内容正文:
第3章 圆的基本性质
3.2 图形的旋转
了解旋转的概念,能识别现实生活中图形的旋转,理解图形旋转的三要素:旋转中心、旋转方向和旋转角.
会按照要求作出简单平面图形经过旋转后的图形,体验旋转在现实生活中的应用.
理解旋转的性质,并会运用其解决简单的旋转问题.
学习目标
下列图形是通过什么变换得到的?
平移变换
轴对称变换
课前回顾
风车叶片和钟表的钟摆在运动过程中,哪些改变了?哪些保持不变?
情境导入
风车的叶片由A至B的运动,钟表的钟摆由C至D的运动.它们有什么共同的特点?
A
B
C
D
运动物体上各部分都绕同一个固定的点,按同一个方向,
旋转同一个角度.
探究学习
O
一般地,一个图形变为另一个图形,在运动的过程中,原图形上的所有点都绕一个固定的点,按同一个方向,转动同一个角度,这样的图形运动叫做图形的旋转.
图形的旋转及相关概念
旋转角
旋转中心
O
这个固定的点叫做旋转中心,转动的角称为旋转角.
如果图形上的点A经过旋转变为点A′,那么这两个点A和A′叫做这个旋转的对应点.
A
A′
图形的旋转及相关概念
△ABC绕A沿 _______ 旋转到达△ADE的位置.
则旋转中心是点___,旋转角是_______、 _______,旋转角度为____度,其中的对应点有_______、_______、 _______.
A
B
C
D
E
A
∠BAD
90
C与E
A与A
B与D
顺时针
旋转三要素:旋转中心、旋转方向、旋转角度.
∠CAE
生活中图形旋转的例子
如图,经过怎样的旋转变换,可由射线OP得到射线OQ?
解:将射线OP以O为旋转中心,按顺时针方向,旋转90°得到射线OQ.
做一做
O
P
Q
例1 如图,O是△ABC外一点,以点O为旋转中心,将△ABC按顺时针方向旋转80°,作出经旋转变换后的图形.
O
A
B
C
典例精讲
O
解:1.以点O为旋转中心,分别把点A,B,C按顺时针方
向旋转80°,得点A′,B′,C′.
2.连结A′B′,B′C′,C′A′.
△A′B′C′就是所求作
的经旋转后的图形.
A
B
C
A′
B′
C′
旋转作图
旋转作图的步骤
(1) 明确题目要求:弄清旋转中心、旋转方向和旋转角;
(2) 分析所作图形:找出构成图形的关键点;
(3) 找出关键点的对应点:将各关键点按一定方向旋转一定的角度,得到各关键点的对应点;
(4) 作出新图形:顺次连结作出的各对应点;
(5) 写出结论:说明作出的图形.
如图,O是△ABC外一点,以点O为旋转中心,将△ABC按顺时针方向旋转90°到达△DEF的位置.
讨论
A
B
C
O
D
E
F
1.线段OA与OD有什么关系?
2.∠AOD与∠BOE有什么关系?
3.△ABC与△DEF形状和大小有什么关系?
OA=OD
∠AOD=∠BOE
△ABC≌△DEF
旋转的性质
一般地,图形的旋转有下面的性质:
图形旋转所得的图形和原图形全等.
对应点到旋转中心的距离相等.任何一对对应点与旋转中心连线所成的角度等于旋转的角度.
当图形旋转的角度为180°时,所得的图形和原图形关于旋转中心成中心对称.
例2 已知:如图,矩形AB′C′D′是矩形ABCD以点A为旋转中心,按逆时针方向旋转90°所得的图形.
求证:对角线BD与对角线B′D′所在的直线互相垂直.
证明:
如图,线段D′B′由对角线DB经过旋转
得到.
延长D′B′,交DB于点E.
A
B
C
D
B′
C′
D′
E
典例精讲
在矩形ABCD中,∠BAD=90°,
又∵∠D′AD=90°(一对对应点与旋转中心连线所成的角度等
于旋转的角度),
∴点D′,A,B在同一条直线上.
∵Rt△D′AB′≌ Rt△DAB(图形经过旋转所得的图形和原图形
全等),
∴∠AD′B′=∠ADB,
∴∠AD′B′+∠ABD=∠ADB+ ∠ABD=90°,
∴∠D′EB=180°-(∠AD′B′+∠ABD )=90°,
即BD⊥B′D′.
A
B
C
D
B′
C′
D′
E
如图,能通过图形的旋转,使图形A与图形B重合吗?如果用两种图形的运动呢?比如旋转和轴对称,旋转和平移等.
拓展活动
B
A
1. 把下列各英文字母旋转180°后,仍是原来英文字母的是 ( )
V H L Z W B I
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
A.②④⑤⑦ B.②③⑦
C.①③⑤⑦ D.②④⑦
D
随堂练习
A. B.
C. D.
2. Rt△ABC以点C为旋转中心,逆时针旋转90°得到△CDE的图形是 ( )
A
3. 如图,在直角△OAB中,