专题5.1 任意角的概念以及弧度制 (原卷版+解析版)

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专题5.1 任意角的概念以及弧度制 (原卷版+解析版)

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专题5.1 任意角的概念以及弧度制
(一)任意角的三角函数
要点 定义 说明
任意角的概念 角是由平面内一条射线绕其端点旋转而成的图形; 分类:①正角:射线按逆时针方向旋转而成的角; ②负角:射线按顺时针方向旋转而成的角; ③零角:当射线没有旋转时,也看成一个角,叫零角; /
终边相同的角 与角α终边相同的角构成的集合是: β={β|β=α+k·360o,k∈Z} ; 也可表示为α+2kπ,k∈Z
弧度制 弧长等于半径长的弧所对的圆心角称为1弧度的角 弧度用rad表示
弧度与角度的换算:π弧度= 180°;
弧长公式:l = |α|·r ; 角α为弧度制
例1.下列说法中正确的是( )
A.锐角是第一象限角 B.终边相等的角必相等
C.小于的角一定在第一象限 D.第二象限角必大于第一象限角
【答案】A
【分析】利用角的定义一一判定即可.
【详解】锐角是指大于小于的角,故其在第一象限,即A正确;
选项B.终边相等的角必相等,两角可以相差整数倍,故错误;
选项C.小于的角不一定在第一象限,也可以为负角,故错误;
选项D.根据任意角的定义,第二象限角可以为负角,第一象限角可以为正角,此时第二象限角小于第一象限角,故错误.
故选:A
例2.是( )
A.第一象限角 B.第三象限角
C.第三象限角 D.第四象限角
【答案】C
【分析】利用终边相同的角计算即可.
【详解】因为是第三象限角,所以是第三象限角.
故选:C
例3.在平面直角坐标系中,下列与角 终边相同的角是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用终边相同的角的定义计算即可.
【详解】由题意可知,所以与 终边相同.
故选:B
例4.已知角终边上有一点,则为( )
A.第一象限角 B.第二象限角
C.第三象限角 D.第四象限角
【答案】D
【分析】根据角终边上的点所在象限判断即可.
【详解】因为点在第四象限,
所以角为第四象限角.
故选:D.
例5.在半径为的圆上,有一条弧的长是,则该弧所对的圆心角(正角)的弧度数为( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【分析】直接利用弧长公式计算得到答案.
【详解】该弧所对的圆心角(正角)的弧度数为.
故选:A
例6.半径为1,圆心角为的扇形的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用扇形的面积公式即可得解.
【详解】因为扇形的半径为1,圆心角为,
所以扇形的面积为.
故选:D.
例7.时间经过1小时50分钟,则分针转过的角度是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据任意角的概念求得正确答案.
【详解】,则,
因为时针都是顺时针旋转,
所以时间经过1小时50分钟,分针转过的角度是.
故选:A
例8.将下列各角度化成弧度,弧度化成角度.



.
【答案】
【分析】根据角度制与弧度制之间的互化即可逐一求解
【详解】
例9.已知角.
(1)将改写成的形式,并指出是第几象限的角;
(2)在区间上找出与终边相同的角.
【答案】(1),第三象限的角.
(2),,
【分析】(1)利用角度制和弧度制之间的互化可得;
(2)根据终边相同的角的表达式,结合的取值范围即可求出结果.
【详解】(1),
又,所以
所以与的终边相同,又,
因此是第三象限的角.
(2)与终边相同的角可以写成,又,
所以当时,;
当时,;
当时,;
所以在区间上与终边相同的角为,,
例10.一个扇形所在圆的半径为,该扇形的周长为.
(1)求该扇形圆心角的弧度数;
(2)求该扇形的面积.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)计算出扇形的弧长,可求得扇形的圆心角的弧度数;
(2)利用扇形的面积公式可求得该扇形的面积.
【详解】(1)解:由题意可知,该扇形的弧长为,故该扇形圆心角的弧度数为.
(2)解:由题意可知,该扇形的面积为.
例11.已知弓形的弦长为,对应的圆心角为,求此弓形的面积.
【答案】
【解析】根据余弦定理,求出扇形半径,进而求出扇形面积和面积,即可求解.
【详解】设扇形的半径为,在中,由余弦定理得,



弓形的面积为.
例12.直径是的轮子每秒旋转45弧度,轮周上一点经过3秒钟所旋转的弧长是多少?
【答案】
【分析】由弧长公式可求得每秒旋转的弧长,即可求出.
【详解】每秒旋转的弧长为,所以经过3秒钟所旋转的弧长为.
故答案为:.
1.下列与的终边相同的角的表达式中,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】AC项角度与弧度混用,排除AC;D项终边在第三象限,排除D.
【详解】因为,终边落在第四象限,且与角终边相同,
故与的终边相同的角的集合
即选项B正确;
选项AC书写不规范,选项D表示角终边在第三象限.
故选:B.
2.在平面直角坐标系中,以下命题中所表述的角都是顶点在坐标原点,始边与轴的正半轴重合的角.
①小于的角一定是锐角;
②第二象限的角一定是钝角;
③终边重合的角一定相等;
④相等的角终边一定重合.
其中真命题的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【分析】对于①②③举例判断,对于④利用角的定义分析判断
【详解】对于①,的角是小于的角,但不是锐角,所以①错误,
对于②,的角是第二象限的角,但不是钝角,所以②错误,
对于③,的角和的角终边相同,但不相等,所以③错误,
对于④,因为角都是顶点在坐标原点,始边与轴的正半轴重合的角,所以若角相等,则终边一定重合,所以④正确,
所以真命题的个数是1,
故选:A
3.已知为第三象限角,则为第( )象限角.
A.二或四 B.三或四 C.一或二 D.二或三
【答案】A
【分析】根据为第三象限角得到的取值范围,进而可得的范围,即可求解.
【详解】因为为第三象限角,
所以
所以
当为偶数时,记,
所以
所以为第二象限角,
当为奇数时,记,
所以
所以为第四象限角,
所以为第二或第四象限角,
故选:A.
4.手表走过2小时,时针转过的角度为( )
A.60° B.-60° C.30° D.-30°
【答案】B
【分析】根据任意角的知识确定正确答案.
【详解】时针每小时转过的角度为30°,由于时针顺时针旋转,
因此时针转过的角度为负数.
所以手表走过2小时,时针转过的角度为.
故选:B
5.(1)600°角的弧度数是 .
(2)角的弧度数是 .
(3)角的角度数是 .
(4)角的角度数是 .
【答案】
【分析】根据弧度与角度换算求解即可;
【详解】根据弧度与角度的换算式以及,可以得到:
(1);
(2);
(3);
(4);
故答案为:;;;
6.已知扇形的弧长是,面积是,则扇形的圆心角的弧度数是 .
【答案】4
【分析】根据题意结合扇形的面积公式先求出半径,再利用弧长公式可求得结果.
【详解】因为扇形的弧长为4,面积为2,
所以扇形的面积为,解得,
则扇形的圆心角的弧度数为.
故答案为:4
7.已知
(1)将写成的形式,并指出它是第几象限角
(2)求与终边相同的角,满足.
【答案】(1),它是第三象限的角:
(2),
【分析】(1)利用,将角度制化为弧度制,并得到所在象限;
(2)由求出当,满足要求.
【详解】(1)因为,故,
∵,,
∴将写成(,)的形式为,
它是第三象限的角.
(2)∵与的终边相同,
∴令,,
当,满足题意,故,.
8.已知弧长为cm,扇形的面积是,求:
(1)扇形的半径r.
(2)扇形圆心角的弧度数.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)根据扇形面积与弧长的关系可求出半径;
(2)利用弧长公式求解
【详解】(1)因为弧长为cm,扇形的面积是,
所以,解得,
(2)由题意得扇形圆心角
9.已知扇形的圆心角为,.
(1)求扇形的弧长;
(2)求图中阴影部分的面积.
【答案】(1);(2)
【分析】根据图象,作于,则.再由扇形的圆心角为,
得出,则,有弧长公式可得.
(2)由(1)可得,扇形的半径为,弧长为,利用扇形面积公式求出扇形面积,再求出的面积,相减即得阴影部分的面积.
【详解】解:(1)如图,作于,则.
因为扇形的圆心角为,
所以,则,
故扇形的弧长.
(2)由(1)可得,扇形的半径为,
弧长为,则扇形的面积为
的面积为,
故图中阴影部分的面积为.
10.如图所示,有一段圆弧形公路,弯道半径为,圆弧的圆心角为60°.
(1)求的长;(精确到)
(2)求图中扇形的面积.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)根据扇形的弧长公式,可得到答案;.
(2)根据扇形的面积公式,可得到答案.
【详解】(1)根据扇形的弧长公式,可得.
(2)根据扇形的面积公式,可得.专题5.1 任意角的概念以及弧度制
(一)任意角的三角函数
要点 定义 说明
任意角的概念 角是由平面内一条射线绕其端点旋转而成的图形; 分类:①正角:射线按逆时针方向旋转而成的角; ②负角:射线按顺时针方向旋转而成的角; ③零角:当射线没有旋转时,也看成一个角,叫零角; /
终边相同的角 与角α终边相同的角构成的集合是: β={β|β=α+k·360o,k∈Z} ; 也可表示为α+2kπ,k∈Z
弧度制 弧长等于半径长的弧所对的圆心角称为1弧度的角 弧度用rad表示
弧度与角度的换算:π弧度= 180°;
弧长公式:l = |α|·r ; 角α为弧度制
例1.下列说法中正确的是( )
A.锐角是第一象限角 B.终边相等的角必相等
C.小于的角一定在第一象限 D.第二象限角必大于第一象限角
例2.是( )
A.第一象限角 B.第三象限角
C.第三象限角 D.第四象限角
例3.在平面直角坐标系中,下列与角 终边相同的角是( )
A. B. C. D.
例4.已知角终边上有一点,则为( )
A.第一象限角 B.第二象限角
C.第三象限角 D.第四象限角
例5.在半径为的圆上,有一条弧的长是,则该弧所对的圆心角(正角)的弧度数为( )
A. B. C. D.2
例6.半径为1,圆心角为的扇形的面积是( )
A. B. C. D.
例7.时间经过1小时50分钟,则分针转过的角度是( )
A. B. C. D.
例8.将下列各角度化成弧度,弧度化成角度.



.
例9.已知角.
(1)将改写成的形式,并指出是第几象限的角;
(2)在区间上找出与终边相同的角.
例10.一个扇形所在圆的半径为,该扇形的周长为.
(1)求该扇形圆心角的弧度数;
(2)求该扇形的面积.
例11.已知弓形的弦长为,对应的圆心角为,求此弓形的面积.
例12.直径是的轮子每秒旋转45弧度,轮周上一点经过3秒钟所旋转的弧长是多少?
1.下列与的终边相同的角的表达式中,正确的是( )
A. B.
C. D.
2.在平面直角坐标系中,以下命题中所表述的角都是顶点在坐标原点,始边与轴的正半轴重合的角.
①小于的角一定是锐角;
②第二象限的角一定是钝角;
③终边重合的角一定相等;
④相等的角终边一定重合.
其中真命题的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.已知为第三象限角,则为第( )象限角.
A.二或四 B.三或四 C.一或二 D.二或三
4.手表走过2小时,时针转过的角度为( )
A.60° B.-60° C.30° D.-30°
5.(1)600°角的弧度数是 .
(2)角的弧度数是 .
(3)角的角度数是 .
(4)角的角度数是 .
6.已知扇形的弧长是,面积是,则扇形的圆心角的弧度数是 .
7.已知
(1)将写成的形式,并指出它是第几象限角
(2)求与终边相同的角,满足.
8.已知弧长为cm,扇形的面积是,求:
(1)扇形的半径r.
(2)扇形圆心角的弧度数.
9.已知扇形的圆心角为,.
(1)求扇形的弧长;
(2)求图中阴影部分的面积.
10.如图所示,有一段圆弧形公路,弯道半径为,圆弧的圆心角为60°.
(1)求的长;(精确到)
(2)求图中扇形的面积.

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