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。
本文章目录
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
- 01
角度转弧度时乘 π/180,弧度转角度时乘 180/π。
- 02
统一角的单位后,再代入弧长或扇形面积公式。
- 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
半径为 6 cm 的圆中,150° 圆心角所对的劣弧长是多少?
解
- 1
将 150° 化为弧度:150·π/180=5π/6。
- 2
使用弧长公式 l=rα,代入 r=6、α=5π/6。
- 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。