【新教材】5.1.2弧度制教学设计(人教A版)前一节已经学习了任意角的概念,而本节课主要依托圆心角这个情境学习一种用长度度量角的方法—弧度制,从而将角与实数建立一一对应关系,为学习本章的核心内容—三角函数扫平障碍,打下基础.课程目标1.了解弧度制,明确1弧度的含义.2.能进行弧度与角度的互化.3.掌握用弧度制表示扇形的弧长公式和面积公式.数学学科素养1.数学抽象:理解弧度制的概念;2.逻辑推理:用弧度制表示角的集合;3.直观想象:区域角的表示;4.数学运算:运用已知条件处理扇形有关问题.重点:弧度制的概念与弧度制与角度制的转化;难点:弧度制概念的理解.教学方法:以学生为主体,采用诱思探究式教学,精讲多练。
教学工具:多媒体。
一、情景导入度量单位可以用米、英尺、码等不同的单位制,度量质量可以用千克、磅等不同的单位制,不同的单位制能给解决问题带来方便.角的度量是否也可以用不同的单位制呢?能否像度量长度那样,用十进制的实数来度量角的大小呢?要求:让学生自由发言,教师不做判断。
而是引导学生进一步观察.研探.二、预习课本,引入新课阅读课本172-174页,思考并完成以下问题1. 1弧度的含义是?2.角度值与弧度制如何互化?3.扇形的弧长公式与面积公式是?要求:学生独立完成,以小组为单位,组内可商量,最终选出代表回答问题。
三、新知探究1.度量角的两种单位制(1)角度制①定义:用度作为单位来度量角的单位制.②1度的角:周角的1360.(2)弧度制①定义:以弧度作为单位来度量角的单位制.②1弧度的角:长度等于半径长的弧所对的圆心角.2.弧度数的计算3.角度制与弧度制的转算4.一些特殊角与弧度数的对应关系度0°30°45°60°90°120°135°150°180°270°360°弧度0π6π4π3π22π33π45π6π3π22πlrπ180(180π)°正数负数零5.扇形的弧长和面积公式设扇形的半径为R ,弧长为l ,α(0<α<2π)为其圆心角,则: (1)弧长公式:l = αr .(2)扇形面积公式:S = 12lr = 12αr 2 .四、典例分析、举一反三 题型一 角度制与弧度制的互化例1 把下列弧度化成角度或角度化成弧度: (1)-450°;(2)π10;(3)-4π3;(4)112°30′.【答案】(1)-5π2 rad ;(2) 18°;(3) -240°;(4) 5π8 rad.【解析】(1)-450°=-450×π180 rad =-5π2 rad ;(2)π10 rad =π10×⎝ ⎛⎭⎪⎫180π°=18°; (3)-4π3 rad =-4π3×⎝ ⎛⎭⎪⎫180π°=-240°;(4)112°30′=112.5°=112.5×π180 rad =5π8 rad.解题技巧:(角度制与弧度制转化的要点)跟踪训练一1.将下列角度与弧度进行互化.(1)20°;(2)-15°;(3)7π12;(4)-11π5.【答案】(1)π9 rad ;(2)-π12 rad ;(3)105°;(4)-396°.【解析】(1)20°=20π180 rad =π9 rad.(2)-15°=-15π180 rad =-π12 rad.(3)7π12 rad =712×180°=105°.(4)-11π5 rad =-115×180°=-396°.题型二 用弧度制表示角的集合例2 用弧度制表示顶点在原点,始边重合于x 轴的非负半轴,终边落在阴影部分内的角的集合(不包括边界,如图所示).【答案】(1)⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫θ⎪⎪⎪-π6+2k π<θ<512π+2k π,k ∈Z; (2)⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫θ⎪⎪⎪-3π4+2k π<θ<3π4+2k π,k ∈Z ;(3)⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫θ⎪⎪⎪π6+k π<θ<π2+k π,k ∈Z. 【解析】用弧度制先写出边界角,再按逆时针顺序写出区域角,(1)⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫θ⎪⎪⎪ -π6+2k π<θ<512π+2k π,k ∈Z. (2)⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫θ⎪⎪⎪-3π4+2k π<θ<3π4+2k π,k ∈Z. (3)⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫θ⎪⎪⎪π6+k π<θ<π2+k π,k ∈Z. 解题技巧:(表示角的集合注意事项) 1.弧度制下与角α终边相同的角的表示.在弧度制下,与角α的终边相同的角可以表示为{β|β=2k π+α,k ∈Z },即与角α终边相同的角可以表示成α加上2π的整数倍. 2.根据已知图形写出区域角的集合的步骤. (1)仔细观察图形.(2)写出区域边界作为终边时角的表示.(3)用不等式表示区域范围内的角. 提醒:角度制与弧度制不能混用. 跟踪训练二1.如图,用弧度表示顶点在原点,始边重合于x 轴的非负半轴,终边落在阴影部分内的角的集合(不包括边界).① ②【答案】(1)⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫α⎪⎪⎪-2π3+2k π<α<π6+2k π,k ∈Z. (2)⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫α⎪⎪⎪2k π<α<π3+2k π或2π3+2k π<α<π+2k π,k ∈Z .【解析】(1)如题图①,以OA 为终边的角为π6+2k π(k ∈Z );以OB 为终边的角为-2π3+2k π(k ∈Z ),所以阴影部分内的角的集合为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫α⎪⎪⎪-2π3+2k π<α<π6+2k π,k ∈Z. (2)如题图②,以OA 为终边的角为π3+2k π(k ∈Z );以OB 为终边的角为2π3+2k π(k ∈Z ).不妨设右边阴影部分所表示的集合为M 1,左边阴影部分所表示的集合为M 2,则M 1=⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫α⎪⎪⎪2k π<α<π3+2k π,k ∈Z ,M 2=⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫α⎪⎪⎪2π3+2k π<α<π+2k π,k ∈Z .所以阴影部分内的角的集合为M 1∪M 2=⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫α⎪⎪⎪2k π<α<π3+2k π或2π3+2k π<α<π+2k π,k ∈Z .题型三 扇形的弧长与面积问题例3一个扇形的周长为20,则扇形的半径和圆心角各取什么值时,才能使扇形面积最大? 【答案】当扇形半径r =5,圆心角为2 rad 时,扇形面积最大.【解析】设扇形的圆心角为α,半径为r ,弧长为l ,则l =αr , 依题意l +2r =20,即αr +2r =20,∴α=20-2rr.由l =20-2r >0及r >0得0<r <10, ∴S 扇形=12αr 2=12·20-2r r ·r 2=(10-r )r=-(r -5)2+25(0<r <10).∴当r =5时,扇形面积最大为S =25.此时l =10,α=2, 故当扇形半径r =5,圆心角为2 rad 时,扇形面积最大.解题技巧:(弧度制下解决扇形相关问题的步骤)(1)明确弧长公式和扇形的面积公式:l =|α|r ,S =12|α|r 2和S =12lr .(这里α必须是弧度制下的角)(2)分析题目的已知量和待求量,灵活选择公式. (3)根据条件列方程(组)或建立目标函数求解. 跟踪训练三1、已知某扇形的圆心角为80°,半径为6 cm,则该圆心角对应的弧长为( ) A .480 cm B .240 cmC .8π3cm D.4π3cm【答案】C 【解析】:80°=π180×80=4π9,又r=6 cm,故弧长l=αr=4π9×6=8π3(cm).2、如图,已知扇形AOB 的圆心角为120°,半径长为6,求弓形ACB 的面积.【答案】12π-9√3 【解析】S 扇形AOB =12×120π180×62=12π,S △AOB =12×6×6×sin 60°=9√3,故S 弓形ACB =S 扇形AOB -S △AOB =12π-9√3. 五、课堂小结让学生总结本节课所学主要知识及解题技巧 六、板书设计七、作业课本175页练习及175页习题5.1.本节课主要采用讲练结合与分组探究的教学方法,让学生通过角度制与弧度制的转化将角与实数建立一一对应关系,切记:角度和弧度不可同时出现.。