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必修一

第33讲 5.1任意角和弧度制

学习目标

第33讲 5.1任意角和弧度制

课程标准学习目标
①理解并掌握正角、负角、零角的概念。 ②掌握象限角的范围,掌握终边相同的角的表示方法及判定方法。 ③了解弧度制,能进行弧度与角度的互 化。 ④由圆周角找出弧度制与角度制的联系,记住常见特殊角对应的弧度数。 ⑤掌握弧度制中扇形的弧长公式和面积公式,能用公式进行简单的弧长及面积运算。1.通过本节课的学习,要求掌握任意角的概念,并能用集合的形式表示任意角; 2掌握弧度制与角度制的互化,; 3.记住特殊角的弧度制; 4.掌握与弧度制相关的弧长公式和面积公式的运用;

知识清单

知识点01:任意角

1、角的概念

角可以看成平面内一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所成的图形

2、角的分类

①正角:按逆时针方向旋转所形成的角.

②负角:按顺时针方向旋转所形成的角.

③零角:如果一条射线没有做任何旋转,我们称它形成了一个零角.

3、角的运算

设,是任意两个角,为角的相反角.

(1):把角的终边旋转角.(时,旋转量为,按逆时针方向旋转;时,旋转量为,按顺时针方向旋转)

(2):

知识点02:象限角

1、定义:在直角坐标系中,使角的顶点与原点重合,角的始边与x轴的非负半轴重合.那么,角的终边在第几象限,就说这个角是第几象限角.

如果角的终边在坐标轴上,那么就认为这个角不属于任何一个象限.

2、象限角的常用表示:

第一象限角
第二象限角
第三象限角
第四象限角

知识点03:轴线角

1、定义:轴线角是指以原点为顶点,轴非负半轴为始边,终边落在坐标轴上的角.

2、轴线角的表示:

终边落在轴非负半轴
终边落在轴非负半轴
终边落在轴非正半轴
终边落在轴非正半轴
终边落在轴
终边落在轴
终边落在坐标轴

知识点04:终边相同的角的集合

所有与角终边相同的角为

知识点05:角度制与弧度制的概念

1、弧度制

长度等于半径长的圆弧所对的圆心角叫做1弧度角,记作1,或1弧度,或1(单位可以省略不写).

2、角度与弧度的换算

弧度与角度互换公式:

3、常用的角度与弧度对应表

角度制
弧制度

知识点06:扇形中的弧长公式和面积公式

弧长公式:(是圆心角的弧度数),

扇形面积公式:.

题型精讲

【即学即练1】(23-24高一·上海·课堂例题)在0°~360°范围内,分别找出终边与下列各角的终边重合的角,并判断它们是第几象限的角:

(1);

(2)905.3°;

(3);

(4)530°

【即学即练2】(24-25高一上·全国·课前预习)(1)把化成弧度;

(2)把化成角度.

【即学即练3】(23-24高一·上海·课堂例题)已知扇形的弧所对的圆心角为,且半径为.求该扇形的弧长和面积.

题型01 任意角的概念

【典例1】(23-24高一上·上海·阶段练习)在平面直角坐标系中,给出下列命题:①小于的角一定是锐角;②钝角一定是第二象限的角;③终边不重合的角一定不相等;④第二象限角大于第一象限角.其中假命题的个数是(    )

A.1个B.2个C.3个D.4个

【典例2】(多选)(23-24高一上·全国·课后作业)下列选项不正确的是(    )

A.终边落在第一象限的角为锐角

B.锐角是第一象限的角

C.第二象限的角为钝角

D.小于的角一定为锐角

【变式1】(多选)(23-24高一上·江苏淮安·阶段练习)下列说法中正确的是(   )

A.锐角是第一象限角B.第二象限角为钝角

C.小于的角一定为锐角D.角与的终边关于轴对称

【变式2】(23-24高一上·福建南平·期中)把分针拨快15分钟,则分针转过的角度为 .

题型02终边相同的角

【典例1】(23-24高一下·辽宁沈阳·期中)与角终边相同的角是(   )

A.B.C.D.

【典例2】(24-25高一上·上海·课后作业)在与530°终边重合的角中,求满足下列条件的角.

(1)最大的负角;

(2)最小的正角;

(3)–720°到–360°的角.

【变式1】(23-24高一下·山东日照·期中)在内,与角终边相同的角是(    )

A.B.C.D.

【变式2】(23-24高一·上海·课堂例题)找出与下列各角的终边重合的角,并判别下列各角是第几象限的角:

(1);

(2).

题型03 终边在某条直线上的角的集合

【典例1】(23-24高一·全国·课后作业)终边落在直线上的角的集合为(    )

A.B.

C.D.

【典例2】(24-25高一上·上海·课堂例题)如图,用弧度制分别写出下列条件下的角的集合.

(1)终边在射线上;

(2)终边在直线上.

【变式1】(2024高一上·全国·专题练习)(1)写出终边在直线上的角的集合.

(2)写出终边在射线()与()上的角的集合.

题型04 区域角

【典例1】(23-24高一下·广西钦州·阶段练习)集合中角表示的范围用阴影表示是图中的(      )

A.B.

C.D.

【典例2】(23-24高一上·全国·课前预习)如图所示阴影部分角的集合.

【典例3】(23-24高一·江苏·课后作业)如图,写出终边落在阴影部分的角的集合(包括边界).

【变式1】(23-24高一上·山东烟台·期末)如图所示,终边落在阴影部分包括边界的角的集合是 .

【变式2】(23-24高一上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)如图所示,写出顶点在原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边落在阴影部分内的角的集合 .

【变式3】(2024高一·全国·专题练习)写出如图所示阴影部分的角α的范围.

(1) ;

(2) .

题型05 确定分角的终边所在的象限

【典例1】(23-24高一下·辽宁辽阳·期中)已知角的终边经过点,则是(    )

A.第一或第三象限角B.第二或第四象限角

C.第一或第二象限角D.第三或第四象限角

【典例2】(23-24高一上·河北石家庄·期中)如果角的终边在第三象限,则的终边一定不在(   )

A.第一象限B.第二象限

C.第三象限D.第四象限

【典例3】(24-25高一上·上海·课堂例题)已知为第三象限的角,讨论角,,的终边的位置.

【变式1】(23-24高三上·上海静安·期末)设是第一象限的角,则所在的象限为(    )

A.第一象限B.第三象限

C.第一象限或第三象限D.第二象限或第四象限

【变式2】(23-24高一下·全国·课后作业)已知角是第三象限角,求所在的象限.

题型06 弧度制的概念

【典例1】(23-24高一上·全国·课后作业)判断正误(正确的写正确,错误的写错误)

(1)1rad的角比1°的角要大.( )

(2)用角度制和弧度制度量角,都与圆的半径有关.( )

(3)每个弧度制的角,都有唯一的角度制的角与之对应.( )

(4)1°的角是周角的,1rad的角是周角的.( )

【典例2】(多选)(23-24高一下·江西新余·阶段练习)下列命题中,正确的是( )

A.1弧度的角就是长为半径的弦所对的圆心角

B.若是第一象限的角,则也是第一象限的角

C.若两个角的终边重合,则这两个角相等

D.用角度制和弧度制度量角,都与圆的半径无关

【变式1】(24-25高一上·全国·课后作业)下列说法正确的是(    )

A.1弧度的角与1°的角一样大

B.若圆的一条弦长等于半径,则这条弦所对的圆心角是

C.经过5分钟分针转了30°

D.长度等于半径的弦所对的圆心角的大小是1弧度

【变式2】(多选)(23-24高一上·全国·课后作业)下列各说法,正确的是(  )

A.半圆所对的圆心角是π rad

B.圆周角的大小等于2π

C.1 弧度的圆心角所对的弧长等于该圆的半径

D.长度等于半径的弦所对的圆心角的大小是1 弧度

题型07 角度与弧度的互化

【典例1】(23-24高一·上海·课堂例题)分别将下列弧度化为角度:

(1)

(2)

(3)(结果精确到0.01°).

【典例2】(23-24高一·上海·课堂例题)分别将下列角度化为弧度:

(1)15°;

(2);

(3).

【变式1】(2024高一上·江苏·专题练习)将下列角度与弧度进行互化:

(1);

(2);

(3);

(4).

【变式2】(2023高一·江苏·专题练习)将下列各弧度化成角度.

(1)

(2)

(3)

(4)-3

题型08 用弧度表示角或范围

【典例1】(24-25高一上·全国·随堂练习)与60°角终边相同的角可以表示为(    )

A.B.

C.D.

【典例2】(23-24高一上·河北承德·期末)已知角的终边落在阴影区域内(不含边界),角的终边和相同,则角的集合为(    )

A.

B.

C.

D.

【变式1】(2024高三·全国·专题练习)与终边相同的角的表达式中,正确的是(    )

A.B.

C.D.

【变式2】(23-24高一下·山东潍坊·阶段练习)把写成的形式是 .

题型09弧长公式

【典例1】(23-24高一下·辽宁沈阳·阶段练习)在单位圆中,长度为的弦所对的劣弧长是(    )

A.B.C.D.

【典例2】(24-25高一·上海·随堂练习)已知一扇形的圆心角为,半径为,弧长为.

(1)若,,求扇形的弧长;

(2)已知扇形的周长为,面积是,求扇形的圆心角.

【变式1】(23-24高一下·安徽铜陵·期末)若一个扇形的面积为6,扇形圆心角的弧度数是4,则该扇形的弧长为 .

【变式2】(23-24高一下·上海黄浦·期末)若扇形的圆心角为,半径为4,则其弧长为 .

【典例1】(23-24高一下·河南南阳·期中)在扇形中,,弦,则扇形的面积是(    )

A.B.C.D.

【典例2】(23-24高一上·云南昆明·期末)已知某扇形的圆心角是,半径为,则该扇形的面积为 .

【变式1】(23-24高一下·辽宁沈阳·期中)在扇形中,,且弦,则扇形的面积为(   )

A.B.C.D.

【变式2】(23-24高一下·重庆·期末)若一个扇形的半径为1,圆心角为,则该扇形的面积为(    )

A.15B.30C.D.

【典例1】(23-24高一下·陕西渭南·阶段练习)已知扇形的圆心角是,半径为,弧长为;

(1)若,求扇形的弧长;

(2)若扇形的周长为,当扇形的圆心角为多少弧度时,这个扇形的面积最大,最大值是多少?并求出此时的半径.

【典例2】(23-24高一上·全国·期末)已知一个扇形的中心角是,所在圆的半径是R.

(1)若,,求扇形的面积;

(2)若扇形的周长为,面积为,求扇形圆心角的弧度数;

(3)若扇形的周长为定值C,当为多少弧度时,该扇形面积最大?并求出最大值.

【变式1】(23-24高一下·北京·阶段练习)(1)一条弦的长等于它所在圆的半径,求弦和劣弧所组成的弓形的面积;

(2)一扇形的周长为,那么扇形的半径和圆心角各取什么值时,才能使扇形的面积最大?并求出最大值?

【变式2】(23-24高一上·海南省直辖县级单位·阶段练习)已知一扇形的圆心角为,半径为,弧长为.

(1)若,,求扇形的周长;

(2)若扇形的周长为20,求扇形面积的最大值,此时扇形的圆心角为多少弧度.

强化训练

A夯实基础

一、单选题

1.(2024高一上·浙江台州·专题练习)已知,则的余角是(    )

A.29.4°B.29.64°C.119.4°D.119.64°

2.(23-24高一上·全国·课后作业)若角的顶点与原点重合,始边与轴的非负半轴重合,则集合中的角的终边在图中的位置(阴影部分)是(    )

A.B.C.D.

3.(23-24高一下·陕西渭南·期中)角1000°的终边在(    )

A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限

4.(2024高三·全国·专题练习)如图,曲线段是一段半径为的圆弧,若圆弧的长度为,则A,B两点间的距离为( )

A.RB.RC.RD.2R

5.(23-24高一下·重庆·期中)密位制是度量角的一种方法.把一周角等分为份,每一份叫做1密位的角.以密位作为角的度量单位,这种度量角的单位制,叫做角的密位制.在角的密位制中,采用四个数码表示角的大小,单位名称密位二字可以省去不写.密位的写法是在百位数与十位数字之间画一条短线,如7密位写成“”,密位写成“”.1周角等于密位,记作1周角,1直角.如果一个半径为的扇形,它的面积为,则其圆心角用密位制表示为(    )

A.B.C.D.

6.(24-25高一上·全国·课后作业)集合中角所表示的范围(阴影部分)是(    )

A.B.

C.D.

7.(23-24高一下·陕西渭南·期中)“古典正弦”定义为:在如图所示的单位圆中,当圆心角的范围为时,其所对的“古典正弦”为(为的中点).根据以上信息,当圆心角对应弧长时,其对应的“古典正弦”值为(    )

A.B.C.D.

8.(23-24高一下·山东烟台·阶段练习)《掷铁饼者》取材于希腊的现实生活中的体育竞技活动,刻画的是一名强健的男子在掷铁饼过程中最具有表现力的瞬间.现在把掷铁饼者张开的双臂近似看成一张拉满弦的“弓”,掷铁饼者的手臂长约为米,肩宽约为米,“弓”所在圆的半径约为米,则掷铁饼者双手之间的距离约为(    )

A.1.01米B.1.76米C.2.04米D.2.94米

二、多选题

9.(23-24高一上·山西朔州·阶段练习)已知一根长为L的铁丝,现在要把这根铁丝正好折成一个扇形,且使得扇形的面积最大.则下列选项中正确的是(    )

A.当扇形的面积最大时,扇形的半径为

B.扇形面积的最大值为

C.当扇形的面积最大时,扇形的半径为

D.扇形面积的最大值为

10.(23-24高一上·江苏·阶段练习)下列结论中正确的是(    )

A.终边经过点的角的集合是

B.将表的分针拨慢10分钟,则分针转过的角的弧度数是

C.若是第三象限角,则是第二象限角

D.若,,则

三、填空题

11.(23-24高一下·海南省直辖县级单位·开学考试)扇面书画在中国传统绘画中由来已久.最早关于扇面书画的文献记载,是《王羲之书六角扇》.扇面书画发展到明清时期,折扇开始逐渐的成为主流.如图,该折扇扇面画的外弧长为,内弧长为,且该扇面所在扇形的圆心角约为,则该扇面画的面积约为

12.(2023高二·湖北·学业考试)沈括的《梦溪笔谈》是中国科技史上的杰作,其中收录了计算圆弧长度的“会圆术”.如图,是以为圆心为半径的圆弧,C是的中点,D在上,且.记的弧长的近似值为,“会圆术”给出了的一种计算公式:.若,,则根据该公式计算 .

四、解答题

13.(23-24高一下·辽宁辽阳·期中)如图,这是一个扇形环面(由扇形挖去扇形后构成)展台,米.

(1)若,米,求该扇形环面展台的周长;

(2)若该扇形环面展台的周长为米,布置该展台的平均费用为元/平方米,求布置该扇形环面展台的总费用.

B能力提升

1.(2023·山西·模拟预测)在平直的铁轨上停着一辆高铁列车,列车与铁轨上表面接触的车轮半径为,且某个车轮上的点刚好与铁轨的上表面接触,若该列车行驶了距离,则此时到铁轨上表面的距离为(    )

A.B.C.D.

2.(23-24高一下·上海·期中)如图,长为2,宽为1的矩形木块,在桌面上作无滑动翻滚,翻滚到第四次时被一小木块挡住,使木块底与桌面成30°角,则点走过的路程是 .

3.(23-24高一上·广东清远·期中)已知扇形的圆心角是,半径为,弧长为.

(1)若,,求扇形的弧长.

(2)若扇形的周长是20 cm,当扇形的圆心角为多少弧度时,这个扇形的面积最大?

(3)若,求扇形的弧所在的弓形的面积.