在数学中,两条直线(或向量)相交所形成的最小正角称为这两条直线(或向量)的夹角,通常记作∠Θ(Included angle),夹角的区间范围为{Θ|0≤Θ≤π}。
表示方法
角通常用三个字母表示:两条边上的点的字母写在两旁,顶点上的字母写在中间。图中的角用∠AOB表示。但若在不会产生混淆的情形下,也会直接用顶点的字母表示,例如角∠O。
在数学式中,一般会用希腊字母(α,β,γ,θ,φ, ...)表示角的大小。为避免混淆,符号π一般不用来表示角度。
角的测量
以角的端点为圆心做圆弧。由于圆弧的半径和弧长成正比,而角是长度的比例,所以圆的大小不会影响角的测量。
弧度:用角在圆上所切出的圆弧的长度除以圆的半径,一般记作rad。弧度是国际单位制中规定的角的度量,但却不是中国法定计量单位,角度则是角在中国的法定计量单位。此外,弧度在数学及三角学中有广泛的应用。
角度:由角在圆上所切出的圆弧的长度除以圆的周长再乘以360的结果,一般用°来标记,读作“度”。一度可以继续分为60“分”或3600“秒”。角度在天文学和全球定位系统中有重要应用。
梯度:是角在圆上所切出的圆弧的长度除以圆的周长再乘以400的结果。
圈数或转数(n=1):是指完整旋转一圈,依应用的不同,会简写为cyc、rev或rot,不过在每分钟转速(RPM)的单位中,只用一个字母r表示。
直角(n=4):是1/4圈,是几何原本中用的角度单位,直角 = 90° =π/2rad = 1/4 turn = 100grad。在德文中曾用表示直角。
时角(n=24):)常用在天文学中,是1/24圈。此系统是用在一天一个周期的循环(例如星星的相对位置),其六十进制下的子单位称为“时间分角”及“时间秒角”,这两个单位和角度的角分及角秒不同,前者大小为后者的十五倍。1时角 = 15° =π/12rad = 1/6quad. = 1/24turn≈ 16.667grad.。
米位(n=6000–6400):此单位是指一个单位大约等于毫弧度的角度,有许多不同的定义,其数值从0.05625度到0.06度(3.375至3.6角分),而毫弧度约为0.05729578度(3.43775角分)。在北大西洋公约组织的国家中,米位定义为圆的1/6400。其数值大约等于一个角度的弧长为一米,其半径为一公里的角度(2π/ 6400 = 0.0009817… ≒ 1/1000)。
角分(n=21,600):定义为一度的1/60,是1/21600圈,会用′表示,例如3°30′ 等于 3+30/60 度,也就是3.5度,有时也会出现小数,例如3°5.72′ = 3+5.72/60度。海里曾定义为在地球的大圆上一角分的弧长。
角秒(n=1,296,000):定义为一角分的1/60,会用″表示,例如3°7′30″等于3 + 7/60 + 30/3600 度,或是3.125度。
角的种类
零角
角度等于0°,或一条线
锐角
角度大于0°且小于90°,或弧度大于0且小于{\displaystyle \pi /2}的角。
直角
角度等于90°,或弧度为{\displaystyle \pi /2}的角。
钝角
角度大于90°且小于180°,或弧度大于{\displaystyle \pi /2}且小于{\displaystyle \pi }的角。
平角
角度等于180°,或弧度为{\displaystyle \pi }的角。
优角或反角
角度大于180°且小于360°,或弧度大于{\displaystyle \pi }且小于{\displaystyle 2\pi }的角。
周角
角度等于360°,或弧度为{\displaystyle 2\pi }的角。
角的组合
有三种特殊角的组合,其度数和均为特殊的值:
余角:当两个角的度数之和等于90°,即一个直角,这两个角便是余角。若两个相邻的角互为余角,两个非共用边会形成直角。在欧几里得几何中,非直角的两角即互为余角。
若角A和B互为余角,以下的数学式会成立:
(一角的正切等于其余角的余切,一角的正割等于其余角的余割)
补角:当两个角的度数之和等于180°,即一个平角,这两个角便是互补角。若两个相邻的角互为余角,两个非共用边会形成一直线。不过两个不相邻的角也可以是补角,例如平行四边形中,任两邻角为互补角。圆内接四边形的对角也是互补角。
若点P为圆O外的一点,而过点P作圆的切线,切点分别在点T和点Q,则∠TPQ和∠TOQ为互补角。
两互补角的正弦相等,其余弦及正切(若有定义义)大小相等,但符号异号。
在欧几里得几何中,三角形两角的和为第三角的补角。
黎曼几何中
在黎曼几何中,利用度量张量来定义二条切线之间的夹角,其中U及V是切线向量,gij是度量张量G的分量。
天文学中
以地理的观点,地球上任何一个位置都可以用地理座标系统来表示,此系统标示位置的经度及纬度,两者都以此点连至地球球心连线的角度来表示,经度是以格林威治子午线为参考基准,而纬度是以赤道为参考基准。
在天文学中,天球的一点可以用任何一种天球坐标系统来表示,不过其基准则因坐标系统不同而不同。天文学量测二颗星星的角距离时,会假想分别有二颗星星分别和地球连成的直线,再量测这二条直线的夹角,即为角距离。
天文学家也会用角直径量测一物体的表观大小。例如满月的角直径约为0.5°。小角公式可以将上述的角测量转换为距离和大小的比值。