2020高中數學 第一章 三角函數 1.1.2 弧度制學案(含解析)4_第1頁
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學必求其心得,業必貴于專精學必求其心得,業必貴于專精PAGE21-學必求其心得,業必貴于專精1。1。2弧度制考試標準課標要點學考要求高考要求弧度制的概念aa弧度與角度的互化bb知識導圖學法指導1.熟練掌握弧度制的定義,可以從六十進制與十進制區別角度制與弧度制.2.由圓周角找出弧度制與角度制的聯系,記住常見特殊角對應的弧度數.3.記憶扇形的面積公式時可將扇形看作三角形來記憶,S=eq\f(1,2)底·高=eq\f(1,2)lR.1.度量角的兩種制度角度制定義用度作為單位來度量角的單位制1度的角周角的eq\f(1,360)為1度的角,記作1°弧度制定義以弧度為單位來度量角的單位制1弧度的角長度等于半徑長的弧所對的圓心角叫做1弧度的角。1弧度記作1radeq\x(狀元隨筆)正確理解弧度與角度的概念區別(1)定義不同;(2)單位不同:弧度制以“弧度”為單位,角度制以“度”為單位聯系(1)不管以“弧度”還是以“度”為單位的角的大小都是一個與圓的半徑大小無關的值;(2)“弧度”與“角度”之間可以相互轉化2.弧度數的計算(1)正角:正角的弧度數是一個正數.(2)負角:負角的弧度數是一個負數.(3)零角:零角的弧度數是0.(4)如果半徑為r的圓的圓心角α所對弧的長為l,那么,角α的弧度數的絕對值是|α|=eq\f(l,r)。3.角度制與弧度制的換算角度化弧度弧度化角度360°=2π_rad2πrad=360°180°=π_radπrad=180°1°=eq\f(π,180)rad≈0.01745rad1rad=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(180,π)))°≈57。30°度數×eq\f(π,180)=弧度數弧度數×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(180,π)))°=度數eq\x(狀元隨筆)角度制與弧度制換算公式的理解(1)弧度制、角度制都是角的度量制,它們之間可以進行換算.(2)用角度制和弧度制來度量零角,單位不同,但量度相同(都是0);用角度制和弧度制度量任一非零角,單位不同,量度也不同.4.扇形的弧長和面積公式設扇形的半徑為R,弧長為l,α(0〈α〈2π)為其圓心角,則(1)弧長公式:l=α·R.(2)扇形面積公式:S=eq\f(1,2)lR=eq\f(1,2)α·R2。[小試身手]1.判斷下列命題是否正確。(正確的打“√",錯誤的打“×”)(1)1弧度的角等于1度的角.()(2)弧度的計算公式為α=eq\f(l,r)。()(3)直角的弧度數為eq\f(π,2).()答案:(1)×(2)×(3)√2.下列各種說法中,錯誤的是()A.“度"與“弧度"是度量角的兩種不同的度量單位B.1°的角是周角的eq\f(1,360),1rad的角是周角的eq\f(1,2π)C.根據弧度的定義,180°的角一定等于πrad的角D.利用弧度制度量角時,它與圓的半徑長短有關解析:角的大小只與角的始邊和終邊的位置有關,而與圓的半徑大小無關,故選D。答案:D3.將864°化為弧度為()A.eq\f(36π,5)B.eq\f(12π,5)C。eq\f(24π,5)D.eq\f(48,25)π解析:864°=864×eq\f(π,180)=eq\f(24π,5),故選C。答案:C4.扇形圓心角為216°,弧長為30π,則扇形半徑為________.解析:216°=216×eq\f(π,180)=eq\f(6π,5),l=α·r=eq\f(6π,5)r=30π,∴r=25。答案:25類型一角度與弧度的換算例1(1)將下列各角進行角度與弧度的互化(角度精確到0。01):α1=-eq\f(11,7)π,α2=eq\f(511,6)π,α3=9,α4=-855°。(2)把下列各角化為2kπ+α(0≤α<2π,k∈Z)的形式:eq\f(16π,3),-315°,-eq\f(11π,7)。(3)在0°~720°范圍內,找出與eq\f(2,5)π終邊相同的角.【解析】(1)α1=-eq\f(11,7)π=-eq\f(11,7)×180°≈-282。86°;α2=eq\f(511,6)π=eq\f(511,6)×180°=15330°;α3=9=9×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(180,π)))°≈515。66°;α4=-855°=-855°×eq\f(π,180)=-eq\f(19,4)π.(2)eq\f(16π,3)=4π+eq\f(4π,3);-315°=-360°+45°=-2π+eq\f(π,4);-eq\f(11π,7)=-2π+eq\f(3π,7).(3)∵eq\f(2π,5)=eq\f(2,5)×180°=72°,∴終邊與eq\f(2π,5)相同的角為θ=72°+k·360°(k∈Z).當k=0時,θ=72°;當k=1時,θ=432°.故在0°~720°范圍內,與eq\f(2π,5)終邊相同的角為72°,432°。(1)180°=πrad是進行“弧度”與“角度”換算的關鍵.(2)表示成2kπ+α(0≤α<2π,k∈Z)的形式,調整k使角在[0,2π)內.(3)把弧度換算成角度,寫出終邊相同的角的集合,調整k使角在0°~720°內.方法歸納進行角度制與弧度制的互化的原則和方法(1)原則:牢記180°=πrad,充分利用1°=eq\f(π,180)rad和1rad=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(180,π)))°進行換算.(2)方法:設一個角的弧度數為α,角度數為n,則αrad=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α·\f(180,π)))°;n°=n·eq\f(π,180).提醒:(1)用“弧度"為單位度量角時,“弧度”二字或“rad”可以省略不寫.(2)用“弧度”為單位度量角時,常常把弧度數寫成多少π的形式,如無特別要求,不必把π寫成小數.(3)度化弧度時,應先將分、秒化成度,再化成弧度.跟蹤訓練1(1)將下列各角用弧度表示,并指出它們是第幾象限角:α1=510°,α2=-750°;(2)將下列各角用度表示,并在0°~360°范圍內找出與它們終邊相同的角:β1=eq\f(4,5)π,β2=-eq\f(11,6)π。解析:(1)∵1°=eq\f(π,180)rad,∴α1=510°=510×eq\f(π,180)=eq\f(17,6)π,則α1=eq\f(17,6)π=2π+eq\f(5,6)π;α2=-750°=-750×eq\f(π,180)=-eq\f(25,6)π,則α2=-eq\f(25,6)π=-3×2π+eq\f(11,6)π,∴α1是第二象限角,α2是第四象限角.(2)β1=eq\f(4,5)π=eq\f(4π,5)×eq\f(180°,π)=144°,設θ1=k·360°+144°(k∈Z).∵0°≤θ1〈360°,∴0°≤k·360°+144°<360°(k∈Z),∴k=0。∴在0°~360°內,與角β1終邊相同的角是144°角;β2=-eq\f(11,6)π=-eq\f(11π,6)×eq\f(180°,π)=-330°。設θ2=k·360°-330°(k∈Z).∵0°≤θ2〈360°,∴0°≤k·360°-330°<360°(k∈Z),∴k=1.∴在0°~360°內,與角β2終邊相同的角是30°角.角度與弧度的換算只要記住一個公式:eq\f(π,180°)=eq\f(該角的弧度數,該角的角度數).據此可推出n°=n·eq\f(π,180)rad,αrad=α·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(180,π)))°.類型二用弧度制表示角的集合例2已知角α=2005°。(1)將α改寫成β+2kπ(k∈Z,0≤β<2π)的形式,并指出α是第幾象限的角;(2)在[-5π,0)內找出與α終邊相同的角.【解析】(1)2005°=2005×eq\f(π,180)rad=eq\f(401π,36)rad=5×2π+eq\f(41π,36)rad,又π〈eq\f(41π,36)〈eq\f(3π,2),∴角α與eq\f(41π,36)終邊相同,是第三象限的角.(2)與α終邊相同的角為2kπ+eq\f(41π,36)(k∈Z),由-5π≤2kπ+eq\f(41π,36)<0,k∈Z知k=-1,-2,-3。∴在[-5π,0)內與α終邊相同的角是-eq\f(31π,36),-eq\f(103π,36),-eq\f(175π,36).(1)用弧度數表示與角α終邊相同的角連同角α在內的集合為{β|β=2kπ+α,k∈Z}.(2)用弧度數表示區域角時,先把角度換算成弧度,再寫出與區域角的終邊相同的角的集合,最后用不等式表示出區域角的集合,對于能合并的應當合并.方法歸納用弧度制表示終邊相同的角2kπ+α(k∈Z)時,其中2kπ是π的偶數倍,而不是整數倍,還要注意角度制與弧度制不能混用.跟蹤訓練2用弧度表示終邊落在如圖(1)(2)所示的陰影部分內(不包括邊界)的角的集合.解析:對于題圖(1),225°角的終邊可以看作是-135°角的終邊,化為弧度,即-eq\f(3π,4),60°角的終邊即eq\f(π,3)的終邊,∴所求集合為eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(α\b\lc\|\rc\}(\a\vs4\al\co1(2kπ-\f(3π,4)<α〈2kπ+\f(π,3),k∈Z)))).對于題圖(2),同理可得,所求集合為α2kπ+eq\f(π,6)〈α<2kπ+eq\f(π,2),k∈Z∪α2kπ+π+eq\f(π,6)<α<2kπ+π+eq\f(π,2),k∈Z=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(α\b\lc\|\rc\}(\a\vs4\al\co1(kπ+\f(π,6)〈α<kπ+\f(π,2),k∈Z))))。本題考查區域角的表示,關鍵是要確定好區域的起止邊界.類型三與扇形弧長、面積相關的問題例3(1)若一圓弧長等于其所在圓的內接正三角形的邊長,則其圓心角α∈(0,π)的弧度數為()A.eq\f(π,3)B。eq\f(π,2)C。eq\r(3)D.2(2)一個扇形OAB的面積是1cm2,它的周長是4cm,求圓心角的弧度數和弦長AB。【解析】(1)設圓半徑為r,則其內接正三角形的邊長為eq\r(3)r,所以eq\r(3)r=α·r,所以α=eq\r(3).(2)設扇形的半徑為rcm,弧長為lcm,則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)lr=1,,l+2r=4,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(r=1,,l=2。))所以圓心角α=eq\f(l,r)=2。如圖,過點O作OH⊥AB于點H,則∠AOH=1rad.所以AH=1·sin1=sin1(cm),所以AB=2sin1(cm),所以圓心角的弧度數為2,弦長AB為2sin1cm.【答案】(1)C(2)見解析(1)圓的半徑r與圓的內接正三角形的邊長a的關系是a=eq\r(3)r,再求α.(2)設出扇形的弧長和半徑,列出方程組求解.方法歸納扇形的弧長和面積的求解策略(1)記公式:弧度制下扇形的面積公式是S=eq\f(1,2)lR=eq\f(1,2)αR2(其中l是扇形的弧長,α是扇形圓心角的弧度數,0〈α<2π).(2)找關鍵:涉及扇形的半徑、周長、弧長、圓心角、面積等的計算問題,關鍵是分析題目中已知哪些量、求哪些量,然后靈活運用弧長公式、扇形面積公式直接求解或列方程(組)求解.跟蹤訓練3(1)已知扇形的圓心角為120°,半徑為eq\r(3)cm,則此扇形的面積為________cm2;(2)已知扇形的周長為10cm,面積為4cm2,求扇形圓心角的弧度數.解析:(1)設扇形弧長為l,因為120°=120×eq\f(π,180)rad=eq\f(2π,3)(rad),所以l=αR=eq\f(2π,3)×eq\r(3)=eq\f(2\r(3)π,3)(cm).所以S=eq\f(1,2)lR=eq\f(1,2)×eq\f(2\r(3)π,3)×eq\r(3)=π(cm2).故填π。(2)設扇形圓心角的弧度數為θ(0<θ〈2π),弧長為l,半徑為R,依題意有eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(l+2R=10。①,\f(1,2)lR=4。②))①代入②得R2-5R+4=0,解之得R1=1,R2=4。當R=1時,l=8(cm),此時,θ=8rad〉2πrad舍去.當R=4時,l=2(cm),此時,θ=eq\f(2,4)=eq\f(1,2)(rad).綜上可知,扇形圓心角的弧度數為eq\f(1,2)rad。答案:(1)π(2)見解析求扇形面積的關鍵是求出扇形的圓心角、半徑、弧長這三個量中的任意兩個量.也可由扇形的面積結合其他條件,求扇形的圓心角、半徑、弧長.解題時要注意公式的靈活變形及方程思想的運用.1.1.2[基礎鞏固](25分鐘,60分)一、選擇題(每小題5分,共25分)1.1920°的角化為弧度數為()A。eq\f(16,3)B。eq\f(32,3)C。eq\f(16,3)πD。eq\f(32,3)π解析:∵1°=eq\f(π,180)rad,∴1920°=1920×eq\f(π,180)rad=eq\f(32,3)πrad.答案:D2.5弧度的角的終邊所在的象限為()A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限解析:因為eq\f(3π,2)〈5〈2π,所以5弧度的角的終邊在第四象限.答案:D3.把-eq\f(11,4)π表示成θ+2kπ(k∈Z)的形式,使|θ|最小的值是()A.-eq\f(3,4)πB.-2πC.πD.-π解析:∵-eq\f(11,4)π=-2π+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,4)π))=2×(-1)π+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,4)π)).∴θ=-eq\f(3,4)π.答案:A4.一個扇形的弧長與面積的數值都是6,則這個扇形的圓心角是()A.1B.2C.3D.4解析:設扇形的圓心角的弧度數為θ,半徑為R,由題意,得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(θR=6,\f(1,2)θR2=6)),解得θ=3,故選C.答案:C5.圓弧長度等于其所在圓內接正三角形的邊長,則該圓弧所對圓心角的弧度數為()A。eq\f(π,3)B。eq\f(2π,3)C.eq\r(3)D.2

解析:如圖,設圓的半徑為R,則圓的內接正三角形的邊長為eq\r(3)R,所以圓弧長度為eq\r(3)R的圓心角的弧度數α=eq\f(\r(3)R,R)=eq\r(3)。答案:C二、填空題(每小題5分,共15分)6.下列四個角:1,60°,eq\f(π,3),-eq\f(π,6)由大到小的排列為____________.解析:只需把60°化成弧度數,因為60°=60×eq\f(π,180)=eq\f(π,3),所以四個角為1,eq\f(π,3),eq\f(π,3),-eq\f(π,6).所以60°=eq\f(π,3)〉1〉-eq\f(π,6)。答案:60°=eq\f(π,3)>1〉-eq\f(π,6)7.若三角形三內角之比為3:4:5,則三內角的弧度數分別是________. 解析:設三角形三內角弧度數分別為3k,4k,5k,則由3k+4k+5k=π,得k=eq\f(π,12),所以3k=eq\f(π,4),4k=eq\f(π,3),5k=eq\f(5π,12)。答案:eq\f(π,4),eq\f(π,3),eq\f(5π,12)8.弧長為3π,圓心角為135°的扇形的半徑為________,面積為________.解析:135°=eq\f(135π,180)=eq\f(3π,4),所以扇形的半徑為eq\f(3π,\f(3π,4))=4,面積為eq\f(1,2)×3π×4=6π.答案:46π三、解答題(每小題10分,共20分)9.將下列角度與弧度進行互化:(1)20°;(2)-15°;(3)eq\f(7π,12);(4)-eq\f(11π,5)。解析:(1)20°=eq\f(20,180)π=eq\f(π,9).(2)-15°=-eq\f(15,180)π=-eq\f(π,12).(3)eq\f(7π,12)=(eq\f(7π,12)×eq\f(180,π))°=(eq\f(7,12)×180)°=105°.(4)-eq\f(11π,5)=(-eq\f(11π,5)×eq\f(180,π))°=(-eq\f(11,5)×180)°=-396°.10.如圖,扇形OAB的面積是4cm2,它的周長是8cm,求扇形的圓心角及弦AB的長.解析:設扇形圓心角的弧度數為θ(0<θ〈2π),弧長為lcm,半徑為Rcm,依題意有eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(l+2R=8,①,\f(1,2)l·R=4,②))由①②得R=2,l=4,∴θ=eq\f(l,R)=2。過O作OC⊥AB,則OC平分∠BOA,又∠BOA=2rad,∴∠BOC=1rad,∴BC=OB·sin1=2sin1(cm),∴AB=2BC=4sin1(cm).故所求扇形的圓心角為2rad,弦AB的長為4sin1cm。[能力提升](20分鐘,40分)11.集合eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(α\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(kπ+\f(π,4)≤α≤kπ+\f(π,2),k∈Z))))中的角所表示的范圍(如圖中陰影部分所示)是()解析:當k=2m,m∈Z時,2mπ+eq\f(π,4)≤α≤2mπ+eq\f(π,2),m∈Z;當k=2m+1,m∈Z時,2mπ+eq\f(5π,4)≤α≤2mπ+eq\f(3π,2),m∈Z,故選C.答案:C12.如果一扇形的弧長變為原來的eq\f(3,2)倍,半徑變為原來的一半,則該扇形的面積為原扇形面積的________.解析:由于S=eq\f(1,2)lR,若l′=eq\f(3,2)l,R′=eq\f(1,2)R,則S′=eq\f(1,2)l′R′=eq\f(1,2)×eq\f(3,2)l×eq\f(1,2)R=eq\f(3,4)S.答案:eq\f(3,4)13.已知α=-800°。(1)把α改寫成β+2kπ(k∈Z,0≤β<2π)的形式,并指出α的終邊在第幾象限;(2)求γ角,使γ與α的終邊相同,且

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