Среди множества терминов тригонометрии важным является понятие угла поворота. В данной статье рассмотрим поворот и все соответствующие ему определения; дадим представление о полном обороте; изучим угол поворота и его характеристики, а также поворот фигуры вокруг точки. Для лучшего понимания теория будет снабжена иллюстрациями и практическими примерами.
- Поворот точки вокруг точки
- Полный оборот
- Угол поворота
- Направление поворота
- Величина угла поворота, угол произвольной величины
- Поворот фигуры вокруг точки на угол
- Поворот осей координат
- Если обозначим следующим образом
- Как получить координаты точки в системе координат на основе угла и расстояния
- 4 ответов
- 🎥 Видео
Видео:Алгебра 10 класс Поворот точки вокруг начала координат ЛекцияСкачать
Поворот точки вокруг точки
Центр поворота – точка, относительно которой осуществлен поворот.
Рассмотрим, что происходит в результате поворота точки. Пусть некоторая точка А поворачивается относительно центра поворота О , в результате чего получается точка А 1 (при совершении некоторого количества полных оборотов она может совпасть с точкой А ). При этом точка А 1 лежит на окружности с центром в точке О радиуса О А . Другими словами, когда точка А осуществляет поворот относительно точки О , она переходит в точку А 1 , лежащую на окружности с центром О радиуса О А .
Считается, что в данном случае точка О при осуществлении поворота вокруг самой себя переходит в саму себя. Или: когда точка О осуществляет поворот вокруг центра поворота О , она переходит в саму себя.
Отметим также, что поворот точки А относительно центра О нужно рассматривать, в том числе, как перемещение в результате движения точки А по окружности с центром в точке О радиуса О А .
Изобразим графически поворот точки А относительно точки О , перемещение точки А в точку А 1 отметим стрелкой:
Видео:Найти координаты точки единичной окружности полученной при повороте точки Ро(1;0) на угол π, 450°...Скачать
Полный оборот
Возможно осуществить поворот точки А относительно центра поворота О таким образом, что точка А , пройдя все точки окружности, вернется на прежнее свое место. Тогда говорим, что точка совершила полный оборот вокруг точки О .
Если движение точки А по окружности продолжится, то будет выполнено два, три и так далее полных оборотов. На иллюстрации ниже справа отображено два полных оборота, а слева – три:
В рамках всего вышесказанного можно также говорить о частях полного оборота. Например, о половине оборота или трети, или четверти и так далее.
Видео:10 класс, 11 урок, Числовая окружностьСкачать
Угол поворота
Из указанного выше понятия поворота точки очевидно, что возможно бесконечное множество вариаций поворота точки А относительно центра О . Любую точку окружности с центром О можно рассматривать как точку А 1 , полученную в результате поворота точки А . Поэтому для определения отличия одного поворота от другого вводится понятие угла поворота.
Угол поворота имеет свои характеристики, одна из которых – направление поворота. По нему определяют, как перемещалась точка – по часовой стрелке или против.
Еще одной характеристикой угла поворота служит его величина. Углы поворота имеют ту же единицу измерения, что и углы в геометрии: наиболее распространены градусы и радианы. Отметим, что угол поворота может выражаться в градусах любым действительным числом в промежутке от — ∞ до + ∞ , что отличает его от угла в геометрии, который выражается только положительным числом, не превосходящим 180 ° .
Чтобы обозначить углы поворота, стандартно используют буквы греческого алфавита: α , β , γ и так далее. Чтобы обозначить большое количество углов поворота, применяют одну и ту же букву с различными нижними индексами: α 1 , α 2 , α 3 … . . α n .
Разберем характеристики угла поворота подробнее.
Видео:Решение задач по теме "Поворот точки вокруг начала координат"Скачать
Направление поворота
Отметим на окружности с центром О точки А и А 1 . В точку А 1 возможно попасть, совершив точкой А поворот относительно центра О либо по часовой стрелке, либо – против. Очевидно определять эти повороты, как различные.
Принято считать, что поворот по часовой стрелке – поворот в отрицательном направлении направлении, а поворот против часовой стрелки – поворот в положительном направлении.
Приведем графическую иллюстрацию различных поворотов: слева на чертеже – поворот в положительном направлении; справа – в отрицательном.
Видео:ТРИГОНОМЕТРИЯ С НУЛЯ - Единичная Окружность // Подготовка к ЕГЭ по МатематикеСкачать
Величина угла поворота, угол произвольной величины
Угол поворота точки, не являющейся центром поворота, в полной мере определяется указанием его величины. С другой стороны, по величине угла поворота можно определить, каким образом поворот был осуществлен.
Как было сказано выше, величина угла поворота варьируется в пределах от — ∞ до + ∞ ;
Знак плюс определяет поворот против часовой стрелки, а минус – по часовой стрелке.
Необходимо установить соответствие между самой величиной угла поворота и тем, какому повороту она соответствует.
Пусть угол поворота равен 0 ° . Такому углу поворота соответствует перемещение точки в саму себя. Иначе говоря, при повороте вокруг точки О на 0 ° точка A остается на месте.
Теперь предположим, что поворот точки А происходит в пределах половины оборота: пусть точка А переходит в точку А 1 . В таком случае абсолютная величина угла А О А 1 , выраженная в градусах, не превосходит 180 . Если поворот имел положительное направление, то величина угла поворота считается равной величине угла А О А 1 ; если отрицательное – величина угла поворота равна величине угла А О А 1 со знаком минус. Для иллюстрации этих утверждений отобразим на чертеже углы поворота в 30 ° , 180 ° и — 150 ° :
Углы поворота, превышающие 180 или меньшие – 180 определяются, исходя из очевидного свойства последовательных поворотов:
Несколько последовательных поворотов точки А относительно центра О равносильны одному повороту, величина которого равна сумме величин этих поворотов.
Рассмотрим пример, который даст нам возможность графически проиллюстрировать описанное свойство. Пусть точка А выполняет поворот относительно центра О на 45 ° , затем еще на 60 ° и еще раз — на — 35 ° . Обозначим промежуточные точки поворотов А 1 , А 2 и А 3 . В конечную точку А 3 возможно было попасть, совершив один поворот на угол поворота, величина которого равна: 45 ° + 60 ° + ( — 35 ° ) = 70 ° . Проиллюстрируем:
Таким, образом, углы, превышающие 180 ° , будем представлять, как несколько последовательных поворотов на углы, сумма величин которых определяет величину исходного угла поворота. Например, угол поворота 298 ° соответствует последовательным поворотам на 180 ° и 118 ° , или 90 ° , 90 ° , 90 ° и 28 ° , или 180 ° , 180 ° и — 62 ° , или 298 последовательных поворотов на 1 ° .
По такому же принципу определяются углы меньше — 180 ° . Например, угол поворота — 515 ° можно определить, как последовательные повороты на — 180 ° , — 180 ° и — 155 ° .
Нами был определен угол поворота, и его величина выражается в градусах некоторым действительным числом в пределах от — ∞ до + ∞ . Тригонометрия работает именно с углами поворота, хотя для удобства слово «поворот» опускают и говорят «угол». Т.е. будем рассматривать углы произвольной величины, понимая под ними углы поворота.
В заключение также отметим, что полный оборот в положительном направлении соответствует углу поворота в 360 ° или 2 π радиан. Соответственно при отрицательном направлении полный оборот будет соответствовать углу в — 360 ° или — 2 π радиан.
При этом удобно большие углы поворота представлять, как некоторое количество полных оборотов и еще один на величину в пределах от — 180 ° до 180 ° . К примеру, поворот осуществляется на 1478 ° . Представим эту величину как: 360 · 4 + 38 , т.е. заданному углу поворота соответствуют 4 полных оборота и еще один поворот – на 38 ° . Или еще один пример: угол поворота в — 815 ° можно представить, как ( — 360 ) · 2 + ( — 95 ) , т.е. заданному углу поворота соответствуют 2 полных оборота в отрицательном направлении (против часовой стрелки) и еще один поворот того же направления на — 95 ° .
Видео:Как искать точки на тригонометрической окружности.Скачать
Поворот фигуры вокруг точки на угол
Понятие поворота точки легко распространить на поворот любой фигуры вокруг точки на угол (такой поворот, при котором и точка, относительно которой осуществляется поворот, и сама поворачиваемая фигура лежат в одной плоскости).
Поворот фигуры – это поворот всех ее точек вокруг заданной точки на заданный угол.
Как пример, иллюстрируем следующее действие: поворот отрезка А В на угол α относительно точки О – при повороте заданный отрезок перейдет в отрезок А 1 В 1 .
Видео:Как найти координаты точек на тригонометрической окружностиСкачать
Поворот осей координат
Чтобы найти поворот осей, зададим две системы координат, согласно рисунку
Видео:Точки, полученные поворотом точки Р (1; 0) вокруг начала координат на заданные углыСкачать
Пусть точка T в новой полярной системе координат имеет полярный радиус r и полярный угол φ. В старой полярной системе координат полярный угол точки T будет равен α+φ, а полярный радиус r будет как в новой системе координат.
Тогда уравнения примут вид:
x = r cos(α+φ)
y = r sin(α+φ)
Применяя тригонометрические тождества суммы двух углов для синуса и косинуса , получим выражения:
x = r (cosα cosφ — sinα sinφ) = r (cosφ) cosα — (r sinφ) sinα
y = r (sinα cosφ — cosα sinφ) = r (cosφ) sinα — (r sinφ) cosα
X = r cosφ и Y = r sinφ
Получим уравнения поворота осей координат
x = X cosα — Y sinα
y = X sinα — Y cosα
Видео:Тригонометрическая окружность. Как выучить?Скачать
Если обозначим следующим образом
x = OK , y = KT — старые координаты точки T
x´= OK´, y´ = KT´ — новые координаты точки T
α — угол поворота осей
тогда ф ормулы поворота осей координат примут вид:
Пример
До поворота осей на угол -30 0 точка L имела абсциссу x=2 и ординату y=0
Требуется найти координаты точки L после поворота осей.
Решение
Подставляя в формулу, находим новые координаты осей x´, y´
Насколько публикация полезна?
Нажмите на звезду, чтобы оценить!
Средняя оценка 4.2 / 5. Количество оценок: 9
Видео:9 класс, 11 урок, Формулы для вычисления координат точкиСкачать
Как получить координаты точки в системе координат на основе угла и расстояния
Как получить координаты точки в системе координат, когда все, что у меня есть, это координаты начала координат (x, y) и угол от начала координат до точки и расстояние от начала координат до точки?
Видео:§22 Поворот точки вокруг начала координатСкачать
4 ответов
вы используете Math.cos , Math.sin такой:
отметим, что Math.cos и Math.sin предполагает, что аргумент задан в радианс. Если у вас есть угол в градусах, нужно использовать Math.cos( Math.toRadians(angle) ) например.
если r — это расстояние от начала координат и a это угол (в радианах) между осью x и точкой, которую вы можете легко вычислить координаты с преобразованием из полярных координат:
(это предполагает, что origin помещается в (0,0) , в противном случае вы должны добавить смещение к конечному результату).
обратный результат получается путем вычисления модуля вектора (так как расстояние + угол составляют вектор) и арктангенса, который может быть рассчитывается с помощью atan2 активировать.
Если D-расстояние, А A-угол, то координаты точки будут
(x+d*Cos(A), y+ d*Sin (A))
здесь [px py] смысл вы ищете, [x y] — это «происхождение», r — Это расстояние и phi угол к цели от исходной точки.
🎥 Видео
Радианная Мера Угла - Как Переводить Градусы в Радианы // Урок Алгебры 10 классСкачать
Алгебра 10 класс (Урок№29 - Радианная мера угла.)Скачать
Изобразить на единичной окружности точку.Скачать
§35 Формулы поворота координатных осейСкачать
Радианная мера угла. 9 класс.Скачать
ТРИГОНОМЕТРИЯ ЗА 10 МИНУТ — Синус, Косинус, Тангенс, Котангенс // Подготовка к ЕГЭ по МатематикеСкачать
В какой четверти находится точка единичной окружности, полученная при повороте Ро(1;0) на угол...Скачать
поворот точки вокруг начала координат 10 класс алгебра и анализСкачать
Математика Без Ху!ни. Полярные координаты. Построение графика функции.Скачать