在初中數(shù)學(xué)中,對(duì)角的度量采用的是角度制。到了高中,課本上又出現(xiàn)了一種新的度量角的方法——弧度制?;《戎?,顧名思義就是用弧長(zhǎng)來(lái)度量角的方法,用弧長(zhǎng)與半徑的比來(lái)刻畫圓心角的大小。這樣的話,角的單位已經(jīng)由“度”換成了“弧度”,那么圓周角表示為2π,平角表示為π,直角表示為。首先通過(guò)以下問(wèn)題,回顧一下弧度制。
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設(shè)有兩條相交的射線(有方向的半直線),這兩條射線之間便會(huì)形成一個(gè)夾角。我們?nèi)绾蝸?lái)度量這個(gè)夾角的大小呢?無(wú)論從理論上,還是從歷史事實(shí)上,度量角的方法都有很多。
弧度制便是度量角度大小的其中一種方式。它的辦法是以兩條相交直線的交點(diǎn)為中心,以單位長(zhǎng)度1為半徑作一個(gè)圓周(數(shù)學(xué)上稱之為單位圓),然后把兩條相交直線所夾的單位圓的弧長(zhǎng),作為度量?jī)芍本€的夾角的值。就像前面說(shuō)的那樣,圓周角為2π弧度,平角為π弧度,直角為弧度,等等。那么,引入弧度制有何意義呢?
引入弧度制給我們帶來(lái)幾大益處:
1、弧度制的引入使得角的集合與實(shí)數(shù)R之間建立起了一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。雖然用角度制也可以建立對(duì)應(yīng)關(guān)系,但由于進(jìn)位制不同會(huì)導(dǎo)致計(jì)算不便。而有了弧度制后,每一個(gè)角都對(duì)應(yīng)唯一一個(gè)實(shí)數(shù),即弧度數(shù)就是這個(gè)實(shí)數(shù)的角,每一個(gè)實(shí)數(shù)對(duì)應(yīng)唯一一個(gè)角的大??;
2、在角度制下,三角函數(shù)的圖象會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。例如點(diǎn)P(x,sinx)的橫坐標(biāo)x是60進(jìn)制,縱坐標(biāo)sinx是10進(jìn)制,在角度制下正弦函數(shù)y=sinx的圖象中橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)比例不一致,如圖1所示。而在弧度制下,正弦函數(shù)y=sinx圖象中點(diǎn)P(x,sinx)的橫、縱坐標(biāo)一致,如圖2所示。
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3、在角度制下,弧長(zhǎng)公式是L=,面積公式為S=
;在弧度制下,弧長(zhǎng)公式是L=αR,面積公式為S=
LR。兩者相比較,弧度制公式更加簡(jiǎn)潔,運(yùn)用起來(lái)更加方便,主要體現(xiàn)在用極坐標(biāo)知識(shí)計(jì)算某些圖形面積或曲線弧長(zhǎng)上。
弧度制被廣泛接受,也是受到微積分的推動(dòng)。在微積分的很多公式中,角的度量使用弧度制會(huì)比使用角度制來(lái)得更加直觀和方便。如,重要極限=1的公式。
最后,弧度制的出現(xiàn)不僅可以用更簡(jiǎn)潔的方式將數(shù)學(xué)式子表示出來(lái),而且讓角有了統(tǒng)一的描述,有了更加科學(xué)的定義?;《戎瞥浞煮w現(xiàn)了數(shù)學(xué)體系的一致性和簡(jiǎn)約性。不得不說(shuō),弧度制是人類取得的一個(gè)偉大成果。
本文由石家莊市藁城區(qū)第九中學(xué)一級(jí)教師劉麗芳進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。???
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