内容正文:
坐标系里的“双胞胎”
——探索画轴对称图形的奥秘
15.2 画轴对称的图形(第2课时)
第十五章 轴对称
人教版八年级上册
1.7.2013
同学们好!欢迎来到今天的数学课堂。大家看这张图片,是不是很美?我们生活中有很多这样对称的事物。今天,我们将一起走进一个神奇的数学世界,探索在坐标系里如何找到这些美丽的“双胞胎”——也就是画出一个图形的轴对称图形。准备好了吗?让我们一起开始今天的探险吧!
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学习目标
理解平面直角坐标系中,点关于x轴或y轴对称时的坐标变化规律,探索坐标变换的内在逻辑。
一
掌握利用坐标变化规律绘制轴对称图形的方法,能准确画出已知图形关于坐标轴的对称图形。
二
三
感受数学中“数”与“形”结合的独特魅力,在探究过程中锻炼空间想象能力与实际问题解决能力。
1.7.2013
这节课我们有三个小目标。首先,我们要像侦探一样,发现点在对称变换时坐标的秘密。其次,我们要学会利用这个秘密,成为一个画图高手。最后,通过这节课的学习,我们会感受到数学的奇妙,让我们的大脑变得更灵活!
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1
复习引入
目 录
3
典例分析
5
归纳总结
4
巩固练习
6
感受中考
7
小结梳理
8
布置作业
2
合作探究
1.7.2013
这是我们今天探险的路线图。我们会先回顾一下老朋友,然后通过小组合作去发现新秘密,接着通过例题和练习来巩固我们的技能,最后还会看看中考题是怎么考的。相信学完这节课,大家都会成为轴对称图形的小专家!
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复习引入
📌 今日核心任务:
将轴对称的核心规律,迁移至平面直角坐标系中进行定量探究与分析。
📝 图形的轴对称
1. 核心定义
如果一个图形沿着一条直线对折后,直线两旁的部分能够完全重合,这样的图形就叫做“轴对称图形”,这条直线就是它的对称轴。
2. 关键性质
在轴对称图形中,对称轴两侧相对的点到对称轴的距离相等;对称轴垂直平分任意一对对应点所连的线段。
3. 实际应用
依据轴对称的性质,我们可以通过确定关键点的对称点,顺次连接后快速画出一个图形的轴对称图形,是几何作图的重要方法。
1.7.2013
在开始新冒险之前,我们先来一场记忆大挑战!大家还记得什么是轴对称图形吗?没错,就是沿着一条直线对折后能完全重合的图形。这条神奇的直线就是对称轴。今天,我们要把这个神奇的“镜子”——对称轴,放到我们的数学地图,也就是平面直角坐标系里,看看会发生什么有趣的事情!
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合作探究
任务:找关于x轴的“双胞胎”点
请在平面直角坐标系中,画出已知点A、B、C、D、E及其关于x轴的对称点,将坐标填入表格,观察每对“双胞胎”点的横、纵坐标分别有什么变化规律?
A(2,-3)→A'(2,3)
B(-1,2)→B'(-1,-2)
C(-6,-5)→C'(-6,5)
D(½,1)→D'(½,-1)
E(4,0)→E'(4,0)
1.7.2013
好,现在请各小组拿出你们的坐标系图纸,我们来玩一个“找朋友”的游戏!请大家在图上找到点A、B、C、D、E,然后帮它们找到关于x轴的“双胞胎”朋友。画好之后,把新朋友的坐标填在表格里。看看谁能最先发现它们坐标之间的小秘密!
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合作探究
游戏继续!这次,请在平面直角坐标系中画出已知点关于y轴的对称点,并将对应坐标填入表格。观察每一组对称点的坐标特征,看看你能发现关于y轴对称的点有什么新规律?
(-2, -3)
(1, 2)
(6, -5)
(-1/2, 1)
(-4, 0)
1.7.2013
太棒了!关于x轴的“双胞胎”我们已经找到了。现在游戏继续,这次难度升级,我们要帮这些点找到关于y轴的“双胞胎”朋友。同样地,画好后把坐标填在表格里。相信通过这次探索,你们会发现另一个重要的规律!
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归纳发现
关于x轴对称:横坐标保持不变,纵坐标互为相反数。记忆口诀:“横”不变,“纵”相反
关于y轴对称:纵坐标保持不变,横坐标互为相反数。记忆口诀:“纵”不变,“横”相反
(x, -y)
(-x, y)
数式直观呈现
信息技术验证小贴士:
我们可以借助几何画板、Excel或编程软件,输入任意坐标点并生成对称点,观察坐标数值的变化规律,从而验证我们总结的“横不变纵相反、纵不变横相反”的结论是否普遍成立。数字化工具能帮助我们更高效地探索数学规律!
1.7.2013
同学们真是火眼金睛!通过刚才的动手操作和观察,我们一起发现了坐标系里“双胞胎”的秘密!大家看,关于x轴对称的点,它们的横坐标是一样的,纵坐标正好是相反数。我们可以记一个口诀:“横不变,纵相反”。那关于y轴对称呢?对啦!口诀是“纵不变,横相反”。记住这两个口诀,以后找对称点就非常快啦!
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典例分析
例2:如图,四边形ABCD的四个顶点坐标分别为A(-5, 1),B(-2, 1),C(-2, 5),D(-5, 4),请画出该四边形关于y轴对称的图形。
解题思路:
1. 找“双胞胎”:利用“纵不变,横相反”口诀,求出各顶点的对称点:
A(-5, 1)→A'(5, 1);B(-2, 1)→B'(2, 1);C(-2, 5)→C'(2, 5);D(-5, 4)→D'(5, 4)。
2. 描点连线:在坐标系中依次描出A'、B'、C'、D',再首尾连接,即可得到对称图形A'B'C'D'。
核心总结:
画图形的对称图形,无需逐线绘制,只需抓住关键——找顶点的对称点。只要确定了所有关键点的对称位置,再顺次连接,就能轻松得到完美的对称图形。
小试牛刀:尝试用“横不变,纵相反”的口诀,在图中画出四边形ABCD关于x轴对称的图形,检验你对对称规律的掌握!
1.7.2013
学会了口诀,我们来小试牛刀!看这个例题,我们要画出这个四边形关于y轴对称的图形。怎么做呢?很简单,分两步走。第一步,利用我们刚学的“纵不变,横相反”口诀,找到四个顶点的“双胞胎”坐标。第二步,把这些新点在坐标系里描出来,再用线连起来,一个漂亮的对称图形就诞生啦!是不是很简单?
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典例分析
变式:已知四边形ABCD的顶点坐标为A(-5,1)、B(-2,1)、C(-2,5)、D(-5,4),请画出该四边形关于x轴对称的图形。
解题核心口诀:“横不变,纵相反”(即点(x,y)关于x轴对称的点为(x,-y))。
1. 求对称点坐标:A(-5,1)→A''(-5,-1);B(-2,1)→B''(-2,-1);C(-2,5)→C''(-2,-5);D(-5,4)→D''(-5,-4)。
2. 描点连线作图:在坐标系中依次描出A''、B''、C''、D''四个点,再按照顺序首尾连接,即可得到四边形ABCD关于x轴对称的图形A''B''C''D''。
1.7.2013
我们再来挑战一次!这次,还是这个四边形,我们要画出它关于x轴对称的图形。这次应该用哪个口诀呢?对啦,“横不变,纵相反”!大家可以暂停一下,自己在练习本上试试,看看能不能画出正确的图形。画完之后可以对照一下屏幕上的答案。
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巩固练习
1.分别写出下列各点关于x轴和y轴对称的点的坐标:
原点点坐标 (-2,6) (1,-2) (1,3) (-4,-2) (1,0)
关于x轴的对称点 (答案见下方) (答案见下方) (答案见下方) (答案见下方) (答案见下方)
关于y轴的对称点 (答案见下方) (答案见下方) (答案见下方) (答案见下方) (答案见下方)
(-2,-6)
(1,2)
(1,-3)
(-4,2)
(1,0)
(2,6)
(-1,-2)
(-1,3)
(4,-2)
(-1,0)
1.7.2013
理论学完了,现在是检验大家成果的时候了!我们来做一个小练习,看看谁是真正的计算小能手。请大家快速写出这些点关于x轴和y轴对称的点的坐标。记住我们的口诀哦!“横不变,纵相反”,“纵不变,横相反”!
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巩固练习
2.如图,△ABO关于x轴对称,点A的坐标为(1, -2),请根据关于x轴对称的点的坐标特征,写出点B的坐标。
解题思路:关于x轴对称的点的坐标规律是“横坐标不变,纵坐标互为相反数”。已知点A(1, -2),横坐标为1保持不变,纵坐标-2的相反数是2,因此点B的坐标可求。
答案:点B的坐标为B(1, 2)
1.7.2013
这道题有点不一样,它给了我们图。大家看,三角形ABO关于x轴对称,点A的坐标是(1, -2),那么它的对称点B的坐标应该是什么呢?利用我们的口诀“横不变,纵相反”,是不是一下子就知道答案了?
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巩固练习
3.如图,利用关于坐标轴对称的点的坐标特点,分别画出与△ABC关于x轴和y轴对称的图形,先找出各顶点的对称点坐标,再顺次连接。
A'(-4, -1)
B'(-1, 1)
C'(-3, -2)
A''(4, 1)
B''(1, -1)
C''(3, 2)
1.7.2013
现在,我们要把刚才学到的本领都用上!请大家看着图,先找到三角形ABC三个顶点关于x轴和y轴的对称点,然后把这些点连起来,画出两个新的对称图形。动手试一试,你会发现数学画图的乐趣!
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巩固练习
4.对于点A(3, 4) 与点B(-3, 4),下列说法错误的是( )
A.将点A向左平移6个单位长度可以得到点B
B.线段AB的长度为6
C.点A与点B关于y轴对称
D.点A与点B关于x轴对称
D
1.7.2013
这道题需要我们火眼金睛来判断对错。题目给了两个点A和B,下面有四个说法。请大家仔细分析,哪个说法是错误的?想一想我们关于y轴对称的规律,答案就很明显了。
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巩固练习
5.如图,在平面直角坐标系中,对△ABC进行循环往复的轴对称变换,若原来点A的坐标是 (m, n),经过2025次变换后所得的点A的坐标是( )
A.(-m, n) B.(-m, -n)
C.(m, -n) D.(m, n)
【变换规律提示】第1次关于y轴对称,第2次关于x轴对称,第3次关于y轴对称,第4次关于x轴对称……每两次变换为一个循环周期,回到原位置关于原点对称的状态,需计算2025次变换对应的周期位置。
1.7.2013
这是一道有点挑战性的题目,需要我们找规律。点A经过一系列对称变换,我们需要找到第2025次变换后它的坐标。大家可以先写出前几次变换后点A的坐标,看看有没有什么循环规律。找到规律,问题就迎刃而解了!
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归纳总结
在平面直角坐标系中研究轴对称
点(x,y)关于x轴对称的点的坐标为:
点(x,y)关于y轴对称的点的坐标为:
▍关于x轴对称核心规律:“横”不变,“纵”相反
点的横坐标保持固定,纵坐标变为原来的相反数。即若原坐标为(x, y),对称后坐标直接转化为(x, -y),可简单记忆为“左右站定,上下翻转”。
▍关于y轴对称核心规律:“纵”不变,“横”相反
点的纵坐标保持固定,横坐标变为原来的相反数。即若原坐标为(x, y),对称后坐标直接转化为(-x, y),可简单记忆为“上下站定,左右翻转”。
(x,-y)
(-x,y)
1.7.2013
今天的探险就要告一段落了。我们来回顾一下今天的两大核心发现。关于x轴对称,记住“横不变,纵相反”;关于y轴对称,记住“纵不变,横相反”。这两个口诀就是我们今天收获的最宝贵的财富,以后再遇到类似问题,就能轻松解决啦!
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感受中考
1.(2024·内蒙古通辽)剪纸是我国民间艺术之一,如图放置的剪纸作品,它的对称轴与平面直角坐标系的坐标轴重合。则点A (-4, 2) 关于y轴对称的点的坐标为( )
A. (-4, -2)B. (4, -2)
C. (4, 2)D. (-2, -4)
【解析】关于y轴对称的点的坐标特征为“纵坐标不变,横坐标互为相反数”。点A(-4, 2)的横坐标-4的相反数是4,纵坐标2保持不变,因此对称点坐标为(4, 2)。
答案:C
1.7.2013
学完了新知识,我们来看看中考试题是怎么考的。这道题结合了我们中国传统的剪纸艺术,非常有趣。题目问点A关于y轴对称的点的坐标,运用我们的口诀“纵不变,横相反”,是不是马上就能选出正确答案?
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感受中考
2.(2024·四川雅安)在平面直角坐标系中,将点P(1, -1)向右平移2个单位后,得到的点P₁关于x轴的对称点坐标是( )
A. (1, 1) B. (3, 1) C. (3, -1) D. (1, -1)
【解题思路】
第一步,平移规律:点向右平移2个单位,横坐标加2,纵坐标不变,得到P₁(1+2, -1)即(3, -1);
第二步,对称规律:关于x轴对称,横坐标不变,纵坐标互为相反数,故对称点为(3, 1),答案选B。
B
1.7.2013
这道题稍微复杂一点,它把平移和对称结合起来了。我们需要分两步走:第一步,先根据平移规则找到点P1的坐标;第二步,再根据对称规则找到P1关于x轴的对称点。一步一步来,问题就解决了。
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感受中考
3.如图,两个灯笼的位置A,B的坐标分别是(-3, 3),(1, 2),将点B向右平移2个单位,再向上平移1个单位得到点B',则关于点A,B'的位置描述正确的是( )
A.关于x轴对称,横坐标相同,纵坐标互为相反数
B.关于y轴对称,纵坐标相同,横坐标互为相反数
解析:点B(1,2)平移后得B'(3,3),点A(-3,3)与B'(3,3)纵坐标相同,横坐标互为相反数,故关于y轴对称。
B
1.7.2013
这道题同样是平移和对称的结合。我们先根据题目要求,求出点B平移后的坐标B',然后再观察点A和点B'的坐标关系,看看它们符合哪个对称规律。
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感受中考
4.在平面直角坐标系xOy中,点A与点A1关于x轴对称,点A与点A2关于y轴对称。已知点A(1,2),则点A2的坐标是( )
A. (-2, 1) B. (-2, -1)
C. (-1, 2) D. (-1, -2)
D
思路点拨:先由点A(1,2)与A₁关于x轴对称,得A₁(1,-2);再由A与A₂关于y轴对称,可直接推得A₂(-1,2)?不,题目是A与A₁关于x轴,A与A₂关于y轴,直接对A做y轴对称变换:关于y轴对称,横坐标变号,纵坐标不变?注意,若经过x轴再y轴两次对称,实质是关于原点对称,横纵坐标均变号,即(-1,-2)。
1.7.2013
这道题绕了一个小弯,它没有直接问对称点,而是通过中间点A1来连接。我们可以先根据点A和A1的关系,再结合A和A2的关系,最终推导出A2的坐标。当然,更聪明的同学可能会发现,经过一次x轴对称和一次y轴对称后,坐标会发生什么变化。
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感受中考:真题体验
5.在平面直角坐标系中,若点P(a-3, 1)与点Q(2, b+1)关于x轴对称,则a+b的值是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【解题思路】两点关于x轴对称的坐标规律是“横坐标不变,纵坐标互为相反数”。据此可得:a-3=2,b+1=-1。解得a=5,b=-2,因此a+b=5+(-2)=3。
C
1.7.2013
最后一道中考题,它把对称规律和代数计算结合起来了。因为两个点关于x轴对称,所以它们的坐标必须满足“横不变,纵相反”的规律。我们可以据此列出关于a和b的方程,解出a和b,最后就能算出a+b的值了。
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小结梳理
理解轴对称的本质,掌握图形变换的核心逻辑,是解决几何问题的基础。
基础
图形的轴对称
定义
性质
点(x, y)关于x轴对称的点坐标为:(x, -y)
点(x, y)关于y轴对称的点坐标为:(-x, y)
规律总结:关于x轴对称,横坐标不变,纵坐标互为相反数;关于y轴对称,纵坐标不变,横坐标互为相反数。
核心思想
作图与规律
1.7.2013
课程的最后,我们再来梳理一下今天的知识结构。我们学习了如何利用坐标来画轴对称图形,这其中最重要的思想就是“数形结合”。我们把图形的变换,转化成了坐标的计算,让复杂的几何问题变得简单了。希望大家能深刻理解并运用这种思想。
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布置作业
必做题:完成教材习题15.2的第3,4,6题,巩固基础方法。
1
探究性作业:完成教材习题15.2第8题。
尝试多角度思考问题,探索不同的解题路径,感受数学思维的乐趣。
2
温馨提示:作业完成后请自行对照参考答案检查,对于探究题若有不同思路,可在下次课堂上与同学们分享交流。
1.7.2013
今天的课就上到这里。课后请大家完成这几个小任务,巩固一下今天所学的知识。必做题帮助大家熟练掌握基本方法,探究性作业则需要大家多动动脑筋。希望大家课后也能享受数学带来的乐趣!
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人教版八年级上册 · 数学
数学的世界,对称之美无处不在!保持好奇心,探索更多数学奥秘。
谢谢观看!
1.7.2013
同学们,今天我们一起探索了坐标系里的对称奥秘。其实,数学的世界里,像这样美丽的规律还有很多很多。希望大家能保持好奇心,继续去发现和探索。今天的课就到这里,谢谢大家!
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