Alevel数学:到底什么是弧度呢?
在 Alevel数学考试中,有一个章节就是学习弧度制,那么我们先来回忆一下到底什么是弧度呢?
弧度等于半径长的圆弧所对的圆心角叫做1弧度的角。
如图所示,如果一个圆的半径为r,角度A0B所对应的弧长,与半径相等,那此时的角度定义为1rad。
由于圆弧长短与圆半径之比,不因为圆的大小而改变,所以弧度数也是一个与圆的半径无关的量。同时,通过弧度制,我们可以用角度来表达弧长。
那么为什么要发明弧度制呢?
在我们了解原因之前,我们先来说一说角度,从我们上小学开始,接触三角形,就会学习角度,会学习如何用量角器测量三角形三个角的角度。
其实角度的出现,是源于对圆周运动的观察,也就是对太阳的观察。我们的古人,通过对太阳移动轨迹的观察,来计算时间,从而出现了角度。
然后我们的古人不仅观察太阳,还观察星星,发现了很多星座,发现我们在不同时间看到的星座的位置不一样,然后他们就以星座为参照物,近似观察出这个星座从一开始回到最初位置的周期是360天,也就是一年。
但随着科学技术的发展,后来古人们又发现,实际上一年是365天,但因为360度已经成为习惯,并且好计算,所以保留了下来。
古人就是从观察者的角色中,我们认识了角度。其实这个观察者就是看着太阳或者星星做圆周运动。但是如果我们是进行者,我们做圆周运动,要如何计量呢?
比如我们在航海的时候,就是在做圆周运动,所以“海里”这个为单位也是弧度制的产物之一。
海里:等于地球椭圆子午线上纬度1分所对应的弧长。如图所示:
这样,我们知道了航海位移的角度,也就知道我们所处的经纬度,就可以运动地图进行导航。
同时,如果我们在航海中,用公里运算的话,会产生消暑,这时就非常不容易确定经纬度的定位,是非常不方便的,但是一度是60海里的话,绕赤道一圈就是21600海里,这样计算起来,可以更加精准的在海上定位。
弧度制的精髓就在于统一了度量弧与角的单位,从而大大简化了有关公式及运算,尤其在高等数学中,其优点就格外明显。现在大家知道为什么弧度制对于我们来说非常重要了吧~
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