内容正文:
第23章 旋转
❊23.1 图形的旋转
思维导图
题型精析
一.旋转
内容
旋转
在平面内,把一个平面图形绕着平面内某一点O转动一个角度,就叫做图形的旋转,点O叫做旋转中心,转动的角叫做旋转角.我们把旋转中心、旋转角度、旋转方向称为旋转的三要素.
题型一 生活中的旋转现象
电影《哪吒之魔童闹海》的热映,推动了我国国产动画电影发展,提升了中国文化影响力.对下列哪吒图片的变换顺序描述正确的是( )例1
A.平移,旋转
B.旋转,旋转
C.轴对称,旋转
D.平移,轴对称
【答案】C
【分析】本题考查几何变换的类型,解题的关键是读懂图象信息.根据平移变换,旋转变换,轴对称变换的定义判断即可.
【详解】解:观察图片可知,第一幅图片和第二幅图片为轴对称变换,
第二幅图片和第三幅图片为旋转变换,
故变换顺序是轴对称,旋转.
故选:C.
下列现象中不属于旋转的是( )变1
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】本题考查了判断生活中的旋转现象,熟练掌握旋转的定义是解题的关键:旋转是围绕一点旋转一定角度的图形变换,因而旋转一定有旋转中心和旋转角,且旋转前后图形能够重合,这是判断旋转的关键.
根据旋转的定义逐项分析判断即可得出答案.
【详解】
解:A. 属于旋转现象,故选项不符合题意;
B. 属于旋转现象,故选项不符合题意;
C. 属于旋转现象,故选项不符合题意;
D. 属于平移现象,不属于旋转现象,故选项符合题意;
故选:.
有下列现象:①高层公寓电梯的上升;②翻动书页;③方向盘的转动;④传送带的移动.其中属于旋转的有_______.(写出序号)变2
【答案】②③
【分析】本题考查了旋转,平移的定义.解题的关键在于对知识的熟练掌握.
根据旋转,平移的定义进行判断即可.
【详解】解:①高层公寓电梯的上升,是平移,故不符合要求;
②翻动书页,是旋转,故符合要求;
③方向盘的转动,是旋转,故符合要求;
④传送带的移动,是平移,故不符合要求.
故答案为:②③.
题型二 旋转成图
北京冬奥会将于2022年2月4日在北京和张家口联合举行,如图是冬奥会的吉祥物“冰墩墩”,将图片按顺时针方向旋转90°后得到的图片是( )例1
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】此题主要考查了生活中的旋转现象,正确掌握旋转方向是解题关键.直接利用旋转的性质得出对应图形即可.
【详解】解:如图所示:“冰墩墩”图片按顺时针方向旋转90°后得到的图片是:
.
故选:D
将如图图形绕点顺时针旋转,得到的图形是( )例2
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】本题考查了旋转,根据旋转的定义即可求解,掌握旋转的定义是解题的关键.
【详解】
解:将如图图形绕点顺时针旋转,得到的图形是,
故选:.
如图,沿图中的右边缘所在的直线为轴将该图形向右翻折180°后,再将翻折后的正方形绕它的右下顶点按顺时针方向旋转90°,所得到的图形是( )变1
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】首先根据轴对称的性质得出翻折后图形,再利用旋转对称图形的概念得出即可.
【详解】解:以图的右边缘所在的直线为轴将该图形向右翻转180°后,圆在右上角,
再按顺时针方向旋转90°,圆在右下角.
故选C.
观察图,图形②是图形①( )得到的.变2
A.先向右平移3个格,再绕C点逆时针旋转
B.先绕C点逆时针旋转,再向右平移2个格
C.先向右平移2个格,再绕B点逆时针旋转
D.先绕A点顺时针旋转,再向右平移3个格
【答案】B
【分析】本题考查了旋转,平移的性质,熟练掌握性质是解题的关键.根据旋转,平移的特点解答即可.
【详解】解:根据题意,得先绕C点逆时针旋转再向右平移2个格,得到题意图,
故选:B.
二.旋转的性质
性质
如图所示,将△ABC绕点C旋转60°至△DCE,则:
性质1:△ABC≌△DCE,对应边、对应角相等.
性质2:对应边的旋转角都等于旋转角.如AC与EC、BC与DC、AB与ED的夹角都等于旋转角60°.
性质3:旋转后,会产生等腰三角形.
题型三 旋转的性质
在图形的旋转过程中,下面有四种说法:①对应点到旋转中心的距离相等;②对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角;③旋转前、后图形的对应线段相等;④旋转前、后图形的位置一定会改变.上述四种说法正确的有( )例1
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
【答案】C
【分析】根据旋转的性质即可得到结论.
【详解】解:①对应点到旋转中心的距离相等,故本说法符合题意;
②对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角,故本说法符合题意;
③旋转前、后图形的对应线段相等,故本说法符合题意;
④旋转前、后图形的位置不一定会改变,也可能重合,故本说法不符合题意;
故选:C.
如图,△ABC绕点C旋转,点B转到点E的位置,则下列说法正确的是( )变1
A.点B与点D是对应点
B.∠BCD等于旋转角
C.点A与点E是对应点
D.△ABC≌△DEC
【答案】D
【分析】利用旋转的性质即可求解
【详解】解:∵△ABC绕点C旋转,点B转到点E的位置,
∴△ABC≌△DEC,点B与点E是对应点,点A与点D是对应点,∠ACD与∠BCE是旋转角,
故选:D.
在图形的旋转中,下列说法不正确的是( )变2
A.旋转前和旋转后的图形一样
B.图形上的每一个点到旋转中心的距离都相等
C.图形上的每一个点旋转的角度都相同
D.图形上可能存在不动的点
【答案】B
【分析】根据旋转的性质对A、B、C进行判断;利用旋转中心为图形上一点的情况可 D进行判断.
【详解】解:A、旋转前和旋转后的图形全等,故A选项不符合题意;
B、在图形上的对应点到旋转中心的距离相等,故B选项符合题意;
C、图形上每一点移动的角度相同,都等于旋转角,故C选项不符合题意;
D、图形上可能存在不动的点,故D选项不符合题意.
故选:B.
题型四 根据旋转的性质求角度
如图,△ABC中,∠BAC=55°,将△ABC逆时针旋转α(0°<α<55°)得到△ADE,DE交AC于F.当α=40°时,点D恰好落在BC上,此时∠AFE等于( )例1
A.80°
B.85°
C.90°
D.95°
【答案】B
【解析】
【分析】根据旋转可得,再结合旋转角即可求解.
【详解】解:由旋转性质可得:,,
∵,
∴,,
∴,
故选:B.
如图,将RtABC绕着直角顶点A顺时针旋转90°后得到,则的度数为( )例2
A.30°
B.45°
C.60°
D.90°
【答案】B
【解析】
【分析】此题主要考查等腰直角三角形的性质和旋转的性质.根据旋转的性质可得到,从而不难求得的度数.
【详解】解:由题意可得,,,则,
故选:B.
如图,将△ABC绕点C顺时针方向旋转一定角度得到△EDC,A,B的对应点分别是E,D;若点D恰好落在AB边上,AC与DE相交于点F,∠BCD=40°,且AD=CD,则∠E的度数为______.变1
【答案】##度
【解析】
【分析】由旋转得:,,则,由等腰三角形得到,再由外角性质即可求解.
【详解】解:如图,
由旋转得:,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
故答案为:.
如图,把Rt△ABC绕点A逆时针旋转40°,得到Rt△AB′C′,点C′恰好落在边AB上,连接BB′,则∠BB′C′=______°.变2
【答案】20
【解析】
【详解】∵Rt△ABC绕点A逆时针旋转40°得到Rt△AB′C′,
∴AB=AB′,∠BAB′=40°.
在△ABB′中,∠ABB′=(180°﹣∠BAB′)=(180°﹣40°)=70°.
∴∠BB′C′=90°﹣∠ABB′=90°﹣70°=20°.
如图,将绕点C顺时针旋转得到.当点落在的延长线上时,恰好,若,则的度数为( )变3
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了旋转的性质,平行线的性质,等腰三角形的性质,三角形的内角和定理等知识点,解题的关键是熟练掌握旋转的性质和平行线的性质.
利用旋转的性质得出,再利用等腰三角形的性质得出,可得.
【详解】解:由旋转知,,,
,
,
,
,
,
故选B.
题型五 根据旋转求坐标
以原点为中心,将点按逆时针方向旋转,得到的点Q的坐标为( )例1
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】此题主要考查了坐标与图形变换旋转.建立平面直角坐标系,作出旋转后的图形,然后根据图形写出点Q的坐标即可.
【详解】解:如图所示,建立平面直角坐标系,点Q的坐标为.
故选:B.
如图,将线段先绕原点按逆时针方向旋转,再向下平移4个单位,得到线段,则点的对应点的坐标是( )例2
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】本题考查坐标与图形变化旋转,平移变换等知识,解题的关键是正确作出图形.根据题意画出图形,即可可得结论.
先求出点绕点逆时针旋转后的坐标为,再求向下平移4个单位后的点的坐标即可.
【详解】解:如图所示,点绕点逆时针旋转,得到点,
向下平移4个单位,得到,
故选:D.
在平面直角坐标系中,点的坐标为,将线段绕着点逆时针旋转得线段,则点的坐标为( )变1
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】本题考查了旋转的性质,全等三角形的判定与性质,同角的余角相等,过作轴于点,过作轴于点,则,然后通过同角的余角相等得出,证明,故有,,然后根据坐标特点即可求解,掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】解:如图,过作轴于点,过作轴于点,则,
由旋转性质可知,,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∵点的坐标为,
∴,,
∴,,
∴点的坐标为,
故选:.
如图,将先向右平移3个单位,再绕原点O逆时针旋转,得到,则点A的对应点的坐标是( )变2
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】此题主要考查了旋转变换以及平移变换,利用平移的性质得出对应点位置,再利用关于原点对称点的性质直接得出答案.
【详解】解:如图,将先向右平移3个单位,再绕原点O逆时针旋转,得到,
由图中可知,点,将先向右平移3个单位,得坐标为:,再绕原点O逆时针旋转,得到,则点A的对应点的坐标是.
故选:D.
题型六 根据旋转作图
如图,在每个小正方形边长为的正方形网格中,建立了如图所示的平面直角坐标系,的三个顶点的坐标是.例1
(1)画出关于轴对称的;
(2)画出绕原点按顺时针方向旋转得到的,并直接写出点的坐标;
(3)在()、()的条件下,若点在轴上,且的值最小,请直接写出点的坐标.
【答案】(1)作图见解析;
(2)作图见解析,,,;
(3).
【分析】()画出关于轴的对称点,然后连接即可;
()画出绕原点按顺时针方向旋转的对称点,然后连接即可;
()连接与轴交于点;
本题考查作图-轴对称变换,旋转变换,轴对称最短问题等知识,解题的关键是掌握轴对称变换和旋转变换的性质,正确作出图形.
【详解】(1)如图,关于轴的对称点,
∴即为所求;
(2)如图,绕原点按顺时针方向旋转的对称点,
∴即为所求,;
(3)如图,连接与轴交于点,
∴点即为所求,.
如图,在平面直角坐标系中,的三个顶点坐标分别为,,. 例2
(1)按下列要求作图:
①将向左平移4个单位,再向上平移1个单位得到;
②将绕点逆时针旋转90°,得到;
(2)在(1)②中,求点在旋转过程中所经过的路径长.
【答案】(1)①答案见详解;②答案见详解
(2)
【分析】本题主要考查了图形平移变换和旋转变换的作图,图形平移和旋转的性质,弧长的计算,利用平移和旋转的性质作出正确的图形是解答本题的关键.
(1)①利用点平移的坐标规律,分别写出点、、的对应点、、的坐标,然后描点连线即得;
②利用网格特点和旋转的性质,分别画出点、、的对应点、、,连线即得;
(2)由图形的旋转过程可知,旋转中心为点,旋转角为,即点的所经过的路径是一段弧,利用弧长公式计算即可得到答案.
【详解】(1)①如图所示,就是平移后的三角形;
②如图所示,就是旋转后的三角形;
(2)如图,在旋转过程中,点所经过的路径是以点为圆心,长为半径的一段弧,的长为.
如图,在平面直角坐标系中,已知三个顶点的坐标分别为,,.变1
(1)画出绕原点O顺时针旋转得到的;
(2)在y轴上取点P,使的面积是面积的倍,求点P的坐标.
【答案】(1)见解析
(2)或
【分析】此题主要考查了旋转变换,坐标与图形:
(1)根据旋转的性质找出点A、B、C的对应点,然后用线段连接即可;
(2)设交y轴于点D,则点,先求出,可得,从而得到,即可求解.
【详解】(1)解:如图,即为所求;
(2)解:设交y轴于点D,则点,
,
∵的面积是面积的倍,
∴,
∴,
∴,
∴点P的坐标为或.
如图,在平面直角坐标系中,的顶点,.变2
(1)将平移,使得点A的对应点的坐标为,在所给图的坐标系中画出平移后的;
(2)将绕点逆时针旋转90°,画出旋转后的,并直接写出的坐标;
(3)求出点旋转到点的路径长.
【答案】(1)见解析
(2)见解析;点的坐标为
(3)点旋转到点的路径长为
【分析】(1)利用平移变换的性质分别作出A,B,C的对应点,,即可;
(2)利用旋转变换的性质分别作出,的对应点,即可;
(3)利用弧长公式求解即可.
【详解】(1)解:如图,即为所求;
(2)解:如图,即为所求,的坐标(-2,1);
(3)解:∵,
∴点旋转到点的路径长=.
题型七 旋转中的规律问题
风力发电是一种常见的绿色环保发电形式,它能够使大自然的资源得到更好地利用.如图1,风力发电机有三个底端重合、两两成角的叶片,以三个叶片的重合点为原点水平方向为x轴建立平面直角坐标系(如图2所示),已知开始时其中一个叶片的外端点的坐标为,在一段时间内,叶片每秒绕原点O顺时针转动,则第秒时,点的对应点的坐标为( )例1
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】根据旋转的性质分别求出第1、2、3、时,点的对应点、、、的坐标,找到规律,进而得出第时,点的对应点的坐标.
【详解】解:如图.
,
在第一象限的角平分线上,
叶片每秒绕原点顺时针转动,
,,,,
点的坐标以每4秒为一个周期依次循环,
,
第时,点的对应点的坐标与相同,为.
故选:.
如图Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,AC=1,且AC在直线l上,将△ABC绕点A顺时针旋转到①,可得到点P1,此时AP1=2;将位置①的三角形绕点P1顺时针旋转到位置②,可得到点P2,此时AP2=2+;将位置②的三角形绕点P2顺时针旋转到位置③,可得到点P3,此时AP3=3+;…按此规律继续旋转,直到点P2020为止,则AP2020等于 .例2
【答案】
【分析】根据题意,发现将Rt△ABC绕点A顺时针旋转,每旋转一次,AP的长度依次增加2,,1,且三次一循环,按此规律即可求解.
【详解】解:∵∠ACB=90°,∠B=30°,AC=1,
∴AB=2,BC=,
∴将Rt△ABC绕点A顺时针旋转,每旋转一次,AP的长度依次增加2,,1,且三次一循环,
∵2020÷3=673…1,
∴AP2020=673(2++1)+2=2021+673,
故答案为:2021+673.
已知:如图,等边三角形的边长为边在轴正半轴上,现将等边三角形绕点逆时针旋转,每次旋转则第次旋转结束后,等边三角形中心的坐标为( )变1
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】先找到等边三角形OAB的中心点,再根据等边三角形的三线合一可得出E,OE=2,最后根据规律即可求解.
【详解】
解:过点B作BD⊥OA于D,过点O作OF⊥AB于F,BD与OF相交于点E,则点E是等边三角形的中心.
∵等边三角形OAB的边长为
∴OD=,∠AOF=
∴DE=
∴E,OE=2
依题意可知:OE每次逆时针旋转,那么每6次又回到原位置.
∴
故选:D
如图,在直角坐标系中,已知点的坐标为,将线段按逆时针方向旋转,再将其长度伸长为的倍,得到线段;又将线段按逆时针方向旋转,长度伸长为的倍,得到线段......如此下去,得到线段为正整数),则点的坐标为 .变2
【答案】
【分析】先根据伸长的变化规律求出OP2019的长度,再根据每8次变化为一个循环组,求出点P2019是第几组第几次的变化,然后确定出所在的位置即可解决问题.
【详解】解:由题意,可得
,
,
,
,
,
···,
则
∵每一次都旋转45°,360°÷45°=8,
∴每8次变化为一个循环组,
2019÷8=252…3,
点是第组的第次变换对应的点,在轴的负半轴上
点的坐标为
故答案为
课后强化
1.下列说法中,正确的是( )
A.“丽丽把教室的门打开”属于平移现象
B.“火箭冲向空中”属于旋转现象
C.“小明在荡秋千”属于旋转现象
D.“钟表的钟摆在摆动”属于平移现象
【答案】C
【分析】本题考查用数学知识解决问题,理解旋转定义、平移定义是解决问题的关键.
【详解】解:A、“丽丽把教室的门打开”属于旋转现象,原说法错误,不符合题意;
B、“火箭冲向空中”属于平移现象,原说法错误,不符合题意;
C、“小明在荡秋千”属于旋转现象,说法正确,符合题意;
D、“钟表的钟摆在摆动”属于旋转现象,原说法错误,不符合题意;
故选:C.
2.如图为芜湖市轨道交通Logo,将其按顺时针方向旋转后得到的图片是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】本题考查了寻转的性质,根据旋转下判断即可.
【详解】
根据题意,旋转变化后的图片应是,
故选:B.
3.如图,以下图形变化能使图形甲和图形乙重合的是( )
A.将甲绕点顺时针旋转
B.将乙绕点逆时针旋转
C.将甲绕着和中垂线的交点顺时针旋转
D.将甲先向下平移至点和重合,再绕点逆时针旋转
【答案】C
【分析】本题考查了旋转的性质,由旋转的性质可得将甲绕着和中垂线的交点顺时针旋转,图形甲和图形乙重合.
【详解】解:A、将甲绕点顺时针旋转,图形甲和图形乙不能重合,不符合题意;
B、将乙绕点逆时针旋转,图形甲和图形乙不能重合,不符合题意;
C、将甲绕着和中垂线的交点顺时针旋转,图形甲和图形乙重合,符合题意;
D、将甲先向下平移至点和重合,再绕点逆时针旋转,图形甲和图形乙不能重合,不符合题意.
故选:C.
4.在图形的旋转中,下列说法不正确的是( )
A.旋转前和旋转后的图形全等
B.图形上的每一个点到旋转中心的距离都相等
C.对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角
D.图形上可能存在不动的点
【答案】B
【分析】根据旋转的性质可对A、B、C进行判断;利用旋转中心为图形上一点的情况可对D进行判断.
【详解】解:A、旋转前和旋转后的图形全等,故A选项正确,不符合题意;
B、在图形上的对应点到旋转中心的距离相等,故B选项错误,符合题意;
C、对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角,故C选项正确,不符合题意;
D、图形上可能存在不动的点,故D选项正确,不符合题意;
故选:B.
5.如图,把绕点顺时针旋转某个角度得到,,,则旋转角等于( )
A.
B.
C.15°
D.
【答案】D
【分析】本题主要考查旋转的性质,由旋转的性质可得,继而根据可得.
【详解】解:∵绕点顺时针旋转某个角度得到,
∴,,
又∵,
∴,
∴,
故选:D.
6.如图所示,在中,,在同一平面内,将绕点逆时针旋转到的位置,使,则度数为( )
A.70°
B.40°
C.50°
D.80°
【答案】B
【分析】本题考查了旋转的基本性质,对应点到旋转中心的距离相等,对应点与旋转中心的连线的夹角为旋转角、平行线的性质.旋转中心为点,与,与分别是对应点,根据旋转的性质可知,旋转角,,再利用平行线的性质得,把问题转化到等腰中,根据内角和定理求,即可求出的度数.
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴,
∵是由旋转得到的,
∴,
∴,,
∴,
在中,
,
∵,
∴,
即,
∵,
∴.
故选:B.
7.如图,将先向左平移个单位,再绕原点逆时针旋转,得到,则点的对应点的坐标是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】本题考查坐标与图形变化旋转、坐标与图形变化平移,结合平移的性质、旋转的性质先画出图形,即可得答案.
【详解】解:由图可得,点的对应点的坐标为.
故选:C.
8.如图,在正方形网格中,每个小正方形的边长都是一个单位长度,在平面直角坐标系内,的三个顶点坐标分别为.
(1)画出关于轴对称的,直接写出点的坐标_______;
(2)画出绕点顺时针旋转后的,求出点旋转到所经过的路径长.
【答案】(1)见解析,
(2)见解析,
【分析】(1)根据轴对称的性质得出对应顶点的位置,顺次连接可得,然后由所作图形可得点的坐标;
(2)根据旋转的性质得出对应顶点的位置,顺次连接可得,利用勾股定理求出,然后根据弧长公式计算点旋转到所经过的路径长.
【详解】(1)解:如图所,点的坐标为;
故答案为:;
(2)如图所示,
由勾股定理得:,
∴点旋转到所经过的路径长为:.
9.将正方体骰子(相对面上的点数1和6、2和5、3和4)放置于水平桌面上,如图1.在图2中,将骰子向右翻滚90°,然后在桌面上按逆时针方向旋转90°,则完成一次变换,若骰子的初始位置为图1所示的状态,那么按上述规则连续完成4次变换后,骰子朝上一面的点数是( )
A.6
B.5
C.3
D.1
【答案】B
【分析】由题意结合图形判断出每次变换后,骰子朝上一面的点数,即可得出结论.
【详解】解:由题意结合图形可知:完成1次变换后,骰子朝上一面的点数为5;
完成2次变换后,骰子朝上一面的点数为6;
完成3次变换后,骰子朝上一面的点数为3;
完成4次变换后,骰子朝上一面的点数为5.
故选B.
10.如图,在平面直角坐标系中,矩形的顶点A,B分别在轴正半轴、轴正半轴上,顶点C,D在第一象限,已知,,将矩形绕点逆时针旋转,每次旋转,则第2025次旋转结束时,点的坐标是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】过点C作轴于点E,连接,求出点C坐标,矩形绕点O逆时针旋转,每次旋转,,得到每循环4次与原图形重合,根据,得到第2025旋转结束时,点C的坐标与第1旋转结束时点C的坐标相同.根据矩形绕点O逆时针旋转1,即线段绕点O逆时针旋转,得到线段,其中点落在第二象限.求出点的坐标,即可得出结果.
本题考查坐标系下图形的旋转,点的规律探究.解题的关键是确定旋转过程中点的坐标规律.
【详解】解:如图,过点C作轴于点E,连接,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
∵矩形绕点O逆时针旋转,每次旋转90°,,
∴每循环4次与原图形重合,
∵,
∴第2025次旋转结束时,点C的坐标与第1次旋转结束时点C的坐标相同,
即第2025次旋转结束时,点C落在第二象限,
如图,过点作轴于点,
则,,
,,
,
,,
,
∴第2025次旋转结束时,点C的坐标为.
故选:B
11.如图,在平面直角坐标系xOy中,有一个等腰直角三角形△AOB,∠OAB=90°,直角边AO在x轴上,且AO=1,将Rt△AOB绕原点O顺时针旋转90°后,再将各边长扩大一倍,得到等腰直角三角形A1OB1;将Rt△A1OB1绕原点O顺时针转90°后,再将各边长扩大一倍,得到等腰三角形A2OB2......依此规律,得到等腰直角三角形A2017OB2017,则点B2017的坐标 .
【答案】(22017,-22017)
【分析】根据题意得出B点坐标变化规律,进而得出点B2017的坐标位置,进而得出答案.
【详解】∵△AOB是等腰直角三角形,OA=1,
∴AB=OA=1,
∴B(1,1),
将Rt△AOB绕原点O顺时针旋转90°得到等腰直角三角形A1OB1,且A1O=2AO,
再将Rt△A1OB1绕原点O顺时针旋转90°得到等腰三角形A2OB2,且A2O=2A1O…,依此规律,
∴每4次循环一周,B1(2,-2),B2(-4,-4),B3(-8,8),B4(16,16),
∵2017÷4=504…1,
∴点B2017与B1同在一个象限内,
∵-4=-22,8=23,16=24,
∴点B2017(22017,-22017).
故答案为(22017,-22017).
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第 23章 旋转
❊23.1 图形的旋转
思维导图
题型精析
一.旋转
内容
旋转
在平面内,把一个平面图形绕着平面内某一点 O转动一个角度,就叫做图形的旋转,点 O
叫做旋转中心,转动的角叫做旋转角.我们把旋转中心、旋转角度、旋转方向称为旋转的
三要素.
题型一 生活中的旋转现象
例 1 电影《哪吒之魔童闹海》的热映,推动了我国国产动画电影发展,提升了中国文化影响力.对下
列哪吒图片的变换顺序描述正确的是( )
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A.平移,旋转 B.旋转,旋转 C.轴对称,旋转 D.平移,轴对称
变 1 下列现象中不属于旋转的是( )
A. B.
C. D.
变 2 有下列现象:①高层公寓电梯的上升;②翻动书页;③方向盘的转动;④传送带的移动.其中属
于旋转的有_______.(写出序号)
题型二 旋转成图
例 1 北京冬奥会将于 2022年 2月 4日在北京和张家口联合举行,如图是冬奥会的吉祥物“冰墩墩”,
将图片按顺时针方向旋转 90°后得到的图片是( )
A. B.
C. D.
第 3 页 共 12 页
例 2 将如图图形绕点O顺时针旋转90,得到的图形是( )
A. B. C. D.
变 1 如图,沿图中的右边缘所在的直线为轴将该图形向右翻折 180°后,再将翻折后的正方形绕它的右
下顶点按顺时针方向旋转 90°,所得到的图形是( )
A. B. C. D.
变 2 观察图,图形②是图形①( )得到的.
A.先向右平移 3个格,再绕 C点逆时针旋转 90
B.先绕 C点逆时针旋转90,再向右平移 2个格
C.先向右平移 2个格,再绕 B点逆时针旋转90
D.先绕 A点顺时针旋转90,再向右平移 3个格
二.旋转的性质
性质
如图所示,将△ABC绕点 C旋转 60°至△DCE,则:
性质 1:△ABC≌△DCE,对应边、对应角相等.
性质 2:对应边的旋转角都等于旋转角.如 AC与 EC、BC与 DC、AB与 ED的
夹角都等于旋转角 60°.
性质 3:旋转后,会产生等腰三角形.
题型三 旋转的性质
第 4 页 共 12 页
例 1 在图形的旋转过程中,下面有四种说法:①对应点到旋转中心的距离相等;②对应点与旋转中心
所连线段的夹角等于旋转角;③旋转前、后图形的对应线段相等;④旋转前、后图形的位置一定会改变.上
述四种说法正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
变 1 如图,△ABC绕点 C旋转,点 B转到点 E的位置,则下列说法正确的是( )
A.点 B与点 D是对应点 B.∠BCD等于旋转角
C.点 A与点 E是对应点 D.△ABC≌△DEC
变 2 在图形的旋转中,下列说法不正确的是( )
A.旋转前和旋转后的图形一样
B.图形上的每一个点到旋转中心的距离都相等
C.图形上的每一个点旋转的角度都相同
D.图形上可能存在不动的点
题型四 根据旋转的性质求角度
例 1 如图,△ABC中,∠BAC=55°,将△ABC逆时针旋转α(0°<α<55°)得到△ADE,DE交 AC于 F.当
α=40°时,点 D恰好落在 BC上,此时∠AFE等于( )
A.80° B.85° C.90° D.95°
例 2 如图,将 RtABC绕着直角顶点 A顺时针旋转 90°后得到 CBA ,则 ACC 的度数为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
第 5 页 共 12 页
变 1 如图,将△ABC绕点 C顺时针方向旋转一定角度得到△EDC,A,B的对应点分别是 E,D;若点
D恰好落在 AB边上,AC与 DE相交于点 F,∠BCD=40°,且 AD=CD,则∠E的度数为______.
变 2 如图,把 Rt△ABC绕点 A逆时针旋转 40°,得到 Rt△AB′C′,点 C′恰好落在边 AB上,连接 BB′,
则∠BB′C′=______°.
变 3 如图,将 ABC 绕点 C顺时针旋转 得到 CBA .当点 B落在 BA的延长线上时,恰好 A B AC ∥ ,
若 140 ,则 BAC 的度数为( )
A. 20 B.40 C.60 D.80
题型五 根据旋转求坐标
例 1 以原点为中心,将点 (4,5)P 按逆时针方向旋转90,得到的点 Q的坐标为( )
A. ( )4,5 B. ( 5,4) C. (4, 5) D. (5, 4)
例 2 如图,将线段 AB先绕原点O按逆时针方向旋转90,再向下平移 4个单位,得到线段 A B ,则点
A的对应点 A的坐标是( )
第 6 页 共 12 页
A. 1, 6 B. 1,6 C. 1, 2 D. 1, 2
变 1 在平面直角坐标系中,点A的坐标为 3,2 ,将线段OA绕着点O逆时针旋转90得线段OA,则点
A的坐标为( )
A. 3,2 B. 2,3 C. 3, 2 D. 2, 3
变 2 如图,将 ABC 先向右平移 3个单位,再绕原点 O逆时针旋转90,得到 CBA ,则点 A的对
应点 A的坐标是( )
A. ( 3,0) B. ( 3, 2) C. (1, 3) D. ( 3,1)
题型六 根据旋转作图
例 1 如图,在每个小正方形边长为1的正方形网格中,建立了如图所示的平面直角坐标系, ABC 的
三个顶点的坐标是 2,4 , 4,1 , 1,2A B C .
(1)画出 ABC 关于 y轴对称的 1 1 1A BC△ ;
第 7 页 共 12 页
(2)画出 ABC 绕原点O按顺时针方向旋转180得到的 222 CBA ,并直接写出点 2 2 2, ,A B C 的坐标;
(3)在(1)、( 2)的条件下,若点 P在 x轴上,且 12 PBPC 的值最小,请直接写出 P点的坐标.
例 2 如图,在平面直角坐标系 xOy中, ABC 的三个顶点坐标分别为 11A ,, 4 0B , , 4 4C , .
(1)按下列要求作图:
①将 ABC 向左平移 4个单位,再向上平移 1个单位得到 1 1 1A BC△ ;
②将 ABC 绕点 B逆时针旋转 90°,得到 222 CBA ;
(2)在(1)②中,求点C在旋转过程中所经过的路径长.
变 1 如图,在平面直角坐标系中 xOy,已知△ABC三个顶点的坐标分别为 A 1,3 ,B −1,1 ,C −2,2 .
(1)画出△ABC绕原点 O顺时针旋转 90°得到的△A1B1C1;
(2)在 y轴上取点 P,使△ABP的面积是△ABC面积的
2
3
倍,求点 P的坐标.
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变 2 如图,在平面直角坐标系中, ABC 的顶点 (1, 2)B , (5,3)C .
(1)将 ABC 平移,使得点 A的对应点 1A的坐标为 ( 3, 4) ,在所给图的坐标系中画出平移后的 1 1 1A BC△ ;
(2)将 1 1 1A BC△ 绕点 1C 逆时针旋转 90°,画出旋转后的 2 2 1A B C△ ,并直接写出 2A 的坐标;
(3)求出点 1A旋转到点 2A 的路径长.
题型七 旋转中的规律问题
例 1 风力发电是一种常见的绿色环保发电形式,它能够使大自然的资源得到更好地利用.如图 1,风
力发电机有三个底端重合、两两成120角的叶片,以三个叶片的重合点为原点水平方向为 x轴建立平面直
角坐标系(如图 2所示),已知开始时其中一个叶片的外端点的坐标为 5,5A ,在一段时间内,叶片每秒
绕原点 O顺时针转动90,则第2024秒时,点A的对应点 2024A 的坐标为( )
第 9 页 共 12 页
A. 5,5 B. 5, 5 C. 5, 5 D. 5,5
例 2 如图 Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,AC=1,且 AC在直线 l上,将△ABC绕点 A顺时
针旋转到①,可得到点 P1,此时 AP1=2;将位置①的三角形绕点 P1顺时针旋转到位置②,可得到点 P2,此
时 AP2=2+ 3;将位置②的三角形绕点 P2顺时针旋转到位置③,可得到点 P3,此时 AP3=3+ 3;…按此规
律继续旋转,直到点 P2020为止,则 AP2020等于 .
变 1 已知:如图,等边三角形OAB的边长为 2 3,边OA在 x轴正半轴上,现将等边三角形OAB绕点O
逆时针旋转,每次旋转 60 , 则第 2020次旋转结束后,等边三角形中心的坐标为( )
A. 3,1 B. 0, 1 C. 3, 1 D. 0, 2
变 2 如图,在直角坐标系中,已知点 0P 的坐标为 2, 2 ,将线段 0OP 按逆时针方向旋转 45,再将其
长度伸长为 0OP的 2倍,得到线段 1OP;又将线段 1OP按逆时针方向旋转 45,长度伸长为 1OP的 2倍,得到
线段 2OP ......如此下去,得到线段 3 4, ,.., (nOP OP OP n 为正整数),则点 2019P 的坐标为 .
第 10 页 共 12 页
课后强化
1.下列说法中,正确的是( )
A.“丽丽把教室的门打开”属于平移现象 B.“火箭冲向空中”属于旋转现象
C.“小明在荡秋千”属于旋转现象 D.“钟表的钟摆在摆动”属于平移现象
2.如图为芜湖市轨道交通 Logo,将其按顺时针方向旋转90后得到的图片是( )
A. B. C. D.
3.如图,以下图形变化能使图形甲和图形乙重合的是( )
A.将甲绕点O顺时针旋转90
B.将乙绕点O逆时针旋转90
C.将甲绕着 AB和OF中垂线的交点顺时针旋转90
D.将甲先向下平移至点O和 F 重合,再绕点 F 逆时针旋转90
4.在图形的旋转中,下列说法不正确的是( )
A.旋转前和旋转后的图形全等
B.图形上的每一个点到旋转中心的距离都相等
C.对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角
D.图形上可能存在不动的点
5.如图,把 ABC 绕点C顺时针旋转某个角度 得到 CBA , 30A , 1 50 ,则旋转角 BCB 等于
( )
A.30 B.25 C.15° D. 20
第 11 页 共 12 页
6.如图所示,在 ABC 中, 70CAB ,在同一平面内,将 ABC 绕点A逆时针旋转到 AB C △ 的位置,使
CC AB∥ ,则 BAB 度数为( )
A.70° B.40° C.50° D.80°
7.如图,将 ABC 先向左平移1个单位,再绕原点O逆时针旋转90,得到 CBA ,则点A的对应点 A的坐
标是( )
A. 3,4 B. 3, 4 C. 3,3 D. 3, 3
8.如图,在正方形网格中,每个小正方形的边长都是一个单位长度,在平面直角坐标系内, ABC 的三个顶
点坐标分别为 4,6 , 5,2 , 2,1A B C .
(1)画出 ABC 关于 y轴对称的 1 1 1A BC△ ,直接写出点 1A的坐标_______;
(2)画出 ABC 绕点O顺时针旋转90后的 222 CBA ,求出点C旋转到 2C 所经过的路径长.
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9.将正方体骰子(相对面上的点数 1和 6、2和 5、3和 4)放置于水平桌面上,如图 1.在图 2中,将骰子向
右翻滚 90°,然后在桌面上按逆时针方向旋转 90°,则完成一次变换,若骰子的初始位置为图 1所示的状态,
那么按上述规则连续完成 4次变换后,骰子朝上一面的点数是( )
A.6 B.5 C.3 D.1
10.如图,在平面直角坐标系中,矩形 ABCD的顶点 A,B分别在 y轴正半轴、x轴正半轴上,顶点 C,D在
第一象限,已知 OA=OB=1,BC=2 2,将矩形 ABCD绕点 O逆时针旋转,每次旋转 90°,则第 2025次旋转
结束时,点 C的坐标是( )
A. 3,2 B. −2,3 C. −3,−2 D. −3,2
11.如图,在平面直角坐标系 xOy中,有一个等腰直角三角形△AOB,∠OAB=90°,直角边AO在 x轴上,且AO=1,
将 Rt△AOB绕原点 O顺时针旋转 90°后,再将各边长扩大一倍,得到等腰直角三角形 A1OB1;将 Rt△A1OB1
绕原点 O顺时针转 90°后,再将各边长扩大一倍,得到等腰三角形 A2OB2......依此规律,得到等腰直角三角
形 A2017OB2017,则点 B2017的坐标 .
第23章 旋转
❊23.1 图形的旋转
思维导图
题型精析
一.旋转
内容
旋转
在平面内,把一个平面图形绕着平面内某一点O转动一个角度,就叫做图形的旋转,点O叫做旋转中心,转动的角叫做旋转角.我们把旋转中心、旋转角度、旋转方向称为旋转的三要素.
题型一 生活中的旋转现象
电影《哪吒之魔童闹海》的热映,推动了我国国产动画电影发展,提升了中国文化影响力.对下列哪吒图片的变换顺序描述正确的是( )例1
A.平移,旋转
B.旋转,旋转
C.轴对称,旋转
D.平移,轴对称
下列现象中不属于旋转的是( )变1
A.
B.
C.
D.
有下列现象:①高层公寓电梯的上升;②翻动书页;③方向盘的转动;④传送带的移动.其中属于旋转的有_______.(写出序号)变2
题型二 旋转成图
北京冬奥会将于2022年2月4日在北京和张家口联合举行,如图是冬奥会的吉祥物“冰墩墩”,将图片按顺时针方向旋转90°后得到的图片是( )例1
A.
B.
C.
D.
将如图图形绕点顺时针旋转,得到的图形是( )例2
A.
B.
C.
D.
如图,沿图中的右边缘所在的直线为轴将该图形向右翻折180°后,再将翻折后的正方形绕它的右下顶点按顺时针方向旋转90°,所得到的图形是( )变1
A.
B.
C.
D.
观察图,图形②是图形①( )得到的.变2
A.先向右平移3个格,再绕C点逆时针旋转
B.先绕C点逆时针旋转,再向右平移2个格
C.先向右平移2个格,再绕B点逆时针旋转
D.先绕A点顺时针旋转,再向右平移3个格
二.旋转的性质
性质
如图所示,将△ABC绕点C旋转60°至△DCE,则:
性质1:△ABC≌△DCE,对应边、对应角相等.
性质2:对应边的旋转角都等于旋转角.如AC与EC、BC与DC、AB与ED的夹角都等于旋转角60°.
性质3:旋转后,会产生等腰三角形.
题型三 旋转的性质
在图形的旋转过程中,下面有四种说法:①对应点到旋转中心的距离相等;②对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角;③旋转前、后图形的对应线段相等;④旋转前、后图形的位置一定会改变.上述四种说法正确的有( )例1
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
如图,△ABC绕点C旋转,点B转到点E的位置,则下列说法正确的是( )变1
A.点B与点D是对应点
B.∠BCD等于旋转角
C.点A与点E是对应点
D.△ABC≌△DEC
在图形的旋转中,下列说法不正确的是( )变2
A.旋转前和旋转后的图形一样
B.图形上的每一个点到旋转中心的距离都相等
C.图形上的每一个点旋转的角度都相同
D.图形上可能存在不动的点
题型四 根据旋转的性质求角度
如图,△ABC中,∠BAC=55°,将△ABC逆时针旋转α(0°<α<55°)得到△ADE,DE交AC于F.当α=40°时,点D恰好落在BC上,此时∠AFE等于( )例1
A.80°
B.85°
C.90°
D.95°
如图,将RtABC绕着直角顶点A顺时针旋转90°后得到,则的度数为( )例2
A.30°
B.45°
C.60°
D.90°
如图,将△ABC绕点C顺时针方向旋转一定角度得到△EDC,A,B的对应点分别是E,D;若点D恰好落在AB边上,AC与DE相交于点F,∠BCD=40°,且AD=CD,则∠E的度数为______.变1
如图,把Rt△ABC绕点A逆时针旋转40°,得到Rt△AB′C′,点C′恰好落在边AB上,连接BB′,则∠BB′C′=______°.变2
如图,将绕点C顺时针旋转得到.当点落在的延长线上时,恰好,若,则的度数为( )变3
A.
B.
C.
D.
题型五 根据旋转求坐标
以原点为中心,将点按逆时针方向旋转,得到的点Q的坐标为( )例1
A.
B.
C.
D.
如图,将线段先绕原点按逆时针方向旋转,再向下平移4个单位,得到线段,则点的对应点的坐标是( )例2
A.
B.
C.
D.
在平面直角坐标系中,点的坐标为,将线段绕着点逆时针旋转得线段,则点的坐标为( )变1
A.
B.
C.
D.
如图,将先向右平移3个单位,再绕原点O逆时针旋转,得到,则点A的对应点的坐标是( )变2
A.
B.
C.
D.
题型六 根据旋转作图
如图,在每个小正方形边长为的正方形网格中,建立了如图所示的平面直角坐标系,的三个顶点的坐标是.例1
(1)画出关于轴对称的;
(2)画出绕原点按顺时针方向旋转得到的,并直接写出点的坐标;
(3)在()、()的条件下,若点在轴上,且的值最小,请直接写出点的坐标.
如图,在平面直角坐标系中,的三个顶点坐标分别为,,. 例2
(1)按下列要求作图:
①将向左平移4个单位,再向上平移1个单位得到;
②将绕点逆时针旋转90°,得到;
(2)在(1)②中,求点在旋转过程中所经过的路径长.
如图,在平面直角坐标系中,已知三个顶点的坐标分别为,,.变1
(1)画出绕原点O顺时针旋转得到的;
(2)在y轴上取点P,使的面积是面积的倍,求点P的坐标.
如图,在平面直角坐标系中,的顶点,.变2
(1)将平移,使得点A的对应点的坐标为,在所给图的坐标系中画出平移后的;
(2)将绕点逆时针旋转90°,画出旋转后的,并直接写出的坐标;
(3)求出点旋转到点的路径长.
题型七 旋转中的规律问题
风力发电是一种常见的绿色环保发电形式,它能够使大自然的资源得到更好地利用.如图1,风力发电机有三个底端重合、两两成角的叶片,以三个叶片的重合点为原点水平方向为x轴建立平面直角坐标系(如图2所示),已知开始时其中一个叶片的外端点的坐标为,在一段时间内,叶片每秒绕原点O顺时针转动,则第秒时,点的对应点的坐标为( )例1
A.
B.
C.
D.
如图Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,AC=1,且AC在直线l上,将△ABC绕点A顺时针旋转到①,可得到点P1,此时AP1=2;将位置①的三角形绕点P1顺时针旋转到位置②,可得到点P2,此时AP2=2+;将位置②的三角形绕点P2顺时针旋转到位置③,可得到点P3,此时AP3=3+;…按此规律继续旋转,直到点P2020为止,则AP2020等于 .例2
已知:如图,等边三角形的边长为边在轴正半轴上,现将等边三角形绕点逆时针旋转,每次旋转则第次旋转结束后,等边三角形中心的坐标为( )变1
A.
B.
C.
D.
如图,在直角坐标系中,已知点的坐标为,将线段按逆时针方向旋转,再将其长度伸长为的倍,得到线段;又将线段按逆时针方向旋转,长度伸长为的倍,得到线段......如此下去,得到线段为正整数),则点的坐标为 .变2
课后强化
1.下列说法中,正确的是( )
A.“丽丽把教室的门打开”属于平移现象
B.“火箭冲向空中”属于旋转现象
C.“小明在荡秋千”属于旋转现象
D.“钟表的钟摆在摆动”属于平移现象
2.如图为芜湖市轨道交通Logo,将其按顺时针方向旋转后得到的图片是( )
A.
B.
C.
D.
3.如图,以下图形变化能使图形甲和图形乙重合的是( )
A.将甲绕点顺时针旋转
B.将乙绕点逆时针旋转
C.将甲绕着和中垂线的交点顺时针旋转
D.将甲先向下平移至点和重合,再绕点逆时针旋转
4.在图形的旋转中,下列说法不正确的是( )
A.旋转前和旋转后的图形全等
B.图形上的每一个点到旋转中心的距离都相等
C.对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角
D.图形上可能存在不动的点
5.如图,把绕点顺时针旋转某个角度得到,,,则旋转角等于( )
A.
B.
C.15°
D.
6.如图所示,在中,,在同一平面内,将绕点逆时针旋转到的位置,使,则度数为( )
A.70°
B.40°
C.50°
D.80°
7.如图,将先向左平移个单位,再绕原点逆时针旋转,得到,则点的对应点的坐标是( )
A.
B.
C.
D.
8.如图,在正方形网格中,每个小正方形的边长都是一个单位长度,在平面直角坐标系内,的三个顶点坐标分别为.
(1)画出关于轴对称的,直接写出点的坐标_______;
(2)画出绕点顺时针旋转后的,求出点旋转到所经过的路径长.
9.将正方体骰子(相对面上的点数1和6、2和5、3和4)放置于水平桌面上,如图1.在图2中,将骰子向右翻滚90°,然后在桌面上按逆时针方向旋转90°,则完成一次变换,若骰子的初始位置为图1所示的状态,那么按上述规则连续完成4次变换后,骰子朝上一面的点数是( )
A.6
B.5
C.3
D.1
10.如图,在平面直角坐标系中,矩形的顶点A,B分别在轴正半轴、轴正半轴上,顶点C,D在第一象限,已知,,将矩形绕点逆时针旋转,每次旋转,则第2025次旋转结束时,点的坐标是( )
A.
B.
C.
D.
11.如图,在平面直角坐标系xOy中,有一个等腰直角三角形△AOB,∠OAB=90°,直角边AO在x轴上,且AO=1,将Rt△AOB绕原点O顺时针旋转90°后,再将各边长扩大一倍,得到等腰直角三角形A1OB1;将Rt△A1OB1绕原点O顺时针转90°后,再将各边长扩大一倍,得到等腰三角形A2OB2......依此规律,得到等腰直角三角形A2017OB2017,则点B2017的坐标 .
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