為什麼數學中,旋轉一周的角度是360°,而不是400°、700°……呢?

2020-12-08 佳著數學

我們知道,以一條射線的起點為圓心,射線為始邊,繞逆時針方向旋轉一周,終邊與始邊重合的時候,這條射線旋轉的角度剛好是360°。

下圖中哪個角標的度數是正確的?

相信同學們看到,一定會脫口而出,第二幅圖,45°的那個是對的。

為什麼是45°呢?

它看起來是直角90°的一半,而直角又是一周的四分之一,一周的角度是360°,所以是45°!

嗯嗯,確實很合情合理,按照我們的理解中,確實應該是45°。

那麼,同學們,問題來了,一周真的等於360°嗎?如果等於360°,又是為什麼呢?

01度數是什麼?

我們先來講講長度,如何表徵長度呢?

別人問起人的身高,問起教室的長度等等,是不是要用一個量來作為標準衡量呢?

這個時候,就引入了長度的量度(測量標準),千米、米、分米、釐米等等,並且規定了每單位量度表示多長。

這樣你就可以很方便地和別人講,我今年1.8米啦。

別人也會心領神會,立刻知道你有多高,甚至會發出「哇!」的驚嘆。

1.8米,這麼高!

那麼話又說回來,如果問你轉角有多大?轉多少角度?

你還可以用千米、米來表示嗎?

是不是用長度的度量單位就不合適啦。

這時候,我們便要引入新的量度——度數,來表徵角的大小。

和長度一樣,度數是一種表徵角大小的量度。

02圓360°的由來

談到圓360°的由來,可謂是眾說紛紜。

最直觀的猜測:地球圍繞太陽按照一定的軌道運動,稱為地球的公轉。地球公轉一周的時間大約是365.25天,如果用地球每天公轉的角度來來度量角的大小的話,就相當於把地球圍繞太陽轉動一天的角度定義為1°

那又為什麼不取圓的角度為365.25°呢?首先,它不是一個整數,其次365.25的運算不能便捷地解決相應的問題,而360既是整數,又能夠分別被1、2、3、4、5、6、8、9整除,大大簡化了運算上的繁瑣程度,所以這才定義圓為360°。

那麼問題又出現了,如果生活在地球上的人自然是很方便地測出1°表徵多大的角度,倘若火星、金星、木星、水星等星球上有人生存的話,他們怎麼測量1°表示多大的角呢?不同的星球公轉的周期不一樣,這樣的話就會帶來一系列的問題。

因此,科學家們便定義了新的角度標準——弧度。他們發現,圓的周長和半徑比值是一個恆定的值,記為π(π=3.1415926……可以通過測量圓的周長和直徑計算得出)。當圓上弧的弧長等於圓的半徑的時候,該弧對應的弧度定義為1。這樣一來,一切的問題便迎刃而解了。

03總結

總而言之,刻度的產生是為了方便我們解決實際的問題,定義圓為360°,是出於計算便捷,易於解決各類問題而考慮的。

這樣,大家明白為什麼圓的角度為360°,而不是400°、700°等其他角度了吧?

好了,今天的內容到這裡就結束了,非常感謝大家觀看。

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