(3)轴线角的集合表示
轴线角
角的集合表示
终边落在x轴的非负半轴上的角
{α|α=k·360°,k∈Z}
终边落在x轴的非正半轴上的角
{α|α=k·360°+180°,k∈Z}
终边落在x轴上的角
{α|α=k·180°,k∈Z}
终边落在y轴的非负半轴上的角
{α|α=k·360°+90°,k∈Z}
终边落在y轴的非正半轴上的角
{α|α=k·360°-90°,k∈Z}
终边落在y轴上的角
{α|α=k·180°+90°,k∈Z}
终边落在坐标轴上的角
{α|α=k·90°,k∈Z}
(4)终边相同的角
所有与角α终边相同的角,连同角α在内,可构成一个集合S={β|β=α+k×360°,k∈Z},即任何一个与角α终边相同的角,都可以表示成角α与周角的整数倍的和.
1.判断正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)钟表的秒针的运动是周期现象.( )
(2)某交通路口每次绿灯通过的车辆数是周期现象.( )
(3)钝角是第二象限的角.( )
(4)第二象限的角一定比第一象限的角大.( )
(5)终边相同的角不一定相等.( )
解析:
(1)正确.秒针每分钟转一圈,它的运动是周期现象.
(2)错误.虽然每次绿灯经过相同的时间间隔重复变化,但每次绿灯经过的车辆数不一定相同,故不是周期现象.
(3)正确.大于90°而小于180°的角称为钝角,它是第二象限角.
(4)错误.100°是第二象限角,361°是第一象限角,但100°<361°.
(5)正确.终边相同的角可以相差360°的整数倍.
答案:
(1)√
(2)× (3)√ (4)× (5)√
2.小明今年17岁了,与小明属相相同的老师的年龄可能是( )
A.26B.32
C.36D.41
解析:
选D.由十二生肖知,属相是12年循环一次,故选D.
3.已知下列各角:
①-120°;②-240°;③180°;④495°,其中是第二象限角的是( )
A.①②B.①③
C.②③D.②④
解析:
选D.-120°是第三象限角;-240°是第二象限角;180°角不在任何一个象限内;495°=360°+135°,所以495°是第二象限角.
4.在0°到360°之间与-120°终边相同的角是________.
解析:
与-120°终边相同的角α=-120°+k·360°(k∈Z).
由0°≤-120°+k·360°<360°,k∈Z,得
≤k<
.
又k∈Z,所以k=1,此时α=-120°+360°=240°.
答案:
240°
1.对周期现象的理解
现实世界中的许多运动、变化都有着循环往复、周而复始的现象,这种变化规律称为周期性,例如:
月亮圆缺变化的周期性,即朔—上弦—望—下弦—朔;潮汐变化的周期性,即海水在月球和太阳引力作用下发生的周期性涨落现象;物体做匀速圆周运动时位置变化的周期性;做简谐运动的物体的位移变化的周期性等.
2.对角的概念的两点说明
(1)角是用运动的观点来定义的,由始边旋转一个角度到达终边,其中始边和终边要区分,不能混淆.
(2)在描述角度(角的大小)时一定要抓住三点:
①要明确旋转方向;
②要明确旋转的大小;
③要明确射线未作任何旋转时的位置.
3.角的分类
(1)按旋转方向划分时,先确定角的旋转方向,再确定旋转的绝对量.如射线OA绕端点O逆时针旋转290°到OB的位置,则∠AOB=290°.
(2)今后在学习角时,我们通常把角放在平面直角坐标系中讨论.当角的终边落在坐标轴上时,这个角可以称为象限界角或轴线角.
4.任意角概念的四个关注点
周期现象的判断
判断下列现象是否是周期现象.
(1)地球自转;
(2)某地每年一月份的降雨量;
(3)世界杯足球赛的举办时间.
(链接教材P4例1,例2,例3)
[解]
(1)是周期现象.因为地球每24小时自转一周,所以地球自转是周期现象.
(2)不是周期现象.某地每年一月份的降雨量是随机的,不是周期性重复出现的.
(3)是周期现象.世界杯足球赛每隔四年举办一届,是周期性重复出现的.
方法归纳
判断某现象是否为周期现象的依据是周期现象的特征,即每次都以相同的间隔(比如时间间隔或长度间隔)出现,且现象是无差别的重复出现.
1.
(1)试判断下列现象中是否是周期现象.
①一年二十四节气的变化;
②候鸟迁徙;
③“随机数表”中数的排列.
(2)我们的心跳都是有节奏的、有规律的,心脏跳动时,血压在增大或减小.下表是某人在一分钟内的血压与时间的对应关系,通过表中数据来研究血压变化的规律.
t/s
5
10
15
20
25
30
p/mmHg
93.35
136.65
115
93.35
136.65
115
t/s
35
40
45
50
55
60
p/mmHg
93.35
136.65
115
93.35
136.65
115
①根据上表数据在坐标系中作出血压p与时间t的关系的散点图;
②说明血压变化的规律.
解:
(1)①一年二十四节气是重复出现的,是周期现象.
②候鸟迁徙是周期现象.
③随机数表中的数0,1,2,…,9是随机出现的,不是周期现象.
(2)①散点图如图.
②从散点图可以看出,每经过相同的时间间隔T(15s),血压就重复出现相同的数值,因此,血压是呈周期性变化的.
象限角的判断
(1)给出下列四个结论:
①-15°是第四象限角;②185°是第三象限角;③475°是第二象限角;④-350°是第一象限角.其中正确的个数为( )
A.1B.2
C.3D.4
(2)若α是第一象限角,则-α是第________象限角.
(3)已知α=-1910°,把α写成β+k·360°(k∈Z,0°≤β<360°)的形式,并指出它是第几象限的角.
(链接教材P7例1)
[解]
(1)选D.①-15°是第四象限角;②180°<185°<270°是第三象限角;③475°=360°+115°,而90°<115°<180°,所以475°是第二象限角;④-350°=-360°+10°是第一象限角,所以四个结论都是正确的.
(2)因为α与-α的终边关于x轴对称如图所示.
所以-α的终边在第四象限.故填四.
(3)法一:
作除法运算,注意余数必须非负,
得:
-1910÷360=-6……250,
所以α=250°-6×360°,它是第三象限的角.
法二:
设α=β+k·360°(k∈Z),
则β=-1910°-k·360°(k∈Z),
令0°≤-1910°-k·360°<360°,
解得-6
=-5
,k∈Z.
所以k的最大整数解为k=-6,求出相应的β=250°,
于是α=250°-6×360°,它是第三象限的角.
在本例(3)中,写出与β的终边互为反向延长线的角γ,并指出它是第几象限的角.
解:
当β=250°时,γ=250°+180°+k·360°=70°+(k+1)·360°=70°+k′·360°(其中k′=k+1,k∈Z).即γ=70°+n·360°,n∈Z,γ是第一象限的角.
方法归纳
判断α是第几象限角的三个步骤
第一步,将α写成α=k·360°+β(k∈Z,0°≤β<360°)的形式.
第二步,判断β的终边所在的象限.
第三步,根据β的终边所在的象限,即可确定α的终边所在的象限.
2.若角α满足α=45°+k·180°,k∈Z,则角α的终边落在( )
A.第一或第三象限 B.第一或第二象限
C.第二或第四象限D.第三或第四象限
解析:
选A.当k=0时,α=45°,此时α为第一象限角;当k=1时,α=225°,此时α是第三象限角,故选A.
终边落在过原点的直线上的角
写出终边在直线y=x上的角的集合S,并把S中适合不等式-360°<β<720°的元素β写出来.
(链接教材P7例2,P8例3)
[解] 如图,直线y=x过原点,它向上的方向与x轴正方向的夹角为45°,在0°~360°范围内,终边在直线y=x上的角有两个:
45°,225°.因此,终边在直线y=x上的角的集合S={β|β=45°+k·360°,k∈Z}∪{β|β=225°+k·360°,k∈Z}
={β|β=45°+2k·180°,k∈Z}∪{β|β=45°+(2k+1)·180°,k∈Z}
={β|β=45°+n·180°,n∈Z}.
由于-360°<β<720°,
即-360°<45°+n·180°<720°,n∈Z,
解得-
,n∈Z.
所以n=-2,-1,0,1,2,3.
所以S中适合不等式-360°<β<720°的元素是
45°-2×180°=-315°,
45°-1×180°=-135°,
45°+0×180°=45°,
45°+1×180°=225°,
45°+2×180°=405°,
45°+3×180°=585°.
方法归纳
(1)写出终边落在某条过原点的直线上的角的集合,方法步骤是:
①在直角坐标系中画出该直线;②在0°~360°范围内找出满足条件的角;③写出满足条件的角的集合,并注意化简.
(2)要写出所得集合中在某个范围内的元素时,先解不等式,确定出n的取值,再逐一代入计算.
3.已知角β的终边在直线y=-x上.
(1)写出角β的集合S;
(2)写出S中适合不等式-360°<β<720°的元素.
解:
(1)如图,直线y=-x过原点,它是第二、四象限角的平分线所在的直线,故在0°~360°范围内终边在直线y=-x上的角有两个:
135°,315°.因此,终边在直线y=-x上的角的集合S={β|β=135°+k·360°,k∈Z}∪{β|β=315°+k·360°,k∈Z}={β|β=135°+2k·180°,k∈Z}∪{β|β=135°+(2k+1)·180°,k∈Z}={β|β=135°+n·180°,n∈Z}.
(2)由于-360°<β<720°,
即-360°<135°+n·180°<720°,n∈Z.
解得-
,n∈Z.
所以n=-2,-1,0,1,2,3.
所以集合S中适合不等式-360°<β<720°的元素为:
135°-2×180°=-225°;
135°-1×180°=-45°;
135°+0×180°=135°;
135°+1×180°=315°;
135°+2×180°=495°;
135°+3×180°=675°.
区域角的表示
如图所示,写出终边落在阴影部分(实线包括边界,虚线不包括边界)的角的集合.
[解]
(1)由题图
(1)可知,阴影部分的角按逆时针方向旋转,应由l1旋转至l2,与l1终边相同的角有60°角,与l2终边相同的角有310°角.
所以题图
(1)阴影部分中角的集合为
S={α|60°+k×360°≤α≤310°+k×360°,k∈Z}.
(2)由题图
(2)知,第一象限内阴影部分中角的集合为
S1={α|45°+k×360°≤α≤90°+k×360°,k∈Z}.
第三象限内阴影部分中角的集合为
S2={α|225°+k×360°≤α≤270°+k×360°,k∈Z}.
所以所求阴影部分中角的集合为S=S1∪S2
={α|45°+2k×180°≤α≤90°+2k×180°,k∈Z}∪{α|45°+(2k+1)×180°≤α≤90°+(2k+1)×180°,k∈Z}={α|45°+n×180°≤α≤90°+n×180°,n∈Z}.
(3)由题图(3)知,阴影部分的角按逆时针方向旋转,应由l2旋转至l1,与l2终边相同的角有-30°角,与l1终边相同的角有30°角.
所以题图(3)阴影部分中角的集合为
S={α|-30°+k×360°<α<30°+k×360°,k∈Z}.
方法归纳
区域角是指终边落在平面直角坐标系的某个区域内的角.其写法可分为三步
(1)先按逆时针的方向找到这个区域的起始和终止边界.
(2)按由小到大分别标出起始和终止边界对应的-360°到360°范围内的角α和β,写出最简区间{x|α(3)根据旋转的观点把起始、终止边界对应角α,β加上k·360°(k∈Z).
4.
(1)如图所示,写出终边落在图中阴影部分(实线包括边界,虚线不包括边界)的角的集合.
(2)已知集合A={α|30°+k×180°<α<90°+k×180°,k∈Z},B={β|-45°+k×360°<β<45°+k×360°,k∈Z}.
①试在平面直角坐标系内画出集合A和B中的角的终边所在的区域;
②求A∩B.
解:
(1)终边落在第二象限内阴影部分中的角的集合可表示为{α|k·360°+135°<α≤k·360°+180°,k∈Z},
终边落在第四象限内阴影部分中的角的集合可表示为{α|k·360°-15°≤α≤k·360°,k∈Z},
所以终边落在阴影部分的角的集合可表示为
{α|k·360°+135°<α≤k·360°+180°或-15°+k·360°≤α≤k·360°,k∈Z}.
(2)①如图所示:
集合A中的角的终边在阴影(Ⅰ)内,
集合B中的角的终边在阴影(Ⅱ)内.
②集合A∩B中的角的终边在阴影(Ⅰ)和(Ⅱ)的公共部分内,
所以A∩B={γ|30°+k×360°<γ<45°+k×360°,k∈Z}.
易错警示
因未能正确理解象限角而出错
已知α是第三象限角,则
是第几象限角?
[解] 因为α是第三象限角,
所以180°+k·360°<α<270°+k·360°(k∈Z),
所以60°+k·120°<
<90°+k·120°(k∈Z).
当k=3n(n∈Z)时,60°+n·360°<
<90°+n·360°(n∈Z),
所以
是第一象限的角;
当k=3n+1(n∈Z)时,180°+n·360°<
<210°+n·360°(n∈Z),所以
是第三象限的角;
当k=3n+2(n∈Z)时,300°+n·360°<
<330°+n·360°(n∈Z),所以
是第四象限的角.
所以
是第一、三、四象限的角.
[错因与防范]
(1)仅以180°<α<270°表示第三象限角是出错的主要原因.
(2)分类讨论:
已知角α所在的象限,要求
(n∈N+)所在的象限,应把角α写成k·360°+β<α+
<
+
(k∈Z,n∈N+),分别取k=0,1,2,…,n-1,即可确定
所在的象限.
(3)几何法(八卦图法)
几何法判定
,
,…,
角的终边所在象限的具体步骤如下:
先将直角坐标系各象限平均分成n份,再从x轴上方起逆时针依次将各区域标1,2,3,4,1,2,3,4,…,直至填充所有区域,最后由α原来是第几象限角对应的标号所在象限,即为
终边所在象限.
5.
(1)已知α为第三象限角,则
所在的象限是( )
A.第一或第二象限
B.第二或第三象限
C.第一或第三象限
D.第二或第四象限
(2)已知θ角的终边与168°角的终边相同,则在0°~360°范围内终边与
角的终边相同的角是________.
解析:
(1)法一:
因为α为第三象限角,
所以k·360°+180°<α所以k·180°+90°<
当k=2n(n∈Z)时,有n·360°+90°<
是第二象限角;
当k=2n+1(n∈Z)时,有n·360°+270°<
是第四象限角.所以
是第二或第四象限角.
法二:
(八卦图法)如图阴影部分(不包含边界)所示,
所在的象限是第二或第四象限.
(2)由已知,得θ=k·360°+168°,k∈Z,
所以
=k·120°+56°,k∈Z.
又因为0°≤k·120°+56°<360°,满足上式的k值为k=0,1,2,
所以在0°~360°范围内,终边与
角的终边相同的角是56°,176°,296°
答案:
(1)D
(2)56°,176°,296°
1.下列现象不是周期现象的是( )
A.挂在弹簧下方做上下振动的小球
B.游乐场中摩天轮的运行
C.抛一枚骰子,向上的数字是奇数
D.太阳的东升西落
解析:
选C.A,B,D所述都是周期现象,而C中“向上的数字是奇数”不是周期现象.
2.下列各角中与330°角终边相同的角是( )
A.510°B.150°
C.-150°D.-390°
解析:
选D.所有与330°角终边相同的角可表示为α=330°+k·360°,当k=-2时,得α=-390°,故选D.
3.从13:
00到14:
00,时针转过的角度为________,分针转过的角度为________.
解析:
经过1小时,时针顺时针转过了30°,分针顺时针转过了360°.
答案:
-30° -360°
4.若α=-510°,则α是第________象限角.
解析:
由于α=-510°=-2×360°+210°,所以α是第三象限角.
答案:
三
[A.基础达标]
1.下列说法正确的是( )
A.终边相同的角都相等
B.钝角比第三象限角小
C.第一象限角都是锐角
D.锐角都是第一象限角
解析:
选D.终边相同的角相差360°的整数倍,并不一定相等,故A错误;钝角并不一定比第三象限角小,如-135°是第三象限角,显然-135°比钝角小,故B错;锐角一定是第一象限角,但第一象限角未必都是锐角,故D正确,C错误.
2.某市绿化委员会为了庆祝国庆节,要在道路的两侧摆放花卉,其中一侧需摆放红、黄、紫、白四种颜色的花,并且按红、黄、紫、白、红、黄、紫、白……的顺序摆放,那么第2015盆花的颜色为( )
A.红B.黄
C.紫D.白
解析:
选C.因为按红、黄、紫、白、红、黄、紫、白…的顺序摆放,所以以4为一个周期,则2015÷4=503……3,所以第2015盆花为紫色.
3.-495°角的终边所在的象限是( )
A.第一象限B.第二象限
C.第三象限D.第四象限
解析:
选C.-495°=-2×360°+225°,因为225°是第三象限角,所以-495°是第三象限角.
4.终边与坐标轴重合的角α的集合是( )
A.{α|α=k·360°,k∈Z}
B.{α|α=k·180°+90°,k∈Z}
C.{α|α=k·180°,k∈Z}
D.{α|α=k·90°,k∈Z}
解析:
选D.终边落在x轴上的角α的集合为S1={α|α=k·180°,k∈Z},终边落在y轴上的角α的集合为S2={α|α=90°+k·180°,k∈Z},因此,终边落在坐标轴上的角α的集合为S=S1∪S2={α|α=k·90°,k∈Z}.
5.在直角坐标系中,若角的顶点与坐标原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,α和β的终边关于y轴对称,则α与β关系为( )
A.α+β=360°
B.α+β=(2k-1)·180°(k∈Z)
C.α+β=k·180°(k∈Z)
D.α+β=k·360°(k∈Z)
解析:
选B.
如图所示,
因为α与β的终边关于y轴对称,
所以α角的终边逆时针旋转(180°-2α)就与β角终边重合.
所以β=k·360°+(180°-2α)+α,
所以α+β=k·360°+180°=(2k+1)·180°(k∈Z).
因为当k为整数时,2k-1与2k+1都表示奇数,
所以α+β=(2k-1)·180°(k∈Z).
6.今天是星期二,从今天算起,27天后的那一天是星期________,第50天是星期________.
解析:
每周有7天,27=3×7+6,故27天后的那一天是星期一;50=7×7+1,故第50天是星期二.
答案:
一 二
7.与2015°角的终边相同的最小正角是________.
解析:
因为2015°=5×360°+215°,
所以215°为最小正角.
答案:
215°
8.设集合M={α|α=-36°+k·90°,k∈Z},N={α|-180°<α<180°},则M∩N=________.
解析:
对于M,当k=-1时,α=-126°;当k=0时,α=-36°;当k=1时,α=54°;当k=2时,α=144°,故M∩N={-126°,-36°,54°,144°}.
答案:
{-126°,-36°,54°,144°}
9.如图,写出阴影部分(包括边界)的角的集合,并指出-950°12′是否是该集合中的角.
解:
阴影部分(包括边界)的角的范围是k·360°≤α≤k·360°+125°,k∈Z,
所求集合为{α|k·360°≤α≤k·360°+125°,k∈Z},
因为-950°12′=-3×360°+129°48′,
所以-950°12′不是该集合中的角.
10.已知角β的终边在直线
x-