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高中數學(版聊式)/第1節 角的基本概念

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角的基本概念

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由兩條射線公用一個公共定點組成的圖形叫角,現在我們把角放在平面直角坐標系中進行研究.

假設∠AOB角度為θ,讓定點O與平面直角坐標系中的原點重合,射線OA在x的非負半軸方向,OB從OA逆時針轉過θ大小,這樣θ可通過OB的位置來確定,我們把OA這條處在平面直角坐標系中x的非負半軸的邊叫做角的始邊,OB這條邊叫做角的終邊.終邊落在第幾象限,我們就說角是第幾象限角,例如45°的角,由x非負半軸逆時針旋轉45°處在第一象限內,即第一象限角.


下面引入弧度制的概念.

角的大小在弧度制中是這樣衡量的:把扇形的弧長記為L,半徑記為r,可以用L/r表示扇形圓心角的大小,當L與r相等時,我們稱這個圓心角為1弧度,記做1rad.如果給出半徑為1的扇形,那麼弧長為L,則圓心角用弧度制為Lrad.這裡rad是弧度制下角的單位,注意弧長L與r的單位都是距離單位,弧度的大小是這兩個數據的比值,單位理應為1,為了表示方便才用rad來記這個單位.

當扇形是半圓時,可以算出扇形弧長與半徑的比是π,也就是πrad=180°,當其為圓時,弧長與半徑之比是2π,即360°

回憶1°的概念,我們把一個圓周記為360°,平均分成360份,每一份就是1°.這裡類似的我們把圓周記做2π,也平均分360份,每一份就是2π/360=π/180,那麼角度制中的n°,在弧度制中就是nπ/180,例如60°就是60π/180=π/3

弧度制中把[0,2π]中的實數映射為角度,這樣一個[0,2π]中的實數都對應一個角的大小,我們可以擴充使任意一個R上的實數都對應一個角的大小。如果某角是負的,就按終邊沿着順時針方向旋轉比如-π/3即沿順時針方向旋轉60°;如果角大於2π,就讓它減去2π的某個整數倍使其變為[0,2π]之中的數,再在平面直角坐標系中表示出來,如17π/4=4π+π/4即逆時針旋轉π/4.


作此補充,則可以將弧度制中的角擴充到了整個實數,任意一個實數都對應着一個確定的角.