内容正文:
11.2 图形的旋转
第3课时 图形旋转的性质
第11章 图形的平移与旋转
情 境 导 入
简单旋转作图的一般步骤:
(1)找出图形的关键点;
(2)确定旋转中心,旋转方向和旋转角;
(3)将关键点与旋转中心连接起来,然后按旋转方向分别将它们旋转一个角,得到关键点的对应点;
(4)按照原图形的顺序连接这些对应点,所得到的图形就是旋转后的图形.
第3课时 图形旋转的性质
旋转的基本性质:
(1)在旋转前后的两个图形中,对应点到旋转中心的距离相等;
(2) 两组对应点分别与旋转中心的连线所成的角相等.
(3) 旋转不改变图形的大小和形状,由旋转得到的图形与原来的图形全等.
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(1)画一个等腰直角三角形ABC,∠A=90°,再取一个三角尺,将三角尺的直角顶点放在Rt△ABC的斜边BC的中点O处,并使三角尺的一条直角边经过点A,另一条直角边经过点B(如图1).
图1
探究
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(2)将三角尺绕点O按顺时针方向旋转任意一个锐角,三角尺的两腰与Rt△ABC的两直角边AB,AC的交点分别为E,F(如图2).
(3)在三角尺按(2)中的方式绕点O旋转的过程中,线段AE与CF的大小有什么关系? OE与OF的大小有什么关系?证明你的结论.
图2
证明:在三角尺按(2)中的方法旋转时,
在Rt△ABC中,∠B=∠OAF=45°,OB=OA,∠BOE=∠AOF,
∴△OBE≌△OAF,∴BE=AF,OE=OF.
∴AE=CF.
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(4) 旋转是图形的一种位置变化.通过对问题(3)的探索,你发现在上述三角尺的旋转过程中,有没有不变的量?有没有不变的等量关系?如果有,把它们分别指出来.
图2
不变的量:∠EOF,四边形AEOF的面积.
不变的等量关系:
BE=AF,OE=OF,AE=CF,
AE+AF=BE+CF=AB;
∠BOE=∠AOF,∠EOA=∠FOC,∠BEO=∠AFO, ∠BOE+∠COF=90˚,∠AEO+∠AFO=180°,
∠AEO=∠CFO.
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小资料
几何图形的位置、大小或者形状发生变化时,可能存在某些不变的量和不变的数量关系或位置关系.
例如,图形在旋转时,对应点到旋转中心的距离不变,两组对应点分别与旋转中心所成的角不变,在轴对称、平移等变化中也有不变量.有些问题往往需要找出旋转过程中的不变量或不变关系,或者从不变量入手加以解决.
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例 如图①,已知△ABC为等腰直角三角形,∠BAC=90°,点D是BC的中点.作正方形DEFG,使点A,C分别在边DG和DE上,连接AE,BG.
(1)探索线段BG与AE的数量关系,写出你的结论.
图①
解:(1)在△BDG和△ADE中,
∵BD=AD,GD=DE,∠GDB=∠EDA=90°,
∴Rt△BDG≌Rt△ADE(SAS) .
∴BG=AE.
典例
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图②
解:(2)这时(1)的结论仍然成立.理由如下:
如图,连接AD.
∵∠ADG+∠BDG=90°,∠ADG+∠ADE=90°,
∴∠BDG=∠ADE.
∵BD=AD,DG=DE,
∴△BDG≌△ADE(SAS),∴BG=AE.
典例
(2)将正方形DEFG绕点D按逆时针方向旋转一定的角度(旋转角大于0°,小于或等于360°)时(图②),判断(1)的结论是否仍然成立?
(3)已知BC=4,DE=5,在(2)的旋转过程中,当AE为最大值时,求AF的值.
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(2)将正方形DEFG绕点D按逆时针方向旋转一定的角度(旋转角大于0°,小于或等于360°)时(图②),判断(1)的结论是否仍然成立?
(3)已知BC=4,DE=5,在(2)的旋转过程中,当AE为最大值时,求AF的值.
解:(3)如图③,当正方形DEFG绕点D逆时针方向旋转270°时,A,D,E三点在同一条直线上,AE取得最大值.
此时AE=AD+DE=2+5=7.
∴AF= = .
图③
典例
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1.如图,点D是等边三角形ABC内一点,如果△ABD绕点A 逆时针旋转后能与△ACE重合,那么旋转了 °.
60
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2.将如图方格纸中的图形绕点O顺时针旋转90°得到的图形是( )
A. B. C. D.
解析:方格纸中的图形绕点O顺时针旋转90°,则右边的图形旋转到点O的下方,左边的图形旋转到点O的上方.
D
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3.如图,△ABC绕点O旋转,使点A旋转到点D处,画出顺时针旋转后的三角形,并写出简要作法.
解:作法:(1)连接OA,OB,OC,OD;
(2)分别以OB,OC为边作∠BOM=∠CON=∠AOD;
(3)分别在OM,ON上截取OE=OB,OF=OC;
(4)依次连接DE,EF,FD,△DEF就是所求作的三角形.
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4.如图,点O是等边△ABC内一点,∠BOC=150°,将△BOC绕点C按顺时针方向旋转60°得△ADC,连接OD,OA,试判断△AOD的形状,并说明理由.
解: △AOD 是直角三角形.理由如下:
∵将△BOC绕点C按顺时针方向旋转60°得△ADC,
∴∠OCD=60°,OC=OD,∴△OCD是等边三角形,
∴∠ODC=60°.
∵∠ADC=∠BOC=150°,
∴∠ADO=∠ADC-∠ODC=90°,∴△AOD 是直角三角形.
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课 堂 小 结
利用旋转的性质解决问题要抓住以下几点:
1.旋转中的变与不变;
2.旋转前后的对应关系;
3.旋转过程中的相等关系.
图形位置变
图形的形状、大小不变
顶点、边、角
第3课时 图形旋转的性质
THANK YOU
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