内容正文:
7.1.2 弧度制及其与角度制的换算
知识 清单破
知识点 1
角度制与弧度制
1.角度制
使用角度来度量角时,是把圆周等分成360份,其中每一份所对应的圆心角为1度,这种用度作
单位来度量角的制度称为角度制.角度制还规定1度等于60分,1分等于60秒,即1°=60',1'=60″.
第七章 三角函数
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2.弧度制
长度等于半径长的圆弧所对的圆心角为1弧度的角,记作1 rad.以弧度为单位来度量角的制度
称为弧度制.
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3.弧度数
(1)正角的弧度数是正数,负角的弧度数是负数,零角的弧度数是0.
(2)在半径为r的圆中,若弧长为l的弧所对的圆心角为α rad,则α= .
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温馨提示
(1)用弧度为单位度量角的大小时,“弧度”或“rad”可以省略不写;用角度为单位度量角的
大小时,“度”或“°”不可以省略.(2)不管是用弧度还是用角度为单位度量的角,其大小都
是一个与所在圆的半径的大小无关的定值.
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知识点 2
弧度制与角度制的换算
1.角度与弧度的互化
角度化弧度 弧度化角度
360°=2π rad 2π rad=360°
180°=π rad π rad=180°
1°= rad≈0.017 45 rad 1 rad= °≈57.30°
角度数× =弧度数 弧度数× °=角度数
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2.一些特殊角的度数与弧度数的对应关系
度 0° 30° 45° 60° 90° 120°
弧度 0
度 135° 150° 180° 270° 360°
弧度 π 2π
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设扇形的半径为r,弧长为l,面积为S,圆心角为n°(α为圆心角的弧度数),则
知识点 3
扇形的弧长及面积公式
角度制 弧度制
扇形的弧长公式 l= l=αr
扇形的面积公式 S= S= lr= αr2
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知识辨析
判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”.
1.1 rad的角和1°的角大小相等. ( )
2.用弧度来表示的角都是正角. ( )
3.时间从1点到3点整,分针转动形成的角为-4π rad. ( )
4.大圆中1弧度的角与小圆中1弧度的角一样大. ( )
5.若扇形的半径r为1,圆心角α为30°,则该扇形的弧长l=αr=30. ( )
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答案
1.✕ 2.✕
3.√ 分针转动形成的角为-720°,转化为弧度制为-4π rad.
4.√ 角的大小与所在圆的半径无关.
5.✕ 弧长公式l=αr中,α的单位为弧度,应将角度30°转化为弧度 再计算,即l=αr= .
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讲解分析
疑难 情境破
疑难 1 角角度制与弧度制的互化
1.在进行角度与弧度的换算时,抓住关系式π rad=180°是关键.
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2.特殊角的弧度数与度数的对应值今后常用,应该熟记.
3.在同一个式子中,必须保持单位统一,角度制与弧度制不能混用,比如“ +k·360°,k∈Z”和
“60°+2kπ,k∈Z”的写法都是错误的.
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典例 设角α1=-570°,α2=750°,β1= ,β2=- .
(1)将α1,α2用弧度制表示出来,并指出它们是第几象限角;
(2)将β1,β2用角度制表示出来,并找出与它们终边相同的在-720°~0°范围内的所有角.
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解析 (1)α1=-570°=- =-4π+ ,
α2=750°= =4π+ ,
∴α1是第二象限角,α2是第一象限角.
(2)β1= =108°,β2=- =-420°.
由-720°≤108°+k·360°<0°,k∈Z,得k=-2或k=-1,
∴在-720°~0°范围内与β1终边相同的角是-612°和-252°.
同理,在-720°~0°范围内与β2终边相同的角是-60°.
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讲解分析
疑难 2 YNN
扇形的弧长和面积的求解
1.涉及扇形的周长、弧长、圆心角、面积等的计算,关键是先分析题目中已知哪些量,求哪些
量,然后灵活运用扇形的弧长公式l=αr,或面积公式S= αr2= lr直接求解或列方程(组)求解.
注意:运用弧度制下的扇形的弧长公式及面积公式的前提是α的单位为弧度.
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2.扇形的周长及面积的最值问题
(1)当扇形的周长一定时,扇形的面积有最大值.其求法是把面积S转化为关于半径r的二次函
数,但要注意r的取值范围,还要注意扇形的弧长l必须满足0<l<2πr.
(2)当扇形的面积一定时,扇形的周长有最小值.其求法是把周长C转化为关于半径r的函数,但
要注意r的取值范围.
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典例 已知一扇形的圆心角为α,所在圆的半径为R cm.
(1)若α= ,R=6,求该扇形的弧长l;
(2)若扇形的周长为12 cm,问当α多大时,该扇形的面积最大?并求出最大面积.
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解析 (1)由扇形的弧长公式,得该扇形的弧长l=αR= ×6=2π(cm).
(2)设扇形的弧长为l' cm.
由扇形的周长为12 cm,得2R+l'=12,
所以l'=12-2R.
所以扇形的面积S= l'R= (12-2R)R=-R2+6R=-(R-3)2+9,
所以当R=3时,扇形的面积取得最大值,为9 cm2,此时l'=12-2R=6,即αR=α×3=6,解得α=2.
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