Bu nima va nega kerak
Burchaklar qadimdan graduslarda o'lchab kelingan: aylana 360 teng bo'lakka bo'linadi. Bu qadimgi Bobil astronomiyasidan qolgan shartli o'lchovdir.
Biroq matematik analiz va funksiyalar nazariyasida gradus noqulaylik tug'diradi:
- 360 soni sun'iy tanlangan bo'lib, matematik tabiiy asosga ega emas.
- y=x+sinx kabi ifodalarda x sonini gradusdagi burchak bilan qo'shib bo'lmaydi (o'lchov birliklari mos emas).
- Hosila va integrallarda gradus doimo ortiqcha 180∘π koeffitsiyentini keltirib chiqaradi.
Shu sababli fanda burchakning tabiiy o'lchovi — radian qabul qilingan. Radian burchakni radius va yoy uzunligi orqali to'g'ridan-to'g'ri haqiqiy sonlar bilan bog'laydi.
Asosiy g'oya
1. Radian ta'rifi
Ta'rif: Radiusi R bo'lgan aylanada uzunligi R ga teng yoyga tiralgan markaziy burchak 1 radian deb ataladi (1 rad).
Aylanada yoy uzunligining radiusga nisbati o'zgarmasdir:
α=Rl
Bu yerda α — markaziy burchak (radianda), l — yoy uzunligi, R — aylana radiusi. Radian o'lchovsiz birlik bo'lgani uchun ko'pincha "rad" yozilmaydi: α=π yoki α=2.
2. Radian va gradus bog'lanishi
To'liq aylananing uzunligi C=2πR. Unga mos to'liq burchak gradusda 360∘, radianda esa R2πR=2π rad.
Asosiy tenglik:
180∘=π rad
Bundan o'tish qoidalari kelib chiqadi:
- Gradusdan radianga: a∘=a⋅180∘π rad (1∘≈0,0175 rad)
- Radiandan gradusga: α rad=α⋅π180∘ (1 rad≈57,3∘)
3. Asosiy burchaklar jadvali
| Gradus (∘) | Radian (rad) | Gradus (∘) | Radian (rad) |
|---|
| 0∘ | 0 | 120∘ | 32π |
| 30∘ | 6π | 135∘ | 43π |
| 45∘ | 4π | 150∘ | 65π |
| 60∘ | 3π | 180∘ | π |
| 90∘ | 2π | 270∘ | 23π |
| 360∘ | 2π | — | — |
4. Yoy uzunligi va sektor yuzi formulalari
Burchak radianda ifodalanganda formulalar juda ixcham bo'ladi:
- Aylana yoyining uzunligi: l=α⋅R
- Doiraviy sektor yuzi: S=21αR2=2l⋅R
Yechilgan misollar
1-misol. Gradus o'lchovini radianga aylantirish
Quyidagi burchaklarni radianda ifodalang:
a) 75∘;
b) 240∘;
c) −150∘.
Yechilishi:
α=a∘⋅180∘π formulasidan foydalanamiz.
a) 75∘=75⋅180π=18075π:
Surat va maxrajni 15 ga qisqartiramiz:
18075=125⟹75∘=125π rad.
b) 240∘=240⋅180π=180240π:
60 ga qisqartirsak:
180240=34⟹240∘=34π rad.
c) Manfiy burchaklar ham shu tarzda o'tkaziladi:
−150∘=−150⋅180π=−65π rad.
Javob: a) 125π; b) 34π; c) −65π.
2-misol. Radian o'lchovini gradusga aylantirish
Quyidagi burchaklarni gradusda ifodalang:
a) 45π;
b) −127π;
c) 2 rad.
Yechilishi:
a) π o'rniga 180∘ qo'yamiz:
45π=45⋅180∘=225∘.
b) −127π=−127⋅180∘=−105∘.
c) 1 rad≈57,3∘ dan foydalansak:
2 rad=2⋅π180∘≈114,6∘.
Javob: a) 225∘; b) −105∘; c) ≈114,6∘.
3-misol. Aylana yoyi uzunligini topish
Radiusi R=15 sm bo'lgan aylanada 144∘ li markaziy burchakka tiralgan yoy uzunligini toping.
Yechilishi:
-
Burchakni radianga o'tkazamiz:
α=144∘⋅180∘π=54π rad.
-
Yoy uzunligini hisoblaymiz:
l=α⋅R=54π⋅15=12π sm.
Javob: 12π sm (yoki ≈37,68 sm).
4-misol. Doiraviy sektor parametrlarini hisoblash
Doiraviy sektorning perimetri 28 sm, yuzi esa 48 sm2 ga teng. Sektorning radiusi va burchagini toping.
Yechilishi:
Perimetr P=2R+l=28⟹l=28−2R.
Sektor yuzi:
S=2l⋅R=2(28−2R)R=(14−R)R=48.
Kvadrat tenglamani yechamiz:
R2−14R+48=0⟹R1=6,R2=8.
- R=6 sm bo'lsa: l=28−12=16 sm. Burchak: α=616=38 rad.
- R=8 sm bo'lsa: l=28−16=12 sm. Burchak: α=812=1,5 rad.
Ikkala holat ham shartga mos keladi.
Javob: R=6 sm,α=38 rad yoki R=8 sm,α=1,5 rad.
Mashq
Quyidagi masalalarni mustaqil yeching va javobingizni tekshiring:
-
Quyidagi burchaklarni radianda ifodalang:
a) 20∘; b) 150∘; c) 315∘; d) −210∘.
-
Quyidagi burchaklarni gradusda ifodalang:
a) 65π; b) −34π; c) 27π; d) 103π.
-
Radiusi R=10 sm bo'lgan aylanada α=53π rad bo'lgan yoy uzunligini toping.
-
Aylananing uzunligi 21 sm bo'lgan yoyiga 3 radian li markaziy burchak tiralgan. Aylana radiusini toping.
-
Radiusi R=4 sm, markaziy burchagi α=4π rad bo'lgan doiraviy sektor yuzini hisoblang.
-
Sektor yuzi 12π sm2, radiusi esa 6 sm. Shu sektorning markaziy burchagini radian va gradusda toping.
-
Soatning minut mili uzunligi 6 sm. Minut mili 20 minut davomida burilganda, uning uchi qanday masofani bosib o'tadi?
-
Sektorning perimetri 20 sm, yuzi 16 sm2. Sektorning radiusi va markaziy burchagini toping.
Javoblar va yechimlar
-
Yechilishi:
a) 20⋅180π=9π rad;
b) 150⋅180π=65π rad;
c) 315⋅180π=47π rad;
d) −210⋅180π=−67π rad.
-
Yechilishi:
a) 65⋅180∘=150∘;
b) −34⋅180∘=−240∘;
c) 27⋅180∘=630∘;
d) 103⋅180∘=54∘.
-
Yechilishi:
l=αR=53π⋅10=6π sm≈18,84 sm.
-
Yechilishi:
l=αR⟹R=αl=321=7 sm.
-
Yechilishi:
S=21αR2=21⋅4π⋅42=816π=2π sm2.
-
Yechilishi:
S=21αR2⟹12π=21α⋅36=18α⟹α=1812π=32π rad.
Gradusda: 32⋅180∘=120∘.
-
Yechilishi:
Minut mili 60 minutda to'liq 2π aylanadi. 20 minutda esa aylananing 6020=31 qismini bosib o'tadi, ya'ni α=32π rad.
Bosib o'tilgan yoy uzunligi: l=αR=32π⋅6=4π sm≈12,56 sm.
-
Yechilishi:
P=2R+l=20⟹l=20−2R.
S=2lR=2(20−2R)R=(10−R)R=16⟹R2−10R+16=0.
Ildizlar: R1=2, R2=8.
- Agar R=2 sm bo'lsa: l=16 sm, α=216=8 rad.
- Agar R=8 sm bo'lsa: l=4 sm, α=84=0,5 rad.
Xatolar ro'yxati
O'quvchilar burchakning radian o'lchovida eng ko'p yo'l qo'yadigan xatolar:
-
Yoy uzunligi formulasida burchakni gradusda qo'yish:
- ✗ Noto'g'ri: R=5 sm, burchak 60∘ bo'lsa, l=60⋅5=300 sm.
- ✓ To'g'ri: l=αR formulasida α faqat radianda bo'lishi shart! 60∘=3π rad, demak l=3π⋅5=35π sm.
-
π ni 180∘ ga teng deb tushunib, son o'rniga adashtirish:
- ✗ Noto'g'ri: π soni doim 180∘ ga teng, shuning uchun doira yuzi S=180⋅R2.
- ✓ To'g'ri: π≈3,14159... — bu son. π radian burchak esa 180∘ ga teng. Doira yuzi yoki kesma uzunligini hisoblashda π≈3,14 deb olinadi.
-
O'tish koeffitsiyentini teskari yozish:
- ✗ Noto'g'ri: Gradusdan radianga o'tishda 180/π ga ko'paytirish: 45∘⋅π180.
- ✓ To'g'ri: Gradus qisqarib ketishi uchun π suratda, 180∘ maxrajda bo'lishi kerak: 45∘⋅180∘π=4π.
-
Sektor perimetrida radiuslarni unutib qoldirish:
- ✗ Noto'g'ri: Sektor perimetri faqat yoy uzunligiga teng: P=l.
- ✓ To'g'ri: Sektor chegarasi ikkita radius va bitta yoydan iborat: P=2R+l.
DTM uslubidagi test
Yuqoridagi frontmatter bo'limida keltirilgan 5 ta test savoli orqali mavzuni o'zlashtirganlik darajangizni sinab ko'ring. Har bir savol DTM standartlariga moslab tuzilgan.