Перейти до основного вмісту
Каталог

Радіанна міра кута й одиничне коло

~10 хв · 8 розділів · 13 тестових запитань

Перетворення виразів
Математика НМТ

Частина кар’єрної траєкторії НМТ 2027: 3 обов’язкові + географія.

Радіанна міра кута, співвідношення π рад = 180°, переведення градусів у радіани й назад. Одиничне коло: координати точки (cos α; sin α), визначення чверті для кутів, зокрема від'ємних, більших за 2π або заданих числом радіанів.

Радіан і переведення мір кута

Досі ти міряв кути в градусах: повний оберт — 360°, прямий кут — 90°. У математиці, особливо в тригонометрії, кути зручніше вимірювати в радіанах. Радіанна міра робить формули природнішими й тісно пов'язує кут із довжиною дуги.

Що таке радіан?

Радіан — це центральний кут кола, який спирається на дугу, довжина якої дорівнює радіусу цього кола. Іншими словами: візьми коло радіуса R; якщо по колу відкласти дугу завдовжки R, то центральний кут, що її стягує, дорівнює одному радіану (1 рад).

Оскільки довжина всього кола дорівнює 2πR, то повний кут (360°) містить 2π радіанів. Звідси головне співвідношення:

А отже:

  • повний кут: 2π рад = 360°

  • прямий кут: π/2 рад = 90°

  • один радіан: 1 рад = 180°/π ≈ 57°

Як перевести градуси в радіани

Щоб перевести градуси в радіани, помнож кут у градусах на π/180. Чому? Бо 1° = π/180 рад.

Формула:

Приклади:

Як перевести радіани в градуси

Тут діємо навпаки: заміни π на 180° і, якщо потрібно, помнож на 180/π.

Формула:

Приклади:

Основні кути, які варто запам'ятати

У тригонометрії часто трапляються такі відповідності:

Градуси

Радіани

0°

0

30°

45°

60°

90°

180°

270°

360°

Ці кути утворюють «кістяк» одиничного кола, з яким ти працюватимеш далі.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Одиничне коло: точка кута, синус і косинус

Одиничне коло — це коло з центром у початку координат (0; 0) і радіусом 1. Воно є основою для означення тригонометричних функцій довільного кута.

Як відкладають кут на одиничному колі

Кут починають відкладати від точки (1; 0) — це права крайня точка кола на осі Ox. Звідти:

  • додатний кут (α > 0) — рухаємося проти годинникової стрілки;

  • від'ємний кут (α < 0) — рухаємося за годинниковою стрілкою.

Кут α задає на колі єдину точку Pα. Її координати — це й будуть косинус і синус цього кута:

Абсциса точки — косинус кута, ордината — синус кута. Це й є означення синуса й косинуса числового аргументу.

Точки на осях координат

Найпростіші кути дають точки на осях. Їх варто знати напам'ять:

Кут

Точка на колі

cos α

sin α

0

(1; 0)

1

0

(0; 1)

0

1

(−1; 0)

−1

0

(0; −1)

0

−1

Зверни увагу: cos 0 = 1, sin 0 = 0; cos π/2 = 0, sin π/2 = 1; cos π = −1, sin π = 0; cos 3π/2 = 0, sin 3π/2 = −1.

Періодичність: кути, що відрізняються на повний оберт

Якщо до кута α додати або відняти повний оберт 2π (тобто 360°), то точка на колі не зміниться. Те саме для будь-якої кількості повних обертів 2πk, де k — ціле число:

Приклади:

  • — та сама точка, що й

  • — та сама точка, що й (бо )

  • — та сама точка, що й

Це властивість називають періодичністю тригонометричних функцій: sin(α + 2πk) = sin α і cos(α + 2πk) = cos α.

Рендеринг діаграми…

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Чверті, від'ємні кути й кути, задані числом

Одиничне коло поділяють на чотири чверті (квадранти). Кожна чверть — це проміжок кутів, у межах якого знаки синуса й косинуса не змінюються.

Межі чвертей

Чверті нумерують від I до IV проти годинникової стрілки, починаючи з додатного напрямку осі Ox:

Чверть

Межі в радіанах

Межі в градусах

I

від 0 до π/2

від 0° до 90°

II

від π/2 до π

від 90° до 180°

III

від π до 3π/2

від 180° до 270°

IV

від 3π/2 до 2π

від 270° до 360°

Кути 0, π/2, π, 3π/2 (тобто 0°, 90°, 180°, 270°) лежать на осях координат і не належать жодній чверті.

Від'ємні кути

Від'ємний кут відкладають за годинниковою стрілкою. Щоб визначити його чверть, можна додати 2π (або 360°) і отримати додатний кут, що лежить у тій самій точці кола.

  • — додамо : — IV чверть

  • — додамо : — на осі, не в чверті

  • — додамо : — III чверть

Кути, більші за 2π

Якщо кут більший за 2π (або 360°), відкинь повні оберти — ціле число разів по 2π — і працюй із залишком.

  • — залишок — II чверть

  • — залишок — I чверть

  • — менше за (), тому нічого не відкидаємо — IV чверть

Кут, заданий числом без π

На НМТ можуть дати кут у радіанах, записаний просто числом: 1, 2, 3, 4, 5, 6 рад. Тут π — це приблизно 3,14, а не 180°. Щоб визначити чверть, порівняй число з половиною π, самим π і півтора π:

Орієнтир

Наближене значення

≈ 1,57

≈ 3,14

≈ 4,71

≈ 6,28

Тепер визнач чверть:

  • 1 рад — між 0 і 1,57 — I чверть

  • 2 рад — між 1,57 і 3,14 — II чверть

  • 3 рад — між 1,57 і 3,14 — II чверть

  • 4 рад — між 3,14 і 4,71 — III чверть

  • 5 рад — між 4,71 і 6,28 — IV чверть

  • 6 рад — між 4,71 і 6,28 — IV чверть

Не плутай: 4 рад — це не 4°! 4 рад ≈ 229°, а 4° — це зовсім інший кут. Число без π — це завжди радіани, і порівнювати його треба з наближеними значеннями π/2, π, 3π/2, а не з градусами.

Запам'ятай: π ≈ 3,14 — це число. Рівність «π = 180°» стосується лише мір кутів, а не самого числа π. Тому кут 3 рад ≈ 172°, а кут 3° — це лише 3 градуси.

Рендеринг діаграми…

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Розбираємо завдання

Розгляньмо чотири типові задачі з НМТ на тему радіанної міри кута й одиничного кола. Кожну розв'яжемо покроково.

Приклад 1. Переведення градусів у радіани

Завдання: Переведіть 150° у радіани.

Варіанти відповіді:

  • А)

  • Б)

  • В)

  • Г)

  • Д)

Розв'язання:

  1. Застосовуємо формулу: градуси × π/180.

  2. .

  3. Скорочуємо дріб: ділимо чисельник і знаменник на 30: .

Відповідь: Б) .

Чому інші варіанти неправильні:

  • А) — неправильно скорочено дріб: 150/180 скорочено як 5/3 замість 5/6.

  • В) — дріб 5/6 перевернуто: 6/5 замість 5/6.

  • Г) — забули π у чисельнику.

  • Д) — просто дописали π до градусів, не поділивши на 180.

Приклад 2. Визначення чверті за кутом у радіанах

Завдання: У якій чверті лежить точка одиничного кола, що відповідає куту ?

Варіанти відповіді:

  • А) I чверть

  • Б) II чверть

  • В) III чверть

  • Г) IV чверть

  • Д) на осі Oy

Розв'язання:

  1. Переведемо у градуси: .

  2. Кут 300° лежить між 270° і 360°.

  3. За таблицею чвертей: 270°–360° — це IV чверть.

Відповідь: Г) IV чверть.

Чому інші варіанти неправильні:

  • А) I чверть — можливо, подумали, що 5π/3 < 2π і тому I чверть, але 5π/3 > 3π/2.

  • Б) II чверть — плутанина: 5π/3 ≈ 5·3,14/3 ≈ 5,23, що більше за 4,71 (3π/2).

  • В) III чверть — помилка: 5π/3 = 300°, а III чверть — це 180°–270°.

  • Д) на осі Oy — на осі Oy лежить точка кута π/2 або 3π/2, а не 5π/3.

Приклад 3. Точка одиничного кола для від'ємного кута

Завдання: Яка точка одиничного кола відповідає куту ?

Варіанти відповіді:

  • А) (0; 1)

  • Б) (−1; 0)

  • В) (1; 0)

  • Г) (0; −1)

  • Д) (−1; −1)

Розв'язання:

  1. Від'ємний кут відкладаємо за годинниковою стрілкою від точки (1; 0).

  2. — це чверть оберту за годинниковою стрілкою. Приходимо в точку (0; −1).

  3. Перевірка: додамо : , а точка кута — це (0; −1).

Відповідь: Г) (0; −1).

Чому інші варіанти неправильні:

  • А) (0; 1) — це точка кута π/2, тобто кут відкладено проти годинникової стрілки, а не за нею.

  • Б) (−1; 0) — точка кута π, зовсім інший напрям.

  • В) (1; 0) — початкова точка, кут 0.

  • Д) (−1; −1) — такої точки на одиничному колі немає (радіус 1, а √((−1)²+(−1)²) = √2 ≠ 1).

Приклад 4. Чверть кута, заданого числом без π

Завдання: У якій чверті лежить кут 4 рад?

Варіанти відповіді:

  • А) I чверть

  • Б) II чверть

  • В) III чверть

  • Г) IV чверть

  • Д) на осі Ox

Розв'язання:

  1. Запам'ятай орієнтири: π/2 ≈ 1,57; π ≈ 3,14; 3π/2 ≈ 4,71; 2π ≈ 6,28.

  2. Порівнюємо: 3,14 < 4 < 4,71, тобто π < 4 < 3π/2.

  3. Проміжок від π до 3π/2 — це III чверть.

Відповідь: В) III чверть.

Чому інші варіанти неправильні:

  • А) I чверть — сплутали 4 рад з 4° (4° — це I чверть, але 4 рад ≈ 229°).

  • Б) II чверть — помилка: 4 > 3,14 (π), тому це вже не II чверть.

  • Г) IV чверть — 4 < 4,71 (3π/2), тому це ще не IV чверть.

  • Д) на осі Ox — на осі Ox лежать кути 0 і π, а 4 не дорівнює ні 0, ні π.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Типові помилки й пастки

Розгляньмо найпоширеніші помилки, яких припускаються учні на НМТ під час роботи з радіанною мірою та одиничним колом.

  • Кут, записаний числом без π, плутають із градусами: кут 3 рад сприймають як 3°. Насправді π ≈ 3,14 — це число, а π рад = 180° — це співвідношення мір кутів, тому кут 3 рад ≈ 172°.

  • Переводячи 150° у радіани, множать на 180/π замість π/180. Запам'ятай: число радіанів приблизно в 57 разів менше за число градусів (180° = π ≈ 3,14), тому множити треба на мале число π/180, а не на 180/π.

  • Від'ємний кут відкладають проти годинникової стрілки. Насправді від'ємний кут (α < 0) відкладають за годинниковою стрілкою. Наприклад, −π/2 — це не (0; 1), а (0; −1).

  • Плутають координати: точка кута α — це (cos α; sin α), а не (sin α; cos α). Абсциса — косинус, ордината — синус. Запам'ятай: «Косинус — коло, синус — стрілка»: cos — по горизонталі (x), sin — по вертикалі (y).

  • Кути π/2, π, 3π/2 відносять до якоїсь чверті. Ці кути лежать на осях координат, тому вони не належать жодній чверті. Чверті — це проміжки між осями.

  • Не відкидають повні оберти. Кут 13π/6 більший за 2π (12π/6). Дехто шукає його «після» 2π і помиляється з чвертю. Насправді 13π/6 = 2π + π/6, тому це та сама точка, що й π/6 — I чверть.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Як це перевіряють на НМТ

Тема «Радіанна міра кута й одиничне коло» входить до двох розділів програми НМТ з математики:

  • тема 1.3 — означення синуса, косинуса й тангенса числового аргументу через одиничне коло;

  • тема 5.6 — градусні й радіанні міри кутів.

У довідкових матеріалах, які видають на НМТ, є означення тригонометричних функцій через одиничне коло й таблиця значень для кутів 0, π/6, π/4, π/3, π/2, π, 3π/2, 2π. Якщо кут у завданні задано в градусах, його спершу переводять у радіани, а потім користуються таблицею.

Формат завдань:

  • у завданнях № 4–15 — вибір однієї відповіді з п'яти (А–Д), 0 або 1 бал;

  • одиничне коло потрібне й для тригонометричних рівнянь — у демоваріанті 2026 року це завдання № 11 (корені рівняння на проміжку).

Стратегія виконання:

Схематично намалюй одиничне коло в чернетці й познач на ньому заданий кут. Чверть буде видно одразу. Для кутів, заданих числом без π, підпиши наближені значення π/2 ≈ 1,57, π ≈ 3,14, 3π/2 ≈ 4,71, 2π ≈ 6,28 — це допоможе не помилитися.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Питання й відповіді

Навіщо потрібні радіани, якщо є градуси?

Градуси зручні в побуті (90°, 180°), але в математиці радіани природніші. По-перше, довжина дуги кола дорівнює радіусу, помноженому на кут у радіанах: l = R·α. По-друге, похідні тригонометричних функцій мають простий вигляд саме в радіанах: (sin x)' = cos x лише тоді, коли x виміряно в радіанах. Тому в тригонометрії, математичному аналізі й фізиці радіани — стандарт.

Чому π радіан дорівнює 180°, хоча π ≈ 3,14?

Тут важливо розрізняти два значення π. Число π ≈ 3,14 — це відношення довжини кола до його діаметра. А π радіан — це міра кута, яка дорівнює 180°. Співвідношення «π рад = 180°» означає, що кут у π радіанів — це розгорнутий кут. Якщо перевести число 3,14 у градуси за формулою, отримаємо 3,14·180°/π ≈ 180°. Тобто все узгоджується: кут 3,14 рад ≈ 180°.

Як визначити чверть кута 4 радіани?

Порівняй 4 з наближеними значеннями: π/2 ≈ 1,57; π ≈ 3,14; 3π/2 ≈ 4,71; 2π ≈ 6,28. Число 4 більше за π (3,14), але менше за 3π/2 (4,71). Отже, 4 рад лежить у проміжку від π до 3π/2 — це III чверть. Не плутай 4 рад з 4°: 4° — це I чверть, а 4 рад ≈ 229°.

Куди відкладати від'ємний кут на одиничному колі?

Від'ємний кут (α < 0) відкладають від точки (1; 0) за годинниковою стрілкою. Наприклад, кут −π/2 — це чверть оберту за годинниковою стрілкою, що дає точку (0; −1). Щоб не помилитися, можна додати 2π: −π/2 + 2π = 3π/2, а точка кута 3π/2 — це (0; −1).

Чому кути 30° і 390° задають ту саму точку?

Бо 390° = 360° + 30°. Повний оберт (360°) повертає точку в початкове положення. Тому кут 390° — це той самий напрям, що й 30°, лише зроблено один зайвий повний оберт. У радіанах: 30° = π/6, 390° = 2π + π/6. Будь-які кути, що відрізняються на ціле число повних обертів (2πk або 360°k), задають ту саму точку на одиничному колі.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Коротко: головне

  • π рад = 180°, 1 рад ≈ 57°

  • градуси → радіани: × π/180; радіани → градуси: π замінити на 180°

  • точка кута α на одиничному колі — (cos α; sin α)

  • додатний напрям — проти годинникової стрілки

  • межі чвертей: π/2 ≈ 1,57, π ≈ 3,14, 3π/2 ≈ 4,71, 2π ≈ 6,28

  • кути, що відрізняються на 2πk, задають ту саму точку

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Самоперевірка

Перевірте себе на цьому юніті

Спробуйте ці 5 запитань — оберіть відповідь, щоб побачити, чи ви праві й чому. Приєднайтеся, щоб пройти повний тест юніту, який іде в глибину по цьому юніту.

1. Яка точка одиничного кола відповідає куту ${}\pi$?

2. Переведіть ${}5\pi/4$ у градуси.

3. У якій чверті лежить точка одиничного кола, що відповідає куту ${}5\pi/3$?

4. Переведіть ${}240°$ у радіани.

5. У якій чверті лежить точка одиничного кола, що відповідає куту ${-\pi/3}$?

Це лише дрібка самоперевірки — повний тест юніту йде в глибину й використовує всі 13 запитань цього юніта і точно визначає, що вивчати.

Приєднатися, щоб пройти тест