第一章第三讲弧度制详解
北师大版教材PPT《弧度制》课件详解1
【创设情境】
同学们都听过乌鸦喝水的故事吧。你 从中有什么收获呢？
换个角度思考问题。
用度作单位来度量角的单位 制叫做角度制．
450
下面介绍一种用长度来度 量角的方法。
【探求新知】
1．弧度的角的定义．
通过度量和计算得出下表：
l
n r
180
l
r
我们称这个常数为该角的弧 度数。
【探求新知】
其中n表示角度数
弧度制的弧长公式：
l
nr
180
l r
其中α是弧度数
弧长等于弧所对的圆心角弧度数的绝 对值与半径的积。
【巩固深化】
例4 如下图，利用弧度制证明扇形面积公式：
（1）
s
1 2
r
2
（2）
s
1 2
lr
A
其中r为半径,l为弧长， α （0 ＜α ＜ 2 ）
r
为圆心角，s为扇形的面积。
o s l 解： 由于半径为r，圆心角为n的扇形
•
8.心理学上有一种认识——评估学说 ，即个 体对事 物有了 认识， 就会利 用头脑 中的旧 经验来 解释新 输入的 信息， 进行评 估，于 是产生 情绪体 验。而 个体对 事物究 竟体验 为积极 的情绪 还是消 极的情 绪，在 于怎样 认识事 物。
•
9.迫于现实社会生存的巨大综合压力 和人类 因物质 文明进 步而带 来的精 神困惑 ，当代 诗歌的 内容越 来越局 限于私 人性的 东西， 正日愈 失去处 理重大 社会题 材的艺 术能力 ，这就 使得它 日愈减 少获得 公众关 注的机 会，而 只有在 少数未 被现代 社会物 质化的 心灵当 中获得 知音；
的弧长公式和面积公式分别是：
第一章第三讲弧度制教程
类型四
扇形面积、弧长公式的应用
8π 例 4、 已知一个扇形的周长为 ＋4，圆心角为 80° ，求这个扇 9 形的面积．
解
设扇形的半径为 r，面积为 S，由已知，扇形的圆心角为
π 4π 80× ＝ ， 180 9 4π ∴扇形的弧长为 r，由已知， 9 4π 8π 得 r＋2r＝ ＋4，∴r＝2， 9 9 1 4π 2 8π ∴ S＝ · r ＝ . 2 9 9 8π 故扇形的面积是 . 9
n r 2 S扇 公式为________ 360.
l
n r
强调：扇形面积与弧长公式
在弧度制下，弧长公式和扇形的面积公式分别为： 1 1 l＝|α|r，S＝ lr＝ |α|r2. 2 2 (1)由上述公式可知，由 α，r，l，S 中的两个量可 以求出另外两个量． (2)运用弧度制下的弧长公式明显比角度制下的公 式简单的多，但要注意它的前提是 α 为弧度数． l (3)比值r 只反映了弧所对圆心角的大小，不反映
3π α2kπ＋ <α<2kπ＋2π，k∈Z 2
3．扇形的弧长与面积公式
l＝|α|r ，扇形面积 (1)在弧度制下，弧长公式为________
1 S扇 l r 2． 公式为________
180 ， (2)在角度制下， 弧长公式为________ 扇形面积
3、扇形的面积公式：
n°
l
r
S 扇形
n 2 R 360
l
O R S
B B`
n°
L l
A` A
O r R
结论：当半径不同时，同样的圆心角所对的 弧长与半径之比是常数（称这个常数为该角 的弧度数）
1、弧度制定义：在单位圆（半径为1的圆）中， 长为1个单位长度的弧所对应的圆心角称为1弧度 的角
《弧度制》PPT执教课件 北师大版1
1.1 任意角和弧度制
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1.1.1 任意角
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思考 1. 初中所学的角是如何定义？角的范围？ 角可以看成平面内一条射线绕着端点从一个位 置旋转到另一个位置所成的图形；0°～360°.
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例3：填写特殊角的度数与弧度数的对应表:
度0
弧 度
0
3 0 4 5 6 0 9 0 105 120 135 180 270 330
7 2 3 3 5
6 4 3 2 12 3 4
26
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例 5 ： 利 用 计 算 器 比 较 s i n 1 . 5 和 s i n 8 5 o 的 大 小 .
注意:弧度制定义的理解与应用,以及角度与弧度 的区别.
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思考 弧度制是什么呢？ 1弧度是什么意思？ 一周是多少弧度？半周呢？ 直角等于多少弧度？ 弧度制与角度制之间如何换算？
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新课讲解 2.弧度制的定义：长度等于半径长的圆弧所对的圆 心角叫做1弧度角，记作1rad，或1弧度，或1(单位 可以省略不写).
高中数学《弧度制》课件
弧度数是实数，这将为我们今后用函数观点讨论涉及角的计算问题带来方便.利
用弧度制度量角还有一个重要的原因，就是它能简化许多公式.例如若α=n°时，
弧长计算公式是l=
n
r 180
.而根据弧度数的计算公式|α|=
l r
，若α=
x
rad时，得到弧
长的另一计算公式：l=|x|r.
一
弧度制
例 6 如图5.1-5，设扇形的圆心角α＝x，半径为r，弧长为l，扇形面积记为S.
360°的圆心角的弧长是2π，那么它对应的弧度数是2π rad；
180°的圆心角的弧长是π，那么它对应的弧度数是π rad；
90°的圆心角对应的弧度数是 rad；
2
1°的圆心角对应的弧度数是
180
rad.
一
弧度制
根据例3，我们可以得到角度制和弧度制之间的换算关系：
反过来有：
180°＝π rad， 1 = rad 0.01745rad.
（第7题）
二 习题5.1
8.如图，已知矩形ABCD截圆A所得的 BE 的长为2π，DE=7，求矩形在圆外 部分的面积.
（第8题）
二 习题5.1
9.已知弧长为60cm的扇形面积是240cm2，求： (1)扇形的半径； (2)扇形圆心角的弧度数．
温故而知新
10.当α是第二象限角时，试讨论 是哪个象限的角.
5.把下列各角从度化为弧度：
(1) 15°； (2) 36°； (3) －105°； (4) 145°.
6.把下列各角从弧度化为度：
(1)
2
；
10
(2) 3 ；
(3) －1.5；
2 (4) 5 .
二 习题5.1
高中数学知识点精讲精析 弧度制
1.3弧度制1．弧度角的定义：规定：我们把长度等于半径的弧所对的圆心角叫做1弧度的角，记此角为1rad．2. 弧度制的定义：规定：以弧度作为单位来度量角的单位制叫作弧度制。
3. 弧度制的基本思想是使圆半径与圆周长有统一的单位，是数与形的有机结合体。
对弧度制要从以下几个方面理解：（1）1弧度角的定义实际上就是把长度等于半径的弧所对的圆心角叫作1弧度角。
（2）弧度的大小与所在圆的半径的大小无关，只与圆心角的大小有关。
（3）同一圆中圆心角的大小和它所对的弧长与半径的比值为常数。
4. 弧度制与角度制是度量的两种不同的方法，弧度制为十进制，角度制为60进制，弧度制比角度制使用方便。
5. 因为周角的弧度数是2π，而在角度制下它是360°，所以360°=2π弧度。
于是有180°=π弧度，建立弧度制以后，使得角和实数之间建立了一一对应关系，正角的弧度数为正实数，负角的弧度数为负实数，零角的弧度数为0。
角的概念的推广以后，弧的概念随之推广，弧的大小也是任意的。
要熟记几个特殊的弧度数。
如：30°，45°，60°，90°，120°，150°，180°，270°等。
同一个式子中，角度与弧度不能混用；两种角度间的转化可借助特例180°=π弧度进行。
6. 弧长公式：；扇形面积公式：S= 12lr =212r a ．（其中 为圆心角 所对的弧长， 为圆心角的弧度数， 为圆半径．）例1．把 化成弧度．解：∵=(1672)° ∴= 180πrad×1672=38rad π 例2．把45rad π化成度． 解：45rad π=45×180° 例3．已知:如图，扇形AOB 的半径为r ，AB 间的弧长为l ，求证:扇形面积为12lr 。
证明:设∠AOB=n°=α弧度。
弧度制课件
04
弧度制在解决实际问题中应用
长度、面积和体积计算
弧长计算
利用弧度制计算圆弧的长 度，如计算圆的周长、圆 弧的长度等。
扇形面积计算
通过弧度制计算扇形面积 ，进而求解弓形面积、圆 环面积等。
球体体积计算
利用弧度制计算球体的体 积，如计算球的体积、球 冠的体积等。
物理问题中角度转换
角速度与线速度转换
和差化积公式
正弦和差化积
$\sin \alpha + \sin \beta = 2\sin \frac{\alpha + \beta}{2} \cos \frac{\alpha - \beta}{2}$, $\sin \alpha - \sin \beta = 2\cos \frac{\alpha + \beta}{2} \sin \frac{\alpha - \beta}{2}$
弧度制课件
目录
• 弧度制基本概念 • 弧度制下三角函数 • 弧度制下三角恒等式与公式 • 弧度制在解决实际问题中应用 • 弧度制与角度制对比及转换方法 • 总结回顾与拓展延伸
01
弧度制基本概念
弧度制定义
等于弧长与半径之 比。
弧度单位
弧度制的单位是弧度，用 符号“rad”表示。
实际应用
角度制更直观易懂，常用于日常生 活和初级数学中；弧度制则更便于 微积分等高级数学运算。
转换方法介绍
角度转弧度
将角度数乘以π/180即可得到相 应的弧度数。例如，90度可转换 为π/2弧度。
弧度转角度
将弧度数乘以180/π即可得到相 应的角度数。例如，π弧度可转换 为180度。
06
总结回顾与拓展延伸
全体实数，值域为[-1,1]。
弧度制(解析版)
专题45 弧度制1．度量角的两种单位制角度制定义用度作为单位来度量角的单位制 1度 的角 1度的角等于周角的1360，记作1° 弧度制定义以弧度为单位来度量角的单位制1弧度 的角长度等于半径长的圆弧所对的圆心角叫做1弧度的角.1弧度记作1rad(rad 可省略不写)在半径为r 的圆中，弧长为l 的弧所对的圆心角为α rad ，那么|α|＝lr.一般地，正角的弧度数是一个正数，负角的弧度数是一个负数，零角的弧度数是0.2．弧度数的计算3．角度制与弧度制的换算4．一些特殊角与弧度数的对应关系度 0° 30° 45° 60° 90° 120° 135° 150° 180° 270° 360° 弧度π6π4π3π22π33π45π6π3π22π5.设扇形的半径为R ，弧长为l ，α(0＜α＜2π)为其圆心角，则 (1)弧长公式：l ＝αR ;(2)扇形面积公式：S ＝12lR ＝12αR 2.(3)在运用公式时，还应熟练地掌握这两个公式的变形运用： ①l ＝|α|·r ，|α|＝l r ，r ＝l |α|；②S ＝12|α|r 2，|α|＝2Sr2.题型一 角度与弧度的互化与应用1．将下列角度化为弧度(1)105°；(2)1920°；(3)20°；(4)－15°；(5)112°30′；(6)－157°30′；(7)－630°； (8) 2100°；(9)37°30′；(10)－216°；(11)－1 500°；(12)67°30′；(13)2145° [解析] (1)105°＝105×π180 rad ＝7π12rad ；(2) 1920°＝5×360°＋120°＝⎝⎛⎭⎫5×2π＋2π3 rad ＝32π3 rad ；(3)20°＝20π180＝π9； (4)－15°＝－15π180＝－π12；(5)因为1°＝π180rad ，所以112°30′＝π180×112.5 rad ＝5π8rad ；(6)－157°30′＝－157.5°＝－3152×π180 rad ＝－78π rad ；(7) －630°＝－630×π180＝－72π；(8) 2100°＝2100×π180＝35π3；(9)37°30′＝37.5°＝⎝⎛⎭⎫752°＝752×π180＝5π24； (10)－216°＝－216×π180＝－6π5；(11) －1500°＝－1500×π180＝－253π(12)67°30′＝67.5°＝67.5×π180＝3π8；(13) 2145°＝2145×π180 rad ＝143π12 rad.2．将下列弧度化为角度 (1)－5π12rad ；(2)－11π5 rad ；(3)7π5 rad ；(4)7π12；(5)－11π5；(6) －10π3；(7)23π6；(8)－13π6；(9)8π5[解析](1)因为1 rad ＝⎝⎛⎭⎫180π°，所以－5π12rad ＝－⎝⎛⎭⎫5π12×180π°＝－75°；(2)－11π5 rad ＝－11π5×⎝⎛⎭⎫180π°＝－396°； (3)7π5 rad ＝⎝⎛⎭⎫7π5×180π°＝252°；(4)7π12＝712×180°＝105°；(5)－11π5＝－115×180°＝－396°； (6) －10π3＝⎝⎛⎭⎫－10π3×180π°＝－600°； (7)23π6＝⎝⎛⎭⎫23π6×180π°＝690°；(8)－13π6＝－⎝⎛⎭⎫13π6×180π°＝－390°； (9)8π5＝85×180°＝288°. 3．下列转化结果错误的是( )A ．60°化成弧度是π3 radB ．－103π rad 化成度是－600°C ．－150°化成弧度是－76π rad D.π12rad 化成度是15°[解析]对于A,60°＝60×π180 rad ＝π3 rad ；对于B ，－103π rad ＝－103×180°＝－600°；对于C ，－150°＝－150×π180 rad ＝－56π rad ；对于D ，π12 rad ＝112×180°＝15°.故选C.4．已知α＝15°，β＝π10 rad ，γ＝1 rad ，θ＝105°，φ＝7π12rad ，试比较α，β，γ，θ，φ的大小．[解析]法一(化为弧度)：α＝15°＝15×π180 rad ＝π12 rad ，θ＝105°＝105×π180 rad ＝7π12rad.显然π12＜π10＜1＜7π12.故α＜β＜γ＜θ＝φ.法二(化为角度)：β＝π10 rad ＝π10×⎝⎛⎭⎫180π°＝18°，γ＝1 rad ≈57.30°，φ＝7π12×⎝⎛⎭⎫180π°＝105°.显然，15°＜18°＜57.30°＜105°.故α＜β＜γ＜θ＝φ.题型二 用弧度数表示角1．下列说法中，错误的是( )A ．“度”与“弧度”是度量角的两种不同的度量单位B ．1°的角是周角的1360，1 rad 的角是周角的12πC ．1 rad 的角比1°的角要大D ．用角度制和弧度制度量角，都与圆的半径有关[解析]“度”与“弧度”是度量角的两种不同的度量单位，所以A 正确.1°的角是周角的1360，1rad 的角是周角的12π，所以B 正确．因为1 rad ＝⎝⎛⎭⎫180π°>1°，所以C 正确．用角度制和弧度制度量角，都与圆的半径无关，所以D 错误．2．下列叙述中正确的是( )A ．1弧度是1度的圆心角所对的弧B ．1弧度是长度为半径的弧C ．1弧度是1度的弧与1度的角之和D ．大圆中1弧度的圆心角与小圆中1弧度的圆心角一样大[解析]弧度是度量角的大小的一种单位，而不是长度的度量单位，1弧度是长度等于半径的圆弧所对圆心角的大小，与圆的半径无关，故选D. 3．下列说法正确的是( )A ．在弧度制下，角的集合与正实数集之间建立了一一对应关系B ．每个弧度制的角，都有唯一的角度制的角与之对应C ．用角度制和弧度制度量任一角，单位不同，数量也不同D ．－120°的弧度数是2π3[解析]A 项中，零角的弧度数为0，故A 项错误；B 项是正确的；C 项中，用角度制和弧度制度量零角时，单位不同，但数量相同(都是0)，故C 项错误；－120°对应的弧度数是－2π3，故D 项错误．故选B.4．时钟的分针在1点到3点20分这段时间里转过的弧度数为( )A.143π B ．－143π C.718π D ．－718π [解析]分针在1点到3点20分这段时间里，顺时针转过了两周又一周的13，用弧度制表示就是：－4π－13×2π＝－143π.5．自行车的大链轮有88齿，小链轮有20齿，当大链轮逆时针转过一周时，小链轮转过的弧度数是( )A.5π11B.44π5C.5π22D.22π5[解析]由题意，当大链轮逆时针转过一周时，小链轮逆时针转过8820周，小链轮转过的弧度是8820×2π＝44π5.6．已知集合A ＝{x |2k π≤x ≤2k π＋π，k ∈Z}，集合B ＝{x |－4≤x ≤4}，则A ∩B ＝________________. [解析]如图所示，∴A ∩B ＝[－4，－π]∪[0，π]．7．将－1485°表示成2k π＋α(0≤α<2π，k ∈Z)的形式是_________．[解析] ∵－1485°＝－5×360°＋315°，而315°＝74π，∴应填－10π＋74π.8．下列与9π4的终边相同的角的表达式中，正确的是( )A ．2k π＋45°(k ∈Z)B ．k ·360°＋9π4(k ∈Z) C ．k ·360°－315°(k ∈Z) D ．k π＋5π4(k ∈Z) [解析]A ，B 中弧度与角度混用，不正确．94π＝2π＋π4，所以94π与π4终边相同．－315°＝－360°＋45°，所以－315°也与45°终边相同．故选C. 9．用弧度制表示与150°角的终边相同的角的集合为( )A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫β⎪⎪β＝－5π6＋2k π，k ∈Z B.⎩⎨⎧⎭⎬⎫β⎪⎪β＝5π6＋k ·360°，k ∈Z C.⎩⎨⎧⎭⎬⎫β⎪⎪β＝2π3＋2k π，k ∈Z D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫β⎪⎪β＝5π6＋2k π，k ∈Z [解析]150°＝150×π180＝5π6，故与150°角终边相同的角的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫β⎪⎪β＝5π6＋2k π，k ∈Z . 10．与30°角终边相同的角的集合是( )A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪α＝k ·360°＋π6，k ∈Z B.{}α|α＝2k π＋30°，k ∈Z C.{}α|α＝2k ·360°＋30°，k ∈Z D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪α＝2k π＋π6，k ∈Z [解析] ∵与30°角终边相同的角表示为α＝k ·360°＋30°，k ∈Z ，化为弧度为α＝2k π＋π6，k ∈Z ，∴选D.11．若把－570°写成2k π＋α(k ∈Z,0≤α＜2π)的形式，则α＝________.[解析]－570°＝－19π6＝－4π＋5π6.12．终边经过点(a ，a )(a ≠0)的角α的集合是( )A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫π4 B.⎩⎨⎧⎭⎬⎫π4，5π4 C.⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪ α＝π4＋2k π，k ∈Z D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪α＝π4＋k π，k ∈Z [解析]因为角α的终边经过点(a ，a )(a ≠0)，所以角α的终边落在直线y ＝x 上，所以角α的集合是⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪α＝π4＋k π，k ∈Z . 13．把－114π表示成θ＋2k π(k ∈Z)的形式，使|θ|最小的θ值是( )A ．－3π4B ．－π4 C.π4D.3π4[解析] ∵－11π4＝－2π－3π4，∴－11π4与－3π4是终边相同的角，且此时⎪⎪⎪⎪－3π4＝3π4是最小的． 14．在[0,4π]中，与72°角终边相同的角有________．(用弧度表示) [解析]因为终边与72°角相同的角为θ＝72°＋k ·360°(k ∈Z)． 当k ＝0时，θ＝72°＝25π rad ；当k ＝1时，θ＝432°＝125π rad ，所以在[0,4π]中与72°终边相同的角有25π，125π.15．在0到2π范围内，与角－4π3终边相同的角是( )A.π6B.π3C.2π3D.4π3[解析]与角－4π3终边相同的角是2k π＋⎝⎛⎭⎫－4π3，k ∈Z ，令k ＝1，可得与角－4π3终边相同的角是2π3，故选C. 16．若角α与角8π5终边相同，则在[0,2π]内终边与α4终边相同的角是________．[解析]由题意得α＝8π5＋2k π(k ∈Z)，α4＝2π5＋k π2(k ∈Z)，又α4∈[0,2π]，所以k ＝0,1,2,3，此时α4＝2π5，9π10，7π5，19π10.17．若角α，β的终边关于直线y ＝x 对称，且α＝π6，则在0～4π内满足要求的β＝________.[解析]由角α，β的终边关于直线y ＝x 对称，及α＝π6，可得β＝－α＋π2＋2k π＝π3＋2k π，令k ＝0,1可得结果．[答案] π3，7π318．若角α与角x ＋π4有相同的终边，角β与角x －π4有相同的终边，那么α与β间的关系为( )A ．α＋β＝0B ．α－β＝0C ．α＋β＝2k π(k ∈Z)D ．α－β＝2k π＋π2(k ∈Z)[解析]选D.因为α＝x ＋π4＋2k 1π(k 1∈Z)，β＝x －π4＋2k 2π(k 2∈Z)，所以α－β＝π2＋2(k 1－k 2)π(k 1∈Z ，k 2∈Z)．所以k 1∈Z ，k 2∈Z ，所以k 1－k 2∈Z.所以α－β＝π2＋2k π(k ∈Z)．19．若α＝2k π－354，k ∈Z ，则角α所在象限是( )A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限[解析]∵－9<－354<－8，∴－3π<－354<－3π＋π2.∴－354在第三象限，故α也在第三象限．20．角－2912π的终边所在的象限是( )A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限[解析]－2912π＝－4π＋1912π，1912π的终边位于第四象限，故选D.21．角29π12的终边所在的象限是( )A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限[解析]选A.因为29π12＝2π＋5π12，角5π12是第一象限角，所以角29π12的终边所在的象限是第一象限．22．α＝－3 rad ，它是第________象限角．[解析]根据角度制与弧度制的换算，1 rad ＝⎝⎛⎭⎫180π°，则α＝－3 rad ＝－⎝⎛⎭⎫540π°≈－171.9°. 分析可得，α是第三象限角． 23．α＝－2 rad ，则α的终边在( )A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限[解析]∵1 rad ≈57.30°，∴－2 rad ≈－114.60°.故α的终边在第三象限． 24．若θ＝－5，则角θ的终边所在的象限是( )A ．第四象限B ．第三象限C ．第二象限D ．第一象限[解析]因为－2π＜－5＜－3π2，所以α是第一象限角．25．若α3＝2k π＋π3(k ∈Z)，则α2的终边在( )A ．第一象限B ．第四象限C ．x 轴上D ．y 轴上[解析]因为α3＝2k π＋π3(k ∈Z)，因为α＝6k π＋π(k ∈Z)，所以α2＝3k π＋π2(k ∈Z)．当k 为奇数时，α2的终边在y轴的非正半轴上；当k 为偶数时，α2的终边在y 轴的非负半轴上．综上，α2的终边在y 轴上，故选D.26．已知角α=－1480°(1) 将α改写成写成2k π＋β(k ∈Z)的形式，其中0≤β<2π，并判断它是第几象限角？ (2) 在[－4π，4π)范围内找出与α终边相同的角的集合[解析] (1)－1480°＝－1 480×π180＝－74π9＝－10π＋16π9，其中0≤16π9<2π，因为16π9是第四象限角，所以－1 480°是第四象限角． (2)与α终边相同的角为2k π＋169π(k ∈Z)．由－4π≤2k π＋169π<4π知 k ＝－2，－1，0，1.所以所求角的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫－209π，－29π，169π，349π. 27．已知角α＝2005°.(1)将α改写成β＋2k π(k ∈Z,0≤β<2π)的形式，并指出α是第几象限的角； (2)在[－5π，0)内找出与α终边相同的角．[解析] (1)2005°＝2005×π180 rad ＝401π36rad ＝⎝⎛⎭⎫5×2π＋41π36 rad ， 又π<41π36<3π2，∴角α与41π36终边相同，是第三象限的角．(2)与α终边相同的角为2k π＋41π36(k ∈Z)，由－5π≤2k π＋41π36<0，k ∈Z 知k ＝－1，－2，－3. ∴在[－5π，0)内与α终边相同的角是－31π36，－103π36，－175π36.28．已知角α＝2010°.(1)将α改写成β＋2k π(k ∈Z,0≤β＜2π)的形式，并指出α是第几象限的角； (2)在区间[－5π，0)上找出与α终边相同的角．[解析] (1)2 010°＝2 010×π180＝67π6＝5×2π＋7π6，又π＜7π6＜3π2，∴α与7π6终边相同，是第三象限的角．(2)与α终边相同的角可以写成γ＝7π6＋2k π(k ∈Z)，又－5π≤γ＜0，∴当k ＝－3时，γ＝－296π；当k ＝－2时，γ＝－176π；当k ＝－1时，γ＝－56π.29．已知α＝－800°.(1)把α改写成β＋2k π(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，π2.[解析] (1)∵－800°＝－3×360°＋280°，280°＝149π，∴α＝－800°＝14π9＋(－3)×2π.∵α与角14π9终边相同，∴α是第四象限角．(2)∵与α终边相同的角可写为2k π＋14π9，k ∈Z 的形式，而γ与α的终边相同，∴γ＝2k π＋14π9，k ∈Z ，又γ∈⎝⎛⎭⎫－π2，π2，∴－π2<2k π＋14π9<π2，k ∈Z ， 解得k ＝－1，∴γ＝－2π＋14π9＝－4π9.30．已知α＝1690°.(1)把α写成2k π＋β(k ∈Z ，β∈[0,2π))的形式； (2)求θ，使θ与α终边相同，且θ∈(－4π，4π)． [解析] (1)1690°＝1440°＋250°＝4×360°＋250°＝4×2π＋2518π.(2)∵θ与α终边相同，∴θ＝2k π＋2518π(k ∈Z)．又θ∈(－4π，4π)，∴－4π<2k π＋2518π<4π，∴－9736<k <4736(k ∈Z)．∴k ＝－2，－1,0,1.∴θ的值是－4718π，－1118π，2518π，6118π.31．下列表示中不正确的是( )A ．终边在x 轴上角的集合是{α|α＝k π，k ∈Z}B ．终边在y 轴上角的集合是⎩⎨⎧α⎪⎪⎭⎬⎫α＝π2＋k π，k ∈Z C ．终边在坐标轴上角的集合是⎩⎨⎧ α⎪⎪⎭⎬⎫α＝k ·π2，k ∈Z D ．终边在直线y ＝x 上角的集合是⎩⎨⎧α⎪⎪⎭⎬⎫α＝π4＋2k π，k ∈Z [解析]对于A ，终边在x 轴上角的集合是{α|α＝k π，k ∈Z}，故A 正确； 对于B ，终边在y 轴上的角的集合是⎩⎨⎧α⎪⎪⎭⎬⎫α＝π2＋k π，k ∈Z ，故B 正确； 对于C ，终边在x 轴上的角的集合为{ α|}α＝k π，k ∈Z ，终边在y 轴上的角的集合为⎩⎨⎧α⎪⎪⎭⎬⎫α＝π2＋k π，k ∈Z ，故合在一起即为{ α|}α＝k π，k ∈Z ∪⎩⎨⎧ α⎪⎪⎭⎬⎫α＝π2＋k π，k ∈Z ＝⎩⎨⎧α⎪⎪⎭⎬⎫α＝k π2，k ∈Z ，故C 正确； 对于D ，终边在直线y ＝x 上的角的集合是⎩⎨⎧α⎪⎪⎭⎬⎫α＝π4＋k π，k ∈Z ，故D 不正确． 32．用弧度制表示终边落在x 轴上方的角α的集合为________． [解析]若角α的终边落在x 轴上方，则2k π＜α＜2k π＋π(k ∈Z)． 33．用弧度表示终边落在y 轴右侧的角的集合为________．[解析]y 轴对应的角可用－π2，π2表示，所以y 轴右侧角的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫θ⎪⎪－π2＋2k π＜θ＜π2＋2k π，k ∈Z . 34．集合⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪k π＋π4≤α≤k π＋π2，k ∈Z 中的角所表示的范围(阴影部分)是( )[解析]当k ＝2m ，m ∈Z 时，2m π＋π4≤α≤2m π＋π2，m ∈Z ；当k ＝2m ＋1，m ∈Z 时，2m π＋5π4≤α≤2m π＋3π2，m ∈Z.故选C.35．用弧度制表示终边在图中阴影区域内角的集合(包括边界)，并判断2019°是不是这个集合的元素．[解析]∵150°＝5π6，∴终边在阴影区域内角的集合为S ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫β⎪⎪5π6＋2k π≤β≤3π2＋2k π，k ∈Z . ∵2019°＝219°＋5×360°＝⎝⎛⎭⎫219π180＋10π rad ，又 5π6<219π180<3π2，∴2019°∈S .36．用弧度表示终边落在如图所示阴影部分内(不包括边界)的角θ的集合．[解析]如题图(1)，330°角的终边与－30°角的终边相同，将－30°化为弧度，即－π6，而75°＝75×π180＝5π12，所以终边落在阴影部分内(不包括边界)的角的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫θ⎪⎪2k π－π6<θ<2k π＋5π12，k ∈Z . 如题图(2)，因为30°＝π6，210°＝7π6，这两个角的终边所在的直线相同，因此终边在直线AB 上的角为α＝k π＋π6，k ∈Z ，又终边在y 轴上的角为β＝k π＋π2，k ∈Z ，从而终边落在阴影部分内(不包括边界)的角的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫θ⎪⎪k π＋π6<θ<k π＋π2，k ∈Z . 37．用弧度写出终边落在如图阴影部分(不包括边界)内的角的集合．[解析]30°＝π6 rad,150°＝5π6rad.终边落在题干图中阴影区域内角的集合(不包括边界)是⎩⎨⎧⎭⎬⎫β⎪⎪π6＋k π＜β＜5π6＋k π，k ∈Z . 38．如图所示：(1)分别写出终边落在OA ，OB 位置上的角的集合．(2)写出终边落在阴影部分(包括边界)的角的集合． [解析] (1)终边在OA 上的角的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α＝3π4＋2k π，k ∈Z .终边在OB 上的角的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫β|β＝－π6＋2k π，k ∈Z .(2)⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|－π6＋2k π≤α≤3π4＋2k π，k ∈Z .题型三 弧长公式与扇形面积公式的应用1．半径为2，圆心角为π6的扇形的面积是________．[解析]由已知得S 扇＝12×π6×22＝π3.2．若扇形的半径为1，圆心角为3弧度，则扇形的面积为________． [解析] 由于扇形面积S ＝12αr 2＝12×3×12＝32，故扇形的面积为32.3．圆的半径为r ，该圆上长为32r 的弧所对的圆心角是( )A.23 rad B.32 rad C.2π3rad D.3π2rad [解析]由弧度数公式α＝l r ，得α＝32r r ＝32，因此圆弧所对的圆心角是32 rad.4．在半径为2的圆中，弧长为4的弧所对的圆心角的大小是________rad. [解析]根据弧度制的定义，知所求圆心角的大小为42＝2 rad.5．已知扇形的弧长是4 cm ，面积是2 cm 2，则扇形的圆心角的弧度数是( )A ．1B ．2C ．4D ．1或4[解析]因为扇形的弧长为4，面积为2，所以扇形的面积为12×4×r ＝2，解得r ＝1，则扇形的圆心角的弧度数为41＝4.故选C.6．已知扇形的面积为2，扇形圆心角的弧度数是4，则扇形的周长为( )A ．2B ．4C ．6D ．8[解析]设扇形所在圆的半径为R ，则2＝12×4×R 2，∴R 2＝1，∴R ＝1.∴扇形的弧长为4×1＝4，扇形的周长为2＋4＝6.故选C.7．已知扇形的周长为8cm ，圆心角为2，则扇形的面积为________ cm 2.[解析]设扇形的半径为r cm ，弧长为l cm ，由圆心角为2 rad ，依据弧长公式可得l ＝2r ， 从而扇形的周长为l ＋2r ＝4r ＝8，解得r ＝2，则l ＝4. 故扇形的面积S ＝12lr ＝12×4×2＝4 cm 2.8．已知扇形的圆心角为120°，半径为 3 cm ，则此扇形的面积为________ cm 2. [解析]设扇形的弧长为l ，因为120°＝120×π180 rad ＝2π3(rad)，所以l ＝αR ＝2π3×3＝23π3(cm)．所以S ＝12lR ＝12×23π3×3＝π(cm 2)．故填π.9．圆的半径变为原来的3倍，而所对弧长不变，则该弧所对圆心角是原来圆弧所对圆心角的________倍． [解析]设原来圆的半径为r ，弧长为l ，弧所对的圆心角为α，则现在的圆的半径为3r 弧长为l ， 设弧所对的圆心角为β，于是l ＝αr ＝β·3r ，∴β＝13α.10．扇形的半径变为原来的2倍，而弧长也增加为原来的两倍，则( )A ．扇形的面积不变B ．扇形圆心角不变C ．扇形面积增大到原来的2倍D ．扇形圆心角增大到原来的2倍[解析]由弧度制定义，等于半径长的圆弧所对的圆心角叫做1弧度的角，所以一扇形所在圆的半径增加为原来的2倍，弧长也增加到原来的2倍，弧长与半径之比不变，所以，扇形圆心角不变，故选B. 11．求半径为π cm ，圆心角为120°的扇形的弧长及面积．[解析]因为r ＝π，α＝120×π180＝2π3，所以l ＝αr ＝2π23 cm ，S ＝12lr ＝π33 cm 2.12．已知扇形OAB 的圆心角为57π，周长为5π＋14，则扇形OAB 的面积为________．[解析]设扇形的半径为r ，圆心角为57π，∴弧长l ＝57πr ，∵扇形的周长为5π＋14，∴57πr ＋2r ＝5π＋14，解得r ＝7，由扇形的面积公式得＝12×57π×r 2＝12×57π×49＝35π2.13．已知扇形的周长为10 cm ，面积为4 cm 2，求扇形圆心角的弧度数． [解析]设扇形圆心角的弧度数为θ(0＜θ＜2π)，弧长为l ， 半径为R ，依题意有⎩⎪⎨⎪⎧l ＋2R ＝10，①12lR ＝4.②①代入②得R 2－5R ＋4＝0，解得R 1＝1，R 2＝4. 当R ＝1时，l ＝8(cm)，此时，θ＝8 rad ＞2π rad 舍去． 当R ＝4时，l ＝2(cm)，此时，θ＝24＝12 (rad)．综上可知，扇形圆心角的弧度数为12rad.14．已知弧度数为2的圆心角所对的弦长也是2，则这个圆心角所对的弧长是( )A ．2B ．sin 2C ．2sin 1D.2sin 1[解析]设圆的半径为R ，则sin 1＝1R ，∴R ＝1sin 1，故所求弧长为l ＝α·R ＝2·1sin 1＝2sin 1.15．一段圆弧的长度等于其所在圆的圆内接正方形的边长，则这段圆弧所对的圆心角为( )A.π2 B.π3 C. 2D. 3[解析]设圆内接正方形的边长为a ，则该圆的直径为2a ， 所以弧长等于a 的圆弧所对的圆心角α＝l r ＝a22a ＝2，故选C.16．已知扇形的圆心角为108°，半径等于30 cm ，求扇形的弧长和面积． [解析]∵108°＝108×π180＝3π5，所以扇形的弧长为3π5×10＝6π(cm)，扇形的面积为12×3π5×302＝270π(cm 2)．17．已知扇形的圆心角所对的弦长为2，圆心角为2π3.求：(1)这个圆心角所对的弧长； (2)这个扇形的面积．[解析] (1)因为扇形的圆心角所对的弦长为2，圆心角为2π3，所以半径r ＝1sin π3＝233，所以这个圆心角所对的弧长l ＝233×2π3＝43π9.(2)由(1)得扇形的面积S ＝12×233×43π9＝4π9.18．《九章算术》是我国古代数学成就的杰出代表作．其中《方田》章给出计算弧田面积所用的经验公式为：弧田面积＝12(弦×矢＋矢2)．弧田(如图)由圆弧和其所对弦围成，公式中“弦”指圆弧所对的弦长，“矢”等于半径长与圆心到弦的距离之差．现有圆心角为2π3，半径为4 m 的弧田，按照上述经验公式计算所得弧田面积约是________m 2.[解析]2π3＝120°，根据题设，弦＝2×4sin 120°2＝43(m)，矢＝4－2＝2(m)，因此弧田面积＝12×(弦×矢＋矢2)＝12×(43×2＋22)＝43＋2≈9(m 2)．19．已知扇形的周长为10，面积为4，求扇形的圆心角的弧度数． [解析]设扇形的圆心角的弧度数为θ(0<θ<2π)，弧长为l ，所在圆的半径为r . 依题意得⎩⎪⎨⎪⎧l ＋2r ＝10，12lr ＝4，消去l ，得r 2－5r ＋4＝0，解得r ＝1或r ＝4.当r ＝1时，l ＝8，此时θ＝8 rad>2π rad ，故舍去；当r ＝4时，l ＝2，此时θ＝24＝12 rad ，满足题意．故θ＝12rad.20．已知两角和为1弧度，且两角差为1°，则这两个角的弧度数分别是__________________________． [解析]设两个角的弧度数分别为x ，y .因为1°＝π180 rad ，所以⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y ＝1x －y ＝π180.解得⎩⎨⎧x ＝12＋π360y ＝12－π360，所以所求两角的弧度数分别为12＋π360，12－π360.21．已知扇形AOB 的周长为10 cm ”，求该扇形的面积的最大值及取得最大值时圆心角的大小及弧长． [解析]设扇形圆心角的弧度数为θ(0<θ<2π)，弧长为l ，半径为r ，面积为S ， 由l ＋2r ＝10得l ＝10－2r ，S ＝12lr ＝12(10－2r )·r ＝5r －r 2＝－⎝⎛⎭⎫r －522＋254，0<r <5. 当r ＝52时，S 取得最大值254，这时l ＝10－2×52＝5，∴θ＝l r ＝552＝2.故该扇形的面积的最大值为254cm 2，取得最大值时圆心角为2 rad ，弧长为5 cm. 22．已知一扇形的周长为40 cm ，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？[解析]设扇形的圆心角为θ，半径为r ，弧长为l ，面积为S ，则l ＋2r ＝40， 所以l ＝40－2r，所以S ＝12lr ＝12×(40－2r )r ＝－(r －10)2＋100.所以当半径r ＝10 cm 时，扇形的面积最大，最大值为100 cm 2，这时θ＝l r ＝40－2×1010＝2 rad.23．已知扇形AOB 的周长为8 cm.(1)若这个扇形的面积为3 cm 2，求该扇形的圆心角的大小； (2)求这个扇形的面积取得最大值时圆心角的大小和弦AB 的长度． [解析] (1)设该扇形AOB 的半径为r ，圆心角为θ，面积为S ，弧长为l .由题意，得⎩⎪⎨⎪⎧l ＋2r ＝8，12lr ＝3，解得⎩⎪⎨⎪⎧r ＝1，l ＝6或⎩⎪⎨⎪⎧r ＝3，l ＝2.所以圆心角θ＝l r ＝61＝6或θ＝l r ＝23，所以该扇形的圆心角的大小为23rad 或6 rad.(2)θ＝8－2r r ，所以S ＝12·r 2·8－2rr＝4r －r 2＝－(r －2)2＋4， 所以当r ＝2，即θ＝8－42＝2时，S max ＝4 cm 2.此时弦长AB ＝2×2sin 1＝4sin 1(cm)．所以扇形面积最大时，圆心角的大小等于2 rad ，弦AB 的长度为4sin 1 cm. 24．已知半径为10的圆O 中，弦AB 的长为10.(1)求弦AB 所对的圆心角α的大小；(2)求α所在的扇形的弧长l 及弧所在的弓形的面积S . [解析] (1)由⊙O 的半径r ＝10＝AB ，知△AOB 是等边三角形， ∴α＝∠AOB ＝60°＝π3rad.(2)由(1)可知α＝π3 rad ，r ＝10，∴弧长l ＝α·r ＝π3×10＝10π3，∴S 扇形＝12lr ＝12×10π3×10＝50π3，而S △AOB ＝12·AB ·53＝12×10×53＝253，∴S ＝S 扇形－S △AOB ＝25⎝⎛⎭⎫2π3－3. 25．已知扇形AOB 的圆心角为120°，半径为6，求：(1) AB ︵的长；(2)扇形所含弓形的面积(即阴影面积)．[解析] (1)∵120°＝2π3，∴AB ︵的长l ＝2π3×6＝4π.(2)S 扇形AOB ＝12lr ＝12×4π×6＝12π.如图所示，过点O 作OD ⊥AB ，交AB 于D 点，于是有S △OAB ＝12AB ·OD ＝12×2×33×3＝93，∴弓形的面积为S 扇形AOB －S △AOB ＝12π－9 3.26．如图所示，以正方形ABCD 中的点A 为圆心，边长AB 为半径作扇形EAB ，若图中两块阴影部分的面积相等，则∠EAD 的弧度数大小为________．[解析]设AB ＝1，∠EAD ＝α，∵S 扇形ADE ＝S 阴影BCD ，由题意可得12×12×α＝12－π×124，∴解得α＝2－π2.27．已知扇形OAB 的周长是60 cm ，面积是20 cm 2，求扇形OAB 的圆心角的弧度数． [解析]设扇形的弧长为l ，半径为r ，则⎩⎪⎨⎪⎧2r ＋l ＝60，12lr ＝20，∴⎩⎪⎨⎪⎧ r ＝15＋205，l ＝4015＋205或⎩⎪⎨⎪⎧r ＝15－205，l ＝4015－205， ∴扇形的圆心角的弧度数为lr＝43－3205或43＋3205.28．如图，一长为 3 dm ，宽为1 dm 的长方形木块在桌面上作无滑动翻滚，翻滚到第四次时被一小木块挡住，使木块底面与桌面所成角为π6，试求点A 走过的路程及走过的弧所在的扇形的总面积．(圆心角为正)[解析]在扇形ABA 1中，圆心角恰为π2，弧长l 1＝π2·AB ＝π2·3＋1＝π，面积S 1＝12·π2·AB 2＝12·π2·4＝π.在扇形A 1CA 2中，圆心角也为π2，弧长l 2＝π2·A 1C ＝π2·1＝π2，面积S 2＝12·π2·A 1C 2＝12·π2·12＝π4.在扇形A 2DA 3中，圆心角为π－π2－π6＝π3，弧长l 3＝π3·A 2D ＝π3·3＝33π，面积S 3＝12·π3·A 2D 2＝12·π3·(3)2＝π2，所以点A 走过的路程长l ＝l 1＋l 2＋l 3＝π＋π2＋3π3＝（9＋23）π6，点A 走过的弧所在的扇形的总面积S ＝S 1＋S 2＋S 3＝π＋π4＋π2＝7π4.29．如图，动点P ，Q 从点A (4,0)出发，沿圆周运动，点P 按逆时针方向每秒钟转π3弧度，点Q 按顺时针方向每秒钟转π6弧度，求P ，Q 第一次相遇时所用的时间及P ，Q 点各自走过的弧长．[解析] 设P ，Q 第一次相遇时所用的时间是t ，则t ·π3＋t ·⎪⎪⎪⎪－π6＝2π.解得t ＝4. 所以第一次相遇时所用的时间是4秒．第一次相遇时点P 已经运动到角π3·4＝4π3的终边与圆交点的位置，点Q 已经运动到角－2π3的终边与圆交点的位置，所以点P 走过的弧长为4π3×4＝16π3，点Q 走过的弧长为⎪⎪⎪⎪－2π3×4＝2π3×4＝8π3.。
高中数学第一章 §3 弧度制
[核心必知]1．度量角的单位制(1)角度制规定周角的1360为1度的角，用度作为单位度量角的单位制叫角度制．(2)弧度制在以单位长为半径的圆中，单位长度的弧所对的圆心角称为1弧度的角，它的单位符号是rad，读作弧度．这种以弧度作单位度量角的单位制，叫作弧度制．2．角度与弧度的互化(1)角度制与弧度制的互化(换算)180°＝π_rad；1°＝π180rad＝0.017 45 rad；1 rad＝180°π＝57°18′＝57.30°(2)特殊角的度数与弧度数的对应表任一正角的弧度数都是一个正数；任一负角的弧度数都是一个负数；零角的弧度数是0．3．扇形的弧长及面积公式设扇形的半径为r ，弧长为l ，α为其圆心角，则1．半径不同的圆中，相同的圆心角所对的角的弧度数是否相同？提示：相同．在公式|α|＝l r中，角的弧度数的大小与所在圆的半径的大小无关，只与圆心角的大小有关．2．2°与2弧度的角是否表示同一个角？提示：不是同一个角.2°是角度制，2是弧度制，2 rad 约为115°. 3．390°可以写成360°＋π6吗？提示：不可以，在同一表达式中角度与弧度不能混用．讲一讲1．(1)把112°30′化为弧度；(2)－5π12 rad 化为度．[尝试解答] (1)∵1°＝π180rad ，∴112°30′＝112.5°＝112.5×π180 rad ＝5π8 rad.(2)∵1 rad ＝⎝⎛⎭⎪⎫180π°，∴－5π12 rad ＝－5π12×⎝ ⎛⎭⎪⎫180π°＝－75°.1．将角度制化为弧度制，当角度制中含有“分”“秒”单位时，应先将它们统一转化为“度”，再利用1°＝π180rad 化为弧度便可．2．以弧度为单位表示角时，常把弧度写成多少π的形式，如无特殊要求，不必把π写成小数．练一练1．将下列角度与弧度互化． (1)20°； (2)11π12；(3)8 rad解：(1)20°＝20×π180＝π9，(2)11π12＝1112×180°＝165°.(3)8 rad ＝8×⎝ ⎛⎭⎪⎫180π°≈8×57.30°＝458.40°.讲一讲2．把下列角化成2k π＋α(0≤α<2π，k ∈Z )的形式，指出它是第几象限角并写出与α终边相同的角的集合．(1)－46π3； (2)－1 485°.[尝试解答] (1)－46π3＝－8×2π＋2π3，它是第二象限角，与2π3终边相同的角的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪⎪α＝2k π＋2π3，k ∈Z . (2)－1 485°＝－5×360°＋315°＝－10π＋7π4，它是第四象限角，与7π4终边相同的角的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪⎪α＝2k π＋7π4，k ∈Z .用弧度制表示角的集合时应注意：(1)利用弧度制与角度制之间的关系将有关角化为弧度数； (2)π的倍数是偶数，α的范围是[0，2π) (3)在表示角的集合时要使用统一的度量单位． 练一练2．(1)用弧度表示终边落在x 轴的非正、非负半轴上，y 轴的非正、非负半轴上，x 轴上，y 轴上的角的集合；(2)用弧度表示第一、二、三、四象限角的集合． 解：(1)终边落在x 轴的非正半轴上的角的集合为 {β|β＝2k π＋π，k ∈Z }；终边落在x 轴的非负半轴上的角的集合为 {β|β＝2k π，k ∈Z }；终边落在y 轴的非正半轴上的角的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫β⎪⎪⎪β＝2k π＋3π2，k ∈Z ； 终边落在y 轴的非负半轴上的角的集合为 {β|β＝2k π＋π2，k ∈Z }；所以，终边落在x 轴上的角的集合为{β|β＝k π，k ∈Z }； 终边落在y 轴上的角的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫β⎪⎪⎪β＝k π＋π2，k ∈Z . (2)第一象限角为⎩⎨⎧⎭⎬⎫β⎪⎪⎪2k π<β<2k π＋π2，k ∈Z ；第二象限角为⎩⎨⎧⎭⎬⎫β⎪⎪⎪2k π＋π2<β<2k π＋π，k ∈Z ；第三象限角为⎩⎨⎧⎭⎬⎫β⎪⎪⎪2k π＋π<β<2k π＋3π2，k ∈Z ；第四象限角为⎩⎨⎧⎭⎬⎫β⎪⎪⎪2k π＋3π2<β<2k π＋2π，k ∈Z .讲一讲3．(1)已知扇形的半径为1 cm ，圆心角为30°，求扇形的弧长和面积． (2)已知扇形的周长为6 cm ，面积为2 cm 2，求扇形圆心角的弧度数． [尝试解答] (1)∵α＝30°＝π6，∴l ＝|α|×r ＝π6×1＝π6(cm)S ＝12|α|×r 2＝12×π6×12＝π12(cm 2)故扇形的弧长为π6 cm ，面积为π12cm 2.(2)设扇形的弧长为l ，所在圆的半径为r ，由题意得⎩⎪⎨⎪⎧l ＋2r ＝6，12lr ＝2，消去l 并整理得，r 2－3r ＋2＝0， 解得r ＝1或r ＝2.当r ＝1时，l ＝4，圆心角α＝l r ＝41＝4；当r ＝2时，l ＝2，圆心角α＝l r ＝22＝1.故扇形的圆心角为1弧度或4弧度．1．涉及扇形的周长、弧长、圆心角和面积等的计算，关键是要弄清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解决．2．解题过程中，常常用到方程的思想及等价转化的思想． 练一练3．扇形的周长C 一定时，它的圆心角θ取何值才能使该扇形的面积S 最大，最大值是多少？ 解：设扇形的半径为R ，则扇形的弧长为C －2R ， ∵S ＝12(C －2R )×R ＝－R 2＋C 2R＝－(R －C4)2＋(C4)2， ∴当R ＝C4，即θ＝C －2R R ＝2时，扇形有最大面积C 216.用弧度表示终边落在图中的阴影部分内的角的集合如图(不包括边界角)．[错解] (1)图①中，S 1＝{θ|2k π＋330°<θ<2k π＋75°，k ∈Z }； (2)图②中，S 2＝{θ|2k π＋225°<θ<2k π＋135°，k ∈Z }；(3)图③中，S 3＝{θ|2k π＋30°<θ<2k π＋90°或2k π＋210°<θ<2k π＋270°，k ∈Z }． [错因] 上面解答犯了两个错误：一是角的大小没分清，如(1)中330°>75°，(2)中，225°>135°，其实写出的集合S 1，S 2中不含任何元素；二是角度与弧度在同一表达式中混用．[正解] (1)图①中以OB 为终边的角为330°，可看成为－30°，化为弧度，即－π6，而75°＝75×π180＝5π12，∴所求集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫θ⎪⎪⎪2k π－π6<θ <2k π＋5π12，k ∈Z . (2)图②中以OB 为终边的角225°，可看成是－135°，化为弧度，即－3π4，而135°＝3π4，∴所求集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫θ⎪⎪⎪2k π－3π4<θ<2k π＋3π4，k ∈Z .(3)图③中，∵30°＝π6，210°＝7π6，∴所求集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫θ⎪⎪⎪2k π＋π6<θ<2k π＋π2，k ∈Z ∪ ⎩⎨⎧⎭⎬⎫θ⎪⎪⎪2k π＋7π6<θ<2k π＋3π2，k ∈Z ， 即⎩⎨⎧⎭⎬⎫θ⎪⎪⎪2k π＋π6<θ<2k π＋π2，k ∈Z ∪⎩⎨⎧⎭⎬⎫θ⎪⎪⎪（2k ＋1）π＋π6<θ<（2k ＋1）π＋π2，k ∈Z . 即⎩⎨⎧⎭⎬⎫θ⎪⎪⎪k π＋π6<θ<k π＋π2，k ∈Z .1．下列说法不正确的是( )A ．“度”与“弧度”是度量角的两种不同制度B ．1度的角是圆周的1360所对的圆心角，1弧度的角是圆周的12π所对的圆心角C ．根据弧度的定义，180°一定等于π radD ．不论是用角度制还是弧度制度量角，它们都与圆的半径长短有关解析：选D 根据角、弧度的定义，可知无论角度制还是弧度制，角的大小都与圆的半径长短无关，而与弧长与半径的比值有关，所以D 错误．2．若α＝1 920°，则该角的弧度数为( ) A.163 B.323 C.16π3 D.32π3解析：选D ∵1°＝π180弧度，∴1 920°＝1 920×π180 rad ＝32π3 rad.3．－29π12的终边所在的象限是( )A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限解析：选D －29π12＝－2π－5π12，因为－5π12是第四象限角，所以－29π12是第四象限角．4．已知半径为10 cm 的圆上，有一条弧的长是40 cm ，则该弧所对的圆心角的弧度数是________．解析：由l ＝|α|×r ，得弧度数为4. 答案：45．已知一扇形的圆心角是72°，半径为20 cm ，则扇形的面积是________． 解析：设扇形的弧长为l . ∵72°＝72×π180 rad ＝2π5 rad ，∴l ＝|α|×r ＝2π5×20＝8π(cm)，∴S ＝12lr ＝12×8π×20＝80π(cm 2)．答案： 80π cm 26．(1)把－1 480°写成α＋2k π(k ∈Z )的形式，其中0≤α<2π； (2)若β∈[－4π，0]，且β与(1)中α的终边相同，求β. 解：(1)∵－1 480°＝－1 480π180＝－74π9＝－10π＋16π9，又0≤16π9<2π，∴－1 480°＝16π9－2×5π＝16π9＋2×(－5)π.(2)由(1)可知α＝16π9.∵β与α终边相同，∴β＝2k π＋16π9，k ∈Z .又∵β∈[－4π，0]，令k ＝－1，则β＝－2π9，令k ＝－2，则β＝－20π9，∴β的值是－2π9，－20π9.一、选择题1．下列命题中，真命题是( ) A ．1弧度是1度的圆心角所对的弧 B ．1弧度是长度为半径的弧 C ．1弧度是1度的弧与1度的角之和D ．1弧度的角是长度等于半径长的弧所对的圆心角 解析：选D 由弧度制定义知D 正确． 2．α＝－2 rad ，则α的终边在( ) A ．第一象限 B ．第二象限 C ．第三象限 D ．第四象限解析：选C ∵－π<－2<－π2，∴α的终边落在第三象限，故选C. 3．时钟的分针在1时到3时20分这段时间里转过的弧度数为( ) A.14π3 B ．－14π3 C.7π18 D ．－7π18解析：选B 显然分针在1时到3时20分这段时间里，顺时针转过了213周，其弧度数为－(2π×73)＝－14π3rad.4．设集合A ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x ＝k π＋（－1）k×π2，k ∈Z ，B ＝错误!⎭⎪⎬⎪⎫2k π＋π2，k ∈Z ，则集合A 与B 之间的关系为( )A ．AB B ．A BC ．A ＝BD ．A ∩B ＝∅解析：选C 对于集合A ，当k ＝2n (n ∈Z )时，x ＝2n π＋π2，当k ＝2n ＋1(n ∈Z )时，x ＝2nπ＋π－π2＝2n π＋π2∴A ＝B ，故选C. 二、填空题5．在半径为2的圆内，弧长为2π3的圆心角的度数为________．解析：设所求的角为α，角α＝2π32＝π3＝60°.答案：60°6．终边落在直线y ＝x 上的角的集合用弧度表示为S ＝________．解析：S ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪⎪α＝π4＋2k π，k ∈Z ∪⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪⎪α＝5π4＋2k π，k ∈Z＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪⎪α＝π4＋2k π，k ∈Z ∪{α|α＝π4＋(2k ＋1)π，k ∈Z }＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪⎪α＝π4＋n π，n ∈Z .答案：{α|α＝π4＋n π，n ∈Z }7．已知θ∈⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪⎪α＝k π＋（－1）k×π4，k ∈Z ，则角θ的终边所在的象限是________．解析：当k 为偶数时，α＝2n π＋π4，终边在第一象限；当k 为奇数时，α＝(2n ＋1)π－π4＝2n π＋34π，终边在第二象限．答案：第一、二象限8．已知扇形的面积为25，圆心角为2 rad ，则它的周长为________． 解析：设扇形的弧长为l ，半径为r ， 则由S ＝12αr 2＝25，得r ＝5，l ＝αr ＝10，故扇形的周长为20. 答案：20 三、解答题9．用弧度表示顶点在原点，始边重合于x 轴的非负半轴，终边落在图中的阴影部分内的角的集合(不包括边界)．解：(1)图①中，以OA 为终边的角为π6＋2k π(k ∈Z )；以OB 为终边的角为－2π3＋2k π(k ∈Z )．∴阴影部分内的角的集合为{α|－2π3＋2k π<α<π6＋2k π，k ∈Z }．(2)图②中，以OA 为终边的角为π3＋2k π，k ∈Z ；以OB 为终边的角为2π3＋2k π，k ∈Z .不妨设右边阴影部分所表示集合为M 1，左边阴影部分所表示集合为M 2， 则M 1＝{α|2k π<α<π3＋2k π，k ∈Z }，M 2＝{α|2π3＋2k π<α<π＋2k π，k ∈Z }． ∴阴影部分所表示的集合为：你是我心中的一片彩云你是我心中的一片彩云你是我心中的一片彩云你是我心中的一片彩云 M 1∪M 2＝{α|2k π<α<π3＋2k π，k ∈Z }∪{α|2π3＋2k π<α<π＋2k π，k ∈Z }＝ {α|2k π<α<π3＋2k π或2π3＋2k π<α<π＋2k π，k ∈Z }． 10．如图，动点P ，Q 从点A (4，0)出发，沿圆周运动，点P 按逆时针方向每秒钟转π3弧度，点Q 按顺时针方向每秒钟转π6弧度，求P ，Q 第一次相遇时所用的时间、相遇点的坐标及P ，Q 点各自走过的弧长．解：设P ，Q 第一次相遇时所用的时间是t s ，则t ×π3＋t ×|－π6|＝2π，所以t ＝4(s)，即P ，Q 第一次相遇时所用的时间为4 s .如图，设第一次相遇点为C ，第一次相遇时已运动到终边在π3×4＝4π3的位置，则x c ＝－⎝ ⎛⎭⎪⎫4×12＝－2，y c ＝－42－22＝－23，所以C 点的坐标为(－2，－23)．P 点走过的弧长为4π3×4＝16π3， Q 点走过的弧长为2π3×4＝8π3.。
弧度制 课件
α2kπ<α&lα2kπ＋π2<α<2kπ＋π，k∈Z
Ⅲ
α2kπ＋π<α<2kπ＋32π，k∈Z
Ⅳ
α2kπ＋32π<α<2kπ＋2π，k∈Z
类型一 角度制与弧度制的换算 【例 1】 将下列角度与弧度进行互化．
(1)20°；(2)－15°；(3)71π2；(4)－115π. [思路探索] 本题主要考查角度与弧度的换算，直接套用角度与 弧度的换算公式，即度数×1π80＝弧度数，弧度数×1π80°＝度 数．
解 (1)20°＝2108π0＝π9. (2)－15°＝－11850π＝－1π2. (3)71π2＝172×180°＝105°. (4)－115π＝－151×180°＝－396°.
[规律方法] (1)进行角度与弧度换算时，要抓住关系：π rad＝180°.(2)熟记特殊角的度数与弧度数的 对应值．
180 1 rad＝ π °≈57.30°
(2)一些特殊角的度数与弧度数的对应关系
度 0° 1° 30° 45° 60° 90° 120° 135° 150° 180° 270° 360°
弧 度
0
π 180
π 6
π 4
π 3
π 2
2π 3 5π 3 4π 6
π
3π 2
2π
温馨提示：角度制与弧度制是两种不同的度量单位，两者之间 可相互转化，并且角度与弧度是一一对应的关系．在表示角时， 角度制与弧度制不能混用，在表达式中，要保持单位一致，防 止出现π3＋k·180°或 60°＋2kπ 等这类错误的写法．
类型三 扇形的弧长及面积公式的应用 【例3】 已知一个扇形的周长为a，求当扇形的圆心角多大时，扇形的面积最大，并求这个最大值．
人教版数学第一章弧度制(共20张PPT)教育课件
360
A B 的长 OB旋转的方向 AOB 的弧度数 AOB的度数
r
逆时针方向
180
2 r
逆时针方向
2
r
逆时针方向
1
360 57.30
2r
顺时针方向
-2
114.60
r
顺时针方向
180
0
未旋转
0
0
r
逆时针方向
180
2 r
逆时针方向
2
360
新知2：
（1）一般地，正角的弧度数是一个正数，负 角的弧度数是一个负数，零角的弧度数是0.
:
那
你
的
第
一
口
罗
没
有
我
和
他
不
同
。
我
是
从
底
层
但
是
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我
拍
完
但
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轻
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法
就
是
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果
我
告
诉
你
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么
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“
口
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，
1
戏
有
上
来
的
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5
分
钟
后
你
还
色
其
没
清
镜
没
有
楚 弄
有 怎
完 情
么
头
我
就
胆
怯
，
像
运
作
这
个
东
西
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L=1
如图α=1rad
α
R=1
（1）任意角的弧度数与实数的对应关系 正角的弧度数是一个 正数 ；负角的弧度数
是一个 负数；零角的弧度数是零．
（2）角的弧度数的计算
如果半径为 r 的圆的圆心角 α 所对弧的长为 l，
l 那么，角 α 的弧度数的绝对值是|α|＝ r .
提示：圆心角 α 所对的弧长与半径的比值rl与半径的大小无关，
题型二、弧度制与角度制的换算
例2将下列各角化成2kπ＋α(k∈Z,0≤α＜2π)的
形式，并指出是第几象限角？
(1)1140°；(2)－361π；(3)169π；(4)－315°.
解析：(1)1140°＝139π＝6π＋3π，139π 与π3的终边相同， 故139π 是第一象限角；
(2)－361π＝－6π＋56π，－361π 与56π的终边相同，是第 二象限角；
度 0° 30° 45° 60° 90° 120° 150°
弧度
0
π 6
ππ 43
π 2
2π 5π 36
180° 210° 240°270° 300° 330° 360°
π
7π 6
4π 3π 32
5π 3
11π 6
2π
(6)利用弧度制表示终边落在坐标轴上的角的集合.
终边所在的位置
角的集合
x轴
{α|α＝kπ，k∈Z}
(3)169π＝2π＋76π，是第三象限角；(与 π 及32π比较) (4)－315°＝－360°＋45°＝－2π＋4π，是第一象限角．
变式训练2．(1)把－1480°角化成2kπ＋ α(k∈Z,0≤α<2π)的形式；
(2)若β∈[－4π，0]，且β与－1480°角的终边 相同，求β.
解析： (1)－1480°＝－749π＝－10π＋169π ＝2×(－5)π＋169π； (2)β 与－1480°角的终边相同， ∴β＝2kπ＋α＝2kπ＋169π， 又∵β∈[－4π，0]， ∴β1＝－2π＋169π＝－29π，β2＝－4π＋169π＝－209π.
180
3、扇形的面积公式：
S扇形
n
360
R2
n°
lr
lLeabharlann OSRB
B`
L
l
n°
O r R A` A
结论：当半径不同时，同样的圆心角所对的 弧长与半径之比是常数（称这个常数为该角 的弧度数）
1、弧度制定义：在单位圆（半径为1的圆）中，
长为1个单位长度的弧所对应的圆心角称为1弧度
的角
单位符号是 rad,读作弧度
3．扇形的弧长与面积公式
(1)在弧度制下，弧长公式为_l_＝__|α_|_r__，扇形面积
1
公式为_S_扇____2__l． r
n r
l
(2)在角度制下，弧长公式为_____1_8_0_，扇形面积
n r 2
公式为_S_扇 ______360 .
强调：扇形面积与弧长公式 在弧度制下，弧长公式和扇形的面积公式分别为： l＝|α|r，S＝12lr＝12|α|r2. (1)由上述公式可知，由 α，r，l，S 中的两个量可 以求出另外两个量． (2)运用弧度制下的弧长公式明显比角度制下的公 式简单的多，但要注意它的前提是 α 为弧度数． (3)比值rl 只反映了弧所对圆心角的大小，不反映 圆心角的方向，应注意|α|＝rl 中的绝对值符号，否 则会漏解．
题型三 区间角的表示 例 3 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，如下图所示)．
变式训练1．下列说法不正确的是( )
A．“度”与“弧度”是度量角的两种不同的 度量单位
B．1度的角是圆周的
1 360
所对的圆心角，1弧
度的角是圆周的21π 所对的圆心角
C．根据弧度的定义知，180度一定等于π rad
D．不论是用角度制还是用弧度制度量角，它 们都与圆的半径的长短有关
解： 根据角度与弧度的定义可知，无论是角度制还是 弧度制，角的大小都与半径的长短无关，所以D错误，故 正确答案为D.
仅与角的大小有关．
二．角度制与弧度制的换算
角度化弧度
弧度化角度
360°＝ 2π rad 180°＝ π rad
2π rad＝ 360° π rad＝ 180°
π
1°＝ 180 rad≈0.017 45 rad
1 rad＝1π80 °≈57.30°
强调:角度制与弧度制 (1)弧度制的建立，使一个角的弧度数就是一个实数，这样实数的集合 与角的集合建立了一一对应关系． (2)角度制与弧度制的一个重要区别是角度制是 60 进位制，弧度制是 10 进位制． (3)角度制与弧度制不能混用．比如“π6＋k·360°”或“60°＋2kπ”的 写法是不允许的，尤其是当角用字母表示时更要注意，如角 α 是在弧 度制下，就不能写成“k·360°＋α”等．
题型一、弧度制的概念
例1下列说法正确的是( ) A．1弧度是1度的圆心角所对的弧 B．1弧度是长度为半径的弧 C．1弧度是1度的弧与1度的角之和 D．1弧度是长度等于半径长的弧所对的圆心 角，它是角的一种度量单位
解： 本题考查弧制下，角的度量单位1弧度的概 念．根据1弧度的定义，我们把长度等半径长的弧所对的 圆心角叫做1弧度的角，即可判断D正确．
身高：2.26米 体重：125千克
1米=3.28043英尺 1千克=0.4536磅
在角度的度量里面，也有类似的情况，一个是 角度制，另外一种度量制---弧度制.
知识回顾
1、角度制的定义
•规定周角的1/360为1度的角，这种用度做单位来 度量角的制度叫角度制。
60°
90°
2、弧长公式:
l n r
(4)用“度”作为单位度量角时，“度”或“°” 不能省略；用“弧度”作为单位度量角时，“弧 度”两字可以省略．如 sin3 是指 sin(3 rad)，这 时的弧度数“3”在形式上是一个不名数，应理解为 名数．常常把弧度数写成“多少 π”的形式，如 无特别要求，不必把 π 写成小数的形式．
(5)一些需要记住的特殊角的弧度数
y轴 坐标轴
αα＝kπ＋π2，k∈Z
αα＝k2π，k∈Z
(7)利用弧度制表示终边落在各个象限的角的集合.
α 终边所在的象 限 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
角 α 的集合
α2kπ<α<2kπ＋π2，k∈Z
α2kπ＋π2<α<2kπ＋π，k∈Z
α2kπ＋π<α<2kπ＋32π，k∈Z
α2kπ＋32π<α<2kπ＋2π，k∈Z