度化成角度.
(1);
(2);
(3).
35.(2025高一·江苏·专题练习)将下列角度与弧度进行互化:
(1);
(2);
(3);
(4).
考点六 用弧度制表示有关的角
36.(2025高三·全国·专题练习)与终边相同的角的表达式中,正确的是( )
A. B.
C. D.
37.(2025高一·全国·课后作业)用弧度制表示与角的终边相同的角的集合为( )
A. B.
C. D.
38.(2025高一·上海宝山·阶段练习)用弧度制写出终边落在直线上的角的集合
39.(2025高一·全国·课后作业)如图,分别用弧度制写出适合下列条件的角的集合.
(1)终边落在射线上;
(2)终边落在直线上;
(3)终边落在阴影区域内(含边界).
40.(2025高一·全国·课后作业)如图,用弧度表示顶点在原点,始边重合于x轴的非负半轴,终边落在阴影部分内的角的集合(不包括边界).
(1) ;
(2)
考点七 扇形的弧长、面积
41.(2025高一·天津·阶段练习)一扇形的面积为,圆心角大小为,则该扇形的弧长为( )
A. B. C. D.
42.(2025高一·辽宁葫芦岛·期末)扇形的半径为2,圆心角为,则此扇形弧长为( )
A. B. C. D.
43.(2025高一·安徽·阶段练习)已知扇形的半径为,弧长为,则此扇形的圆心角(正角)的弧度数是( )
A. B. C. D.2
44.(2025高一·北京延庆·期中)已知一个扇形的周长为,圆心角为,则该扇形的面积为( )
A. B. C. D.
45.(25-26高一·全国·单元测试)折扇与书画结合,使其成为书画艺术的特殊载体,具有文化和历史价值.如图是一幅书法折扇的一部分,则该扇面的面积为( )
A. B. C. D.
46.(2025高一·河北保定·期末)在某中学2025年“创意之光”文创设计大赛中,一名学生设计了一把“紫堡文创”扇子.其扇面可以近似的理解为扇形截去同心扇形所得图形,已知,,,则该扇面的近似面积为( )
A. B. C. D.
47.(2025高一·上海奉贤·期中)数学上常常用一个仅由角的大小的比值来度量角的大小,比如把周角的规定为度,把弧长与半径的比值为的角规定为弧度.设扇形的半径为,弧长为,周长为,面积为,则下列比值中不能度量角的是( )
A. B. C. D.
48.(2025高一·河南驻马店·阶段练习)已知某扇形的面积和周长分别为6,10,则该扇形的圆心角为( )
A.第一象限角或第三象限角 B.第二象限角或第三象限角
C.第一象限角或第二象限角 D.第三象限角或第四象限角
49.(2025·河南新乡·模拟预测)如图所示的“月牙形”阴影部分的边缘是两条不同曲线构成,其中一个是的外接圆的圆弧,另一个是以AB为直径的圆的一部分圆弧,已知,,则该月牙形即阴影部分面积为( )
A. B. C. D.
50.(2025高一·贵州六盘水·阶段练习)如图1,这是杭州第19届亚运会会徽,名为“潮涌”.如图2,这是“潮涌”的平面图,若,则图形的面积与扇形的面积的比值是( )
A. B. C. D.
考点八 扇形中的最值问题
51.(2025高一·湖北·期末)已知扇形的面积是,当扇形周长最小时,扇形的圆心角的大小为(单位:rad)( )
A. B. C.1 D.2
52.(2025高一·陕西咸阳·阶段练习)已知扇形的周长是,则扇形面积最大时,扇形的中心角的弧度数是( )
A.2 B.1 C. D.3
53.(2025高一·广东深圳·期末)若扇形周长为10,当其面积最大时,其内切圆的半径r为( )
A. B.
C. D.
54.(2025高一·辽宁沈阳·阶段练习)已知扇形的周长为20,则该扇形的面积S的最大值为( )
A.10 B.15 C.20 D.25
55.(2025高一·江苏·阶段练习)体育老师为了方便学生练习掷铅球,在操场上画了一块扇环形区域(图中阴影部分),其中和均以为圆心,.若,,且(表示弧长),则这块扇环形区域的面积最大值为( )
A. B. C. D.
56.(2025高一·云南曲靖·期末)已知一扇形的圆心角为(为正角),周长为,面积为,所在圆的半径为.
(1)若,,求扇形的弧长;
(2)若,求的最大值及此时扇形的半径和圆心角.
57.(2025高一·陕西渭南·阶段练习)已知扇形的圆心角是,半径为,弧长为;
(1)若,求扇形的弧长;
(2)若扇形的周长为,当扇形的圆心角为多少弧度时,这个扇形的面积最大,最大值是多少?并求出此时的半径.
58.(2025高一·全国·期末)已知一个扇形的中心角是,所在圆的半径是R.
(1)若,,求扇形的面积;
(2)若扇形的周长为,面积为,求扇形圆心角的弧度数;
(3)若扇形的周长为定值C,当为多少弧度时,该扇形面积最大?并求出最大值.
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考点一 任意角的概念
考点二 终边相同的角
(1) 找终边相同的角
(2) 终边在某条直线上的角的集合
考点三 象限角及区域角的表示
(一)确定角所在的象限
(二)区域角
考点四 弧度制的概念
考点五 角度制与弧度制的互化
考点六 用弧度制表示有关的角
考点七 扇形的弧长、面积
考点八 扇形中的最值问题
知识点1:任意角
1、任意角
(1)角的概念:
角可以看成平面内一条射线绕着它的端点旋转所成的图形.
(2)角的表示:
如图所示:角α可记为“α”或“∠α”或“∠AOB”,始边:OA,终边:OB,顶点O.
(3)角的分类:
名称
定义
图示
正角
一条射线绕其端点按逆时针方向旋转形成的角
负角
一条射线绕其端点按顺时针方向旋转形成的角
零角
一条射线没有做任何旋转形成的角
2、角的加法与减法
设α,β是任意两个角,-α为角α的相反角.
(1)α+β:把角α的终边旋转角β.
(2)α-β:α-β=α+(-β).
知识点2:象限角
1、定义:在直角坐标系中,使角的顶点与原点重合,角的始边与x轴的非负半轴重合.那么,角的终边在第几象限,就说这个角是第几象限角.
如果角的终边在坐标轴上,那么就认为这个角不属于任何一个象限.
注:“锐角”“第一象限角”“小于90°的角”三者有何不同?锐角是第一象限角也是小于90°的角,而第一象限角可以是锐角,也可以是大于360°的角,还可以是负角,小于90°的角可以是锐角,也可以是零角或负角.
2、象限角的常用表示:
第一象限角
第二象限角
第三象限角
或
第四象限角
或
知识点3:轴线角
1、定义:轴线角是指以原点为顶点,轴非负半轴为始边,终边落在坐标轴上的角.
2、轴线角的表示:
①
终边落在轴非负半轴
②
终边落在轴非负半轴
③
终边落在轴非正半轴
或
④
终边落在轴非正半轴
或
⑤
终边落在轴
⑥
终边落在轴
或
⑦
终边落在坐标轴
知识点4:终边相同的角的集合
所有与角终边相同的角为
知识点5:角度制与弧度制的概念
1、弧度制
长度等于半径长的圆弧所对的圆心角叫做1弧度角,记作1,或1弧度,或1(单位可以省略不写).
2、角度与弧度的换算
弧度与角度互换公式:
,
3、常用的角度与弧度对应表
角度制
弧制度
知识点6:扇形中的弧长公式和面积公式
弧长公式:(是圆心角的弧度数),
扇形面积公式:.
策略方法
1、理解与角的概念有关问题的关键
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举一个反例即可.
2、终边相同的角的表示
(1)终边相同的角都可以表示成α+k·360°(k∈Z)的形式.
(2)终边相同的角相差360°的整数倍.
3、象限角的判定方法
①根据图象判定.利用图象实际操作时,依据是终边相同的角的思想,因为0°~360°之间的角与坐标系中的射线可建立一一对应的关系.
②将角转化到0°~360°范围内.在直角坐标平面内,在0°~360°之间没有两个角终边是相同的.
4、表示区域角的三个步骤
第一步:先按逆时针的方向找到区域的起始和终止边界.
第二步:按由小到大分别标出起始和终止边界对应的-360°~360°范围内的角α和β,写出最简区间{x|α<x<β},其中β-α<360°.
第三步:起始、终止边界对应角α,β再加上360°的整数倍,即得区域角集合.
5、确定nα及所在的象限
分类讨论时要对k的取值分以下几种情况进行讨论:k被n整除;k被n除余1;k被n除余2,…,k被n除余n-1.然后方可下结论.几何法依据数形结合,简单直观.通过该类问题,提升逻辑推理和直观想象等核心素养.
6、角度与弧度互化技巧
在进行角度与弧度的换算时,抓住关系式π rad=180°是关键,由它可以得到:度数×=弧度数,弧度数×°=度数.
7、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)注意角度制与弧度制不能混用.
8、扇形的弧长和面积的求解策略
(1)记公式:弧度制下扇形的面积公式是S=lR=αR2(其中l是扇形的弧长,R是扇形的半径,α是扇形圆心角的弧度数,0<α<2π).
(2)找关键:涉及扇形的半径、周长、弧长、圆心角、面积等的计算问题,关键是分析题目中已知哪些量、求哪些量,然后灵活运用弧长公式、扇形面积公式直接求解或列方程(组)求解.
考点一 任意角的概念
1.(2025高一·上海·期末)经过5分钟,分针的转动角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据任意角的概念计算可得;
【解析】经过5分钟,则分针顺时针转过,则分针转动角为.
故选:B.
2.(2025高一·全国·课后作业)将一条射线绕着其端点逆时针旋转,再顺时针旋转,则形成的角的度数为 .
【答案】
【分析】根据任意角的概念得到所形成的角的度数.
【解析】由题知所形成的角的度数为.
故答案为:
3.(2024高一·全国·专题练习)已知 {第二象限角},{钝角},{大于90°的角},那么关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用任意角象限角的概念逐一分析判断得解.
【解析】对A,如在集合里,但是并不是钝角,所以不在集合里,所以选项A错误;
对B,钝角大于90°,小于180°,故,故选项B正确;
对C,错误,如在第二象限,但是并不大于,所以选项C错误;
对D,错误. 如在第二象限,但是并不在集合中,故D错误.
故选:B
4.(2025高一·上海·阶段练习)在平面直角坐标系中,给出下列命题:①小于的角一定是锐角;②钝角一定是第二象限的角;③终边不重合的角一定不相等;④第二象限角大于第一象限角.其中假命题的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【分析】结合任意角的概念分析即可.
【解析】因为锐角,所以小于的角不一定是锐角,故①不成立;
因为钝角,第二象限角,,所以钝角一定是第二象限角,故②成立;
若两个角的终边不重合,则这两个角一定不相等,故③成立;
例如,,但,故④不成立.
故选:B.
5.(2025高一·甘肃兰州·期末)下列命题正确的是( )
A.终边与始边重合的角是零角
B.终边和始边都相同的两个角一定相等
C.小于的角是锐角
D.集合内的角不一定是钝角
【答案】D
【分析】根据任意角的概念和终边相同的角的概念逐一判断.
【解析】A选项:终边与始边重合的角为,故A错;
B选项:终边和始边都相同的两个角可能相差的整数倍,故B错误;
C选项:小于的角可能是,还可能是负角,所以C错误;
D选项:集合内的角包含直角,所以不一定是钝角,D正确;
故选:D
考点二 终边相同的角
(一)找终边相同的角
6.(25-26高一·全国·单元测试)下面与终边相同的角是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由终边相同的角求出最小正角和最大负角即可求解.
【解析】与终边相同的角可以表示为,
当时,为与终边相同的最小正角;
当时,为与终边相同的最大负角,
故ABD错误,C正确.
故选:C
7.(25-26高一·全国·课后作业)下列角中与角的终边相同的是 (填序号).
①;②;③;④.
【答案】②③④
【分析】根据终边相同的角的概念依次判断即可.
【解析】与角的终边相同的角的集合为.
当时,,解得,
角与角的终边不相同;
当时,,解得,
角与角的终边相同;
当时,,解得,
角与角的终边相同;
当时,,解得,
角与角的终边相同.
故答案为:②③④.
8.(2025高一·江西景德镇·期中)角的终边与的终边关于轴对称,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先求与大小为的角的终边关于轴对称的一个角,再结合终边相同的角的集合求即可.
【解析】因为大小为的角的终边与大小为的角的终边关于轴对称,
所以.
故选:D.
9.【多选】(2025高一·陕西汉中·阶段练习)若角与角的终边相同,角与角的终边相同,则的值可能为( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【分析】由题意得,,两式相减即可得解.
【解析】因为角与角的终边相同,所以,
同理得,所以,
故选:AD.
10.(2025高一·全国·课后作业)已知.
(1)把写成,,的形式,并指出它是第几象限角;
(2)求,使与的终边相同,且.
【答案】(1),第二象限角
(2)或
【分析】(1)根据题意求解即可;
(2)令,,令,-2就得到的角.
【解析】(1),即,它是第二象限角.
(2)由(1)及题意,令,,故:
当时,;
当时,.
综上,或.
(二)终边在某条直线上的角的集合
11.(2024高一·上海·专题练习)终边在直线上的角的集合 .
【答案】
【分析】根据终边相同所成角的集合可得结果.
【解析】在范围内,终边在直线上的角有两个:、(如图,
所以终边在上的角的集合是:
,
故答案为:.
12.(2025高一·河南驻马店·阶段练习)若角的终边在直线上,则角的取值集合为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据角的终边在直线上,利用终边相同的角的写法,考虑角的终边的位置的两种情况,即可求出角的集合.
【解析】由题意知角的终边在直线上,
故或,
即或,
故角的取值集合为.
故选:C.
13.(2025高一·河北石家庄·阶段练习)若角的终边在直线上,则角的取值集合为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据角的终边在直线上,利用终边相同的角的写法,考虑角的终边的位置的两种情况,即可求出角的集合.
【解析】由题意知角的终边在直线上,
故或,
即或,
故角的取值集合为,
故选:D
14.(2025高一·全国·课后作业)终边落在直线上的角的集合为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先确定的倾斜角为,再分当终边在第一和三象限时角度的表达式再求解即可.
【解析】易得的倾斜角为,当终边在第一象限时,,;当终边在第三象限时,,.所以角的集合为.
故选:B
15.(25-26高一·全国·课后作业)如图,(1)终边落在直线上的角的集合为 ;
(2)角的终边与终边落在射线上的角的终边关于轴对称,则 .
【答案】
【分析】(1)设终边落在直线上的角为,先确定当时,的大小,再根据终边相等的角的集合的结论求结果;
(2)先确定当时,的大小,再根据终边相等的角的集合的结论求结果;
【解析】(1)设终边落在直线上的角为,
角的终边是射线,则角的终边落在直线上时有两种情况:终边为射线和终边为
当终边为,且时,则,
当的终边为,且时,则,
所以当的终边在第一象限时,;
当终边在第三象限时,.
所以角的集合为.
(2)因为大小为的角的终边落在射线上,
大小为的角的终边与大小为的角的终边关于轴对称,
所以.
故答案为:,.
考点三 象限角及区域角的表示
(一)确定角所在的象限
16.【多选】(25-26高一·全国·课后作业)(多选)下列各角中是第二象限角的是( )
A. B.180° C. D.2025°
【答案】AC
【分析】求出给定的各个角在到范围内终边相同的角,即可判断.
【解析】对于A:,而是第二象限角,故选项A正确;
对于B:角的终边在轴的非正半轴,故选项B错误;
对于C:,是第二象限角,故选项C正确;
对于D:是第三象限角,故选项D错误.
故选:AC.
17.【多选】(2025高一·全国·周测)若,则角的终边在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】BD
【分析】对分奇数、偶数两种情况讨论,结合象限角的定义可得结果.
【解析】当为偶数时,设,则,
此时与角终边相同,为第二象限角;
当为奇数时,设,则,
时,与角终边相同,为第四象限角.
故选:BD.
18.(2025高一·全国·课堂例题)在直角坐标系中,作出下列各角,在范围内,找出与其终边相同的角,并判定它是第几象限角.
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)作图见解析;;不属于任何一个象限
(2)作图见解析;、;不属于任何一个象限
(3)作图见解析;;第三象限角
(4)作图见解析;;第三象限角
【分析】利用终边相同的角可得答案.
【解析】(1)作图见下图①;
,
可得在范围内, 与的终边相同,不属于任何一个象限;
(2)作图见下图②;
,,
可得在范围内,与、这两个角终边相同,
不属于任何一个象限;
(3)作图见下图③;
,所以在范围内,与角终边相同的角是,
因为是第三象限角,所以是第三象限角;
(4)作图见下图④;
,所以在范围内,与角终边相同的角是,
因为是第三象限角,所以是第三象限角.
19.(2025高一·全国·课后作业)判断下列各角分别是第几象限角:,,,,,,,,,,,.
【答案】答案见解析
【解析】把已知角写成,进而可判断各角的终边所在的象限.
【解析】,是第四象限角,,是第二象限角,
,是第三象限角,是第一象限角,
,是第一象限角,是第二象限角,
,是第二象限角,是第三象限角,
,是第三象限角,是第四象限角,
,是第四象限角,,是第一象限角.
【点睛】本题考查象限角的判断,属于基础题.
20.(25-26高一上·全国·课后作业)若是第二象限角,试确定是第几象限角.
【答案】可能是第一象限角、第二象限角或终边在轴非负半轴上的角,第一象限角、第二象限角或第四象限角
【分析】利用第二象限角的定义判断的位置,法一作出图形,结合图形判断的位置,法二根据是第二象限角,求得的范围,分别令,,可判断终边所在象限,得到答案即可.
【详解】因为是第二象限角,所以,
可得,
则,
所以可能是第一象限角、第二象限角或终边在轴非负半轴上的角.
法一:要判断终边所在的象限,可以把各象限三等分,
从轴非负半轴起,按逆时针方向,
依次将各区域标号一、二、三、四,一、二、…,如图所示,
由于是第二象限角,则由图可知,可能是第一象限角、第二象限角或第四象限角.
法二:因为,
所以,
当时,,此时是第一象限角;
当时,,此时是第二象限角;
当时,,此时是第四象限角.
综上所述,可能是第一象限角、第二象限角或第四象限角.
(二)区域角
21.(2025高一·全国·课后作业)如图所示,写出终边落在阴影部分的角的集合.
【答案】
【分析】根据图中阴影直接写出再合并即可.
【解析】设终边落在阴影部分的角为,角的集合由两部分组成.
①,
②,
角的集合应当是集合①与②的并集:
.
22.(2025高一·全国·课后作业)写出终边落在图中阴影部分(包括边界)的角的集合.
【答案】
【分析】写出两个对顶角的阴影区域对应角的集合表示,再求出并集即可.
【解析】依题意,角的集合为
,
所以所求的集合为.
23.(2024高一·全国·专题练习)如图,阴影部分表示角的终边所在的位置,试写出角的集合.
【答案】答案见解析
【分析】根据题意,由终边相同角的集合,结合图像,即可得到结果.
【解析】①
②
24.(2025高一·全国·课后作业)写出终边在下列各图所示阴影部分内(包含边界)的角的集合.
【答案】(1);
(2).
【分析】先写出边界角,再按逆时针顺序写出区域角即可求解.
【解析】先写出边界角,再按逆时针顺序写出区域角,
则得(1);
(2).
25.(2025高一·上海·课后作业)已知角x的终边落在图示阴影部分区域,写出角x组成的集合.
【答案】(1)
(2)
【分析】直接利用所给角,表示出范围即可.
【解析】图(1)中角x组成的集合为;
图(2)中角x组成的集合为
或
.
考点四 弧度制的概念
26.(2025高一·广东佛山·期中)小明出国旅游,当地时间比北京时间晩一个小时,他需要将表的时针旋转,则转过的角的弧度数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由于是晚一个小时,所以需要把表调慢,即按逆时针方向旋转,时针旋转过程中形成的角的弧度数为.
【解析】由题意,小明需要把表调慢一个小时,即将表的时针逆时针旋转弧度.
故选:B.
27.(25-26高一·全国·课后作业)下列说法正确的是( )
A.1弧度的角与1°的角一样大
B.若圆的一条弦长等于半径,则这条弦所对的圆心角是
C.经过5分钟分针转了30°
D.长度等于半径的弦所对的圆心角的大小是1弧度
【答案】B
【分析】利用弧度制的定义对选项逐一分析即可.
【解析】对于A,根据弧度制定义可知A错误;
对于B,若圆的一条弦长等于半径,则这条弦所对的圆心角为,即,故B正确;
对于C,经过5分钟分针转了,故C错误;
对于D,由弧度制的定义可知,长度等于半径长的弧所对的圆心角的大小是1弧度,则长度等于半径的弦所对的圆心角的大小不是1弧度,故D错误.
故选:B.
28.(2025高一·全国·课后作业)关于弧度制有下列说法:
①扇形圆心角的弧度数随扇形的弧长的增大而增大.
②大圆中1弧度的角大于小圆中1弧度的角.
③大圆中1弧度的角等于小圆中1弧度的角.
其中正确的说法有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】B
【分析】根据弧度制的知识确定正确答案.
【解析】1弧度是长度等于半径长的弧所对的圆心角,
与圆的半径无关,据此可知③正确,①②错误.
故选:B
29.(2025高一·全国·课后作业)关于弧度制,下列说法正确的是( )
A.正角或者负角的弧度数都是正数
B.四分之一圆所对的圆心角是
C.角的顶点在原点,始边与轴非负半轴重合,角的终边旋转一周得到的角的大小等于
D.用角度制和弧度制度量角,角的大小都与圆的半径有关
【答案】B
【分析】根据弧度制的知识对选项进行分析,从而确定正确答案.
【解析】正角的弧度数是一个正数,负角的弧度数是一个负数,A错误;
整圆的圆心角是,故四分之一圆所对的圆心角是,B正确;
角的终边顺时针旋转一周得到的角是,角的终边逆时针旋转一周得到的角是,C错误;
无论是角度制还是弧度制,角的大小都与圆的半径无关,D错误.
故选:B
30.(25-26高一·全国·课后作业)现行的二十四节气是根据地球在黄道(即地球绕太阳公转的轨道)上的位置变化而制定的,每个节气对应地球在黄道上运动15°所到达的一个位置,根据描述,从立冬到立春对应地球在黄道上运动所对圆心角的弧度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由弧度与角度的关系即可得解.
【解析】根据题意,从立冬到立春对应地球在黄道上逆时针运动所对圆心角的度数为,即弧度数为.
故选:D.
考点五 角度制与弧度制的互化
31.(2025高一·全国·专题练习)化为弧度是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查的是角度制与弧度制的互相转化.
【解析】,故选:B.
【点睛】
32.(2025高一·北京·期中)角对应的弧度制大小和终边所在象限分别是( )
A.,第一象限 B.,第一象限
C.,第二象限 D.,第二象限
【答案】D
【分析】利用角度与弧度的互化以及象限角的定义判断即可.
【解析】因为,且,
因为为第二象限角,故为第二象限角,
故选:D.
33.(25-26高一·全国·单元测试)将下列角度与弧度互化.(不必求近似值)
(1);
(2);
(3)1.2;
(4).
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【分析】(1)(2)(3)(4)利用弧度与角度的关系进行转化即可.
【解析】(1).
(2).
(3).
(4).
34.(2025高三·全国·专题练习)将下列各弧度化成角度.
(1);
(2);
(3).
【答案】(1);
(2)135°;
(3)210°.
【分析】根据弧度制的定义,可得答案.
【解析】(1)
(2)
(3)
35.(2025高一·江苏·专题练习)将下列角度与弧度进行互化:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1);
(2);
(3);
(4).
【分析】(1)(2)(3)(4)利用弧度与角度的关系进行转化即可.
【解析】(1);
(2);
(3);
(4).
考点六 用弧度制表示有关的角
36.(2025高三·全国·专题练习)与终边相同的角的表达式中,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据角度的表示方法分析判断AB,根据终边相同的角的定义分析判断CD.
【解析】在同一个表达式中,角度制与弧度制不能混用,所以A,B错误.
与终边相同的角可以写成的形式,
时,,315°换算成弧度制为,所以C错误,D正确.
故选:D.
37.(2025高一·全国·课后作业)用弧度制表示与角的终边相同的角的集合为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】将化为弧度,利用终边相同的角的定义可得结果.
【解析】因为,故与角的终边相同的角的集合为.
故选:D.
38.(2025高一·上海宝山·阶段练习)用弧度制写出终边落在直线上的角的集合
【答案】{α|α=,n∈Z}.
【分析】由直线方程求出直线的倾斜角,再分别写出终边落在直线向上和向下方向上的角的集合,由集合的并集运算求出终边落在直线yx上的角的集合.
【解析】∵直线y=x的斜率为,则倾斜角为60°,
∴终边落在射线yx(x≥0)上的角的集合是S1={α|α=60°+k•360°,k∈Z},
终边落在射线yx(x≤0)上的角的集合是S2={α|α=240°+k•360°,k∈Z},
∴终边落在直线yx上的角的集合是:
S={α|α=60°+k•360°,k∈Z}∪{α|α=240°+k•360°,k∈Z}
={α|α=60°+2k•180°,k∈Z}∪{α|α=60°+(2k+1)•180°,k∈Z}
={α|α=60°+n•180°,n∈Z}.
即{α|α=,n∈Z}.
故答案为{α|α=,n∈Z}.
【点睛】本题考查了终边相同角的集合求法,以及集合的并集的运算,需要将集合的元素化为统一的形式,属于中档题.
39.(2025高一·全国·课后作业)如图,分别用弧度制写出适合下列条件的角的集合.
(1)终边落在射线上;
(2)终边落在直线上;
(3)终边落在阴影区域内(含边界).
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)可得出终边落在射线上的一个角为,利用终边相同的角的集合可得出终边落在射线上的角的集合;
(2)可得出终边落在射线上的一个角为,利用终边相同的角的集合可得出终边落在射线上的角的集合;
(3)分别写出第一象限和第三象限中阴影部分区域所表示的角的集合,然后将两个集合取并集可得出结果.
【解析】(1)终边落在射线上的一个角为,则终边落在射线上的角的集合为;
(2)终边落在射线上的一个角为,则终边落在直线上的角的集合为;
(3)终边落在第一象限中的阴影部分区域的角的集合为,
终边落在第三象限中的阴影部分区域的角的集合为
,
因此,终边落在阴影区域内的角的集合为
.
40.(2025高一·全国·课后作业)如图,用弧度表示顶点在原点,始边重合于x轴的非负半轴,终边落在阴影部分内的角的集合(不包括边界).
(1) ;
(2)
【答案】(1);
(2)或.
【分析】由图①可知,以OA为终边的角为+2kπ(k∈Z);以OB为终边的角为+2kπ(k∈Z),由此可求出阴影部分内的角的集合;
由图②可知,以OA为终边的角为+2kπ(k∈Z);以OB为终边的角为+2kπ(k∈Z).
不妨设右边阴影部分所表示的集合为M1,左边阴影部分所表示的集合为M2,由阴影部分内的角的集合为.
【解析】如题图①,以OA为终边的角为+2kπ(k∈Z);以OB为终边的角为+2kπ(k∈Z),
所以阴影部分内的角的集合为
;
如题图②,以OA为终边的角为+2kπ(k∈Z);以OB为终边的角为+2kπ(k∈Z).
不妨设右边阴影部分所表示的集合为M1,左边阴影部分所表示的集合为M2,
则M1=,M2=.
所以阴影部分内的角的集合为
或.
考点七 扇形的弧长、面积
41.(2025高一·天津·阶段练习)一扇形的面积为,圆心角大小为,则该扇形的弧长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用弧长及扇形面积公式列式求解.
【解析】设该扇形所在圆半径为,则,解得,
所以该扇形的弧长为.
故选:D
42.(2025高一·辽宁葫芦岛·期末)扇形的半径为2,圆心角为,则此扇形弧长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用弧长公式计算得解.
【解析】扇形的半径为2,圆心角为,则此扇形弧长为.
故选:D
43.(2025高一·安徽·阶段练习)已知扇形的半径为,弧长为,则此扇形的圆心角(正角)的弧度数是( )
A. B. C. D.2
【答案】B
【分析】根据扇形弧长公式计算求解.
【解析】设扇形的圆心角为,由扇形的弧长公式可得
故选:B.
44.(2025高一·北京延庆·期中)已知一个扇形的周长为,圆心角为,则该扇形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先利用扇形的弧长公式求出扇形的半径,最后利用面积公式计算即可.
【解析】设扇形的半径为,弧长为,则,
又扇形的圆心角为,由弧长公式得,
,解得,,
该扇形的面积为.
故选:.
45.(25-26高一·全国·单元测试)折扇与书画结合,使其成为书画艺术的特殊载体,具有文化和历史价值.如图是一幅书法折扇的一部分,则该扇面的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设与的延长线交于圆心,圆心角,扇形半径,根据弧长公式结合题意列方程组求出,再由扇形面积公式即可计算得解.
【解析】如图,与的延长线交于圆心,
设圆心角,扇形半径,则,解得,
则该扇面的面积为.
.
故选:B
46.(2025高一·河北保定·期末)在某中学2025年“创意之光”文创设计大赛中,一名学生设计了一把“紫堡文创”扇子.其扇面可以近似的理解为扇形截去同心扇形所得图形,已知,,,则该扇面的近似面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据扇形的面积公式进行求解即可.
【解析】因为,,,
所以扇面的近似面积为,
故选:C
47.(2025高一·上海奉贤·期中)数学上常常用一个仅由角的大小的比值来度量角的大小,比如把周角的规定为度,把弧长与半径的比值为的角规定为弧度.设扇形的半径为,弧长为,周长为,面积为,则下列比值中不能度量角的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将各选项中的代数式进行化简,观察代数式中是否含有,即可得出结论.
【解析】对于A选项,,可以度量;
对于B选项,,可以度量;
对于C选项,,无比值,无法度量;
对于D选项,,可以度量,
故选:C.
48.(2025高一·河南驻马店·阶段练习)已知某扇形的面积和周长分别为6,10,则该扇形的圆心角为( )
A.第一象限角或第三象限角 B.第二象限角或第三象限角
C.第一象限角或第二象限角 D.第三象限角或第四象限角
【答案】C
【分析】由扇形的周长、面积求得弧长和半径,再由圆心角公式即可求解;
【解析】由条件可得:,
联立消去可得:,
解得或.
当时,,,第二象限的角,
当当时,,,第一象限的角,
故选:C.
49.(2025·河南新乡·模拟预测)如图所示的“月牙形”阴影部分的边缘是两条不同曲线构成,其中一个是的外接圆的圆弧,另一个是以AB为直径的圆的一部分圆弧,已知,,则该月牙形即阴影部分面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据圆和扇形面积的计算方法,分别求出弓形的面积和半圆的面积,作差可得月牙形面积.
【解析】
如图所示,根据已知和图形知,
设以为外接圆的圆心为,直径由正弦定理得,即,
在圆中,根据圆心角和圆周角的关系,可知,
由扇形面积公式可得,
易知以直径的半圆的半径为,即,于是,
故选:A.
50.(2025高一·贵州六盘水·阶段练习)如图1,这是杭州第19届亚运会会徽,名为“潮涌”.如图2,这是“潮涌”的平面图,若,则图形的面积与扇形的面积的比值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设扇形的圆心角为,利用扇形的面积公式,分别求得扇形和的面积,进而求得图形的面积与扇形的面积的比值,得到答案.
【解析】解:设扇形的圆心角为,
可得扇形的面积为,扇形的面积为,
因为,所以,即,
所以图形的面积与扇形的面积的比值.
故选:D.
考点八 扇形中的最值问题
51.(2025高一·湖北·期末)已知扇形的面积是,当扇形周长最小时,扇形的圆心角的大小为(单位:rad)( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【分析】先表示出扇形的面积得到圆心角与半径的关系,再利用基本不等式求出周长的最小值,进而求出圆心角的度数.
【解析】设扇形的圆心角为,半径为,
则由题意可得,
∴ ,
当且仅当时 , 即时取等号,
∴当扇形的圆心角为2时 , 扇形的周长取得最小值8.
故选:D.
52.(2025高一·陕西咸阳·阶段练习)已知扇形的周长是,则扇形面积最大时,扇形的中心角的弧度数是( )
A.2 B.1 C. D.3
【答案】A
【分析】根据二次函数的性质求得正确答案.
【解析】设扇形的圆心角为,弧长为,半径为,
则周长,面积,
所以当时面积取得最大值为,
此时,对应.
故选:A
53.(2025高一·广东深圳·期末)若扇形周长为10,当其面积最大时,其内切圆的半径r为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设出扇形半径和圆心角,根据周长得到方程,并表示出扇形面积,利用基本不等式求出最值,得到扇形的半径和圆心角,从而结合三角函数得到,求出答案.
【解析】设扇形的半径为,圆心角为,则弧长,
故,则,
故扇形面积为,
由基本不等式得,当且仅当,即时,等号成立,
故,
此时,
由对称性可知,
设内切圆的圆心为,因为,故,
过点作⊥于点,
则,在中,,即,
解得.
故选:B
54.(2025高一·辽宁沈阳·阶段练习)已知扇形的周长为20,则该扇形的面积S的最大值为( )
A.10 B.15 C.20 D.25
【答案】D
【分析】设扇形圆心角为,扇形半径为r,由题可得间关系,后用r表示S,即可得答案.
【解析】设扇形圆心角为,,扇形半径为,,
由题有,
则,当时取等号.
故选:D
55.(2025高一·江苏·阶段练习)体育老师为了方便学生练习掷铅球,在操场上画了一块扇环形区域(图中阴影部分),其中和均以为圆心,.若,,且(表示弧长),则这块扇环形区域的面积最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】结合扇形的弧长公式可得,再结合扇形面积公式及二次函数性质可得最值.
【解析】由扇形弧长公式可得,
即,
又,
所以
,
所以当时,最大为,
故选:C.
56.(2025高一·云南曲靖·期末)已知一扇形的圆心角为(为正角),周长为,面积为,所在圆的半径为.
(1)若,,求扇形的弧长;
(2)若,求的最大值及此时扇形的半径和圆心角.
【答案】(1)
(2)的最大值为,此时扇形的半径是,圆心角.
【分析】(1)根据弧度与角度的关系,用弧度表示圆心角,结合弧长公式求弧长;
(2)由条件确定弧长与半径的关系,再由扇形面积公式用表示,并求其最小值即可.
【解析】(1),
扇形的弧长;
(2)设扇形的弧长为,半径为,
则,,
则,
当时,,此时,,
的最大值是,此时扇形的半径是,圆心角.
57.(2025高一·陕西渭南·阶段练习)已知扇形的圆心角是,半径为,弧长为;
(1)若,求扇形的弧长;
(2)若扇形的周长为,当扇形的圆心角为多少弧度时,这个扇形的面积最大,最大值是多少?并求出此时的半径.
【答案】(1)
(2),,
【分析】(1)利用弧长公式可得答案;
(2)利用周长和面积公式,结合二次函数可得答案.
【解析】(1),
.
(2)由已知得,,
所以,,
所以当时,面积取得最大值,
此时,所以.
58.(2025高一·全国·期末)已知一个扇形的中心角是,所在圆的半径是R.
(1)若,,求扇形的面积;
(2)若扇形的周长为,面积为,求扇形圆心角的弧度数;
(3)若扇形的周长为定值C,当为多少弧度时,该扇形面积最大?并求出最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)当时,扇形面积有最大值,为
【分析】(1)利用弧度制转化角度,根据扇形面积公式,可得答案;
(2)根据扇形周长以及面积计算公式,建立方程组,可得答案;
(3)根据扇形周长的计算公式表示出半径与角度之间的关系,写出扇形面积的表达式,利用基本不等式,可得答案.
【解析】(1)由,则.
(2)由,解得或18,因为,所以.
(3)由,得,
则,
由,则,当且仅当时,等号成立,
当时,扇形面积有最大值.
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