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180 度が π になるところから始める度とラジアンの変換

です。この 1 行だけで、度とラジアンは往復できます。

度をラジアンに直すなら をかける。ラジアンを度に直すなら をかける。

かける数は互いに逆数。どちらをかけるか迷ったら、 を入れて になるほうを選びます[1]。

1 ラジアンは弧の長さが半径と同じになる角

ラジアンは、円の弧の長さで角を測る単位です。半径と同じ長さの弧を切りとる中心角が ラジアン[1]。

半径 の円で、中心角 ラジアンが切りとる弧の長さは になる。

一周では弧が円周そのもの、つまり 。 に入れると 。

一周が でもあるので 、両辺を半分にして になります。

ラジアンを度に直すと 。半端な数ですが、これは度のほうが人工的だからです。

例:度からラジアンへ

を直します。 をかけるだけ。

を先に と約分すると、計算が軽くなる。

なら なので 。

なら で 。

コツはかけ算より約分にあります。 を約分してから をつける、という順で計算する。

三角関数の値を求める前に、まず角をラジアンへ直しておく手順が標準です[2]。

例:ラジアンから度へ

を度に直します。 をかける。

が約分で消えるところが肝心。答えは 。

を含まないラジアンでも同じ。 ラジアンなら 。

この場合は が消えないので、割りきれない値になる。 がついた形のほうが例外的にきれい。

よく使う角の対応

刻みと 刻みは、暗記より の約分で作るほうが確実です。

から先は、 を足すか から引くかで作れます。

は なので 。

は なので 。

分母が 、、、 のどれかになる角が、高校で扱う角のほとんどを占めます。

単位の rad は書かなくてよい

ラジアンには単位記号 rad がありますが、数学ではふつう省きます。

と書けば、中身はラジアンだと分かる。度なら と度の記号をつける。

つまり記号のついていない角はラジアン、 がついていれば度、という読み分けです。

省けるのは、ラジアンが長さの比だからです。弧の長さを半径で割った値なので、単位が打ち消し合う。

は 長さ ÷ 長さ なので、単位を持ちません。

メートルで測ってもセンチメートルで測っても同じ値になります。だから rad は省いてよい記号です。

弧の長さと扇形の面積が軽くなる

度のままだと、弧の長さは と書くしかありません。

ラジアンなら 。かけ算 1 つで済みます[1]。

扇形の面積も同じ。度では ですが、ラジアンでは次の形になります。

半径 、中心角 の扇形なら、弧は 、面積は 。

という数がどこにも現れない。これがラジアンを使う実利です。

電卓のモードを合わせる

関数電卓には DEG と RAD の切り替えがあります。ここがずれていると、答えが丸ごと狂う。

RAD のまま と打つと、 ラジアンの正弦として が返ります。 ではありません。

ラジアンはおよそ 。何周も回った先の角なので、値が合わないのは当然。

数学Ⅱ 以降の計算はラジアンが標準になります。表示が DEG のままになっていないかを最初に見る。

まちがえやすい点

かける分数を逆にする誤りが最も多い。 と は逆数なので、答えが 倍ずれます。

を直すつもりで と計算すると になる。桁を見れば異常だと気づけます。

もう一つは、 を に置き換えたあと を残してしまう形。 であって ではない。

角度の記号にも気をつけます。 に をつけると、 が 度という別物になる。

をラジアンで表すとどれですか。

__RESULT__

を約分します。 で割ると になるので、答えは です。 は なので、 と足しても同じ値になります。

逆向きも確かめます。

半径 、中心角 の扇形の弧の長さはどれですか。

__RESULT__

に 、 を入れます。 です。度に直して と計算しても同じ になりますが、手数が増えます。

を軸に、約分で往復する。

参考文献

Angles. Algebra and Trigonometry 2e, OpenStax(ラジアンの定義、、扇形の面積).
S. Ober-Blöbaum. Trigonometrische und hyperbolische Funktionen, Mathematik für Chemiker, Universität Paderborn(度からラジアンへの換算).
度をラジアンにするなら $\dfrac{\pi}{180}$ を掛け、ラジアンを度にするなら $\dfrac{180}{\pi}$ を掛けます。掛ける数は互いに逆数なので、迷ったら $180^\circ$ を入れて $\pi$ が出るほうを選ぶ。実際の計算では掛け算より約分が主役で、$\dfrac{225}{180}$ を $\dfrac{5}{4}$ にしてから $\pi$ を付けます。半径と同じ長さの弧を切りとる角が $1$ ラジアン、およそ $57.3^\circ$。弧の長さが $s = r\theta$、扇形の面積が $\dfrac{1}{2}r^2\theta$ と軽くなる理由と、rad を省いてよい理由まで。