内容正文:
华东师大版·九年级上册
23.6图形与坐标
23.6.2图形的变换与坐标
第二十三章 相似三角形
学 习 目 标
1
2
3
掌握图形平移、轴对称、以原点为位似中心放大或缩小等变换下,对应点坐标的变化规律,能根据坐标变化规律画出变换后的图形。
通过对不同图形变换下坐标变化的探究,经历观察、分析、归纳的过程,培养学生的逻辑推理能力和空间观念。
感受数学图形变换与坐标的紧密联系,激发学生学习数学的兴趣,体会数学的严谨性与实用性。
复习回顾
平面直角坐标系的相关知识:
平面直角坐标系的构成(x轴、y轴、原点、象限等),点的坐标表示(有序实数对(x,y))。
图形平移的概念:
在平面内,将一个图形沿某个方向移动一定的距离,这样的图形运动称为平移。
复习回顾
轴对称图形的概念:
如果一个图形沿着一条直线对折后两部分完全重合,这样的图形叫做轴对称图形,这条直线叫做对称轴。
位似图形的概念:
两个图形不仅相似,而且对应顶点的连线相交于一点,对应边互相平行(或在同一条直线上),这样的两个图形叫做位似图形,这个点叫做位似中心。
知识导入
生活中图形的变换
在平面直角坐标系中,一个图形经过平移、轴对称、放大缩小等变换后,图形上各点的坐标会如何变化呢?今天我们就来探究图形的变换与坐标的关系。
新知探究
探究1 探究图形平移时坐标的变化规律
例1
在图 23. 6. 5 中,△AOB 沿 x 轴向右平移 3 个单位之后,得到△A′O′B′. 三个顶点的坐标有什么变化?
1.确定△AOB的三个顶点的坐标:
(2,4)
A(2,4)
(0,0)
O(0,0)
(4,0)
B(4,0)
2.确定A′O′B′的三个顶点的坐标:
A′(5,4)
O′(3,0)
B′(7,0)
(5,4)
(3,0)
(7,0)
沿X轴方向平移
新知探究
探究1 探究图形平移时坐标的变化规律
例1
在图 23. 6. 5 中,△AOB 沿 x 轴向右平移 3 个单位之后,得到△A′O′B′. 三个顶点的坐标有什么变化?
3.分析坐标变化:
A(2,4)
O(0,0)
B(4,0)
A′(5,4)
O′(3,0)
B′(7,0)
(2,4)
(0,0)
(0,4)
(5,4)
(0,3)
(0,7)
+3
+3
+3
沿X轴方向平移
新知探究
探究1 探究图形平移时坐标的变化规律
例1
在图 23. 6. 5 中,△AOB 沿 x 轴向右平移 3 个单位之后,得到△A′O′B′. 三个顶点的坐标有什么变化?
(2,4)
(0,0)
(0,4)
(5,4)
(0,3)
(0,7)
解:△AOB 的三个顶点的坐标分别是
A(2, 4), O(0, 0), B(4, 0).
平移之后的△A′O′B′对应的顶点坐标分别是
A′(5, 4), O′(3, 0), B′(7, 0).
沿 x 轴向右平移 3 个单位之后,三个顶点的纵坐标
都没有改变,而横坐标都增加了 3.
沿X轴方向平移
新知探究
探究1 探究图形平移时坐标的变化规律
例1
在图 23. 6. 5 中,△AOB 沿 x 轴向左平移 3 个单位之后,得到△A′O′B′. 三个顶点的坐标有什么变化?
沿X轴方向平移
(2,4)
(0,0)
(4,0)
(-1,4)
(-3,0)
(1,0)
1.确定△AOB的三个顶点的坐标:
A(2,4)
O(0,0)
B(4,0)
2.确定A′O′B′的三个顶点的坐标:
A′(-1,4)
O′(-3,0)
B′(1,0)
新知探究
探究1 探究图形平移时坐标的变化规律
例1
在图 23. 6. 5 中,△AOB 沿 x 轴向左平移 3 个单位之后,得到△A′O′B′. 三个顶点的坐标有什么变化?
沿X轴方向平移
(2,4)
(0,0)
(4,0)
(-1,4)
(-3,0)
(1,0)
3.分析坐标变化:
A(2,4)
O(0,0)
B(4,0)
-3
-3
-3
A′(-1,4)
O′(-3,0)
B′(1,0)
新知探究
探究1 探究图形平移时坐标的变化规律
例1
在图 23. 6. 5 中,△AOB 沿 x 轴向左平移 3 个单位之后,得到△A′O′B′. 三个顶点的坐标有什么变化?
沿X轴方向平移
(2,4)
(0,0)
(4,0)
(-1,4)
(-3,0)
(1,0)
解:△AOB 的三个顶点的坐标分别是
A(2, 4), O(0, 0), B(4, 0).
平移之后的△A′O′B′对应的顶点坐标分别是
A′(-1, 4), O′(-3, 0), B′(1, 0).
沿 x 轴向左平移 3 个单位之后,三个顶点的纵坐标
都没有改变,而横坐标都减少了 3.
新知探究
探究1 探究图形平移时坐标的变化规律
归纳与小结
(1)点(x, y)向左平移a(a>0)个单位⇔平移后的坐标为 (x-a, y);
(2)点(x, y)向右平移a(a>0)个单位⇔平移后的坐标为 (x+a, y);
(x, y)
右移a个单位
(x+a, y)
横坐标+a
(x, y)
左移a个单位
(x-a, y)
横坐标a
新知探究
探究1 探究图形平移时坐标的变化规律
例2
如图 23. 6. 6,△ABC 的三个顶点的坐标分别为( - 3, 4)、 ( - 4, 3)和( - 1, 3). 将△ABC 沿 y 轴向下平移 3 个单位得到△A′B′C′,然后再将△A′B′C′沿 x 轴向右平移 4 个单位得到△A″B″C″. 试写出现在三个顶点的坐标,看看发生了什么变化.
沿X轴、y轴方向平移
x
y
O
1
2
3
4
2
4
1
3
-1
-2
-3
-4
-5
-1
-2
-3
-4
-5
5
-6
A( - 3, 4)
B( - 4,3)
C( - 1, 3)
A′( - 3, 1)
B′( - 4,0)
C′( - 1, 0)
A″(1, 1)
B″(0,0)
C″(3, 0)
新知探究
探究1 探究图形平移时坐标的变化规律
沿X轴、y轴方向平移
3.分析坐标变化:
A(-3,4)
B(-4,3)
C(-1,3)
A′(-3,1)
B′(-4,0)
C′(-1,0)
-3
-3
-3
A″(1,1)
B″(0,0)
C″(3,0)
+4
+4
+4
新知探究
探究1 探究图形平移时坐标的变化规律
解 :△ABC 的三个顶点的坐标分别是A( - 3, 4), B( - 4, 3), C( - 1, 3).
沿 y 轴向下平移 3 个单位之后的△A′B′C′对应的顶点坐标分别是A′( - 3, 1), B′( - 4, 0), C′( - 1, 0).
沿 x 轴向右平移 4 个单位之后的△A″B″C″对应的顶点坐标分别是A″(1, 1), B″(0, 0), C″(3, 0).
经过两次平移之后,三角形三个顶点的横坐标都增
加了 4,纵坐标都减少了 3.
我们还可以把这两次平移看作是△ABC 沿 BB″方向
平移一次,得到△A″B″C″
新知探究
探究1 探究图形平移时坐标的变化规律
归纳与小结
(1)点(x, y)向上平移a(a>0)个单位⇔平移后的坐标为 (x, y+a);
(2)点(x, y)向下平移a(a>0)个单位⇔平移后的坐标为(x, y-a).
(x, y)
上移a个单位
(x, y+a)
纵坐标+a
(x, y)
下移a个单位
(x, y-a)
纵坐标a
新知探究
探究1 探究图形平移时坐标的变化规律
归纳与小结
向左平移a个单位对应点P2(x-a,y)
向右平移a个单位对应点 P1(x+a,y)
向上平移b个单位对应点P3(x,y+b)
向下平移b个单位对应点P4(x,y-b)
图形上的点P(x,y)
点的平移规律
新知探究
探究2 探究图形轴对称时坐标的变化规律
思考:
在图 23. 6. 7 中,△AOB 关于 x 轴的轴对称图形是△A′OB,它们对应顶点的坐标有什么变化?
x
y
O
1
2
3
4
2
4
1
3
-1
-2
-3
-4
-5
-1
-2
-3
-4
-5
5
-6
A(2,4)
A′
(2,-4)
变化前:
A(2, 4)
变化后:
A′(2,-4)
关于X轴对称
横坐标不变
纵坐标互为相反数
新知探究
归纳与小结
关于x轴对称的点,横坐标相同,纵坐标互为相反数(即若点(x,y)关于x轴对称,则对称点的坐标为(x,-y)
(x, y)
关于x轴对称
(x, -y)
探究2 探究图形轴对称时坐标的变化规律
新知探究
探究2 探究图形轴对称时坐标的变化规律
试一试:
请在图 23. 6. 8 中的平面直角坐标系中画一个平行四边形,写出它的四个顶点的坐标,然后画出这个平行四边形关于 y 轴的对称图形,写出对称图形四个顶点的坐标,观察对应顶点的坐标有什么变化
x
y
O
1
2
3
4
2
4
1
3
-1
-2
-3
-4
-5
-1
-2
-3
-4
-5
5
-6
A(2,4)
A′
(2,-4)
(4,0)
(-4,0)
(-2,4)
(0,0)
(-2,-4)
变化前:
(2, 4)
变化后:
关于y轴对称
(4, 0)
(0, 0)
(2, -4)
(-2,4)
(-4, 0)
(0, 0)
(-2, -4)
横坐标互为相反数
纵坐标不变
新知探究
归纳与小结
关于y轴对称的点,纵坐标相同,横坐标互为相反数(即若点(x,y)关于y轴对称,则对称点的坐标为(-x,y)
(x, y)
关于y轴对称
(-x, y)
探究2 探究图形轴对称时坐标的变化规律
新知探究
探究3 探究位似图形坐标的变化规律
思考:
如图 23. 6. 9,将△AOB 缩小后得到△COD,你能求出它们的相似比吗?
1.确定△ AOB和△COD的顶点坐标
(2,4)
(0,0)
(4,0)
A(2,4)
O(0,0)
B(4,0)
(2,0)
(1,2)
C(1,2)
O(0,0)
D(2,0)
2.计算相似比
计算OB的长度:OB在x轴上,从O(0,0)到B(4,0),长度为4 - 0 = 4。
计算OD的长度:OD在x轴上,从O(0,0)到D(2,0),长度为2 - 0 = 2
相似比k = = = ,所以△AOB与△COD的相似比为
因为相似比是有顺序的,原图形与缩小后的图形相似比为。
新知探究
探究3 探究位似图形坐标的变化规律
思考:
如图 23. 6. 9,将△AOB 缩小后得到△COD,你能求出它们的相似比吗?
3.分析△AOB顶点坐标的变化
(2,4)
(0,0)
(4,0)
(2,0)
(1,2)
对比△ AOB和△ COD对应顶点的坐标:
1.O点坐标始终为(0,0),无变化。
2.A(2,4)对应C(1,2),横坐标2变为1(2×=1)纵坐标4变为2(4×=2)。
3.B(4,0)对应D(2,0),横坐标4变为2(4×=2)纵坐标0变为0(0×=0)。
新知探究
探究3 探究位似图形坐标的变化规律
思考:
如图 23. 6. 9,将△AOB 缩小后得到△COD,你能求出它们的相似比吗?
3.分析△AOB顶点坐标的变化
(2,4)
(0,0)
(4,0)
(2,0)
(1,2)
对比△ AOB和△ COD对应顶点的坐标:
可以得出:△COD各顶点的坐标是△ AOB对应顶点坐标的,即把△ AOB的顶点坐标同时缩小为原来的,就得到了△ COD的顶点坐标。
新知探究
探究3 探究位似图形坐标的变化规律
归纳与小结
一般地,在平面直角坐标系中,如果以原点为位似中心,画出一个与原图形位似的图形,使它与原图形的相似比为k,那么与原图形上的点 (x,y)对应的位似图形上的点的坐标为(kx, ky)或(-kx ,-ky).
课堂练习
平移、轴对称、旋转、位似变换的坐标变化规律
平移变换
轴对称变换
旋转变换
位似变换
对应点的横坐标或纵坐标加上(或减去)平移的单位长度.
以x 轴为对称轴,则对应点的横坐标相等,纵坐标互为相反数;以y 轴为对称轴,则对应点的纵坐标相等,横坐标互为相反数.
一个图形绕原点旋转180° ,则旋转前后两个图形对应点的横坐标与纵坐标都互为相反数.
当以原点为位似中心时,变换前后两个图形对应点的横坐标、纵坐标之比的绝对值等于相似比.
课堂练习
1. 将顶点坐标为(-4,-1),(1,1),(-1,4)的三角形向右平移2个单位长度,再向上平移3个单位长度,则平移后的三角形三个顶点的坐标分别是( )
A.(2,2),(3,4),(1,7)
B.(-2,2),(4,3),(1,7)
C.(-2,2),(3,4),(1,7)
D.(2,-2),(3,3),(1,7)
C
课堂练习
2. 点P(-3,6)沿x轴正方向平移5个单位长度,再沿y轴负方向平移3个单位长度,所得的点P1的坐标为__________.
(2,3)
3.如图,在平面直角坐标系中,三角形ABC的顶点都在格点上,其中,C点坐标为(1,2).
(1)写出点A,B的坐标:
A(____,____),
B(____,____);
2 -1
4 3
课堂练习
(2)将三角形ABC先向左平移2个单位长度,再向上
平移1个单位长度,得到三角形A′B′C′,则三角
形A′B′C′的三个顶点坐标分别是A′(____,____),
B′(____,____),C′(____,____);
(3)三角形ABC的面积为________.
0 0
2 4
-1 3
5
课堂练习
4.如图,△ABO三个顶点的坐标分别为A(4,-5), B(6,0), O(0,0). 以原点O为位似中心,把这个三角形放大为原来的2倍,得到△A′B′O′.写出△A′B′O′三个顶点的坐标.
6
-5
A
B
解:△A′B′O′三个顶点的坐标分别为
A′(-8,10),B′(-12,0),
O′(0,0)或A′(8,-10),
B′(12,0),O′(0,0).
课堂练习
5.在平面直角坐标系中,四边形 OABC 的顶点坐标分别为 O (0,0),A (6,0),B (3,6),C (-3,3). 以原点 O 为位似中心,画出四边形 OABC 的位似图形,使它与四边形 OABC 的相似是 2 : 3.
O
C
解:画法一:将四边形 OABC 各顶点的坐
标都乘 ;在平面直
角坐标系中描点O (0,0),A' (4,0),B' (2,4),C′ (-2,2),用线段顺次连接O,A',B',C'.
2
4
6
4
6
B'
-2
-4
-4
x
y
A
B
A'
C'
课堂练习
5.在平面直角坐标系中,四边形 OABC 的顶点坐标分别为 O (0,0),A (6,0),B (3,6),C (-3,3). 以原点 O 为位似中心,画出四边形 OABC 的位似图形,使它与四边形 OABC 的相似是 2 : 3.
画法二:将四边形 OABC 各顶点的坐标都乘 ;在平面直角坐标系中描点O (0,0),A″ (-4,0),
B″ (-2,-4),C″ (2,-2),用线段顺次连接O,A″,B″,C″.
课堂总结
图形的变换与坐标
平移变换
沿X轴:右移(x+a,y)左移(x-a,y)
沿y轴:上移(x,y+b)下移(x,y-b)
轴对称变换
位似变换(以原点为中心):放大/缩小k倍:(kx,ky)
对应角平分线的比:等于相似比
关于x轴:(x,-y)
关于y轴:(-x,y)
感谢聆听!
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