新人教A版必修第一册2023年秋高中数学5.1任意角和弧度制 学生+教师用书(含答案)(4份打包)

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名称 新人教A版必修第一册2023年秋高中数学5.1任意角和弧度制 学生+教师用书(含答案)(4份打包)
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文件大小 2.3MB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2023-11-14 21:21:02

文档简介

5.1 任意角和弧度制
5.1.1 任意角
1.了解任意角的概念,能正确区分正角、零角和负角.(数学抽象)
2.理解象限角的意义,掌握终边相同的角的意义与表示.(数学抽象)
在生活中,拧紧螺丝时,需要将扳手顺时针方向旋转;拧松螺丝时,需要将扳手逆时针方向旋转,可以旋转一圈,也可以旋转多圈.为了描述这种现象,需要对角的概念进行推广.
知识点1 角的概念与分类
(1)角可以看成一条射线绕着它的端点旋转所成的图形.
(2)角的分类
类型 定义 图示
正角 按逆时针方向旋转形成的角
负角 按顺时针方向旋转形成的角
零角 射线OA没有做任何旋转,终边OB与OA重合
知识点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3 象限角
把角放在平面直角坐标系中,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.
知识点4 终边相同的角
所有与角α终边相同的角,连同角α在内,可构成一个集合S={β|β=α+k·360°,k∈Z},
即任一与角α终边相同的角,都可以表示成角α与整数个周角的和.
终边相同的角相等吗?相等的角终边相同吗?
[提示] 终边相同的角不一定相等,它们相差360°的整数倍;相等的角,终边相同.
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)-30°是第四象限角. (  )
(2)第二象限角是钝角. (  )
(3)225°是第三象限角. (  )
[答案] (1)√ (2)× (3)√
2.下图中从OA旋转到OB,OB1,OB2时所成的角度分别是________、________、________.
图(1)         图(2)
[答案] 390° -150° 60°
3.如图(1),∠AOC=________;如图(2),∠AOC=________.
图(1)      图(2)
[答案] 110° -70°
类型1 任意角的概念
【例1】 (1)下列结论:
①始边相同而终边不同的角一定不相等;
②小于90°的角是第一象限角;
③钝角比第三象限角小;
④角α与-α的终边关于x轴对称.
其中正确的结论为________(填序号).
(2)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=__________.
(1)①④ (2)-40° [(1)①正确;②错误,如α=-30°是第四象限角;③错误,如α=-110°;④正确.
(2)由题意可知,∠AOB=60°,又∠BOC=820°-720°=100°,故β=-100°+60°=-40°.]
 理解角的概念的关键与技巧
(1)关键:正确理解象限角与锐角、直角、钝角、平角、周角等概念.
(2)技巧:判断命题为真需要证明,而判断命题为假只要举出反例即可.
[跟进训练]
1.经过2个小时,钟表上的时针旋转形成的角为(  )
A.60°   B.-60°   C.30°   D.-30°
B [钟表的时针旋转一周形成的角是-360°,其中每小时旋转形成的角是-=-30°,所以经过2个小时旋转形成的角是-60°.故选B.]
类型2 终边相同的角的表示及应用
 求与已知角终边相同的角
【例2】 (源自人教B版教材)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-360°≤β<720°的元素β写出来.
(1)60°;(2)-21°.
[解] (1)S={β|β=60°+k·360°,k∈Z}.
解不等式-360°≤60°+k·360°<720°,得-1-≤k<2-,所以k可取-1,0或1.因此S中满足-360°≤β<720°的元素是
60°+(-1)×360°=-300°,
60°+0×360°=60°,
60°+1×360°=420°.
(2)S={β|β=-21°+k·360°,k∈Z}.
解不等式-360°≤-21°+k·360°<720°,得-1+≤k<2+,
所以k可取0,1或2.
因此S中满足-360°≤β<720°的元素是
-21°+0×360°=-21°,
-21°+1×360°=339°,
-21°+2×360°=699°.
 求终边在给定直线上的角的集合
【例3】 在0°~360°范围内,与角-60°的终边在同一条直线上的角为________.
120°,300° [与角-60°的终边在同一条直线上的角可表示为β=-60°+k·180°,k∈Z.
∵所求角在0°~360°范围内,
∴0°≤-60°+k·180°≤360°,k∈Z,
解得≤k≤,k∈Z,∴k=1或2.
当k=1时,β=120°;
当k=2时,β=300°.]
 终边相同角常用的三个结论
(1)终边相同的角之间相差360°的整数倍.
(2)终边在同一直线上的角之间相差180°的整数倍.
(3)终边在相互垂直的两直线上的角之间相差90°的整数倍.
[跟进训练]
2.已知α=-1 845°,在与α终边相同的角中,求满足下列条件的角.
(1)最小的正角;
(2)最大的负角;
(3)-360°~720°之间的角.
[解] 因为-1 845°=-45°+(-5)×360°,
即-1 845°角与-45°角的终边相同,
所以与角α终边相同的角的集合是{β|β=-45°+k·360°,k∈Z}.
(1)最小的正角为315°.
(2)最大的负角为-45°.
(3)-360°~720°之间的角分别是-45°,315°,675°.
类型3 象限角及区域角的表示
 象限角的表示
【例4】 若α是第一象限角,则-是(  )
A.第一象限角 B.第一、四象限角
C.第二象限角 D.第二、四象限角
D [因为α是第一象限角,所以k·360°<α<k·360°+90°,k∈Z,
所以k·180°<<k·180°+45°,k∈Z,
所以-k·180°-45°<-<-k·180°,k∈Z,
所以-是第二、四象限角.故选D.]
 区域角的表示
【例5】 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.
思路导引:
[解] (1)终边落在OA位置上的角的集合为{α|α=90°+45°+k·360°,k∈Z}={α|α=135°+k·360°,k∈Z};终边落在OB位置上的角的集合为{α|α=-30°+k·360°,k∈Z}.
(2)由题干图可知,阴影部分(包括边界)的角的集合是由所有介于[-30°,135°]之间的与之终边相同的角组成的集合,故该区域可表示为{α|-30°+k·360°≤α≤135°+k·360°,k∈Z}.
[母题探究]
若将本例(2)改为如图所示的图形,那么终边落在阴影部分(实线为包括边界,虚线为不包含边界)的角的集合如何表示?
[解] 在0°~360°范围内,终边落在阴影部分的角为60°≤β<105°与240°≤β<285°,所以所有满足题意的角β为{β|k·360°+60°≤β<k·360°+105°,k∈Z}∪{β|k·360°+240°≤β<k·360°+285°,k∈Z}={β|2k·180°+60°≤β<2k·180°+105°,k∈Z}∪{β|(2k+1)·180°+60°≤β<(2k+1)·180°+105°,k∈Z}
={β|n·180°+60°≤β<n·180°+105°,n∈Z}.
故角β的取值集合为{β|n·180°+60°≤β<n·180°+105°,n∈Z}.
 
1.表示区间角的3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,即得区间角集合.
提醒:表示区间角时要注意实线边界与虚线边界的差异.
2.nα或所在象限的判断方法
(1)用不等式表示出角nα或的范围;
(2)用旋转的观点确定角nα或所在象限.
例如:k·120°<<k·120°+30°,k∈Z.
由0°<<30°,每次逆时针旋转120°可得终边的位置.
[跟进训练]
3.(1)若θ是第二象限角,那么和90°-θ都不是(  )
A.第一象限角 B.第二象限角
C.第三象限角 D.第四象限角
(2)写出终边落在阴影部分的角的集合.
(1)B [∵θ是第二象限角,∴k·360°+90°<(2)[解] 在0°~360°范围内,阴影部分(包括边界)表示的范围可表示为:150°≤β≤225°,则所有满足条件的角β为{β|k·360°+150°≤β≤k·360°+225°,k∈Z}.
1.(多选)下列说法中正确的是(  )
A.锐角是第一象限角
B.第一象限角都是锐角
C.小于90°的角是锐角
D.大于0°小于90°的角是锐角
[答案] AD
2.下列各个角中与角2 024°终边相同的角的度数是(  )
A.-149° B.679°
C.321° D.224°
D [因为2 024°=360°×5+224°,所以与2 024°终边相同的角是224°.故选D.]
3.角-870°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
C [∵-870°=-3×360°+210°,∴-870°是第三象限,故选C.]
4.已知角α的终边在如图阴影表示的范围内(不包含边界),那么角α的集合是________.
[答案] {α|k·360°+45°<α<k·360°+150°,k∈Z}
回顾本节知识,自主完成以下问题:
1.任意角的分类有哪几种?
[提示] 按旋转方向分为:正角、负角和零角;按角的终边所在位置可分为象限角和轴上角.
2.运用终边相同的角时应注意哪些问题?
[提示] 所有与角α终边相同的角,连同角α在内可以用式子k·360°+α,k∈Z表示,在运用时需注意k是整数,这个条件不能漏掉.
3.若角α与角β的终边在一条直线上,则α与β存在怎样的等量关系?
[提示] 若角α与角β的终边在一条直线上,则二者的终边重合或相差180°的整数倍,故α-β=k·180°(k∈Z).5.1 任意角和弧度制
5.1.1 任意角
1.了解任意角的概念,能正确区分正角、零角和负角.(数学抽象)
2.理解象限角的意义,掌握终边相同的角的意义与表示.(数学抽象)
在生活中,拧紧螺丝时,需要将扳手顺时针方向旋转;拧松螺丝时,需要将扳手逆时针方向旋转,可以旋转一圈,也可以旋转多圈.为了描述这种现象,需要对角的概念进行推广.
知识点1 角的概念与分类
(1)角可以看成一条________绕着它的________旋转所成的________.
(2)角的分类
类型 定义 图示
正角 按________方向旋转形成的角
负角 按________方向旋转形成的角
零角 射线OA没有做任何旋转,终边OB与OA重合
知识点2 角的加法与减法
设α,β是任意两个角,________为角α的相反角.
(1)α+β:把角α的________旋转角β.
(2)α-β:α-β=________.
知识点3 象限角
把角放在平面直角坐标系中,使角的顶点与________重合,角的始边与x轴的非负半轴重合,那么,角的________在第几象限,就说这个角是第几__________;如果角的终边在________,那么就认为这个角不属于任何一个象限.
知识点4 终边相同的角
所有与角α终边相同的角,连同角α在内,可构成一个集合S={β|β=______________},
即任一与角α终边相同的角,都可以表示成角α与整数个周角的和.
终边相同的角相等吗?相等的角终边相同吗?
                                    
                                    
                                    
                                    
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)-30°是第四象限角. (  )
(2)第二象限角是钝角. (  )
(3)225°是第三象限角. (  )
2.下图中从OA旋转到OB,OB1,OB2时所成的角度分别是________、________、________.
图(1)         图(2)
3.如图(1),∠AOC=________;如图(2),∠AOC=________.
图(1)      图(2)
类型1 任意角的概念
【例1】 (1)下列结论:
①始边相同而终边不同的角一定不相等;
②小于90°的角是第一象限角;
③钝角比第三象限角小;
④角α与-α的终边关于x轴对称.
其中正确的结论为________(填序号).
(2)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=__________.
[尝试解答]                                     
                                    
                                    
                                    
 理解角的概念的关键与技巧
(1)关键:正确理解象限角与锐角、直角、钝角、平角、周角等概念.
(2)技巧:判断命题为真需要证明,而判断命题为假只要举出反例即可.
[跟进训练]
1.经过2个小时,钟表上的时针旋转形成的角为(  )
A.60°   B.-60°   C.30°   D.-30°
类型2 终边相同的角的表示及应用
 求与已知角终边相同的角
【例2】 (源自人教B版教材)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-360°≤β<720°的元素β写出来.
(1)60°;(2)-21°.
[尝试解答]                                     
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
 求终边在给定直线上的角的集合
【例3】 在0°~360°范围内,与角-60°的终边在同一条直线上的角为________.
[尝试解答]                                     
                                    
                                    
                                    
 终边相同角常用的三个结论
(1)终边相同的角之间相差360°的整数倍.
(2)终边在同一直线上的角之间相差________的整数倍.
(3)终边在相互垂直的两直线上的角之间相差________的整数倍.
[跟进训练]
2.已知α=-1 845°,在与α终边相同的角中,求满足下列条件的角.
(1)最小的正角;
(2)最大的负角;
(3)-360°~720°之间的角.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
类型3 象限角及区域角的表示
 象限角的表示
【例4】 若α是第一象限角,则-是(  )
A.第一象限角 B.第一、四象限角
C.第二象限角 D.第二、四象限角
[尝试解答]                                     
                                    
                                    
 区域角的表示
【例5】 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.
思路导引:
[尝试解答]                                     
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
[母题探究]
若将本例(2)改为如图所示的图形,那么终边落在阴影部分(实线为包括边界,虚线为不包含边界)的角的集合如何表示?
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
 
1.表示区间角的3个步骤
第一步:先按逆时针的方向找到区域的________和________.
第二步:按由小到大分别标出________和________对应的-360°~360°范围内的角α和β,写出最简区间{x|α第三步:起始、终止边界对应角α,β再加上________的整数倍,即得区间角集合.
提醒:表示区间角时要注意实线边界与虚线边界的差异.
2.nα或所在象限的判断方法
(1)用不等式表示出角nα或的范围;
(2)用旋转的观点确定角nα或所在象限.
例如:k·120°<<k·120°+30°,k∈Z.
由0°<<30°,每次逆时针旋转120°可得终边的位置.
[跟进训练]
3.(1)若θ是第二象限角,那么和90°-θ都不是(  )
A.第一象限角 B.第二象限角
C.第三象限角 D.第四象限角
(2)写出终边落在阴影部分的角的集合.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
1.(多选)下列说法中正确的是(  )
A.锐角是第一象限角
B.第一象限角都是锐角
C.小于90°的角是锐角
D.大于0°小于90°的角是锐角
2.下列各个角中与角2 024°终边相同的角的度数是(  )
A.-149°   B.679°   C.321°   D.224°
3.角-870°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
4.已知角α的终边在如图阴影表示的范围内(不包含边界),那么角α的集合是________.
回顾本节知识,自主完成以下问题:
1.任意角的分类有哪几种?
2.运用终边相同的角时应注意哪些问题?
3.若角α与角β的终边在一条直线上,则α与β存在怎样的等量关系?5.1.2 弧度制
1.体会引入弧度制的必要性,建立角的集合与实数集的一一对应关系.(数学抽象)
2.能对弧度和角度进行正确的转换,掌握弧度制下的弧长公式和扇形面积公式.(数学运算)
如图是一种折叠扇.折叠扇打开、合拢的过程可以抽象成扇形圆心角的变大、变小.那么在这个过程中,扇形的什么量在发生变化?什么量没发生变化?由此你能想到度量角的其他办法吗?
知识点1 角度制与弧度制
(1)度量角的两种制度
角度制 定义 用度作为单位来度量角的单位制
1度的角 周角的为1度的角,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1 rad
(2)弧度数的计算
比值与所取的圆的半径大小是否有关?
[提示] 一定大小的圆心角α所对应的弧长与半径的比值是唯一确定的,与半径大小无关.
(3)角度制与弧度制的换算
知识点2 扇形的弧长和面积公式
设扇形的半径为R,弧长为l,α(0<α<2π)为其圆心角,则
?度量单位类别 α为角度制 α为弧度制
扇形的弧长 l= l=αR
扇形的面积 S= S==
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)1弧度就是1°的圆心角所对的弧. (  )
(2)用弧度表示的都是正角. (  )
(3)160°化为弧度制是π rad. (  )
(4)1 rad的角比1°的角要大. (  )
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)√
2.(1) rad化为角度是________.
(2)105°的弧度数是________ rad.
(1)252° (2) [(1) rad==252°;
(2)105°=105× rad= rad.]
3.(1)若扇形的半径不变,圆心角扩大为原来的2倍,则扇形的弧长扩大为原来的________倍;
(2)半径为2,圆心角为的扇形的面积是________.
(1)2 (2) [(1)由l=|α|R知,当半径不变,圆心角扩大为原来的2倍,则扇形的弧长扩大为原来的2倍.
(2)由已知得S扇=××22=.]
类型1 角度与弧度的互化与应用
【例1】 将下列各角度与弧度互化:
(1)67.5°;(2)112°30′;(3);(4)3.
[解] (1)67.5°=67.5×.
(2)112°30′=112.5°=112.5×.
(3)×=405°.
(4)3=3×≈3×57.30°=171.90°.
 角度制与弧度制互化的关键与方法
(1)关键:抓住互化公式π rad=180°是关键.
(2)方法:度数×=弧度数;弧度数×=度数.
(3)角度化弧度时,应先将分、秒化成度,再化成弧度.
[跟进训练]
1.(1)(多选)下列转化结果正确的是(  )
A.60°化成弧度是 rad
B.-π rad化成角度是-600°
C.-150°化成弧度是-π rad
D. rad化成角度是15°
(2)将下表中的角度与弧度互化.
角度 0° 45° 60° 90° 135° 150° 180°
弧度 π
(1)ABD (2)角度:30° 75° 270° 360° 弧度:0      π [(1)对于A,60°=60× rad= rad;对于B,-π rad=-×180°=-600°;对于C,-150°=-150× rad=-π rad;对于D, rad=×180°=15°.故选ABD.]
类型2 用弧度制表示角的集合
【例2】 (1)下列与的终边相同的角的表达式中,正确的是(  )
A.2kπ+45°(k∈Z)
B.k·360°+(k∈Z)
C.k·360°-315°(k∈Z)
D.kπ+(k∈Z)
(2)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.
(1)C [A,B中弧度与角度混用,错误.
π=2π+,所以π与终边相同.-315°=-360°+45°,所以-315°也与45°终边相同.故选C.]
(2)[解] 30°= rad,150°= rad.
终边落在题干图中阴影区域内角的集合(不包括边界)是.
 
1.弧度制下与角α终边相同的角的表示
在弧度制下,与角α的终边相同的角可以表示为{β|β=2kπ+α,k∈Z},即与角α终边相同的角可以表示成α加上2π的整数倍.
2.根据已知图形写出区域角的集合的步骤
(1)仔细观察图形.
(2)写出区域边界作为终边时角的表示.
(3)用不等式表示区域范围内的角.
提醒:角度制与弧度制不能混用.
[跟进训练]
2.已知角α=-1 125°.
(1)将α改写成β+2kπ(k∈Z,0≤β<2π)的形式,并指出α是第几象限角;
(2)在[-4π,4π]范围内找出与β终边相同的角的集合.
[解] (1)-1 125°=-1 125×=-=-8π+,其中<2π,
所以是第四象限角,
所以-1 125°是第四象限角.
(2)依题意得,与β终边相同的角为+2kπ,k∈Z,由-4π≤+2kπ≤4π,k∈Z,可知k=-2,-1,0,1,所以所求角的集合为.
类型3 弧长公式与扇形面积公式的应用
【例3】 已知扇形的周长为8 cm.
(1)若该扇形的圆心角为2 rad,求该扇形的面积;
(2)求该扇形的面积的最大值,并指出对应的圆心角.
思路导引:(1)
(2)
[解] 设扇形的半径为r,弧长为l,面积为S.
(1)由题意得:2r+l=8,l=2r,
解得r=2,l=4,所以S=lr=4(cm2).
(2)由2r+l=8得l=8-2r,r∈(0,4),
则S=lr=(8-2r)r=4r-r2=-(r-2)2+4,
当r=2时,Smax=4,此时l=4,圆心角α==2 rad.
 扇形的弧长和面积的求解策略
灵活运用扇形弧长公式、面积公式列方程(组)求解是解决此类问题的关键,有时运用函数思想、转化思想解决扇形中的最值问题,将扇形面积表示为半径r的函数,转化为关于r的二次函数.
[跟进训练]
3.中国扇文化有着深厚的文化底蕴,文人雅士喜欢在扇面上写字作画.若一幅扇面的尺寸如图所示,则该扇面的面积为________ cm2.
704 [如图,设∠AOB=θ,OA=OB=r,
由题意可得解得r=.
所以S扇面=S扇面OCD-S扇面OAB=×64-×24×=704(cm2).]
1.(多选)下列说法中,正确的是(  )
A.半圆所对的圆心角是π rad
B.周角的大小等于2π
C.1弧度的圆心角所对的弧长等于该圆的半径
D.长度等于半径的弦所对的圆心角的大小是1弧度
ABC [根据弧度的定义及角度与弧度的换算知A,B,C均正确,D错误.]
2.已知α=-3 rad,则角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
C [∵α=-3 rad≈-3×57.30°=-171.9°,
∴角α的终边在第三象限.故选C.]
3.若扇形的半径为10 cm,圆心角为60°,则扇形的弧长为________ cm,面积为________ cm2.
  [已知扇形的圆心角α=60°=,
半径r=10 cm,则弧长l=α·r=×10=(cm),
面积S=lr=××10=(cm2).]
4.在[0,4π]中,与72°角终边相同的角有________.(用弧度表示)
π,π [因为终边与72°角相同的角为θ=72°+k·360°(k∈Z).
当k=0时,θ=72°=π rad;
当k=1时,θ=432°=π rad,
所以在[0,4π]中与72°终边相同的角有π,π.]
回顾本节知识,自主完成以下问题:
1.角度制与弧度制怎样转化?
[提示] 1°= rad,1 rad=°.
2.角度制和弧度制下,扇形的弧长和面积公式分别是什么?
[提示] 
度量单位类别 角度制 弧度制
弧长 l= l=|α|r
面积 S= S=lr=5.1.2 弧度制
1.体会引入弧度制的必要性,建立角的集合与实数集的一一对应关系.(数学抽象)
2.能对弧度和角度进行正确的转换,掌握弧度制下的弧长公式和扇形面积公式.(数学运算)
如图是一种折叠扇.折叠扇打开、合拢的过程可以抽象成扇形圆心角的变大、变小.那么在这个过程中,扇形的什么量在发生变化?什么量没发生变化?由此你能想到度量角的其他办法吗?
知识点1 角度制与弧度制
(1)度量角的两种制度
角度制 定义 用____作为单位来度量角的单位制
1度的角 周角的______为1度的角,记作1°
弧度制 定义 以____为单位来度量角的单位制
1弧度 的角 长度等于________的圆弧所对的圆心角叫做1弧度的角.1弧度记作1 ________
(2)弧度数的计算
比值与所取的圆的半径大小是否有关?
                                    
                                    
(3)角度制与弧度制的换算
知识点2 扇形的弧长和面积公式
设扇形的半径为R,弧长为l,α(0<α<2π)为其圆心角,则
度量单位类别 α为角度制 α为弧度制
扇形的弧长 l=______ l=______
扇形的面积 S=______ S=______=______
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)1弧度就是1°的圆心角所对的弧. (  )
(2)用弧度表示的都是正角. (  )
(3)160°化为弧度制是π rad. (  )
(4)1 rad的角比1°的角要大. (  )
2.(1) rad化为角度是________.
(2)105°的弧度数是________ rad.
3.(1)若扇形的半径不变,圆心角扩大为原来的2倍,则扇形的弧长扩大为原来的______倍;
(2)半径为2,圆心角为的扇形的面积是________.
类型1 角度与弧度的互化与应用
【例1】 将下列各角度与弧度互化:
(1)67.5°;(2)112°30′;(3);(4)3.
[尝试解答]                                     
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
 角度制与弧度制互化的关键与方法
(1)关键:抓住互化公式π rad=180°是关键.
(2)方法:度数×=弧度数;弧度数×=度数.
(3)角度化弧度时,应先将分、秒化成度,再化成弧度.
[跟进训练]
1.(1)(多选)下列转化结果正确的是(  )
A.60°化成弧度是 rad
B.-π rad化成角度是-600°
C.-150°化成弧度是-π rad
D. rad化成角度是15°
(2)将下表中的角度与弧度互化.
角度 0° 45° 60° 90° 135° 150° 180°
弧度 2π
类型2 用弧度制表示角的集合
【例2】 (1)下列与的终边相同的角的表达式中,正确的是(  )
A.2kπ+45°(k∈Z)
B.k·360°+(k∈Z)
C.k·360°-315°(k∈Z)
D.kπ+(k∈Z)
(2)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.
[尝试解答]                                     
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
 
1.弧度制下与角α终边相同的角的表示
在弧度制下,与角α的终边相同的角可以表示为{β|β=2kπ+α,k∈Z},即与角α终边相同的角可以表示成α加上2π的整数倍.
2.根据已知图形写出区域角的集合的步骤
(1)仔细观察图形.
(2)写出区域边界作为终边时角的表示.
(3)用不等式表示区域范围内的角.
提醒:角度制与弧度制不能混用.
[跟进训练]
2.已知角α=-1 125°.
(1)将α改写成β+2kπ(k∈Z,0≤β<2π)的形式,并指出α是第几象限角;
(2)在[-4π,4π]范围内找出与β终边相同的角的集合.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
类型3 弧长公式与扇形面积公式的应用
【例3】 已知扇形的周长为8 cm.
(1)若该扇形的圆心角为2 rad,求该扇形的面积;
(2)求该扇形的面积的最大值,并指出对应的圆心角.
思路导引:(1)
(2)
[尝试解答]                                     
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
 扇形的弧长和面积的求解策略
灵活运用扇形弧长公式、面积公式列方程(组)求解是解决此类问题的关键,有时运用函数思想、转化思想解决扇形中的最值问题,将扇形面积表示为半径r的函数,转化为关于r的二次函数.
[跟进训练]
3.中国扇文化有着深厚的文化底蕴,文人雅士喜欢在扇面上写字作画.若一幅扇面的尺寸如图所示,则该扇面的面积为________ cm2.
1.(多选)下列说法中,正确的是(  )
A.半圆所对的圆心角是π rad
B.周角的大小等于2π
C.1弧度的圆心角所对的弧长等于该圆的半径
D.长度等于半径的弦所对的圆心角的大小是1弧度
2.已知α=-3 rad,则角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
3.若扇形的半径为10 cm,圆心角为60°,则扇形的弧长为______ cm,面积为______ cm2.
4.在[0,4π]中,与72°角终边相同的角有________.(用弧度表示)
回顾本节知识,自主完成以下问题:
1.角度制与弧度制怎样转化?
2.角度制和弧度制下,扇形的弧长和面积公式分别是什么?