最新人教版高中数学必修4第一章《弧度制》1
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1.1.2弧度制考点学习目标核心素养弧度制了解弧度制的概念数学抽象角度制与弧度制的换算能进行角度与弧度之间的互化数学运算扇形的弧长与面积公式理解弧度制下弧长与面积公式数学运算问题导学预习教材P6-P9,并思考下列问题:1.1弧度的角是如何定义的?2.如何进行弧度与角度的换算?3.以弧度为单位的扇形弧长、面积公式是什么?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1360为1度角,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弧所对的圆心角叫做1弧度的角.1弧度记作1 rad(rad可省略不写)(1)用弧度为单位表示角的大小时,“弧度”或“rad”可以略去不写,只写这个角对应的弧度数即可,如角α=-3.5 rad可写成α=-3.5.而用角度为单位表示角的大小时,“度”或“°”不可以省略.(2)不管是以弧度还是以度为单位的角的大小,都是一个与半径的大小无关的定值.2.弧度数的计算与互化(1)弧度数的计算(2)弧度与角度的互化3.弧度制下的弧长与扇形面积公式公式度量制弧长公式扇形面积公式角度制l=nπr180S=nπr2360弧度制l=|α|·r(0<|α|<2π)S=12lr=12|α|r2(0<|α|<2π)(1)在应用扇形面积公式S=12|α|r2时,要注意α的单位是“弧度”.(2)由α,r,l,S中任意的两个量可以求出另外的两个量.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)1弧度指的是1度的角.()(2)每个弧度制的角,都有唯一的角度制的角与之对应.()(3)不论是用角度制还是用弧度制度量角,它们均与圆的半径长短有关.()(4)1°的角是圆周的1360,1 rad的角是周角的12π.()答案:(1)×(2)√(3)×(4)√8π5弧度化为角度是( ) A .278° B .280° C .288° D .318°答案:C半径为2,圆心角为π3的扇形的面积是( )A.4π3 B .π C.2π3 D.π3答案:C(1)18°=________rad ;(2)310π=________.答案:(1)π10(2)54°角度制与弧度制的互化将下列角度与弧度进行互化: (1)37°30′;(2)-216°;(3)7π12;(4)-11π5.【解】 (1)37°30′=37.5°=⎝⎛⎭⎫752°=752×π180=5π24. (2)-216°=-216×π180=-6π5.(3)7π12=⎝⎛⎭⎫7π12×180π°=⎝⎛⎭⎫712×180°=105°. (4)-115π=⎝⎛⎭⎫-115π×180π°=-396°. 角度制与弧度制的互化原则(1)原则:牢记180°=π rad ,充分利用1°=π180rad 和1 rad =⎝⎛⎭⎫180π°进行换算. (2)方法:设一个角的弧度数为α,角度数为n ,则α rad =⎝⎛⎭⎫α·180π°;n °=n ·π180rad.1.把下列角度化为弧度.(1)-1 500°=________. (2)67°30′=________.解析:(1)-1 500°=-1 500×π180=-253π.(2)67°30′=67.5°=67.5×π180=3π8.答案:(1)-25π3 (2)3π82.把下列弧度化为角度. (1)23π6=________.(2)-13π6=________. 解析:(1)23π6=⎝⎛⎭⎫23π6×180π°=690°. (2)-13π6=-⎝⎛⎭⎫13π6×180π°=-390°. 答案:(1)690° (2)-390°用弧度制表示终边相同的角把-1 480°写成2k π+α(k ∈Z )的形式,其中0≤α<2π,并判断它是第几象限角? 【解】 -1 480°=-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.[变设问]若本例的条件不变,在[-4π,4π)范围内找出与α终边相同的角的集合. 解: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.用弧度制表示终边相同角的两个关注点(1)用弧度制表示终边相同的角2k π+α(k ∈Z )时,其中2k π是π的偶数倍,而不是整数倍.(2)还要注意角度制与弧度制不能混用.1.在区间(0,2π)内,与-34π5终边相同的角是( )A.π5B.2π5C.4π5D.6π5解析:选D.因为-34π5=-8π+6π5,则-34π5与6π5终边相同,选D.2.已知α=1 690°.(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:(1)1 690°=4×360°+250°=4×2π+2518π.(2)因为θ与α终边相同, 所以θ=2k π+2518π(k ∈Z ),又θ∈(-4π,4π),所以-4π<2k π+2518π<4π(k ∈Z ).解得-9736<k <4736(k ∈Z ),所以k =-2,-1,0,1.所以θ的值是-4718π,-1118π,2518π,6118π.扇形的弧长与面积的计算(1)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. (2)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】 (1)设扇形弧长为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(c m 2).故填π.(2)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.扇形的弧长和面积的求解策略(1)记公式:弧度制下扇形的面积公式是S =12lR =12αR 2(其中l 是扇形的弧长,α是扇形圆心角的弧度数,0<α<2π).(2)找关键:涉及扇形的半径、周长、弧长、圆心角、面积等的计算问题,关键是分析题目中已知哪些量、求哪些量,然后灵活运用扇形弧长公式、面积公式直接求解或列方程(组)求解.1.已知一个扇形的弧所对的圆心角为54°,半径r =20 cm ,则该扇形的周长为________cm.解析:因为1°=π180rad ,所以54°=π180×54=3π10,则扇形的弧长l =3π10×20=6π(cm),故扇形的周长为(40+6π)cm.答案:(40+6π)2.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: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.1.1 920°的角化为弧度数为( ) A.163 B.323 C.163π D.323π 解析:选D.因为1°=π180 rad ,所以1 920°=1 920×π180 rad =323π rad.2.在半径为8 cm 的圆中,5π3的圆心角所对的弧长为( )A.403π cm B.203π cm C.2003π cm D.4003π cm 解析:选A.根据弧长公式,得l =5π3×8=40π3(cm).3.把下列各角化成2k π+α(0≤α<2π,k ∈Z )的形式,并指出是第几象限角. (1)-1 725°;(2)64π3.解:(1)因为-1 725°=-5×360°+75°, 所以-1 725°=-10π+5π12.所以-1 725°角与5π12角的终边相同.又因为5π12是第一象限角,所以-1 725°是第一象限角.(2)因为64π3=20π+4π3,所以64π3角与4π3角的终边相同.又因为4π3是第三象限角,所以64π3是第三象限角.[A 基础达标]1.3π4对应的角度为( ) A .75° B .125° C .135°D .155°解析:选C.由于1 rad =⎝⎛⎭⎫180π°, 所以3π4=34π×⎝⎛⎭⎫180π°=135°,故选C.2.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:选 D.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 .3.一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:选C.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.4.钟的分针在1点到3点20分这段时间里转过的弧度为( ) A.143 π B .-143πC.718π D .-718π解析:选B.显然分针在1点到3点20分这段时间里,顺时针转过了73周,转过的弧度为-73×2π=-143π.5.扇形的半径变为原来的2倍,而弧长也增加到原来的2倍,则( )A .扇形的圆心角大小不变B .扇形的圆心角增大到原来的2倍C .扇形的圆心角增大到原来的4倍D .扇形的圆心角减小到原来的一半解析:选A.设扇形原来的半径为r ,弧长为l ,圆心角为α,则变化后半径为2r ,弧长为2l ,圆心角为β,所以α=l r ,β=2l 2r =lr=α,即扇形的圆心角大小不变.6.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 ). 答案:{α|2k π<α<2k π+π,k ∈Z }7.在扇形中,已知半径为8,弧长为12,则圆心角是________弧度,扇形面积是________. 解析:|α|=l r =128=32rad ,S =12lr =12×12×8=48. 答案:32488.如图所示,用集合表示终边在阴影部分的角α的集合为________.解析:由题图知,终边落在射线OA 上的角为2k π+π4(k ∈Z ),终边落在射线OB 上的角为-π3+2k π(k ∈Z ),即5π3+2k π(k ∈Z ),所以终边落在题图中阴影部分的角α的集合为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫α⎪⎪⎪2k π+π4≤α≤2k π+5π3,k ∈Z .答案:⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪2k π+π4≤α≤2k π+5π3,k ∈Z9.一个扇形的面积为1,周长为4,求圆心角的弧度数. 解:设扇形的半径为r ,弧长为l , 圆心角为α.则2r +l =4.根据扇形面积公式S =12lr ,得1=12lr .联立⎩⎪⎨⎪⎧2r +l =4,12lr =1.解得r =1,l =2,所以α=l r =21=2.故所求圆心角的弧度数为2.10.把下列角化为2k π+α(0≤α<2π,k ∈Z )的形式: (1)16π3;(2)-315°.解:(1)16π3=4π+4π3.因为0≤4π3<2π,所以16π3=4π+4π3.(2)因为-315°=-315×π180=-7π4=-2π+π4.因为0≤π4<2π,所以-315°=-2π+π4.[B 能力提升]11.(2019·重庆巴蜀中学月考)设角α的终边为射线OP ,射线OP 1与OP 关于y 轴对称,射线OP 2与OP 1关于直线y =-x 对称,则以OP 2为终边的角的集合是( )A .{β|β=k ·2π+α,k ∈Z }B .{β|β=(2k +1)·π+α,k ∈Z }C .{β|β=k ·2π+π2+α,k ∈Z }D .{β|β=k ·2π+32π+α,k ∈Z }解析:选C.依题意,射线OP 1所对应的角γ满足α+γ=k 1·2π+π,k 1∈Z ,① 射线OP 2所对应的角β满足γ+β=k 2·2π-π2,k 2∈Z ,② ②-①得β-α=(k 2-k 1)·2π-32π,即β=k ·2π+π2+α,k ∈Z . 12.如图,点A ,B ,C 是圆O 上的点,且AB =4,∠ACB =π6,则劣弧AB ︵的长为________.解析:连接AO ,OB ,因为∠ACB =π6,所以∠AOB =π3,又OA =OB ,所以△AOB 为等边三角形,故圆O 的半径r =AB =4,劣弧AB ︵的长为π3×4=4π3. 答案:4π313.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:(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 2·8-2r r=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.14.(选做题)用弧度表示终边落在如图所示阴影部分内(不包括边界)的角的集合.解: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 .。
课堂探究1.弧度制与角度制的关系剖析:(1)1弧度是长度等于半径长的圆弧所对的圆心角的大小,而1°是圆周的1360所对的圆心角的大小.(2)不管是以“弧度”还是以“度”为单位,角的大小都是一个与半径大小无关的定值.(3)用弧度为单位表示角时,常常把弧度数写成多少π的形式,如无特殊要求,不必把π写成小数,如45°=π4弧度,不必写成45°≈0.785弧度. (4)弧度制和角度制一样,只是一种度量角的方法.弧度制与角度制相比有一定的优点,其一是在进位上,角度制在度、分、秒上是60进位制,不便于计算,而弧度制是十进位制,给运算带来方便;其二是在弧长公式与扇形面积公式的表达上,弧度制下的公式远比角度制下的公式简单,运用起来方便.(5)在今后表示角的时候,常常使用弧度制,但也要注意,用弧度制表示角时,不能与角度制混用,例如α=2k π+30°(k ∈Z ),β=k ·360°+3π2(k ∈Z )都是不正确的. 2.教材中的“思考与讨论”请你把扇形面积公式与三角形面积公式进行类比,你会产生什么联想?剖析:扇形的面积公式S =12lr ,其中l 为扇形的弧长,r 为扇形所在圆的半径;三角形的面积公式S =12ah ,其中a 为三角形的底边长,h 为边长为a 的底边上的高.扇形可以看作是特殊的三角形,其中将弧长看作是三角形的底边,半径看作是三角形底边上的高.题型一 角度、弧度的概念【例题1】下列各命题中,不正确的是( )A .“度”与“弧度”是角的两种不同的度量单位B .1度的角是周角的1360,1弧度的角是周角的12πC .根据弧度的定义,180°一定等于π弧度D .不论是用角度制还是弧度制度量角,它们均与圆的半径的长短有关解析:用角度制或弧度制度量角都与圆的半径的长短无关,否则将不可能作为度量角的标准,所以D 项中的命题是不正确的.答案:D反思弧度制是用“弧度”来度量角的一种度量制度,这种制度的基本单位是“弧度”,没有辅助单位,不像角度制,除基本单位“度”外,还有辅助单位“分”“秒”.题型二 角度制与弧度制的互化【例题2】填空:(1)18°=__________rad ;(2)67°30′=__________rad ;(3)3π10=__________度. 解析:(1)18°=π180×18=π10rad. (2)67°30′=67.5°=π180×67.5=3π8rad. (3)3π10=3π10×⎝⎛⎭⎫180π°=54°. 答案:(1)π10 (2)3π8(3)54 反思(1)角度与弧度的换算关系式是角度与弧度互化的重要依据,其中应记住关系式:π=180°,它能帮助我们更快更准确地进行运算.(2)如果角度以度、分、秒的形式给出,应先将它化为度,再转化为弧度;如果弧度给出的是实数,如2弧度,化为度应是⎝⎛⎭⎫2×180π°=⎝⎛⎭⎫360π°. 题型三 用弧度表示终边相同的角【例题3】已知α=2 016°.(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[-6π,0)上找出与α终边相同的角.分析:(1)可将α改写成β+2k π(k ∈Z,0≤β<2π)的形式,根据β与α终边相同判断α是第几象限的角.(2)关键在于由-6π≤β+2k π<0求出k 的取值.解:2 016°=2 016×π180=56π5=5×2π+6π5. ∵6π5是第三象限的角, 且α=2 016°与角6π5终边相同,∴α是第三象限的角. (2)找出与α终边相同的角,即找出与角6π5终边相同的角,令-6π≤6π5+2k π<0,k ∈Z 可得,满足条件的角有-4π5,-14π5,-24π5. 反思不管用角度制还是用弧度制表示终边相同的角,一定要注意单位统一.〖互动探究〗本例(2)中的结论有3个角满足条件,这其中有何规律?解:[-6π,0)这个区间恰为3个圆周,恰好每一周有一个满足条件的角.题型四 扇形面积公式和弧长公式的应用【例题4】一条弦的长度等于半径r ,求:(1)这条弦所对的劣弧长;(2)这条弦和劣弧所组成的弓形的面积.分析:解决此类问题,首先要根据题意画出相关的图形,然后对涉及的量的大小进行确定.由已知可得,圆心角的大小为π3,然后利用相关公式求解即可. 解:(1)如图,∵在半径为r 的圆O 中,弦AB =r ,则△OAB 为等边三角形,∴∠AOB =π3.由弧长公式,得弦AB 所对的劣弧长为π3r . (2)∵S △AOB =12OA ·OB ·sin ∠AOB =34r 2, S 扇形OAB =12|α|r 2=12×π3×r 2=π6r 2, ∴S 弓形=S 扇形OAB -S △AOB =π6r 2-34r 2=⎝⎛⎭⎫π6-34r 2. 反思图形的分解与组合是解决数学问题的基本方法之一,本例是把弓形面积看成是由扇形面积与三角形面积的差组成的,即可运用已有知识解决要求解的问题.此类数形结合的题目,要尽可能地从各种图形的组合关系中找到解决问题的突破口.〖互动探究〗扇形的周长为20 cm ,当扇形的圆心角为何值时,它的面积最大?并求出最大面积.分析:灵活选用扇形的弧长公式、面积公式,转化成求函数最值的问题.解:设扇形的圆心角为α,半径为r ,面积为S ,则弧长为l =20-2r .由20-2r >0,得0<r <10.由20-2r <2πr ,得r >10π+1. ∴S =12lr =12(20-2r )·r =-r 2+10r =-(r -5)2+25,r ∈⎝⎛⎭⎫10π+1,10, ∴当r =5 cm 时,S 取得最大值25 cm 2,此时圆心角α=l r =20-2r r =20-2×55=2 rad.。
三角函数一、随意角、弧度制及随意角的三角函数1.随意角(1)角的观点的推行①按旋转方向不一样分为正角、负角、零角.正角 : 按逆时针方向旋转形成的角随意角 负角: 按顺时针方向旋转形成的角零角 : 不作任何旋转形成的角②按终边地点不一样分为象限角和轴线角.角 的极点与原点重合,角的始边与 x 轴的非负半轴重合,终边落在第几象限,则称 为第几象限角.第一象限角的会合为 k 360ok 360o 90o , k第二象限角的会合为 k 360o 90o k 360o 180o , k第三象限角的会合为 k 360o 180o k 360o 270o , k第四象限角的会合为k 360o 270ok 360o360o , k终边在 x 轴上的角的会合为 k 180o , k终边在 y 轴上的角的会合为 k 180o 90o , k终边在座标轴上的角的会合为k 90o ,k(2)终边与角 α同样的角可写成 α+ k ·360 °(k ∈ Z).终边与角 同样的角的会合为k 360o, k(3)弧度制① 1 弧度的角:把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1 弧度的角.②弧度与角度的换算: 360°= 2π弧度; 180°= π弧度.③ 半径为 r 的圆的圆心角所对弧的长为 l ,则角的弧度数的绝对值是lr④ 若扇形的圆心角为 为弧度制 ,半径为 r ,弧长为 l ,周长为 C ,面积为 S ,则 lr,C2r l ,S1 lr 1 r2 . 222 .随意角的三角函数定义设 α是一个随意角,角 α的终边上随意一点P(x , y),它与原点的距离为 r rx 2 y 2 ,那么角 α的正弦、余弦、rrx(三角函数值在各象限的符号规律归纳为:一全正、二正弦、三正切分别是: sin α= y , cos α= x , tan α= y.正切、四余弦)3.特别角的三角函数值角度030456090120135150180270360函数角 a 的弧度0π /6π/4π /3π /22π /33π /45π/6π3π /22πsina01/2√ 2/2√ 3/21√ 3/2√ 2/21/20-10 cosa1√ 3/2√ 2/21/20-1/2-√ 2/2-√ 3/2-101 tana0√ 3/31√ 3-√ 3-1-√ 3/300二、同角三角函数的基本关系与引诱公式A.基础梳理1.同角三角函数的基本关系(1)平方关系: sin2α+ cos2α= 1;(在利用同角三角函数的平方关系时,若开方,要特别注意判断符号)sin α(2)商数关系:=tanα.(3)倒数关系:tan cot 1cos α2.引诱公式公式一: sin( α+ 2kπ)=sin α, cos(α+ 2kπ)=cos_α,tan(2k )tan此中 k∈Z .公式二: sin( π+α)=- sin_α, cos( π+α)=- cos_α, tan( π+α)= tan α.公式三: sin( π-α)= sin α, cos( π-α)=- cos_α,tan tan.公式四: sin( -α)=- sin_α, cos(-α)= cos_α,tan tan .ππ公式五: sin -α= cos_α, cos-α= sin α.22ππ公式六: sin 2+α= cos_α, cos2+α=- sin_α.π口诀:奇变偶不变,符号看象限.此中的奇、偶是指π引诱公式可归纳为 k· ±α的各三角函数值的化简公式.的奇数22倍和偶数倍,变与不变是指函数名称的变化.假如奇数倍,则函数名称要变( 正弦变余弦,余弦变正弦 ) ;假如偶数倍,则函数名称不变,符号看象限是指:把πα当作锐角时,依据 k· ±α在哪个象限判断原三角函数值的符号,最后作为结....2...果符号.B. 方法与重点一个口诀1、引诱公式的记忆口诀为:奇变偶不变,符号看象限.2、四种方法在求值与化简时,常用方法有:sin α(1)弦切互化法:主要利用公式tan α=化成正、余弦.cos α(2)和积变换法:利用 (sin θ±cos θ)2=1 ±2sin θcos θ的关系进行变形、转变.( sin cos、sin cos、sin cos三个式子知一可求二)(3)巧用 “1”的变换: 1= sin 2θ+ cos 2θ= sinπ=tan 42(4)齐次式化切法:已知 tank ,则 a sinbcos a tan b ak bm sinn cos m tan n mk n三、三角函数的图像与性质学习目标:1 会求三角函数的定义域、值域2 会求三角函数的周期 :定义法,公式法,图像法(如y sin x 与 y cosx 的周期是)。
1.1.2 弧度制
1.了解弧度制,明确1弧度的含义.
2.能进行弧度与角度的互化.
3.掌握弧度数的计算公式及其应用.
1.弧度制
(1)定义:以 为单位度量角的单位制叫做弧度制.
(2)度量方法:长度等于________的弧所对的圆心角叫做1弧度的角.如图所示,圆O 的半径为r , AB 的长等于r ,∠AOB 就是1弧度的角.
一定大小的圆心角α的弧度数是所对弧长与半径的比值,是唯一确定的,与半径大小无关.
(3)记法:弧度单位用符号 表示,或用“弧度”两个字表示.在用弧度制表示角时,单位通常省略不写.
【做一做1】 下列表述中正确的是( ) A.一弧度是一度的圆心角所对的弧 B.一弧度是长度为半径的弧
C.一弧度是一度的弧与一度的角之和
D.一弧度是长度等于半径长的弧所对的圆心角的大小,它是角的一种度量单位 2.弧度数
一般地,正角的弧度数是一个 数,负角的弧度数是一个 数,零角的弧度数是 .
如果半径为r 的圆的圆心角α所对弧的长为l ,那么角α的弧度数的绝对值是|α|= .
(1)弧长公式:l =|α|r .
(2)扇形面积公式:S =12lr =1
2
|α|r 2.
【做一做2】 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 .
3.弧度制与角度制的换算 (1)角度转化为弧度:360°= rad,180°= rad ,1°= rad ≈0.017 45 rad. (2)弧度转化为角度:2π rad = ,π rad = ,1 rad =() °≈57.30°=57°18′.
之间建立起 关系:每一个角都有唯一的一个 (即这个角的弧度数)与它对应;反过来,每一个实数也都有唯一的一个 (即弧度数等于这个实数的角)与它对应.
【做一做3-1】 把50°化为弧度为( )
A.50
B.518π
C.185π
D.9 000
π
【做一做3-2】 把2
5
π rad 化为度为( )
A.52°
B.36°
C.72°
D.90°
答案:1.(1)弧度 (2)半径长 (3)rad 【做一做1】 D 2.正 负 0 l
r
【做一做2】 4 3.(1)2π π
π180 (2)360° 180° 180π (3)π6 π4 π3 π2 2π3 3π4 5π
6
π 2π (4)一一对应 实数 角
【做一做3-1】 B 【做一做3-2】 C
1.用弧度制表示象限角与轴线角
剖析:主要从定义、意义、换算、写法等方面考虑.
(1)从定义上:弧度制是以“弧度”为单位度量角的单位制,角度制是以“度”为单位度量角的单位制.因此弧度制和角度制一样,都是度量角的方法.
(2)从意义上:1弧度是等于半径长的圆弧所对的圆心角(或该弧)的大小,而1°是圆的周长的1360所对的圆心角(或该弧)的大小;任意圆心角α的弧度数的绝对值|α|=l
r ,其中l 是以
角α作为圆心角时所对的圆弧长,r 为圆的半径.
(3)从换算上:1 rad =⎝⎛⎭⎫180π°,1°=π
180
rad.
(4)从写法上:用弧度为单位表示角的大小时,“弧度”两字可以省略不写,这时弧度数在形式上虽是一个不名数,但我们应当把它理解为名数;如果以度“°”为单位表示角时,度“°”就不能省去.
题型一 角度与弧度的互化
【例1】 把下列角度化成弧度或弧度化成角度.
(1)310°;(2)5π
12
rad.
分析:利用下列公式换算:1°=π
180
rad ;1 rad =⎝⎛⎭⎫180π°. 反思:n °=n π
180rad ,x rad =⎝⎛⎭⎫180πx °. 题型二 比较大小
【例2】 利用计算器比较sin 1和sin 1°的大小.
反思:比较sin α与sin β,cos α与cos β,tan α与tan β的大小时,通常使用计算器来完成,要注意α与β的单位.
题型三 扇形的弧长和面积公式
【例3】 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?最大面积为多少?
分析:设出扇形的半径r ,弧长l ,面积S ,列出S 关于r 的函数解析式,转化为求二次函数的最大值.
反思:(1)在弧度制下的弧长公式、扇形的面积公式简洁明了,灵活应用这些公式列方程组求解是解决这类问题的关键;
(2)在研究实际问题中的最值问题时,往往转化为二次函数的最值问题,这是经常用到的思想方法.
题型四 易错辨析
易错点 混淆了用弧度制和角度制表示的角 【例4】 α=π,β=π°,则有( ) A.α=β B.α>β C.α<β D.α与β的大小不确定 错解:由于π=π,则α=β,故选A.
错因分析:错解中混淆了π与π°的区别,π的单位是弧度,而π°的单位是度.
反思:角度制下的单位不能省略,而弧度制下的单位通常省略不写,因此要注意区分弧度制和角度制表示的角.
答案:
【例1】 解:(1)310°=π180 rad ×310=31π
18
rad.
(2)5π
12rad =⎝⎛⎭⎫180π×5π12°=75°. 【例2】 解:由计算器
MODE MODE 2 sin 1=0.841 470 984. MODE MODE 1
sin 1。
, ,,=0.017 452 406.
∴sin 1>sin 1°.
【例3】 解:设扇形的圆心角为θ,半径为r cm ,弧长为l cm ,面积为S cm 2,则l +2r =40,∴l =40-2r .
∴S =12lr =1
2
×(40-2r )r =20r -r 2=-(r -10)2+100.
∴当r =10时,扇形的面积最大,最大值为100 cm 2,这时θ=l
r =2.
【例4】 B
正解:α=π=180°,因为180°>π°,所以α>β.
1.下列各式正确的是( ) A.
2
π
=90 B.
18
π
=10°
C.3°=
60
π
D.38°=
38
π
2.下列各式正确的是( )
A.cos 3.7°<cos 3.8°
B.sin 5.1>sin 2.7°
C.tan 46°>tan 44
D.tan 1.23<tan 1.22 3.把-900°化为弧度为________.
4.若扇形的周长是16 cm ,圆心角是2 rad ,则扇形的面积是________.
5.如图所示,扇形AOB 的面积是4 cm 2,它的周长是10 cm ,求扇形的圆心角α的弧度数.
答案:1.B
2.C 借助于计算器有:cos 3.7°≈0.997 9>cos 3.8°≈0.997 8,所以A 项不正确; sin 5.1≈-0.925 8<sin 2.7°≈0.047 1,所以B 项不正确; tan 46°≈1.035 5>tan 44≈0.017 7,所以C 项正确;
tan 1.23≈2.819 8>tan 1.22≈2.732 8,所以D 项不正确. 3.-5π -900°=-900×
π
180
=-5π. 4.16 cm 2 设扇形的半径是r cm ,弧长为l cm ,则216,2.l r l r
+=⎧⎪
⎨=⎪⎩解得l =8,r =4.则扇
形的面积是1
2
lr=16 cm2.
5.分析:列方程组求出扇形的弧长l和半径R,再由|α|=l
R
求解.
解:设长为l cm,扇形半径为R cm,
则由题意,得
210, 1
4, 2
l R
l R
+=
⎧
⎪
⎨
⋅=
⎪⎩
解得
4,
2,
R
l
=
⎧
⎨
=
⎩
或
1,
8,
R
l
=
⎧
⎨
=
⎩
∴|α|=
2
4
=
1
2
或|α|=
8
1
=8>2π(舍去).∴α=
1
2
.。