2018-2019學(xué)年高中數(shù)學(xué) 第一章 三角函數(shù) 1.3 弧度制學(xué)案 北師大版必修4.doc
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3 弧度制 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.理解弧度的意義,能正確地進(jìn)行弧度與角度的換算,熟記特殊角的弧度數(shù)(重點(diǎn)).2.掌握弧度制下的弧長公式,會(huì)用弧度解決一些實(shí)際問題(難點(diǎn)). 知識點(diǎn)1 弧度制 (1)角度制與弧度制的定義 角度制 用度作為單位來度量角的單位制叫做角度制,規(guī)定1度的角等于周角的 弧度制 長度等于半徑長的弧所對的圓心角叫做1弧度的角,用符號rad表示,讀作弧度.以弧度作為單位來度量角的單位制叫做弧度制 (2)角的弧度數(shù)的計(jì)算 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(shù)的絕對值是|α|=. 【預(yù)習(xí)評價(jià)】 (正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“”) (1)“度”與“弧度”是度量角的兩種不同的度量單位(√) (2)1的角是周角的,1 rad的角是周角的(√) (3)1的角比1 rad的角要大() (4)1 rad的角的大小和所在圓的半徑的大小有關(guān)() 知識點(diǎn)2 角度制與弧度制的換算 常見角度與弧度互化公式如下: 角度化弧度 弧度化角度 360=2π rad 2π rad=360 180=π rad π rad=180 1= rad≈0.017 45 rad 1 rad=≈57.30 【預(yù)習(xí)評價(jià)】 請?zhí)畛渫暾卤?,一些特殊角的角度?shù)與弧度數(shù)的對應(yīng)關(guān)系有: 角度 0 1 30 45 60 90 120 135 150 180 270 360 弧度 0 π 2π 知識點(diǎn)3 扇形的弧長及面積公式 設(shè)扇形的半徑為R,弧長為l,α(0<α<2π)為其圓心角,則 度量單位類別 α為角度制 Α為弧度制 扇形的弧長 l= L=|α|R 扇形的面積 S= S=lR=|α|R2 【預(yù)習(xí)評價(jià)】 1.一個(gè)扇形的半徑為2 cm,圓心角為,則該扇形所對的弧長l=________cm. 答案 2.一個(gè)扇形的半徑為2 cm,其對應(yīng)的弧長為2.則該扇形的面積為________cm2. 答案 2 知識點(diǎn)4 利用弧度制表示終邊相同的角 在弧度制下,與α終邊相同的角連同α在內(nèi)可以表示為2kπ+α(k∈Z),其中α的單位必須是弧度. 【預(yù)習(xí)評價(jià)】 1.與30終邊相同的角為( ) A.2kπ+(k∈Z) B.2kπ+(k∈Z) C.360k+(k∈Z) D.2kπ+30(k∈Z) 答案 B 2.終邊在x軸上的角的集合用弧度制表示為________. 答案 {α|α=kπ,k∈Z} 題型一 角度與弧度的互化 【例1】 將下列角度與弧度進(jìn)行互化: (1)20;(2)-15;(3);(4)-π. 解 (1)20=20 rad= rad. (2)-15=-15 rad=- rad. (3)π rad=180=105. (4)-π rad=-180=-396. 規(guī)律方法 角度制與弧度制互化的原則、方法以及注意點(diǎn) (1)原則:牢記180=π rad,充分利用1=rad和1 rad=進(jìn)行換算. (2)方法:設(shè)一個(gè)角的弧度數(shù)為α,角度數(shù)為n,則α rad=α180;n=nrad. (3)注意點(diǎn): ①用“弧度”為單位度量角時(shí),“弧度”二字或“rad”可以省略不寫; ②用“弧度”為單位度量角時(shí),“常常把弧度數(shù)寫成多少π的形式,如無特別要求,不必把π寫成小數(shù); ③度化弧度時(shí),應(yīng)先將分、秒化成度,再化成弧度. 【訓(xùn)練1】 將下列各角度與弧度互化: (1)π;(2)-π;(3)-15730′. 解 (1)π=180=75; (2)-π=-180=-210; (3)-15730′=-157.5=-157.5 rad =-π rad. 題型二 用弧度制表示終邊相同的角 【例2】 (1)把-1 480寫成α+2kπ(k∈Z)的形式,其中0≤α<2π; (2)若β∈[-4π,0),且β與(1)中α終邊相同,求β. 解 (1)∵-1 480=-=-10π+,0≤<2π, ∴-1 480=-25π=+2(-5)π. (2)∵β與α終邊相同,∴β=2kπ+,k∈Z. 又∵β∈[-4π,0),∴β1=-,β2=-π. 【訓(xùn)練2】 用弧度制表示終邊在圖中陰影區(qū)域內(nèi)角的集合(包括邊界)并判斷 2 015是不是這個(gè)集合的元素. 解 因?yàn)?50=.所以終邊在陰影區(qū)域內(nèi)角的集合為 S=. 因?yàn)? 015=215+5360=+10π, 又<<.所以2 015=∈S,即2 015是這個(gè)集合的元素. 方向1 求弧長 【例3-1】 已知扇形OAB的圓心角α為120,半徑長為6.求的長; 解 ∵α=120=π,r=6, ∴的長l=π6=4π. 方向2 求圓心角 【例3-2】 已知扇形周長為10,面積是4,求扇形的圓心角. 解 設(shè)圓心角是θ,半徑是r, 則?或(舍). 故扇形圓心角為. 方向3 求面積的最值 【例3-3】 已知一扇形的周長為40 cm,當(dāng)它的半徑和圓心角取什么值時(shí),才能使扇形的面積最大?最大面積是多少? 解 設(shè)扇形的圓心角為θ,半徑為r,弧長為l,面積為S, 則l+2r=40,∴l(xiāng)=40-2r. ∴S=lr=(40-2r)r=20r-r2 =-(r-10)2+100. ∴當(dāng)半徑r=10 cm時(shí),扇形的面積最大,最大值為100 cm2, 此時(shí)θ==rad=2 rad. ∴當(dāng)扇形的圓心角為2 rad,半徑為10 cm時(shí),扇形的面積最大為100 cm2. 規(guī)律方法 靈活運(yùn)用扇形弧長公式、面積公式列方程組求解是解決此類問題的關(guān)鍵,有時(shí)運(yùn)用函數(shù)思想、轉(zhuǎn)化思想解決扇形中的有關(guān)最值問題,將扇形面積表示為半徑的函數(shù),轉(zhuǎn)化為r的二次函數(shù)的最值問題. 課堂達(dá)標(biāo) 1.與120角終邊相同的角為( ) A.2kπ-(k∈Z) B. C.2kπ-(k∈Z) D.(2k+1)π+(k∈Z) 解析 120=且2kπ-=(2k-4)π+(k∈Z), ∴120與2kπ-(k∈Z),終邊相同. 答案 C 2.-化為角度應(yīng)為( ) A.-345 B.-15 C.-315 D.-375 解析?。剑?80=-345. 答案 A 3.已知扇形的半徑為12,弧長為18,則扇形圓心角為________. 解析 由弧長公式l=αR得α===. 答案 4.下列結(jié)論不正確的是________(只填序號). ① rad=60;②10= rad;③36= rad;④ rad=115. 解析 rad=180=112.5,∴④錯(cuò). 答案?、? 5.一個(gè)扇形的面積為1,周長為4,求圓心角的弧度數(shù). 解 設(shè)扇形的半徑為R,弧長為l,則2R+l=4, ∴l(xiāng)=4-2R,根據(jù)扇形面積公式S=lR, 得1=(4-2R)R, ∴R=1,∴l(xiāng)=2,∴α===2, 即扇形的圓心角為2 rad. 課堂小結(jié) 1.角的概念推廣后,在弧度制下,角的集合與實(shí)數(shù)集R之間建立起一一對應(yīng)的關(guān)系:每一個(gè)角都有唯一的一個(gè)實(shí)數(shù)(即這個(gè)角的弧度數(shù))與它對應(yīng);反過來,每一個(gè)實(shí)數(shù)也都有唯一的一個(gè)角(即弧度數(shù)等于這個(gè)實(shí)數(shù)的角)與它對應(yīng). 2.解答角度與弧度的互化問題的關(guān)鍵在于充分利用“180=π rad”這一關(guān)系式. 3.在弧度制下,扇形的弧長公式及面積公式都得到了簡化,具體應(yīng)用時(shí),要注意角的單位取弧度. 基礎(chǔ)過關(guān) 1.在半徑為10的圓中,240的圓心角所對弧長為( ) A.π B.π C.π D.π 解析 240=240 rad=π rad, ∴弧長l=|α|r=π10=π,故選A. 答案 A 2.下列與的終邊相同的角的表達(dá)式中,正確的是( ) A.2kπ+45(k∈Z) B.k360+(k∈Z) C.k360-315(k∈Z) D.kπ+(k∈Z) 答案 C 3.若α=-3,則角α的終邊在( ) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限 解析 ∵-π<-3<-,∴-3是第三象限角. 答案 C 4.若三角形三內(nèi)角之比為4∶5∶6,則最大內(nèi)角的弧度數(shù)是____________. 答案 π 5.如果一扇形的弧長變?yōu)樵瓉淼谋?,半徑變?yōu)樵瓉淼囊话?,則該扇形的面積為原扇形面積的________. 解析 由于S=lR,若l′=l,R′=R,則S′=l′R′=lR=S. 答案 6.把下列各角化為2kπ+α(0≤α<2π,k∈Z) 的形式且指出它是第幾象限角,并寫出與它終邊相同的角的集合. (1)-;(2)-1 485;(3)-20. 解 (1)-=-82π+,它是第二象限角,終邊相同的角的集合為. (2)-1 485=-5360+315=-52π+,它是第四象限角.終邊相同的角的集合為. (3)-20=-42π+(8π-20),而<8π-20<2π.∴-20是第四象限角,終邊相同的角的集合為{α|α=2kπ+(8π-20),k∈Z}. 7.直徑為20 cm的圓中,求下列兩個(gè)圓心角所對的弧長及扇形面積. (1);(2)165. 解 (1)l=|α|r=π10=π(cm), S=|α|r2=π102=π(cm2). (2)165=165 rad=π rad. ∴l(xiāng)=|α|r=π10=π(cm). S=lr=π10=π(cm2). 能力提升 8.時(shí)鐘的分針在1點(diǎn)到3點(diǎn)20分這段時(shí)間里轉(zhuǎn)過的弧度數(shù)為( ) A.π B.-π C.π D.-π 解析 顯然分針在1點(diǎn)到3點(diǎn)20分這段時(shí)間里,順時(shí)針轉(zhuǎn)過了兩周又一周的,用弧度制表示就是-4π-2π=-π. 答案 B 9.如圖是一個(gè)半徑為R的扇形,它的周長為4R,則這個(gè)扇形所含弓形(陰影區(qū)域)的面積是( ) A.(2-sin 1cos 1)R2 B.R2sin 1cos 1 C.R2 D.(1-sin 1cos 1)R2 解析 ∵l=4R-2R=2R,∴α==2. ∵S弓形=S扇形-S△=|α|R2-(2Rsin )(Rcos ) =2R2-R2sin 1cos 1=R2(1-sin 1cos 1). 答案 D 10.已知α是第二象限角,且|α+2|≤4,則α的集合是______. 解析 ∵α是第二象限角, ∴+2kπ<α<π+2kπ,k∈Z, ∵|α+2|≤4,∴-6≤α≤2, 當(dāng)k=-1時(shí),-π<α<-π, 當(dāng)k=0時(shí),<α≤2, 當(dāng)k為其他整數(shù)時(shí),滿足條件的角α不存在. 答案 (-π,-π)∪(,2] 11.若2π<α<4π,且α與-角的終邊垂直,則α=________________. 解析 α=-π-+2kπ=2kπ-π,k∈Z, ∵2π<α<4π,∴k=2,α=π; 或者α=-π++2kπ =2kπ-π,k∈Z, ∵2π<α<4π,∴k=2,α=π. 綜上,α=π或π. 答案 π或π 12.已知一個(gè)扇形的周長為a,求當(dāng)扇形的圓心角多大時(shí),扇形的面積最大,并求這個(gè)最大值. 解 設(shè)扇形的弧長為l,半徑為r,圓心角為α,面積為S.由已知,2r+l=a,即l=a-2r. ∴S=lr=(a-2r)r=-r2+r =-2+. ∵r>0,l=a-2r>0,∴0- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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