Мера угла
СОДЕРЖАНИЕ: Дисциплина: Высшая математика Тема: Мера угла 1. Градусная и радианная мера угла Как было показано ранее, функция задает определенное соотношение между двумя числовыми множествами. Однако в некоторых случаях область определения функции может являться множеством чисел, имеющих размерность.
Дисциплина: Высшая математика
Тема: Мера угла
1. Градусная и радианная мера угла
Как было показано ранее, функция задает определенное соотношение между двумя числовыми множествами. Однако в некоторых случаях область определения функции может являться множеством чисел, имеющих размерность. В частности, речь идет о множестве значений некоторого угла. Прежде чем приступить к рассмотрению подобных функций, напомним некоторые факты, связанные с измерением углов.
Определение 1. Углом в называется центральный угол, опирающийся на дугу окружности, имеющей длину, равную ее части.
Исторически сложилось деление градуса на 60 минут, а минуты на 60 секунд, то есть: , . Секунды делятся на десятые, сотые и т.д. части. Градус является наиболее распространенной единицей измерения углов.
Определение 2. Углом в 1 радиан называется центральный угол, опирающийся на дугу окружности, имеющую длину, равную ее радиусу
.
Таким образом, для отыскания радианной меры центрального угла достаточно длину дуги (l), на которую он опирается, разделить на длину радиуса (R), то есть .
Из сказанного выше следует, что полной окружности будет соответствовать в градусах угол в 360 раз больший, то есть . В радианах это будет радиан. Необходимо также отметить, что величина угла в градусной и радианной мере никак не связана с радиусом окружности. Следовательно, в дальнейшем можно рассматривать окружность любого радиуса, проще всего - единичного.
Формулы перехода от градусной меры дуг и углов к радианной и наоборот имеют вид:
, .
Отсюда следует, что
1 рад = , а рад0,01745 рад.
Рассмотрим теперь координатную плоскость с началом координат в точке О. Проведем окружность единичного радиуса с центром в точке О и отметим точки ее пересечения с осями координат.
Рассмотрим произвольную точку M на окружности и вектор , который называется радиус-вектором точки M.
Будем рассматривать центральные углы AOM, образованные векторами и при перемещении точки M по окружности.
Если точка M совпадает с точкой A, то полагают равным нулю. Будем считать положительным, если вращение вектора от начального положения происходит в направлении противоположном движению часовой стрелки. В противном случае будем считать отрицательным.
Так как полный оборот вектора приводит его в то же положение, однозначно определить величину угла, если это не оговорено, нельзя. Иначе говоря, в общем случае
Или
.
2. Элементарные тригонометрические функции произвольного угла
Введем определение основных тригонометрических функций угла. Для этого изобразим вначале единичную окружность.
Определение 1. Синусом угла называется отношение ординаты конца подвижного радиус-вектора , который образует угол с осью абсцисс, к длине этого радиус-вектора и обозначается
.
Определение 2. Косинусом угла называется отношение абсциссы конца подвижного радиус-вектора , который образует угол с осью абсцисс, к длине этого радиус-вектора и обозначается
.
Определение 3. Тангенсом угла называется отношение ординаты конца подвижного радиус-вектора , который образует угол с осью абсцисс, к абсциссе конца этого радиус-вектора и обозначается
.
Определение 4. Котангенсом угла называется отношение абсциссы конца подвижного радиус-вектора , который образует угол с осью абсцисс, к ординате конца этого радиус-вектора и обозначается
.
Из приведенных определений следует, что
, , ,
причем у единичной окружности
, .
Введение произвольных по знаку и абсолютной величине углов позволяет каждому действительному числу поставить в соответствие угол в радиан и, наоборот, каждому углу - однозначно определяемое действительное число, равное числу радиан. Такое взаимнооднозначное соответствие позволяет определить тригонометрические функции числового аргумента.
Определение 5. Тригонометрическая функция числа это та же тригонометрическая функция угла величиной в радиан
.
Рассмотрим графики основных элементарных тригонометрических функций.
.
Здесь
; ;
период ; ; корни , где .
2. .
Здесь
; ;
период ; ; корни , где .
3. .
Здесь
,
где ; ; период ; ; корни , где .
4. .
Здесь
,
где ; ; период ; ; корни , где .
5.
.
Здесь
; ; ; корень .
6.
.
Здесь
; ; ; корень .
7. .
Здесь
; ; ; корень .
8. .
Здесь
; ; ; корней нет.
Литература
1. Ефимов Н.В. Высшая геометрия. Изд-во: ФИЗМАТЛИТ®, 2003. - 584c.
2. Клейн Ф., Феликс Христиан Клейн Высшая геометрия: Пер. с нем. Изд.3. Изд-во: ЛИБРОКОМ, 2009. - 400c.
3. Крищенко Александр, Канатников Анатолий Аналитическая геометрия: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. Издательство Академия/Academia, 2009. - 2008c.
4. Фролов С. Начертательная геометрия Учебник.3-е изд., перераб. и доп. Изд-во: ИНФРА-М, ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ДОМ, 2007. - 286c.
Скачать архив с текстом документа