任意角和弧度制的概念
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任意角和弧度制
角可以看成一条射线绕着它的端点旋转所成的图形。
1.任意角,包括正角、负角和零角。
我们规定:一条射线绕其端点按逆时针方向旋转形成的角叫做正角,按顺时针方向旋转形成的角叫做负角,如果一条射线没有作任何旋转,就称它形成了一个零角,这样零角的始边与终边重合。如果α是零角,那么α=0°。
设α,β是任意两个角,如果它们的旋转方向相同且旋转量相等,那么就称α=β。我们规定,把角α的终边旋转角β,这时终边所对应的角是α+β。类似于实数a的相反数是-a,我们引入角α的相反角的概念。我们把射线OA绕端点O按不同方向旋转相同的量所成的两个角叫做互为相反角。角α的相反角记为-α。
角的减法可以转化为角的加法。
在直角坐标系内讨论角。为了方便,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。
2.弧度制
角可以用度为单位进行测量,1度的角等于周角的1/360,这种用度作为单位来度量角的单位制叫做角度制。另一种度量角的单位制是弧度制。
如图,射线OA 绕断点O 旋转到OB 形成角α,在旋转过程中,射线OA 上的一点P (不同于点O )的轨迹是一条圆弧,这条圆弧对应于圆心角α。设︒=n α,r OP =,点P 所形成的圆弧的长为l 。 由180r n l π=,于是180
πn r l =。
根据上面公式可以发现,圆心角α所对的弧长与半径的比值,只与α的大小有关。也就是说这个比值随尔法的确定而唯一确定,这就启发我们,可以利用圆的弧长与半径的关系度量圆心角。
我们规定:长度等于半径长的圆弧,所对的圆心角叫做1弧度的角,弧度单位用符号rad 表示,读作弧度。我们把半径为1的圆叫做单位圆。根据上述规定,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
r
l
=α。 其中α的正负由角α的终边的旋转方向决定,即逆时针旋转为正,顺时针旋转为负。当角的终边旋转一周后继续旋转,就可以得到弧度数大于2π,或者小于-2π拍的角。这样就可以得到弧度为任意大小的角。
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。
角度制和弧度制的互换
用角度制和弧度制来度量零角,单位不同,但量数相同,都是0;用角度制和弧度制度量任意非零角,单位不同,量数也不同,因为周角的弧度数是2π,而在角度制下的度数是360,所以
就可以进行弧度与角度的换算了。