弧度和角度

 

2009 - 12 - 01

弧度与角度的关系

一、角的两种单位
“ 弧度”和“度”是度量角大小的两种不同的单位。就像“米”和“市尺”是度量长度大小的两种不同的单位一样。
   在flash里规定:在旋转角度(rotation)里的角,以“度”为单位;而在三角函数里的角要以“弧度”为单位。这个规定是我们首先要记住的!!!例如:rotation2--是旋转“2度”;sin(π/2)--是大小为“π/2弧度”的角的正弦。
 
     二、弧度的定义
     所谓“弧度的定义”就是说,1弧度的角大小是怎样规定的?
     我们知道“度”的定义是,“两条射线从圆心向圆周射出,形成一个夹角和夹角正对的一段弧。当这段弧长正好等于圆周长的360分之一时,两条射线的夹角的大小为1度。(如图1)
  
     那么,弧度又是怎样定义的呢? 弧度的定义是:两条射线从圆心向圆周射出,形成一个夹角和夹角正对的一段弧。当这段弧长正好等于圆的半径时,两条射线的夹角大小为1弧度。(如图2)
       比较一下,度和弧度的这两个定义非常相似。它们的区别,仅在于角所对的弧长大小不同。度的是等于圆周长的360分之一,而弧度的是等于半径。
       简单的说,弧度的定义是,当角所对的弧长等于半径时,角的大小为1弧度。


此主题相关图片如下: 

 


     角所对的弧长是半径的几倍,那么角的大小就是几弧度。
它们的关系可用下式表示和计算:
     角(弧度)=弧长/半径
圆的周长是半径的 2π倍,所以一个周角(360度)是 2π弧度。
半圆的长度是半径的 π倍,所以一个平角(180度)是 π弧度。

    三、度跟弧度之间的换算
    据上所述,一个平角是 π 弧度。
即    180度=π弧度
由此可知:
     1度=π/180 弧度 ( ≈0.017453弧度 )
因此,得到 把度化成弧度的公式:
     弧度=度×π/180
例如:
      90°=90×π/180 =π/2 弧度
      60°=60×π/180 =π/3 弧度
      45°=45×π/180 =π/4 弧度
      30°=30×π/180 =π/6 弧度
      120°=120×π/180 =2π/3 弧度

反过来,弧度化成度怎么算?
因为    π弧度=180°
所以   1弧度=180°/π (≈57.3°)
因此,可得到 把弧度化成度的公式:
      度=弧度×180°/π
例如:
      4π/3 弧度=4π/3 ×180°/π
     = 240°

也许有些朋友会说,究竟是乘以“π/180 ”,还是“180°/π”很容易搞错。其实你只要记住:π是π弧度,180是180度。我要化成什么单位,就要把有这个单位的放在分子上。也就是说我要化成弧度,就要把π弧度放在分子上--乘以π/180 。另外,1度比1弧度要小得多,大约只有0.017453弧度(π/180≈0.017453)。所以把度化成弧度后,数字肯定要变小,那么化弧度时一定是乘以π/180 了。能够这样想一想,就不会搞错了。

在AS代码里把“π”写成“PI”。又因为“π”、“sin”都是“数学函数”,按规定要在前面加上“Math.”(Math是英语中“数学”Mathematics的缩写),加上后写成“Math.PI”、“Math.sin”。
所以    sin30°就得写成 Math.sin(30*Math.PI/180)。其中小括弧内的部分是把30°化为弧度,即30×π/180 。
弧度角度之间可以通过特定的数学公式进行相互转换。以下是详细的说明及其应用方式: 弧度制是一种以圆周上的弧长与其半径之比来定义的角度单位系统,而角度则是更常见的基于360°划分的方式。两者的关系建立在圆周率π的基础上。 $$ 1 \text{ 弧度 } = \frac{180^\circ}{\pi} $$ 这意味着一个完整的圆(即 $2\pi$ 弧度)对应于 360° 角度值。 对于从弧度转至角度的操作,可以采用如下公式: $$ \text{角度} (\theta_{degree}) = \text{弧度} (\theta_{radian}) \times \frac{180^\circ}{\pi} $$ 反之,若要将角度转化为弧度,则适用此公式: $$ \text{弧度} (\theta_{radian}) = \text{角度} (\theta_{degree}) \times \frac{\pi}{180^\circ} $$ 例如,在实际计算中,如果需要把 $\pi/4$ 弧度转换为角度形式,那么代入上述第一个转化方程得到结果为 45° 。同样地,要把 90° 转换成弧度数,就运用第二个等式得出其等于 $\pi / 2$ 。 为了便于理解记忆这种互换规则,记住关键点:$\pi$ 弧度正好相当于 180 度;因此任何其他数值都可以依据这个比例推导出来。 此外还可以借助编程实现快速批量处理这些变换过程。下面给出一段简单的 Python 示例代码用于演示如何执行这样的运算: ```python import math def radian_to_degree(radian): return radian * (180 / math.pi) def degree_to_radian(degree): return degree * (math.pi / 180) # 测试函数 print("Pi radians is equal to", radian_to_degree(math.pi), "degrees.") print("90 degrees is equal to", degree_to_radian(90), "radians.") ``` 以上脚本分别定义了两个功能——`radian_to_degree()` `degree_to_radian()` ,它们接受输入参数分别为弧度或者角度,并返回对应的另一种表示形式的结果。
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