内容正文:
3.2图形的旋转(旋转的定义与性质)-【导学练评】北师大版数学八年级下册
学习目标:
1. 学生通过具体实例认识平面图形的旋转,理解旋转的基本要素.
2. 掌握旋转的性质并能解决简单的旋转问题.
3.学生亲身经历实验操作—观察—发现—猜想—验证—归纳等过程,进一步积累数学活动经验,发展合情推理能力,体会图形运动中的变与不变,培养空间观念.
学习重点:
探索旋转的定义以及性质
学习难点:
旋转性质的应用
一、导入新课
1、场景引入(视频动画)
风扇叶片的转动、钟表指针、摩天轮的转动有什么共同的特征?与同伴交流.
2、观察图片,请你用一句话描述线段OA与△ABC的运动:
线段OA绕 点,按 方向,转动了 度。
△ABC绕 点,按 方向,转动了 度。
二、合作交流、新知探究
探究一:旋转的定义:
1、在平面内,将一个图形绕一个定点沿某个方向转动一个角度,这样的图形运动称为旋转。这个定点称为旋转中心,转动的角称为旋转角。
2、 旋转三要素:旋转方向、旋转中心、旋转角度
OP绕O点顺时针方向旋转120°得到OP'
↓ ↓ ↓
旋转方向、旋转中心、旋转角度
3、认识旋转中心,对应点,对应线段,对应角及旋转角。
△ABC 绕点 O 按顺时针方向旋转一个角度,得到△DEF,点A,B,C分别旋转到了点D,E,F.点A与点D是一组对应点,线段 AB 与线段 DE 是一组对应线段,∠BAC与∠EDF是一组对应角.在这一旋转过程中,点 O 是旋转中心,∠AOD,∠BOE,∠COF都是旋转角.
4、找旋转角
∠BOE、∠AOD、∠COF都是旋转角
探究二:旋转的性质
动手操作:如图1,两张透明纸上的四边形 ABCD 和四边形 EFGH 完全重合,在纸上选取旋转中心 O,并将其固定.把其中一张纸片绕点 O 旋转一定角度(如图 2).
图1 图 2
(1)观察纸片上的两个四边形, 四边形 EFGH可以看作是四边形 ABCD经过怎样的运动得到的?它们的形状和大小有什么关系?
(2)观察纸片上的两个四边形,你能发现有哪些相等的线段和相等的角?
(3)连接 AO,BO,CO,DO,EO,FO,GO,HO,你又能发现有哪些相等的线段和相等的角?
(4)在图形中再取一些对应点,画出它们与旋转中心所连成的线段,你又能发现什么?
【强调】旋转的性质:
一个图形和它经过旋转所得的图形中,对应线段相等,对应角相等; 对应点到旋转中心的距离相等;任意一组对应点与旋转中心的连线所成的角都等于旋转角。
例1
1.△ ABD经过旋转后到△ ACE的位置.
(1)旋转中心是哪一点?
(2)旋转了多少度?顺时针还是逆时针?
(3)如果M是AB的中点,经过上述旋转后,点M转到什么位置?
例题2
2.如图,将等腰△ABC绕顶点B逆时针方向旋转α度到△A1BC1的位置,AB与A1C1相交于点D,AC与A1C1,BC1分别交于点E,F.
求证:△BCF≌△BA1D;
一、基础达标1:
3.下列现象中属于旋转的有( )个
①地下水位逐年下降;②传送带的移动;③方向盘的转动;④水龙头开关的转动;⑤钟摆的运动;⑥荡秋千运动.
A.2 B.3 C.4 D.5
4. 下列说法正确的是( )
A.旋转改变图形的形状和大小
B.平移改变图形的位置
C.平移图形可以向某方向旋转一定距离得到
D.由平移得到的图形也一定可由旋转得到
5.如图,将Rt△ABC绕点A按顺时针方向旋转一定角度得Rt △ADE,点B的对应点D恰好落在BC边上.若AC= , ∠B=60 °,则CD的长为( )
A.0.5 B.1.5 C. D.1
6.如图所示,AB是长为4的线段,且CD⊥AB于O.你能借助旋转的方法求出图中阴影部分的面积吗?说说你的做法.
7.下面4个三角形不能由三角形ABC经过平移或旋转得到的是?
8.将一个直角三角板绕30°角的顶点顺时针旋转,使一直角边与原斜边在同一条直线上(如图所示).旋转角 连结BB’,△ABB’是 三角形
二、能力提升1:
9.如图,点E是正方形ABCD内一点,连接AE、BE、CE,将△ABE绕点B顺时针旋转90°到△CBE'的位置,若AE=1,BE=2,CE=3则∠BE'C= 度.
三、拓展迁移1:
10.如图,四边形ABCD是正方形,点E在AB上,点F在BC的延长线上,且AE=CF.则:
(1) △ 和△ 可以经过旋转得到;
(2)旋转中心是点 ;
(3)旋转了 度;
(4)如果连接EF,那么△DEF是怎样的三角形?
图形的旋转
定义:在平面内,将一个图形绕一个定点沿某个方向转动一个角度,这样的图形运动称为旋转。这个定点称为旋转中心,转动的角称为旋转角。
旋转三要素:旋转中心、旋转方向、旋转角度。
性质:
(1)经过旋转,图形上的每一点都绕旋转中心沿相同方向转动了相同的角度。
(2)旋转图形的任意一对对应点与旋转中心的连线所成的角都是旋转角。
(3)旋转图形的任意一对对应点到旋转中心的距离相等。
(4)旋转后的图形与原图形全等。(旋转不改变图形的形状和大小)
四、基础达标2:
11.下列运动属于旋转的是( )
A.足球在草地上滚动 B.火箭升空的运动
C.汽车在急刹车时向前滑行 D.钟表的钟摆动的过程
12.如图,一个直角三角板ABC绕其直角顶点C旋转到△DCE的位置,若∠BCD=30°,下列结论错误的是( )
A.∠ACD=120° B.∠ACD=∠BCE
C.∠ACE=120° D.∠ACE﹣∠BCD=120°
13.如图,将矩形ABCD绕点A顺时针旋转到矩形AB'C'D'的位置,旋转角为α(0°<α<90°).若∠1=112°,则∠α的大小是( )
A.68° B.20° C.28° D.22°
14. 学生想把放置在水平桌面上的一块三角板ABC(∠ACB=90°,∠A=30°),绕点C按顺时针方向旋转θ角,转到△A'B'C的位置,其中A',B'分别是A,B的对应点,B在A'B'上(如图所示),则θ角的度数为( C )
A.30° B.45° C.60° D.90°
15.如图,点A、B、C、D都在方格纸的格点上,若△AOB绕点O按逆时针方向旋转到△COD的位
置,则旋转的角度为( )
A.30° B.45° C.90° D.135°
16.在平面直角坐标系中,把点P(﹣5,4)向右平移9个单位得到点P1,再将点P1绕原点顺时针旋转90°得到点P2,则点P2的坐标是( )
A.(4,﹣4) B.(4,4) C.(﹣4,﹣4) D.(﹣4,4)
五、能力提升2:
17.如图,△ABC中,AD是中线,将△ACD旋转后与△EBD重合.
(1)旋转中心是点 ,旋转了 度;
(2)如果AB=7,AC=4,求中线AD长的取值范围.
六、拓展迁移2:
18.如图,点E是正方形ABCD的边DC上一点,把△ADE顺时针旋转到△ABF的位置.
(1)旋转中心是点 ,旋转角度是 度;
(2)若四边形AECF的面积为16,DE=3,求EF的长.
答案解析部分
1.【答案】(1)解:旋转中心是点 A ;
(2)解:逆时针旋转60°;
(3)解:点 M转到了AC 的中点处.
【解析】【分析】在旋转过程中,不动的点与其本身是对应点,且该点即为旋转中心.一对对应点与旋转中心连线的夹角是旋转角,对应线段的夹角也是旋转角,据此解答即可.
2.【答案】证明:自己完成证明过程:
3.【答案】C
【解析】【解答】解:③④⑤⑥属于旋转,共有4个.
故答案为:C.
【分析】根据平移和旋转的定义对各运动进行分析,即可找出其中的旋转运动.
4.【答案】B
【解析】【解答】解:A、旋转不改变图形的形状和大小,故本选项错误;
B、平移不改变图形的大小,平移改变图形的位置,故本选项正确;
C、图形不可以向某方向旋转一定距离,故本选项错误;
D、由旋转得到的图形不能可由平移得到,故本选项错误.
故答案为:B.
【分析】根据旋转的性质 (旋转前后图形是全等的)与旋转的定义求解即可求得答案.
5.【答案】D
6.【答案】解:将所有的阴影部分通过旋转都转移到同一个所在的圆中,
因为AB=4,
则大圆的半径OA=2,
【解析】【分析】由图知,阴影部分的面积等于四分之一大圆面积,依面积公式计算即可.
7.【答案】解:(1)号三角形由三角形ABC平移得到。(3)、(4)号三角形由三角形ABC旋转和平移得到。无论把三角形ABC平移还是旋转都不能得到(2)号三角形,只能通过轴对称变换得到。
【解析】【分析】根据平移变换、翻折变换、轴对称的性质即可判断.
8.【答案】150°;等腰
【解析】【解答】解:∵旋转的角度数,
又∵
即旋转角为
即 是等腰三角形。
故答案为:150°;等腰.
【分析】根据邻补角的定义求出旋转角,再根据旋转的性质得到AB=AB',即可得到 是等腰三角形解答即可.
9.【答案】135°
【解析】【解答】解: 连接EE',
∵△ABE 绕点 B 顺时针旋转90°到△CBE'
∴∠EBE' 是直角,
∴△EBE' 是直角三角形,
∵△ABE与△CE'B全等。
∴BE=BE' =2, ∠AEB=∠BE' C
∴∠BEE' =∠BE' E=45°,
∴△EE' C是直角三角形,
∴∠EE' C=90°,
∴∠AEB=135°.
故答案为: 135.
【分析】首先根据旋转的性质得出,△EBE'是直角三角形,进而得出∠BEE'=∠BE'E=45°,即可得出答案.
10.【答案】(1)ADE;CDF
(2)D
(3)90°
(4)解:∵△DAE旋转后能与△DCF重合
∴DE=DF
又∠ADC=∠EDF=90°
∴△DEF为等腰直角三角形.
【解析】【解答】解:(1)∵ABCD是正方形,
∴AD=DC,∠A=∠DCF=90°,
又∵AE=CF,
∴△DAE≌△DCF,
∴△DAE和△DCF可以经过旋转得到;
(2)旋转中心为D点,
(3)∵正方形ABCD,
,
又∠ADC为旋转角,
∴旋转了90°,(4)
故答案为:ADE;CDF;D;90°;
【分析】(1)先根据正方形的性质,利用SAS得到△DAE≌△DCF,即可得到结论;
(2)根据旋转的性质解答即可;
(3)根据旋转的性质解答即可;
(4)根据旋转的性质解答即可.
11.【答案】D
【解析】【解答】A、足球在草地上滚动是属于平移,因此A不符合题意;
B、火箭升空的运动是属于平移,因此B不符合题意;
C、汽车在急刹车时向前滑行,是属于平移,因此C不符合题意;
D、钟表的钟摆动的过程,属于旋转,因此D符合题意;
故答案为:D
【分析】根据旋转是在一个平面内将一个图形绕着某一个点,按某个方向转动一个角度,即可解答此题。
12.【答案】C
13.【答案】D
14.【答案】C
【解析】【解答】解:,
,
∵旋转,
,
,
,
故答案为:C.
【分析】由旋转的性质可得 , ,即可求θ角的度数.
15.【答案】C
【解析】【解答】解:绕点O按逆时针方向旋转到 的位置,
∴对应边OB、OD的夹角即为旋转角,而
∴旋转的角度为
故答案为:C.
【分析】根据旋转的性质,对应边的夹角 即为旋转角.
16.【答案】A
【解析】【解答】解: 点P(-5,4)向右平移9个单位得到点
∴将点 绕原点顺时针旋转 得到点 则点 的坐标是(-4,4)。
故答案为:D.
【分析】首先利用平移的性质得出 再利用旋转变换的性质可得结论.
17.【答案】(1)D;180
(2)解:∵将△ACD旋转后能与△EBD重合,
∴BE=AC=4,DE=AD,
在△ABE中,由三角形的三边关系得,AB﹣BE<AE<AB+BE,
∵AB=7,
∴3<AE<11,即3<2AD<11,
∴1.5<AD<5.5,
即中线AD长的取值范围是1.5<AD<5.5.
18.【答案】(1)A;90°
(2)解:由旋转的性质可知△ADE≌△ABF
∴△ADE的面积等于△ABF的面积
∴四边形AECF的 面积等于正方形ABCD的面积=16
∴ 正方形的边长是4,BF=DE=3
AD=DC=BC=4, FC=FB+BC=7 EC=DC-DE=1
【解析】【解答】解:(1)把△ADE顺时针旋转得到△ABF的位置是绕点A顺时针旋转。
∵旋转中心是点A, 四边形ABCD是正方形,
∴∠DAB=90°
∴旋转了90°
故答案为:A;90°;
【分析】(1)根据题意、结合图形找出旋转中心和旋转角;
(2)根据旋转变换的性质得到△ADE≌△ABF,根据勾股定理计算即可.
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