内容正文:
湘教版 八年级 数学(下)
第1章 四边形
1.3 中心对称和中心对称图形
1
学习目标
1.在丰富的现实生活中,观察生活中的中心对称现象和图形,建立中心对称的概念;
2.了解中心对称和中心对称图形的概念,知道它们之间的区别和联系;
3.了解成中心对称的两个图形的性质,能画出与已知图形成中心对称的图形;
4.能找出线段、平行四边形的对称中心,能判断某一个图形是否是中心对称图形.
5.让学生初步了解旋转变换的数学思想方法,培养学生的想象能力和探索精神。能设计简单的对称图形,培养学生的创新能力,体验中心对称图形的美感。
“双鱼”剪纸作品是由两个形状、大小完全相同的图案组成的,这两个图案的位置有怎样的特殊关系?怎样改变其中一个图案的位置,可以使它与另一个图案重合?
新知探究
探究一
中心对称的概念
如图,在平面内,将绕点旋转,得到的像是.
新知探究
探究一
中心对称的概念
从这个例子引出下述定义:
在平面内,把一个图形(Ⅰ)绕一个点旋转,得到另一个图形(Ⅱ),我们把图形的这种变换称为关于这个点中心对称,这个点称为对称中心.
在平面内,如果图形(Ⅰ)绕点旋转,得到的像与另一个图形(Ⅱ)重合,那么称图形(Ⅰ)与(Ⅱ)关于点成中心对称.
例如,图 中的与关于点成中心对称.
新知探究
探究一
中心对称的概念
思考:吗?
全等,因为两个图形成够完全重合.
中心对称的概念
两个图形重合
O
A
O
D
B
C
问题1:观察下列图形的运动,说一说它们有什么共同点?
旋转角为180°
问题2:我们不妨把图形的这种变换称为中心对称,如何给它下个定义呢?
绕某点旋转
在平面内,如果图形 (Ⅰ) 绕点 O 旋转180°,得到的像与另一个图形 (Ⅱ) 重合,那么称图形 (Ⅰ)与 (Ⅱ)关于点O成中心对称.这个点O称为对称中心.
例如,图中的△ABC 与△A'B'C' 关于点 O 成中心对称.
(Ⅰ)
(Ⅱ)
A
B
C
A'
B'
C'
O
下列五组图形中,左边的图形与右边的图形成中心对称的有( )
A.1组 B.2组 C.3组 D.4组
方法点拨:判断两个图形是否成中心对称,就是看其中一个图形绕某一点旋转180°后能否与另一个图形重合.
B
O
A
D
B
C
如图,把其中一个图绕点O旋转180°,你有什么发现?
O
观察与思考
两个图案能够完全重合在一起.
两个图形能够完全重合在一起.
旋转角为 180°
重合
绕着定点O旋转
你能说说这两个旋转的共同点吗?
知识模块一 中心对称
自学互研
如图,在平面内,将 △ABC 绕点 O 旋转 180°,你有什么发现?
A
B
C
在平面内,把一个图形绕一个点旋转 180°,得到另一个图形,我们把图形的这种变换称为关于这个点中心对称.
在平面内,如果图形(Ⅰ)绕点 O 旋转 180°,得到的像与另一个图形(Ⅱ)重合, 那么称图形(Ⅰ)与(Ⅱ)关于点 O 成中心对称.
新知探究
探究二
中心对称的性质
成中心对称的两个图形的对应点连线的中点是对称中心吗?
在平面内,设点 与点 关于点 成中心对称,则把点绕点逆时针(或顺时针)旋转得到点,如图所示.根据旋转的基本性质和概念可得,,.于是点在一条直线上,且点是线段的中点.
新知探究
探究二
中心对称的性质
一般地,在平面内,设图形(Ⅰ)与图形(Ⅱ)关于点成中心对称,则图形(Ⅰ)绕点旋转的像是图形(Ⅱ),且图形(Ⅰ)上任一点在该旋转下的对应点P'都在图形(Ⅱ)上. 同时,点在一条直线上,且点是线段的中点. 于是得到了中心对称的基本性质:
成中心对称的两个图形中,对应点的连线经过对称中心,且被对称中心平分.
探究
中心对称的基本性质
1.画出△ABC;
2.以三角板的一个顶点 O 为中心,把三角板旋转180°,画出△A′B′C′;
3.移开三角板,分别连接对应点 AA′,BB′,CC′.
C
A
B
A′
B′
O
C′
如图,三角板的一个顶点是O,按照如下步骤画出关于点 O 中心对称的两个三角形.
问题1:点O在线段AA′上吗?如果在,在什么位置?为什么?
问题2:△ABC与△A′B′C′有什么关系?为什么?
点O是线段AA′的中点.
因为点A′是点A绕点O旋转180°后得到的,线段OA绕点O旋转180°得到线段OA′,所以点O是线段AA′的中点.
全等. 因为中心对称的两个三角形互相重合.
C
A
B
C′
A′
B′
O
问题3:结合问题1、2,小组交流并归纳中心对称的基本性质.
成中心对称的两个图形的对应点连线的中点是对称中心吗?
在平面内,设点A与点B关于点O成中心对称,则把点A绕点O逆时针(或顺时针)旋转180°得到点B,如图所示.
根据旋转的基本性质和概念可得,
OA=OB,∠AOB=180°.
于是点A,O,B在一条直线上,且点O是线段AB的中点.
在平面内,把点 A 绕点 O 旋转 180°得到点 B.
一般地,在平面内,设图形(Ⅰ)与图形(Ⅱ)关于点O成中心对称,则图形(Ⅰ)绕点O旋转180°的像是图形(Ⅱ),且图形(Ⅰ)上任一点P在该旋转下的对应点P′都在图形(Ⅱ)上. 同时,点P,O,P′在一条直线上,且点O是线段PP′的中点.
B
A
新知探究
探究二
中心对称的性质
中心对称与轴对称的区别:
1.定义不同:中心对称是将图形绕某点旋转后能与自身重合;轴对称的区别是将图形绕某直线折叠后能与自身重合。
2.性质不同:中心对称是点对称,轴对称是线对称;中心对称对应点连线相交于一点,轴对称对应点连线互相平行。
思考:如何找成中心对称的两个图形的对称中心?
连接对称点,两组对称点连线的交点即是对称中心.
例题精讲
如图,已知,边 的中点为 . 作出与关于点成中心对称的图形.
例
作法 :(1)如图,连接并将其延长到,使得, 于是点在关于点中心对称下的对应点是点;
(2) 由于是线段的中点,因此在关于点中心对称下,点 的对应点分别是点;
(3) 连接,则是所求作的与关于点成中心对称的图形.
例题精讲
思考:若点 在外,如何作出与关于点成中心对称的图形?
1.如图,连接并将其延长到,使得 于是点在关于点中心对称下的对应点是点;
2.同理连接并将其延长到点,使得,于是点关于点中心对称下的对应点是点;
3.同理可作出点关于点中心对称下的对应点是点.
4.连接,则是所求作的与关于点成中心对称的图形.
中心对称的基本性质:
成中心对称的两个图形中,对应点的连线经过对称中心,且被对称中心平分.
注意:中心对称的两个图形是全等形.
C
A
B
C′
A′
B′
O
思考:如图,已知△ABC与△A′B′C′成中心对称,怎样找出它们的对称中心?
A
B
C
A′
B′
C′
解法1:根据观察,B,B′ 应是对应点,连接 BB′,用刻度尺找出 BB′ 的中点 O,则点 O 即为所求(如图).
A
B
C
A′
B′
C′
O
知识模块二 画中心对称图形
例 如图,已知△ABC,边AC的中点为D, 作出与△ABC关于点D成中心对称的图形.
作法(1)连接BD并将其延长到B′,使得DB′=DB,于是点B在关于点D中心对称下的对应点是点B′;
(2) 由于D是线段AC的中点,因此在关于点D中心对称下,点A,C的对应点分别是点C,A;
(3) 连接 AB′, C′B,则△CB′A 是所求作的与△ABC关于点D成中心对称的图形.
A
B
C
D
B′
如图,将线段 AB 绕它的中点 O 旋转180°, 你会发现什么?
如果一个图形绕一个点旋转 180°,所得到的像与原来的图形互相重合,那么这个图形叫作中心对称图形,这个点叫作图形的对称中心.
线段是中心对称图形,线段的中点是它的对称中心.
知识模块三 中心对称图形
新知探究
探究四
中心对称图形的性质
思考:如何利用平行四边形是中心对称图形来理解平行四边形的性质?
平行四边形的中心对称性可以用来理解其性质,如对边相等、对角相等,对角线互相平分。
新知探究
探究四
中心对称图形的性质
思考:中心对称与中心对称图形有什么区别与联系?
中心对称与中心对称图形的区别在于它们描述的对象不同——一个是两个图形之间的关系,另一个是单个图形本身的性质;
而它们的联系在于,在一定条件下,这两种概念可以相互转化
确定成中心对称的两个图形的对称中心的方法:
①连接任意一对对称点,取这条线段的中点,这个中点就是对称中心;
②连接任意两对对称点,两条线段的交点就是对称中心.
(2) 由于 D 是线段 AC 的中点,因此在关于点 D 中心对称下,点 A,C 的对应点分别是点 C,A;
(3) 连接 AB′,CB′,
例1 如图,已知△ABC ,边 AC 的中点为 D. 作出与△ABC 关于点 D 成中心对称的图形.
作法:(1) 连接 BD 并将其延长到 B′,使 DB′ = DB,于是点 B 关于点 D 中心对称下的对应点是点 B′.
则△CB′A 是所求作的与△ABC 关于点 D 成中心对称的图形.
A
C
B
B′
D
中心对称作图的
步骤有哪些?
知识模块四 中心对称图形与平行四边形的关系
如图,已知四边形ABCD关于点O成中心对称,试判定四边形ABCD的形状,并说明理由.
解:四边形ABCD是平行四边形,
理由如下:
∵四边形ABCD关于点O成中心对称,
∴OA=OC,OB=OD,
∴四边形ABCD是平行四边形.
已知,如图,点O是▱ABCD的对称中心,过点O任作直线l,并过点B,D分别作BE⊥l,DF⊥l,垂足分别为E,F,请问BE=DF吗?为什么?
解:BE=DF.
理由:连接BD,BD一定经过点O.
∵∠BOE=∠DOF,BO=OD,∠BEO=∠DFO=90°,
∴△BOE≌△DOF,
∴BE=DF.
A
B
C
D
F
E
l
O
课堂总结
知识点:
1.在平面内,把一个图形(Ⅰ)绕一个点旋转,得到另一个图形(Ⅱ),我们把图形的这种变换称为关于这个点中心对称.
2.成中心对称的两个图形中,对应点的连线经过对称中心,且被对称中心平分;
3.如果一个图形绕一个点旋转,所得到的像与原来的图形互相重合,那么这个图形叫作中心对称图形.
4.平行四边形是中心对称图形,对角线的交点是它的对称中心.
数学思想:1.数形结合思想;2.数学建模思想
课堂小结
中心对称图形
定义
性质
应用
绕着内部一点旋转180度能与本身重合的图形
经过对称中心的直线把原图形分成面积相等的两部分
美丽的中心对称图形在建筑物和工艺品等领域非常常见
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