我们初中学过,在平面内,角可以看作一条射线绕它的端点旋转而成的图形.它们旋转方向,不论从射线经OA旋转到OB,还是从射线OB旋转到OA,它们旋转的绝对量是一样,而旋转的绝对量不超过一个周角.在现实生活中,在很多角的大小超过这个范围.例如运动员掷球旋转过的角.(图1-1所示)
图1-1
【问题】射线绕端点旋转,旋转的大小和方向如何度量?
首先我们来回答,如何描述射线的旋转方向?在平面内,一条射线连着经的端点,旋转有两个相反的转向:顺时针方向和逆时针方向.
[定义]我们规定:按逆时针方向旋转而成的角叫做正角.
按顺时针方向旋转而成的角叫做负角.
当射线没有旋转时,我们也把它看成一个角,叫作零角.
在画图时,常用带箭头的弧来表示旋转的方向和旋转的绝对量.旋转生成的角,又常称为转角.
如图1-2,射线OA绕端点O按逆时针方向旋转到OB所成的角记作∠AOB,OA叫始边,OB叫终边,O叫顶点.∠AOB=120°.
图1-2
如图1-2,射线OA绕端点O按顺时针方向旋转到OB所成的角记作∠AOB,OB叫始边,OA叫终边,O叫顶点.∠AOB=-120°.
当射线OA绕端点O旋转时,旋转量可以超过一个周角形成任意角,角的度数表示旋转量的大小.
如图1-3,射线OA旋转90°到射线OB的位置,按着再旋转-30°到OC的位置,则∠AOC=∠AOB+∠BOC=90°+(-30°)=60°
图1-3
也就是说,各角和的旋转量等于各角旋转量的和.
即:90°-30°,可以看成90°与-30°的和.
一般地,α-b可直接看成α与-b的代数和,引入正负角的概念后,角的减法运算都可转化为角的加法运算.
∠AOB表示以OA为始边,以OB为终边的角,显然,如果不指出旋转量的大小,它可以表示,许多旋转是不同的角,但这些角彼此相差360°的整数倍,设∠AOB=α则
α+360°,α-360°,α-2·60°,…
它们的始边和终边分别相同,所有与角α始边和终边分别相同的角构成的集合为S={x|x=α+k·360,k∈Z}.
在直角坐标系中讨论角时,通常使角的顶点和坐标原点重合,角的始边与x轴的正半轴重合,这样角的大小和方向可确定终边在坐标系中的位置.这样放置的角,我们说它在坐标系中处于标准位置.
处于标准位置的角的终边落在第几象限,就把这个角叫做第几象限的角.如果角的终边落在坐标轴上,就认为这个角不属于任何象限.
例1 写出与下列各角终止边相同的角的集合,并指出它们是哪个象限角:
(1)45°;(2)135°.(www.xing528.com)
解 (1)与45°终边相同角的集合是:S={x|x=45°+k·360,k∈Z},因为45°是第一象限角,所以集合S中的角都是第一象限角.
(2)与135°终止相同角的集合是:S={x|x=135°+k·360,k∈Z},因为135°是第二象限角,所以集合S中的角都是第二象限角.
例2 写出终边在y轴上的角集合.
解 终边在y轴上的正半轴的一个角为90°,终边在y轴负半轴上的一个角为-90°.
因此,终边在y轴的正半轴,负半轴上的角的集合分别是:
S1={x|x=90°+k·360,k∈Z},
S2={x|x=-90°+k·360,k∈Z}.
所以终边在y轴上角的集合为:
S1∪S2={x|x=90°+k·360,k∈Z}∪{x|x=-90°+k·360,k∈Z}
={x|x=90°+k·180,k∈Z}.
例3 在0°-360°(0°≤X<360°之间,找出下列各角终边相同的角,并分别判定各是哪个象限的角:
(1)-120°;(2)640°.
解 (1)∵ -120°=240°-360°,所以-120°与240°的角终边相同,它是第三象限角.
(2)∵640°=280°+360°,所以640°与280°的角终边相同,它是第四象限角.
例4 写出第一象限的集合.
解 在0°~360°之间,第一象限角的取值范围是0°<X<90°,所以第一象限角的集合是:{α|α=k·360﹤α﹤90°+k·360,k∈Z}.
练习
1.画出下列各角:
(1)45°;(2)90°;(3)120°;(4)210°;(5)-60°;(6)-90°;(7)135°;(8)-270°;(9)-300°;(10)-405°;(11)426°.
2.写出与下列各角终边相同的角的集合,并指出它们是哪个象限的角:
(1)30°;(2)60°;(3)120°;(4)-45°;(5)-120°.
3.写出终边在x轴上的角的集合.
4.在直角等坐标系中0°~360°间,找出与下列各角终边相同的角,并判它们是哪个象限的角:
(1)-45°;(2)760°;(3)-950°;(4)-480°.
5.写出第三象限角的集合.
6.写出第二象限角和第四限象角的集合.
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