7.2

弧度制

用弧长与半径的比值度量角,连接角、弧长和半径。

12 分钟三角函数
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01 · 出发点

用弧长与半径的比值度量角

角度制把一周分成 360 份,弧度制则直接用圆弧长度与半径的比值描述角。这种定义不依赖圆的大小,更适合函数与几何公式。

当弧长等于半径时,圆心角就是 1 弧度。一周弧长为 2πr,因此周角等于 2π 弧度,建立了两种单位的转换。

02 · 概念

弧度定义与弧长、面积公式

半径为 r 的圆中,若 l 是沿该次旋转过程截取的弧长(可以跨越多周),则圆心角 α 的弧度数满足 |α|=l/r;方向仍由正负号表示。180°=π rad,1°=π/180 rad。

当 α 使用弧度时,弧长 l=r|α|;对 0≤|α|≤2π 的普通扇形,面积 S=(1/2)r²|α|。多周旋转若使用同一面积式,表示按旋转重数累计的扫过面积,不是单个普通扇形面积。

03 · 方法

转换角度并计算圆弧量

  1. 01

    角度转弧度时乘 π/180,弧度转角度时乘 180/π。

  2. 02

    统一角的单位后,再代入弧长或扇形面积公式。

  3. 03

    检查弧长和面积为非负量,并补上长度或面积单位。

04 · 例题

把方法落到具体问题

1由圆心角求弧长

半径为 6 cm 的圆中,150° 圆心角所对的劣弧长是多少?

  1. 1

    将 150° 化为弧度:150·π/180=5π/6。

  2. 2

    使用弧长公式 l=rα,代入 r=6、α=5π/6。

  3. 3

    计算得 l=6·5π/6=5π cm。

05 · 辨析

容易忽略的条件与边界

回看

本节小结

  • 1 弧度对应弧长与半径相等。
  • 180° 等于 π 弧度。
  • 弧长和扇形面积的简洁公式要求角用弧度。