内容正文:
7.1.1 角的推广(解析版)
知识点一 角的概念的推广
1. 角的概念:一条射线绕其端点旋转到另一条射线所形成的图形称为角.
这样定义的角,由于是旋转生成的,所以也常称为转角.
这两条射线分别称为角的始边和终边.
2角的表示:如图所示,角可记为“”或“”或“”,始边: OA ,终边:OB ,顶点 O .
3.角的分类:
按照角的旋转方向可将角分为如下三类:
类型
定义
图示
正角
按照逆时针方向旋转而成的角
负角
按照顺时针方向旋转而成的角
零角
一条射线没有旋转时形成的角
4. 角的加减运算的几何意义(β>0°)
(1) α+β:把角α的终边逆时针方向旋转角β,如图1.
(2)α-β:把角α的终边顺时针方向旋转角β,如图2.
知识点二 象限角
1.象限角:若角的顶点与坐标原点重合,角的始边落在x轴的正半轴上,则角的终边在第几象限,就把这个角称为第几象限角.
2.轴线角:若角的终边在坐标轴上,则认为这个角不属于任何象限,称为轴线角(象限界角).
知识点三 终边相同的角
设α表示任意角,所有与角α终边相同的角组成一个集合,这个集合可记为S={β|β=α+k·360°,k∈Z}.
【注意】
(1)终边相同的角不一定相等,但相等的角终边一定相同.
(2)k∈Z,即k为整数,这一条件不可少.
(3)终边相同的角的表示不唯一.
【拓展】
1.象限角的集合表示
角α的终边所在的位置
集合表示
第一象限
{α|k·360°<α<k·360°+90°,k∈Z}
第二象限
{α|k·360°+90°<α<k·360°+180°,k∈Z}
第三象限
{α|k·360°+180°<α<k·360°+270°,k∈Z}
第四象限
{α|k·360°+270°<α<k·360°+360°,k∈Z}
2.终边在坐标轴上的角的集合
角α的终边所在的坐标轴
集合表示
x轴的正半轴
{α|α=k·360°,k∈Z}
x轴的负半轴
{α|α=k·360°+180°,k∈Z}
y轴的正半轴
{α|α=k·360°+90°,k∈Z}
y轴的负半轴
{α|α=k·360°+270°,k∈Z}
x轴
{α|α=k·180°,k∈Z}
y轴
{α|α=k·180°+90°,k∈Z}
坐标轴
{α|α=k·90°,k∈Z}
题型一 任意角的概念
【例】.(多选)下列说法正确的是( )
A.小于的角是锐角 B.所有的正角都比负角大
C.始边与终边重合的角一定是零角 D.经过4小时,时针转了
【答案】BD
【详解】小于的角还包括零角和负角,锐角是大于小于的角,故A错误;
对于B,由正角和负角的定义得,所有的正角都比负角大,故B正确,;
对于C,只有始边与终边没有做任何旋转,始边与终边重合的角才是零角,故C错误
因为时针旋转为顺时针,所以形成的角为负角,故经过4小时,时针转了,D正确.
故选:BD
【练1】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】
【详解】由题知所形成的角的度数为.
故答案为:
【练2】若角,把角逆时针旋转得到角,则 .
【答案】
【详解】∵角是由角逆时针旋转所得
∴,
∴.
故答案为:.
题型二 终边相同角的表示
【例】已知.
(1)把写成,,的形式;
(2)求,使与的终边相同,且.
【详解】(1),即.
(2)由(1)及题意,令,,故:
当时,;
当时,.
综上,或.
【练1】与终边相同的角可以表示为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,所以与终边相同的角可以表示为.
故选:C.
【练2】已知-990°<α<-630°,且α与120°角的终边相同,则α=________.
【答案】-960°
【解析】∵α与120°角的终边相同,故有α=120°+k·360°,k∈Z.又-990°<120°+k·360°<-630°,即-1110°<k·360°<-750°,解得-3<k<-2,又k∈Z,故k=-3,∴α=120°+(-3)×360°=-960°.
【练3】用角度表示出第一、三象限的角平分线上角的集合为 .
【答案】
【详解】因为第一象限的角平分线上的角的集合为,
第三象限的角平分线上的角的集合为,
所以第一、三象限的角平分线上角的集合为.
故答案为:.
【感悟提升】在0°~360°范围内找与给定角终边相同的角的方法
(1)把任意角化为α+k·360°(k∈Z且0°≤α<360°)的形式,关键是确定k.可以用观察法(α的绝对值较小),也可用排除法.
(2)要求适合某种条件且与已知角终边相同的角,其方法是先求出与已知角终边相同的角的一般形式,再依条件构建不等式求出k的值.
题型三 区域角的表示与象限角的判定
角度1 区域角的表示
【例】已知角的终边在图中阴影所表示的范围内(不包括边界),写出所有角形成的集合.
(图1) (图2)
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)在0°~360°范围内,终边落在阴影内的角满足或,
由图1,所以所有满足题意的角的集合为:
.故答案为:.
(2)由图2,阴影部分下侧终边相同的角为,上侧终边相同的角为且,
所以阴影部分(包括边界)的角的集合为.
故答案为:
【练1】.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)
【详解】图(1)中角x组成的集合为;
图(2)中角x组成的集合为
或.
【练2】.若角的顶点与原点重合,始边与轴的非负半轴重合,则集合中的角的终边在图中的位置(阴影部分)是( )
A.B.C. D.
【答案】C
【详解】当为偶数时,设,则有,角的终边在介于角终边所在的区域内;
当为奇数时,设,则有,角的终边在介于角终边所在的区域内.
故选:C.
【感悟提升】在0°~360°范围内找与给定角终边相同的角的方法
(1)把任意角化为α+k·360°(k∈Z且0°≤α<360°)的形式,关键是确定k.可以用观察法(α的绝对值较小),也可用排除法.
(2)要求适合某种条件且与已知角终边相同的角,其方法是先求出与已知角终边相同的角的一般形式,再依条件构建不等式求出k的值.
角度2 判断一个角是第几象限角
【例】已知角的大小为,则角为( )
A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角
【答案】B
【详解】已知角的大小为,所以,故角为第二象限角.故选:B.
【例】已知α是第二象限角,则是( )
A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角
【答案】A
【详解】由α是第二象限角可得,.
所以,
即,所以为第一象限角.
故选:A
【练1】.同学们刚过完元旦假期,已经进入年了,那么角是( )
A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角
【答案】C
【详解】,,,与终边相同,
,是第三象限角,故是第三象限角,故C正确.
故选:C.
【练2】若是第二象限角,则是( )
A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角
【答案】D
【分析】根据象限角的定义及其范围,进行计算即可.
【详解】因为是第二象限角,
所以,
所以
从而,
所以是第四象限角.
故选:D.
角度3 等分角、倍角所在象限的判定
【例】若α是第一象限角,问-α,2α,是第几象限角?
[解] ∵α是第一象限角,
∴k·360°<α<k·360°+90°(k∈Z).
①-k·360°-90°<-α<-k·360°(k∈Z),
故-α是第四象限角.
②2k·360°<2α<2k·360°+180°(k∈Z),
故2α是第一、二象限角或终边落在y轴的正半轴.
③k·120°<<k·120°+30°(k∈Z).
解法一(分类讨论):
当k=3n(n∈Z)时,n·360°<<n·360°+30°(n∈Z),∴是第一象限角;
当k=3n+1(n∈Z)时,n·360°+120°<<n·360°+150°(n∈Z),∴是第二象限角;
当k=3n+2(n∈Z)时,n·360°+240°<<n·360°+270°(n∈Z),∴是第三象限角.
综上可知,是第一或第二或第三象限角.
解法二(几何法):
如图,
先将各象限分成3等份,再从x轴的正向的上方起,依次将各区域标上1,2,3,4,则标有1的区域即为终边所落在的区域,故为第一或第二或第三象限角.
【练1】已知是第二象限角,那么是( )
A.第一象限角 B.第一或第三象限角
C.第二或第四象限角 D.第二象限角
【答案】B
【详解】因为是第二象限角,
所以
则
当为偶数时,为第一象限角,
当为奇数时,为第三象限角.
故选:B.
【练2】(多选)设为第二象限角,则可能是( )
A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角
【答案】CD
【详解】为第二象限角,故,
所以
所以可能是第三象限角,也可能是第四象限角,或轴的负半轴.
故选:CD
【感悟提升】象限角的判定方法
(1)根据图象判定.依据是终边相同的角的概念,因为0°~360°之间的角的终边与坐标系中过原点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°范围内没有两个角终边是相同的.
(3)nα所在象限的判断方法
确定nα终边所在的象限,先求出nα的范围,再直接转化为终边相同的角即可.
(4)所在象限的判断方法
已知角α所在象限,要确定角所在象限,有两种方法:
①用不等式表示出角的范围,然后对k的取值分情况讨论:被n整除;被n除余1;被n除余2;…;被n除余n-1.从而得出结论.
②作出各个象限的从原点出发的n等分射线,它们与坐标轴把周角分成4n个区域.从x轴正半轴起,按逆时针方向把这4n个区域依次循环标上1,2,3,4.α的终边在第几象限,则标号为几的区域,就是的终边所落在的区域.如此,所在的象限就可以由标号区域所在的象限直观地看出.
一、单选题
1.下列各角中,与126°角终边相同的角是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:与126°的角终边相同的角的集合为{α|α=126°+k•360°,k∈Z}.
取k=1,可得α=486°.
∴与126°的角终边相同的角是486°.
故选B.
2.若为第二象限角,则的终边所在的象限是( )
A.第二象限 B.第一、二象限 C.第一、三象限 D.第二、四象限
【答案】D
【详解】因为为第二象限角,则,
因此,
而为偶数,当为奇数时,为奇数,则为第四象限角,
当为偶数时,为偶数,则为第二象限角,
所以的终边所在的象限是第二、四象限.
故选:D
3.已知为第三象限角,那么是
A.第一象限角 B.第二象限角 C.第一、三象限角 D.第二、四象限角
【答案】D
【详解】因,故;
当时,则是第二象限角;
当时,则是第四象限角;故应选答案D .
4.若角与的终边垂直,则与的关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】若角与的终边垂直,则,
故选:D
5.集合,,则下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】易知,即可判断.
【详解】有已知,
则,
故选:C.
2、 多选题
6.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
【详解】因为角与角的终边相同,所以,
同理得,所以,
故选:AD.
7.下列说法错误的是( )
A.第一象限角一定是锐角 B.若是钝角,则是第一象限角
C.大于的角一定是钝角 D.若是锐角,则是第二象限角
【答案】ACD
【详解】对于选项A:例如为第一象限角,但不是锐角,故A错误;
对于选项B:若是钝角,则,
可得,所以是第一象限角,故B正确;
对于选项C:例如,但不是钝角,故C错误;
对于选项D:例如为锐角,则不是第二象限角,故D错误;
故选:ACD.
三、填空题
8.如图,射线OA先绕端点O逆时针方向旋转60°到OB处,再按顺时针方向旋转820°至OC处,则β= .
【答案】
【详解】两次旋转后形成的角为60°+(-820°)=-760°
.故答案为:
9.将化为的形式是 .
【答案】
【详解】因为,故答案为:
四、解答题
10.分别写出与下列各角终边相同的角的集合S,并把S中满足不等式的元素写出来.
(1);
(2);
(3).
【详解】(1)与角终边相同的角的集合S为,
在范围内,适合题意的有,,.
(2)与角终边相同的角的集合S为,
在范围内,适合题意的有,240°,.
(3)与角终边相同的角的集合S为,
在范围内,适合题意的有,,.
11.(1)分别写出终边落在下列各图所示的直线上的角的集合;
(2)写出终边落在图中阴影部分(不包括边界)的角的集合.
【详解】(1)由终边相同角的概念可得:
①
②
③
(1)因为的终边相同,所以阴影部分所表示的区域位于之间且跨越x轴的正半轴,所以终边落在阴影部分的角的集合为.
因为,,阴影部分所表示的区域由两部分组成,所以终边落在阴影部分的角的集合为
12.下列选项正确的是( )
A.已知角的终边始终在轴上方,那么是第一象限角
B.若,则是第一或第二象限角
C.已知角的终边与120°角的终边关于轴对称,则是第二或第四象限角
D.已知是锐角,那么是第一或第二象限角
【答案】C
【详解】选项A:角的终边在轴上方,设,则 是第三象限角,故A错误;
选项B:若,取,则,该角是第三象限角,故B错误;
选项C:角的终边与角的终边关于轴对称,则,
因此,
当为偶数时,令,则,该角终边在第四象限;
当为奇数时,令,则,该角终边在第二象限;
故C正确;
选项D:是锐角,即,则,
当时,该角终边在轴正半轴,不属于任何象限,故D错误.
故选:C.
13.一只红蚂蚁与一只黑蚂蚁在一个单位圆(半径为1的圆)上爬动,若两只蚂蚁均从点A(1,0)同时逆时针匀速爬动,若红蚂蚁每秒爬过α角,黑蚂蚁每秒爬过β角(其中0°<α<β<180°),如果两只蚂蚁都在第14秒时回到A点,并且在第2秒时均位于第二象限,求α,β的值.
【答案】α=()°,β=()°.
【详解】试题分析:确定α=•180°,β=•180°,m,n∈Z,利用2α,2β均为钝角,即可得到结论.
解:根据题意可知:14α,14β均为360°的整数倍,故可设14α=m•360°,m∈Z,14β=n•360°,n∈Z,从而可知α=•180°,β=•180°,m,n∈Z.
又由两只蚂蚁在第2秒时均位于第二象限,则2α,2β在第二象限.
又0°<α<β<180°,从而可得0°<2α<2β<360°,
因此2α,2β均为钝角,即90°<2α<2β<180°.
于是45°<α<90°,45°<β<90°.
∴45°<•180°<90°,45°<•180°<90°,
即<m<,<n<.
又∵α<β,∴m<n,从而可得m=2,n=3.
即α=()°,β=()°.
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7.1.1 角的推广(学生版)
知识点一 角的概念的推广
1. 角的概念:一条射线绕其端点旋转到另一条射线所形成的图形称为角.
这样定义的角,由于是旋转生成的,所以也常称为转角.
这两条射线分别称为角的_______和_____.
2角的表示:如图所示,角可记为“”或“”或“”,始边: ___ ,终边:___ ,顶点 ___ .
3.角的分类:
按照角的旋转方向可将角分为如下三类:
类型
定义
图示
正角
按照______方向旋转而成的角
负角
按照______方向旋转而成的角
零角
一条射线____旋转时形成的角
4. 角的加减运算的几何意义(β>0°)
(1) α+β:把角α的终边______方向旋转角β,如图1.
(2)α-β:把角α的终边_______方向旋转角β,如图2.
知识点二 象限角
1.象限角:若角的顶点与坐标原点重合,角的始边落在_____________,则角的终边在第几象限,就把这个角称为第几象限角.
2.轴线角:若角的终边在__________上,则认为这个角不属于任何象限,称为轴线角(象限界角).
知识点三 终边相同的角
设α表示任意角,所有与角α终边相同的角组成一个集合,这个集合可记为S={β|β=_________________}.
【注意】
(1)终边相同的角不一定相等,但相等的角终边一定相同.
(2)k∈Z,即k为整数,这一条件不可少.
(3)终边相同的角的表示不唯一.
【拓展】
1.象限角的集合表示
角α的终边所在的位置
集合表示
第一象限
{α|k·360°<α<k·360°+90°,k∈Z}
第二象限
{α|k·360°+90°<α<k·360°+180°,k∈Z}
第三象限
{α|k·360°+180°<α<k·360°+270°,k∈Z}
第四象限
{α|k·360°+270°<α<k·360°+360°,k∈Z}
2.终边在坐标轴上的角的集合
角α的终边所在的坐标轴
集合表示
x轴的正半轴
{α|α=k·360°,k∈Z}
x轴的负半轴
{α|α=k·360°+180°,k∈Z}
y轴的正半轴
{α|α=k·360°+90°,k∈Z}
y轴的负半轴
{α|α=k·360°+270°,k∈Z}
x轴
{α|α=k·180°,k∈Z}
y轴
{α|α=k·180°+90°,k∈Z}
坐标轴
{α|α=k·90°,k∈Z}
题型一 任意角的概念
【例】.(多选)下列说法正确的是( )
A.小于的角是锐角 B.所有的正角都比负角大
C.始边与终边重合的角一定是零角 D.经过4小时,时针转了
【练1】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 .
【练2】若角,把角逆时针旋转得到角,则 .
题型二 终边相同角的表示
【例】已知.
(1)把写成,,的形式;
(2)求,使与的终边相同,且.
【练1】与终边相同的角可以表示为( )
A. B. C. D.
【练2】已知-990°<α<-630°,且α与120°角的终边相同,则α=________.
【练3】用角度表示出第一、三象限的角平分线上角的集合为 .
【感悟提升】在0°~360°范围内找与给定角终边相同的角的方法
(1)把任意角化为α+k·360°(k∈Z且0°≤α<360°)的形式,关键是确定k.可以用观察法(α的绝对值较小),也可用排除法.
(2)要求适合某种条件且与已知角终边相同的角,其方法是先求出与已知角终边相同的角的一般形式,再依条件构建不等式求出k的值.
题型三 区域角的表示与象限角的判定
角度1 区域角的表示
【例】已知角的终边在图中阴影所表示的范围内(不包括边界),写出所有角形成的集合.
(图1) (图2)
【练1】.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.
【练2】.若角的顶点与原点重合,始边与轴的非负半轴重合,则集合中的角的终边在图中的位置(阴影部分)是( )
A.B.C. D.
【感悟提升】在0°~360°范围内找与给定角终边相同的角的方法
(1)把任意角化为α+k·360°(k∈Z且0°≤α<360°)的形式,关键是确定k.可以用观察法(α的绝对值较小),也可用排除法.
(2)要求适合某种条件且与已知角终边相同的角,其方法是先求出与已知角终边相同的角的一般形式,再依条件构建不等式求出k的值.
角度2 判断一个角是第几象限角
【例1】已知角的大小为,则角为( )
A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角
【例2】已知α是第二象限角,则是( )
A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角
【练1】.同学们刚过完元旦假期,已经进入年了,那么角是( )
A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角
【练2】若是第二象限角,则是( )
A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角
角度3 等分角、倍角所在象限的判定
【例】若α是第一象限角,问-α,2α,是第几象限角?
【练1】已知是第二象限角,那么是( )
A.第一象限角 B.第一或第三象限角 C.第二或第四象限角 D.第二象限角
【练2】(多选)设为第二象限角,则可能是( )
A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角
【感悟提升】象限角的判定方法
(1)根据图象判定.依据是终边相同的角的概念,因为0°~360°之间的角的终边与坐标系中过原点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°范围内没有两个角终边是相同的.
(3)nα所在象限的判断方法
确定nα终边所在的象限,先求出nα的范围,再直接转化为终边相同的角即可.
(4)所在象限的判断方法
已知角α所在象限,要确定角所在象限,有两种方法:
①用不等式表示出角的范围,然后对k的取值分情况讨论:被n整除;被n除余1;被n除余2;…;被n除余n-1.从而得出结论.
②作出各个象限的从原点出发的n等分射线,它们与坐标轴把周角分成4n个区域.从x轴正半轴起,按逆时针方向把这4n个区域依次循环标上1,2,3,4.α的终边在第几象限,则标号为几的区域,就是的终边所落在的区域.如此,所在的象限就可以由标号区域所在的象限直观地看出.
一、单选题
1.下列各角中,与126°角终边相同的角是( )
A. B. C. D.
2.若为第二象限角,则的终边所在的象限是( )
A.第二象限 B.第一、二象限 C.第一、三象限 D.第二、四象限
3.已知为第三象限角,那么是
A.第一象限角 B.第二象限角 C.第一、三象限角 D.第二、四象限角
4.若角与的终边垂直,则与的关系是( )
A. B.
C. D.
5.集合,,则下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
2、 多选题
6.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.
7.下列说法错误的是( )
A.第一象限角一定是锐角 B.若是钝角,则是第一象限角
C.大于的角一定是钝角 D.若是锐角,则是第二象限角
三、填空题
8.如图,射线OA先绕端点O逆时针方向旋转60°到OB处,再按顺时针方向旋转820°至OC处,则β= .
9.将化为的形式是 .
四、解答题
10.分别写出与下列各角终边相同的角的集合S,并把S中满足不等式的元素写出来.
(1); (2); (3).
11.(1)分别写出终边落在下列各图所示的直线上的角的集合;
(2)写出终边落在图中阴影部分(不包括边界)的角的集合.
12.下列选项正确的是( )
A.已知角的终边始终在轴上方,那么是第一象限角
B.若,则是第一或第二象限角
C.已知角的终边与120°角的终边关于轴对称,则是第二或第四象限角
D.已知是锐角,那么是第一或第二象限角
13.一只红蚂蚁与一只黑蚂蚁在一个单位圆(半径为1的圆)上爬动,若两只蚂蚁均从点A(1,0)同时逆时针匀速爬动,若红蚂蚁每秒爬过α角,黑蚂蚁每秒爬过β角(其中0°<α<β<180°),如果两只蚂蚁都在第14秒时回到A点,并且在第2秒时均位于第二象限,求α,β的值.
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