Думаю, вопрос, поднятый в заголовке статьи, мучительно задавал себе в детстве не только я. Впервые с таким странным способом записи величины угла учащиеся обычно знакомятся при изучении тригонометрии. Авторы школьных учебников скрупулёзно обосновывают, что считать за один радиан, как переводить радианы в градусы и обратно. Однако с чего вдруг одних градусов математикам оказалось недостаточно, остается открытым. Попробуем далее вместе разобраться.
мем.png463.62 KB
Но для начала хочу напомнить Вам, а что сегодня в математике понимается под однимградусом.
Разделим развёрнутый угол на 180 равных углов. Угол, образованный двумя соседними лучами, принимают за единичный. Его величину называют градусом.
градус.png396.55 KB
Не кажется ли Вам, что этот подход выглядит чересчур искусственным и носит, скорее, договорной характер?
Чтобы детально погрузиться в проблему записи величины углов, обратимся сначала к истории. Считается, что появлению такой единицы измерения угла как градус, мы обязаны ещё вавилонянам. Широко известно, что они пользовались шестидесятеричной системой счисления. Древние вавилонские математики и астрономы полагали, что в году 360 дней (что в действительности не совсем так). Поэтому круг, обозначающий год, они разделили на 360 равных частей.
Такое изображение было очень удобным, на нем можно было отмечать каждый прошедший день, и видеть, сколько дней осталось до конца года. Каждой части дали название – градус.
Кроме этого каждый градус делился на минуты и секунды из расчёта 1 градус равен 60 минутам, а минута - 60 секундам.
Вавилоняне.png2.2 MB
По-видимому, такое положение дел устраивало не всех математиков, одним из которых был английский математик, астроном и философ, помощник Исаака Ньютона - Роджер Котс.Именно ему приписывается изобретение радиан. Напомним, в чём заключается подход к введению альтернативной единицы измерения углов.
котсу.png119.69 KB
Центральный угол, опирающийся на дугу окружности, длина которой равна радиусу окружности, называется углом в 1 радиан.
angel-radian.png10.65 KB
Вспомним также и специальные формулы, необходимые для перевода градусов в радианы и наоборот:
пер.png8.3 KB
В подходе, предложенном Котсу, радиан выглядит более естественной единицей, чем градус, поскольку радиан привязан к радиусу окружности. Однако как показало развитие математики, нашлись и более серьёзные аргументы в пользу полезности использования радианов на практике.
Радианы позволяют просто получить результат выполнения тригонометрических операций
Первый и, пожалуй, самый главный плюс радианов заключается в том, что с их помощью можно найти приближенные значения для всех тригонометрических действий (синуса, косинуса, тангенса и котангенса).
Как известно, в курсе математического анализа существует теорема, которую ещё называют первым замечательным пределом:
1-j-zamechatelnyj-predel_0.jpg9.99 KB
Благодаря этому факту синус очень маленького угла, выраженного в радианах, практически не отличается от этого значения угла. Например, Вы сами можете проверить с помощью калькулятора значения следующих выражений:
пример.png9.47 KB
Из этого примера видно, что значения указанных выражений совпадают вплоть до 5 знака после запятой. Если значение сделать ещё меньше, разница станет еле уловимой.
Как не сложно догадаться, воспользовавшись данным фактом, а ещё рядом формул по тригонометрии, можно построить свои таблицы Брадиса!
Запись величины углов в радианах удобнее, компактнее и целесообразнее для вычислений
Данный факт может быть аргументирован следующим обстоятельством.
В высшей математике существует разложение тригонометрических функций в ряд Тейлора. Например, для синуса это разложение имеет вид:
Хочу обратить внимание читателей, что в данном разложении переменная x выражается в радианах. А теперь давайте представим, если бы этот же ряд расписывался через значение угла в градусах:
Думаю, преимущество радианов по сравнению с градусами стало очевидным: сама запись через радианы заметно короче, нет необходимости в выполнении лишних действий.
Однако следует отметить, что для большинства практических приложений, не относящихся к математике (например, в архитектуре и географии), градусы гораздо проще понять и использовать, поскольку к ним обычный человек попросту привык. А радианы более предпочтительны в науке (в математике и физике).
А какие аргументы в пользу радианов знаете Вы? Пишите свои варианты в комментариях под этим постом.
P. S. Если Вам понравилась эта статья, не забудьте подписаться на канал и поставить лайк.
{"document": [{"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Здравствуйте, уважаемые читатели моего блога."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Думаю, вопрос, поднятый в заголовке статьи, мучительно задавал себе в детстве не только я. Впервые с таким странным способом записи величины угла учащиеся обычно знакомятся при изучении тригонометрии. Авторы школьных учебников скрупулёзно обосновывают, что считать за один радиан, как переводить радианы в градусы и обратно. Однако с чего вдруг одних градусов математикам оказалось недостаточно, остается открытым. Попробуем далее вместе разобраться."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "attachment", "attributes": {"presentation": "gallery"}, "attachment": {"caption": "", "contentType": "image/png", "filename": "мем.png", "filesize": 474744, "height": 633, "pic_id": 514068, "url": "https://storage.yandexcloud.net/pabliko.files/article_cloud_image/2023/04/08/%D0%BC%D0%B5%D0%BC.jpeg", "width": 423}}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Но для начала хочу напомнить Вам, а что сегодня в математике понимается под "}, {"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "одним"}, {"type": "string", "attributes": {}, "string": " "}, {"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "градусом."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {"italic": true}, "string": "Разделим развёрнутый угол на 180 равных углов. Угол, образованный двумя соседними лучами, принимают за единичный. Его величину называют градусом."}], "attributes": ["quote"]}, {"text": [{"type": "attachment", "attributes": {"presentation": "gallery"}, "attachment": {"caption": "", "contentType": "image/png", "filename": "градус.png", "filesize": 406064, "height": 389, "pic_id": 514070, "url": "https://storage.yandexcloud.net/pabliko.files/article_cloud_image/2023/04/08/%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%B4%D1%83%D1%81.jpeg", "width": 755}}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Не кажется ли Вам, что этот подход выглядит чересчур искусственным и носит, скорее, договорной характер?"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Чтобы детально погрузиться в проблему записи величины углов, обратимся сначала к истории. Считается, что появлению такой единицы измерения угла как "}, {"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "градус,"}, {"type": "string", "attributes": {}, "string": " мы обязаны ещё "}, {"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "вавилонянам"}, {"type": "string", "attributes": {}, "string": ". Широко известно, что они пользовались шестидесятеричной системой счисления. Древние вавилонские математики и астрономы полагали, что в году 360 дней (что в действительности не совсем так). Поэтому круг, обозначающий год, они разделили на 360 равных частей."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Такое изображение было очень удобным, на нем можно было отмечать каждый прошедший день, и видеть, сколько дней осталось до конца года. Каждой части дали название – "}, {"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "градус"}, {"type": "string", "attributes": {}, "string": "."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Кроме этого каждый градус делился на минуты и секунды из расчёта 1 градус равен 60 минутам, а минута - 60 секундам."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "attachment", "attributes": {"presentation": "gallery"}, "attachment": {"caption": "", "contentType": "image/png", "filename": "Вавилоняне.png", "filesize": 2306223, "height": 708, "pic_id": 514071, "url": "https://storage.yandexcloud.net/pabliko.files/article_cloud_image/2023/04/08/%D0%92%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D1%8F%D0%BD%D0%B5.jpeg", "width": 1167}}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "По-видимому, такое положение дел устраивало не всех математиков, одним из которых был английский математик, астроном и философ, помощник Исаака Ньютона - "}, {"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "Роджер Котс"}, {"type": "string", "attributes": {}, "string": "."}, {"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": " "}, {"type": "string", "attributes": {}, "string": "Именно ему приписывается изобретение "}, {"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "радиан"}, {"type": "string", "attributes": {}, "string": ". Напомним, в чём заключается подход к введению альтернативной единицы измерения углов."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "attachment", "attributes": {"presentation": "gallery"}, "attachment": {"caption": "", "contentType": "image/png", "filename": "котсу.png", "filesize": 122565, "height": 451, "pic_id": 514072, "url": "https://storage.yandexcloud.net/pabliko.files/article_cloud_image/2023/04/08/%D0%BA%D0%BE%D1%82%D1%81%D1%83.jpeg", "width": 668}}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {"italic": true}, "string": "Центральный угол, опирающийся на дугу окружности, длина которой равна радиусу окружности, называется углом в 1 радиан. "}], "attributes": ["quote"]}, {"text": [{"type": "attachment", "attributes": {"presentation": "gallery"}, "attachment": {"caption": "", "contentType": "image/png", "filename": "angel-radian.png", "filesize": 10909, "height": 267, "pic_id": 514073, "url": "https://storage.yandexcloud.net/pabliko.files/article_cloud_image/2023/04/08/angel-radian.jpeg", "width": 500}}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Вспомним также и специальные формулы, необходимые для перевода градусов в радианы и наоборот:"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "attachment", "attributes": {"presentation": "gallery"}, "attachment": {"caption": "", "contentType": "image/png", "filename": "пер.png", "filesize": 8502, "height": 279, "pic_id": 514074, "url": "https://storage.yandexcloud.net/pabliko.files/article_cloud_image/2023/04/08/%D0%BF%D0%B5%D1%80.jpeg", "width": 422}}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "В подходе, предложенном Котсу, радиан выглядит более естественной единицей, чем градус, поскольку "}, {"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "радиан привязан к радиусу окружности"}, {"type": "string", "attributes": {}, "string": ". Однако как показало развитие математики, нашлись и более серьёзные аргументы в пользу полезности использования радианов на практике."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Радианы позволяют просто получить результат выполнения тригонометрических операций"}], "attributes": ["heading1"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Первый и, пожалуй, самый главный плюс радианов заключается в том, что с их помощью можно найти приближенные значения для всех тригонометрических действий (синуса, косинуса, тангенса и котангенса)."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Как известно, в курсе математического анализа существует теорема, которую ещё называют "}, {"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "первым замечательным пределом"}, {"type": "string", "attributes": {}, "string": ":"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "attachment", "attributes": {"presentation": "gallery"}, "attachment": {"caption": "", "contentType": "image/jpeg", "filename": "1-j-zamechatelnyj-predel_0.jpg", "filesize": 10227, "height": 300, "pic_id": 514075, "url": "https://storage.yandexcloud.net/pabliko.files/article_cloud_image/2023/04/08/1-j-zamechatelnyj-predel_0.jpeg", "width": 600}}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Благодаря этому факту "}, {"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "синус очень маленького угла, выраженного в радианах, практически не отличается от этого значения угла"}, {"type": "string", "attributes": {}, "string": ". Например, Вы сами можете проверить с помощью калькулятора значения следующих выражений:"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "attachment", "attributes": {"presentation": "gallery"}, "attachment": {"caption": "", "contentType": "image/png", "filename": "пример.png", "filesize": 9696, "height": 255, "pic_id": 514076, "url": "https://storage.yandexcloud.net/pabliko.files/article_cloud_image/2023/04/08/%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%80.jpeg", "width": 642}}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Из этого примера видно, что значения указанных выражений совпадают вплоть до 5 знака после запятой. Если значение сделать ещё меньше, разница станет еле уловимой."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Как не сложно догадаться, "}, {"type": "string", "attributes": {"bold": true, "italic": true}, "string": "воспользовавшись данным фактом, а ещё рядом формул по тригонометрии, можно построить свои таблицы Брадиса"}, {"type": "string", "attributes": {}, "string": "!"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Запись величины углов в радианах удобнее, компактнее и целесообразнее для вычислений"}], "attributes": ["heading1"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Данный факт может быть аргументирован следующим обстоятельством."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "В высшей математике существует "}, {"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "разложение тригонометрических функций в ряд Тейлора"}, {"type": "string", "attributes": {}, "string": ". Например, для синуса это разложение имеет вид:"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "attachment", "attributes": {"presentation": "gallery"}, "attachment": {"caption": "", "contentType": "image/jpeg", "filename": "imgpreview_mb=webpulse&key=pulse_cabinet-image-fea7b945-dafb-49cb-a578-be1d4cec2a44.jpeg", "filesize": 8409, "height": 135, "pic_id": 514078, "url": "https://storage.yandexcloud.net/pabliko.files/article_cloud_image/2023/04/08/imgpreview_mbwebpulsekeypulse_cabinet-image-fea7b945-dafb-49cb_QuVRiJe.jpeg", "width": 620}}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Хочу обратить внимание читателей, что в данном разложении "}, {"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "переменная x выражается в радианах"}, {"type": "string", "attributes": {}, "string": ". А теперь давайте представим, если бы этот же ряд расписывался через значение угла в градусах:"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "attachment", "attributes": {"presentation": "gallery"}, "attachment": {"caption": "", "contentType": "image/jpeg", "filename": "imgpreview_mb=webpulse&key=pulse_cabinet-image-cdefa036-7156-40aa-a0b0-8dcfaa977841.jpeg", "filesize": 19621, "height": 145, "pic_id": 514077, "url": "https://storage.yandexcloud.net/pabliko.files/article_cloud_image/2023/04/08/imgpreview_mbwebpulsekeypulse_cabinet-image-cdefa036-7156-40aa_RHgx9eY.jpeg", "width": 1205}}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Думаю, преимущество радианов по сравнению с градусами стало очевидным: сама запись через радианы заметно короче, нет необходимости в выполнении лишних действий."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Однако следует отметить, что для большинства практических приложений, не относящихся к математике (например, в архитектуре и географии), градусы гораздо проще понять и использовать, поскольку к ним обычный человек попросту привык. А радианы более предпочтительны в науке (в математике и физике)."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "А какие аргументы в пользу радианов знаете Вы? Пишите свои варианты в комментариях под этим постом."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {"bold": true, "italic": true}, "string": "P. S. Если Вам понравилась эта статья, не забудьте подписаться на канал и поставить лайк."}], "attributes": []}], "selectedRange": [3557, 3557]}
Комментарии 0