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Angle

# Definition

由两条有公共顶点的射线构成的图形称为角(angle). 公共端点称为称为角的顶点(vertex), 两条射线称为角的边. 以\(O\)为顶点的射线\(OA, OB\)构成的角记作∠1AOB或\(\widehat{AOB}\), 在不致引起混淆的情况下也可简单记为∠A.

以上定义实际上是一种静态的视角2, 如果我们将角视为一条射线绕顶点旋转的图形, 则一条射线绕其端点旋转后, 与原射线共同形成的图形称为角. 原射线称为角的始边, 旋转得到的射线称为角的终边.

纯几何视角而言, 同一个\(∠AOB\)既可以视为由\(OA\)旋转至\(OB\)得到, 也可以视为\(OB\)旋转至\(OA\)得到, 两种视角是完全等价的, 只是旋转的方向不同. 进一步地, 我们甚至还可以认为是某条边旋转超过一周得到的. 如果我们需要刻画包括大小和方向在内的旋转的过程, 则需要拓宽角的定义. 我们规定逆时针方向旋转得到的角为正角(positive angle), 顺时针方向方向旋转的角为负角(negative angle). 以旋转的角度大小规定角的大小.

# Classification
# Continuation of Angle

为了讨论问题的方便, 我们常常把角放到平面直角坐标系中, 使角的顶点与坐标系原点重合, 始边与\(x\)轴非负半轴重合, 则角的终边由角度唯一确定. 这时角的终边在第几象限, 我们就称这是一个第几象限角(quadrant angle).

所有与角\(\alpha\)的终边相同的角可以表示为\(\alpha+2k\pi, k\in \mathbb{Z}\).

# Radian System

长度等于半径长的弧所对的圆心角定义为1弧度, 记为\(1~\text{rad}\), 实践中常常省略\(\text{rad}\)不写. 则弧度制下在半径为\(r\)的圆中, 弧长\(l\)所对的圆心角的大小为\(l/r\). 根据圆周率的定义有\(2\pi = 360^\circ\), 因此\(1\text{rad}\approx 57.30^\circ\).


  1. Unicode U+2220↩︎

  2. 通常而言引入基于单位圆定义的任意角三角函数之前的教育阶段都只采用静态视角, 只有在第一次需要任意角概念(也就是需要延拓三角函数的定义域到\(\mathbb{R}\)上时)才引入动态旋转视角.↩︎