有人说弧度是“糊涂”,为什么弧度比较难理解?
(1) 角的大小是一个量,就像长度,重量,速度,温度等等量一样。物理中,我们知道,一个量的度量常常用不同的方法来测量,不同的测量方法最基本的差异是使用不同的测量单位。例如,温度有两种我们熟悉的度量单位,摄氏和华氏,中国人习惯使用摄氏温度,西方则习惯使用华氏温度,很多人甚至并不知道摄氏温度和华氏温度的单位是如何确定的。
“角度”容易被接受的原因之一是用“自己”测量“自己”,并且日常生活中我们经常用这个单位,久而久之,就不太容易接受其他的角度单位了。
(2)用“弧度”来度量角,需要一个过程。首先,需要确定长度单位,用这个长度单位做一个圆,我们知道圆弧是有长度的,例如,整个圆周的长度是2 。接着用长度单位来测量弧的长,我们把长度为1的弧所对应的角作为角的弧度单位,称为一弧度角,这样我们就确定了度量角的新的单位。最后,我们还必须说明:选择的长度单位不同,但得到的一弧度角都是相同的,弧度指的是一个比值,它不依赖于圆半径的大小,这需要用到相似的概念。即,需要证明任何两个圆是相似的,这要用到极限的思想。对于这一点在中学是不要求的。
(3) “弧度”与“角度的区别在于,角度是“自己”量“自己”,弧度是用“其它的东西”量角,用“长度”量角,这是容易造成不习惯的地方。也正是由于这一点,弧度给我们带来了很多好处。
当我们用三角函数刻画很多自然现象时,例如,y=sinx,在这里,x不仅可以是角度,也可以是时间,或是其他什么量。
在计算上也可以带来很大的方便,比如,当x趋于0时, = 1,我们知道这是非常重要的一个极限,它确保了三角函数的可导性。这个结果成立是由于我们使用了弧度,弧度把长度的单位和角度的单位统一起来。
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