弧长公式s=rθ很简洁,但它包含了一个重要约定:θ要用弧度表示。把角度制的60直接代入,不是小数点出了问题,而是使用了不匹配的单位。
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从整圆比例换算角度
原创例子中,圆半径为6厘米,所取小扇形圆心角为60°。整圆360°对应2π弧度,因此60°对应π/3弧度。
弧度可以理解为弧长与半径的比。一个完整圆的弧长是2πr,除以r得到2π,这也解释了换算为何出现π,而不是只记住一个转换按钮。
分别计算弧长与面积
弧长s=rθ=6×π/3=2π厘米。也可以取整圆周长12π的六分之一,得到同样结果。若误用6×60得到360厘米,就会大于整个圆周长,应立即回查角度单位。
扇形面积为(1/2)r²θ=(1/2)×36×π/3=6π平方厘米。注意一个结果是长度,另一个是面积,单位不应相同。
周长不只包含圆弧
若问题问这个扇形的周长,还需加上两条半径,得到12+2π厘米。只回答2π,相当于只计算了弯曲的那一段边界。
可以在草图上沿边界描一圈,再逐段列长度。图像的作用是确认需要哪些部分,而不是靠目测猜出面积或弧长。
根据比较条件判断变化
角度固定时,半径加倍,弧长加倍,面积变为四倍。半径固定时,弧长和扇形面积都随弧度角成正比。写变化关系前,先说明固定的是哪个量。
这是原创A-Level基础练习,不是官方试题。应按题目要求保留精确的π形式或作适当舍入,并在涉及三角函数的计算器运算中另行确认当前角度模式。
延伸阅读:A-Level数学指数模型:每次减少20%,为什么不能连续减同一个数。
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