内容正文:
人教版(新教材) 九年级上册
28.1旋转图形
第2课时 旋转作图
第二十八章 中心对称
情境引入 新知探究 典例精析 本课总结 当堂练习
复习回顾
旋转
定义
三要素
性质
在一个平面图形绕平面内某一点O转动一个角度,叫做图形的旋转.
旋转中心
旋转方向
旋转角
对应点到旋转中心的距离相等
对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角
旋转前、后的图形全等
28.1-2
旋 转 作 图
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导入新课
我们之前学过平移、轴对称变换,如何画出平移 / 轴对称后的图形?
(1)找到图形顶点(关键点)
(2)作出顶点的对应点,
(3)依次连接对应点,
三步走:
28.1-2
旋 转 作 图
l
3
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导入新课
既然平移、轴对称能作图,给定图形、旋转中心、旋转角,我们也能画出旋转后的图形。
28.1-2
旋 转 作 图
欣赏
这些美观的图案不是平移、轴对称得到的,而是通过多次旋转绘制而成
今天我们学习 ——旋转作图。
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知识点 1:旋转作图—— 找图形关键点与其对应点
(1)一个三角形由无数个点组成,如果我们要画出三角形旋转后的图形,需要把三角形上每一个点都画出对应点吗?为什么?
(2)三角形、矩形、正方形这类规则几何图形,哪些点是决定图形形状、大小、位置的关键?
不需要。
线段的端点,多边形的顶是关键点,这些点确定后,图形的轮廓就唯一确定。
28.1-2
旋 转 作 图
思考
因为三角形的形状、大小、位置完全由三个顶点决定,只要确定三个顶点旋转后的位置,整个三角形的位置就确定了,无需画出边上所有点。
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28.1-2
旋转作图
1:旋转作图核心原理
①规则几何图形(三角形、四边形、多边形)的形状、位置完全由顶点(关键点)决定;
②旋转前后图形全等,只要画出所有顶点旋转后的对应点,按原图顺序连接对应点,就能得到完整旋转图形;
③无需绘制图形上所有点,只处理顶点即可。
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例1.风力发电机有三个底端重合、两两成 角的叶片.如图,它以三个叶片的重合点为原点,水平方向为 轴建立平面直角坐标系,点的坐标为 ,在一段时间内,叶片每秒绕原点 顺时针转动 ,则第时,点 的对应点的坐标为_________.
解:如图.,叶片每秒绕原点 顺时针转动 ,
,,, ,
点的坐标以每 为一个周期依次循环.
,
第时,点 的对应点
的坐标与点相同,为 .
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旋 转 作 图
典型例题
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28.1-2
旋 转 作 图
思考
图形绕着哪个点旋转,这个点是旋转过程中唯一保持不动的定点,是整个旋转的基准。
旋转中心
旋转方向
(顺时针 / 逆时针)
确定图形的转动方向,通常分为顺时针旋转和逆时针旋转两种,方向不同,最终位置也会不同。
旋转角度
图形绕旋转中心转动的度数,常用量角器测量。角度决定了图形旋转的幅度大小。
1:动手作图前,第一步必须先明确哪些已知条件?
旋转三要素:旋转中心、旋转方向(顺时针 / 逆时针)、旋转角的度数。
知识点 2:旋转作图标准四步法
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28.1-2
旋 转 作 图
思考
2:找到关键点后,如何作出一个点绕定点旋转指定角度后的对应点?
①连接旋转中心与该关键点;
②以旋转中心为顶点,这条线段为一边,按指定方向作等于旋转角的角;
③在角的另一条边上截取线段,长度等于旋转中心到原关键点的线段长,截取的端点就是对应点。
示例
已知线段AB和点O,作线段AB绕O点顺时针旋转60°后的线段A′B′
A
B
O
A
B
知识点 2:旋转作图标准四步法
3:全部对应点画完后,最后一步操作是什么?顺序有要求吗?
最后一步是顺次连接所有对应点;
必须严格按照原图顶点的排列顺序连接,顺序颠倒会画出变形图形。
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2:旋转作图完整四步骤
01 定三要素
明确题目给出的旋转中心、旋转方向(顺时针 / 逆时针)、旋转角;
02 找关键点
标出原图形所有顶点、端点(多边形顶点、线段端点);
03 作对应点(核心操作)
①连接旋转中心与每一个关键点,得到线段;
②以旋转中心为顶点,以该线段为一边,按指定方向作角,角度等于旋转角;
③在角的另一边上截取线段,长度等于原线段,端点即为关键点的对应点;
04 连点成形
严格按照原图顶点的排列顺序,顺次连接全部对应点,标注图形字母,保留作图辅助虚线。
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旋 转 作 图
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例2.是正方形的边上任意一点,以点为旋转中心,把顺时针旋转,画出旋转后的图形。
想一想:本题中作图的关键是什么?
关键点:确定点E、D的对应点E′、D′
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旋 转 作 图
典型例题
旋转方向:顺时针旋转
旋转中心:点A
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例2.是正方形的边上任意一点,以点为旋转中心,把顺时针旋转,画出旋转后的图形。
28.1-2
旋 转 作 图
典型例题
′
解:因为点A是旋转中心,所以它的对应点是 .
正方形ABCD中,AD=AB,∠DAB=90°,所以旋转后点D与点 重合.
B
点A
∴在CB的延长线上取点E',使BE'=DE,则△ABE'为旋转后的图形.
设点E的对应点为点E'.
∵旋转后的图形与旋转前的图形全等,
∴∠ABE'=∠ADE=90°,BE'=DE.
还有其他方法吗?
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例2.是正方形的边上任意一点,以点为旋转中心,把顺时针旋转,画出旋转后的图形。
28.1-2
旋 转 作 图
典型例题
解:(1)因为点A是旋转中心,所以它的对应点是 .
(2)正方形ABCD中,AD=AB,∠DAB=90°,所以旋转后点D与点 重合.
点A
B
∟
(4) 以点A为圆心,AE长为半径画弧交AG于E′
(3)过点A作AG⊥AE,
G
E′
(5) 连结BE′
∴为所求三角形
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例2.是正方形的边上任意一点,以点为旋转中心,把顺时针旋转,画出旋转后的图形。
28.1-2
旋 转 作 图
典型例题
E点的对应点E′,还可以用其他方法确定吗?
方法一:
由∠EAE′=90°,AE′=AE确定点E′.
方法二:
由∠ABE′=90°,AE′ =AE可知,
以点A为圆心,AE为半径画弧,和CB的延长线的交点即是点E′.
方法三:
由∠ABE′=90°,∠EAE’=90°可知,
过点A作AE垂直的直线与CB的延长线的交点即是E′.
知识点 3:旋转要素变化对最终图案的影响思考问题
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旋转中心不变,旋转角改变
28.1-2
旋 转 作 图
思考
1:同一个扇形基础图形,旋转中心不变,旋转角改变了,画出的图案一样吗?差异在哪里?
图案不一样。
旋转角越小,重复旋转后图形排布越密集;
旋转角越大,图形之间空隙越大,整体环绕一圈需要的图形数量不同。
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知识点 3:旋转要素变化对最终图案的影响思考问题
28.1-2
旋 转 作 图
思考
旋转角不变,旋转中心改变
2:同一个扇形基础图形,旋转角不变,旋转中心改变了,画出的图案一样吗?差异在哪里?
产生了不同的旋转效果.。
选择不同的__________、不同的________旋转同一个图案,会出现不同的效果.
旋转中心
旋转角
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28.1-2
旋 转 作 图
知识点 3:旋转要素变化对最终图案的影响思考问题
思考
3:你还能通过旋转 设计出其他不同的图案吗?
旋转中心在外部时,图形围绕中心点均匀环绕;
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知识点 3:旋转要素变化对最终图案的影响思考问题
3:分别用三角形、扇形、矩形作为基础图形,固定旋转中心、旋转角,多次旋转后花纹一样吗?
花纹完全不同。
28.1-2
旋 转 作 图
思考
将一个等腰三角形绕着它正下方的一点旋转就可以得到图28.1-8(2)中的五角星图案
图28.1-8(1)
图28.1-8(2)
O
O
示例
4:想一想,需要旋转几次,每次的旋转角是多少?
基础图形:等腰三角形;
旋转中心:三角形正下方定点;
旋转角:;连续旋转 4 次,5 个等腰三角形组合形成五角星。
∵ 一周,
∴一共需要 5 个基础图形,旋转 4 次即可闭合。
基础图形的轮廓决定最终图案造型
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知识点 3:旋转要素变化对最终图案的影响思考问题
3:三要素对旋转图案的影
①旋转中心不变,旋转角改变
图形偏转角度不同,重复旋转后图形之间的间距、排布角度不同,整体构图完全不同
②旋转角不变,旋转中心改变
图形环绕的中心点发生变化,图形到旋转中心的距离不同,图案整体轮廓、位置发生巨大改变
28.1-2
旋转作图
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28.1-2
旋 转 作 图
典型例题
例3(2025·黑龙江大庆·中考真题)如图,△ABC中,AB=BC=2,∠CBA=120°,将△ABC绕点A顺时针旋转120°得到△ADE,点B,点C的对应点分别为点D,点E,连接CE,点D恰好落在线段CE上,则CD的长为( )
A. B.4 C. D.6
B
解:在中,,
∴;
由旋转可知,
∴,
由旋转得:,
∴,
∴,
∴
情境引入 新知探究 典例精析 本课总结 当堂练习
例4(2025·黑龙江·中考真题)如图,在正方形网格中,每个小正方形的边长都是1个单位长度,在平面直角坐标系中,的三个顶点坐标分别为.
(1)将向上平移5个单位长度,再向右平移1个单位长度,得到,画出两次平移后的,并写出点的坐标;
(2)画出绕原点O逆时针旋转后
得到的,并写出点的坐标;
(3)在(2)的条件下,求点旋转到点的过程中,所经过的路径长(结果保留π).
28.1-2
旋转作图
(1)解:如图,即为所求:
∵,
∴向上平移5个单位长度,再向右平移1个单位长度得到,即;
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例4(2025·黑龙江·中考真题)如图,在正方形网格中,每个小正方形的边长都是1个单位长度,在平面直角坐标系中,的三个顶点坐标分别为.
(2)画出绕原点O逆时针旋转后
得到的,并写出点的坐标;
(3)在(2)的条件下,求点旋转到点的过程中,所经过的路径长(结果保留π).
28.1-2
旋 转 作 图
(2)解:如图,
即为所求,;
(3)解:,
∴点旋转到点的过程中,
所经过的路径长为
情境引入 新知探究 典例精析 本课总结 当堂练习
例5 (2025·江苏宿迁·中考真题)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( )
A. B. C. D.
28.1-2
旋 转 作 图
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,
B
∟
C
∟
例6.如图,在中, .
(1) 将△ABC绕点B顺时针旋转90∘ ,画出旋转后的△A'BC';
(2) 连接AA',若AC-BC=1,AA'=,求BC边的长.
(2) 如图,设,则.
在中,.
由旋转的性质得,
, 在中,.
,.整理得.
解得,(舍去).
.
28.1-2
旋 转 作 图
情境引入 新知探究 典例精析 本课总结 当堂练习
(1) 解:如图,△A'BC'即为所求.
情境引入 新知探究 典例精析 本课总结 当堂练习
混淆顺时针、逆时针旋转方向
旋转作图
核心知识体系
作图核心逻辑:抓图形关键点(顶点),只作顶点对应点
标准作图四步法
定三要素:旋转中心、方向、旋转角
三要素对图案的影响
旋转角变化:图形偏转角度、排布疏密不同
图形应用:多次旋转可设计五角星、风车等装饰图案
高频易错点汇总
连点成形:按原图顺序连接对应点
作对应点:连线一作等角一截取等长线段。
找关键点:标出原图全部顶点
基础图形变化:最终装饰花纹样式不同
旋转中心变化:图案环绕位置、整体轮廓改变
连接对应点打乱原图顶点顺序
对应点到旋转中心线段长度不相等
28.1-2
旋 转 作 图
情境引入 新知探究 典例精析 本课总结 当堂练习
练习
1.在△ABC中,AB=AC,P是边BC上一点。以点A为旋转中心,取旋转角等于∠BAC,把△ABP逆时针旋转,画出旋转后的图形。
28.1-2
旋 转 作 图
C
B
A
P
P′
解:(1)确定旋转三要素
旋转中心:点;旋转方向:逆时针;旋转角:
(2)找出关键点:
(3)逐一确定对应点
①点为旋转中心,对应点为自身;
②∵ AB=AC,∴ 绕逆时针旋转与应点为点;
③以为顶点,为一边,逆时针作,用圆规截取,得到点的对应点。
④连接CP′,△ACP′ 为旋转后的图形
2.如图,已知的顶点分别落在网格的格点上,点, 分别是点
,绕某一点 旋转同样的角度后的对应点.
(1)请作出旋转中心 的位置;
(1)解:如图.
28.1-2
旋 转 作 图
情境引入 新知探究 典例精析 本课总结 当堂练习
(2)点是点绕点旋转____ 形成的;
90
(3)画出绕点旋转后的 .
(2) 如图所示.
情境引入 新知探究 典例精析 本课总结 当堂练习
3.如图,在方格纸中,将绕点顺时针旋转 后得到 ,
则下列四个图形中正确的是( )
A
A. B. C. D.
28.1-2
旋 转 作 图
4.[镇江中考] 如图,在等腰三角形中,,第1次操作:取 的中点,将绕点 分别逆时针旋转 和 ,得到线段和 ;第2次操作:取的中点,将绕点 分别逆时针旋转 和 ,得到线段和 ;…;按照这样的操作规律,第30次操作后,得到线段和,若用点在点 的正南方向表示初始位置,则点在点 的( )
D
A.正东方向 B.正南方向 C.正西方向 D.正北方向
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28.1-2
旋 转 作 图
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(1) 【尝试探究】
如图①,当时,
① _ _ _ _ (填“ ”“ ”或“”);
② 三角尺与重叠部分的面积为_ _ _ _ .
(2) 【操作发现】
如图②,将三角尺绕点旋转,在旋转过程中,与相等吗?请说明理由.
(3) 【类比应用】
在(2)的条件下,三角尺与重叠部分的面积变化吗?若变化,请说明理由;若不变,请求出重叠部分的面积.
(2) 解:.理由如下:连接.
5.某数学兴趣小组在一次综合与实践活动中探究这样一个问题:将足够大的三角尺的顶点放在等腰直角三角形的斜边的中点处,三角尺的两条直角边分别与的边,交于点,(点 不与点,重合),.
28.1-2
旋 转 作 图
情境引入 新知探究 典例精析 本课总结 当堂练习
2
(2) 【操作发现】如图②,将三角尺绕点旋转,在旋转过程中,与相等吗?请说明理由.
5.某数学兴趣小组在一次综合与实践活动中探究这样一个问题:将足够大的三角尺的顶点放在等腰直角三角形的斜边的中点处,三角尺的两条直角边分别与的边,交于点,(点 不与点,重合),.
28.1-2
旋 转 作 图
情境引入 新知探究 典例精析 本课总结 当堂练习
(2) 解:.理由如下:连接.
是等腰直角三角形,
, ,.
是的中点,在处,
,
且 .
,.
,
.
.
在和中,
.
(3) 【类比应用】
在(2)的条件下,三角尺与重叠部分的面积变化吗?若变化,请说明理由;若不变,请求出重叠部分的面积.
5.某数学兴趣小组在一次综合与实践活动中探究这样一个问题:将足够大的三角尺的顶点放在等腰直角三角形的斜边的中点处,三角尺的两条直角边分别与的边,交于点,(点 不与点,重合),.
28.1-2
旋 转 作 图
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(3)三角尺与重叠部分的面积不变.
,是的中点,在处,
.
由(2)知,
.
谢谢聆听
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