弧度

更新时间:2024-07-09 08:42

弧度,旧称。在数学物理中,弧度是的度量单位。它是由国际单位制导出的单位,单位缩写是rad。其定义为:弧长等于圆半径的弧所对应的圆心角为1rad。根据定义,一周的弧度数为2πr/r=2π,360°=2π rad,因此,1rad约为57.3°。

定义

用弧长和半径之比度量圆心角的单位。弧长等于半径的弧,其所对的圆心角为1弧度,即两条射线圆心圆周射出,形成一个夹角和夹角正对的一段。当这段弧长正好等于圆的半径时,两条射线的夹角的弧度为1。

单位由来

古巴比伦人对圆周的划分,在一定程度上影响了古希腊天文学。在古希腊时期“地心说”十分流行,人们认为太阳绕着地球圆周运动,因此产生了许多圆形轨道的计算问题,进一步地,人们就想知道已知弧长如何求对应弦长这类三角学问题,为此古希腊人希帕科斯(公元前190-120)首次绘制了弦表,又如克罗狄斯·托勒密的著作《大成》中也有类似弦表,这使得弦表的思想为人所熟知,这也即为三角学的开端。

古希腊人通过弦表也发现了弧长与弦长的一一对应关系,这即是最早的三角函数。只不过古希腊人还没有形成“函数”的概念,他们在不知不觉中使用弧长作为三角函数的自变量,并且为了单位的统一,他们沿用了古巴比伦人的六十进制,将弧长的度量也用六十进制表示。

实际上,这就是弧度的雏形,“弧长弦长的对应关系”可以进一步转化为“角的大小与弦长的对应关系”,由于用弧长作为自变量时需要给定的半径,而用弧度(的大小)作为自变量则无需给定半径,避免了换算的繁复。

相关计算

根据定义(),一周的弧度数为,360°角=2π弧度,因此,1弧度为()°,近似值为57.3°,即57°17'44.806'',1°为弧度,近似值为0.01745弧度,周角为2π弧度,平角(即180°角)为π弧度,直角(即90°角)为弧度。

在具体计算中,角度以弧度给出时,通常不写弧度单位,直接写值。最典型的例子是三角函数,如、、。

在初中数学中,圆弧长公式

,在这里n就是角度数,即圆心角n所对应的弧长。

但利用弧度,以上的式子将会变得更简单:(注意,弧度有正负之分)

,即α的大小与半径之积。

同样,简化扇形面积公式:

(二分之一倍的α角的大小,与半径的平方之积,从中看出,当,即周角时,公式变成了,圆面积的公式。)

Windows 操作系统附带的计算器程序(电脑左下角的开始→程序→附件→计算器)的科学计算法里,可以调用弧度来进行计算

特殊值

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