内容正文:
人教版九年级上册 28.2.2 中心对称图形 讲义
28.2.2 中心对称图形 讲义
核心口诀:自己转180°,重合即中心;两个图转180°,重合叫中心对称。
一、情境导入
同学们玩过「旋转木马」吗?如果木马转半圈(180°)后和原来位置一模一样,说明什么?
生活中还有许多这样的图形:汽车标志(如奥迪四环、奔驰三叉星)、风车叶片、剪纸「双鱼」图案……它们都有一个共同点——绕某个点旋转180°后,能和原来的自己完全重合。
这就是我们今天要学的:中心对称图形。
▲ 图1 两个三角形关于点O成中心对称(△ABC绕O转180°→△DEF)
二、核心定义
(一)中心对称图形
定义:把一个图形绕着某一个点旋转180°,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形叫做中心对称图形,这个点就是它的对称中心。
关键词记忆:①一个图形 ②绕某点 ③旋转180° ④与自身重合。四个条件缺一不可。
(二)中心对称(回顾,与本节对比)
定义:把一个图形绕着某一点旋转180°,如果它能够与另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这个点对称(或成中心对称),这个点叫做对称中心。
(三)超重点辨析:中心对称 VS 中心对称图形(必考选择题)
对比项目
中心对称(28.2.1)
中心对称图形(28.2.2)
联系
研究对象
两个图形
一个图形
整体看→一个图形即为中心对称图形
含义
两个图形的位置关系
一个图形自身的对称性质
部分看→可拆分为两个成中心对称的图形
旋转结果
一个图形转180°与另一个重合
图形转180°与自身重合
旋转角度均为180°
对称点位置
对称点在两个图形上
对称点在同一个图形上
对称中心均在图形上或其内部
对称中心
在两个图形之间
在图形上或其内部
均为旋转180°的定点
三、中心对称图形的性质
性质1:图形绕对称中心旋转180°后与自身完全重合。
性质2:图形上任意一组对称点的连线都经过对称中心,且被对称中心平分(即对称中心是对称点连线的中点)。
性质3:过对称中心的任意一条直线,将图形分成的两部分是全等图形(面积、周长分别相等)。
性质4:中心对称图形是旋转角为180°的特殊旋转对称图形。
(补充)利用性质推导平行四边形性质
因为平行四边形是中心对称图形(对称中心为对角线交点O),所以:
① 绕O旋转180°后,顶点A→C、B→D,故 AB=CD、AD=BC(对边相等);
② ∠A→∠C、∠B→∠D,故 ∠A=∠C、∠B=∠D(对角相等);
③ AO=CO、BO=DO(对角线互相平分)——这正是平行四边形对角线性质定理的来源。
▲ 图2 平行四边形绕对角线交点O旋转180°与自身重合
四、初中常见中心对称图形(必须熟记)
图形
是否中心对称
对称中心
是否轴对称
备注
线段
是
线段的中点
是(2条对称轴)
既是轴对称又是中心对称
角
否
—
是(1条对称轴)
仅轴对称
等腰三角形
否
—
是(1条对称轴)
仅轴对称
等边三角形
否
—
是(3条对称轴)
旋转120°重合,非180°
平行四边形
是
对角线交点
一般不是
最典型的中心对称图形
矩形
是
对角线交点
是(2条对称轴)
既是轴对称又是中心对称
菱形
是
对角线交点
是(2条对称轴)
既是轴对称又是中心对称
正方形
是
对角线交点
是(4条对称轴)
对称性最多的四边形
等腰梯形
否
—
是(1条对称轴)
仅轴对称
正n边形
n为偶数时是
中心
是
正偶数边形才中心对称
圆
是
圆心
是(无数条对称轴)
对称性最完美的图形
▲ 图3 常见中心对称图形及其对称中心(红点标示)
五、判定方法(两种思路)
方法一(定义法):在图形中找到一个点O,使整个图形绕点O旋转180°后能与自身重合→是中心对称图形。
方法二(对称点法):在图形上任取一点P,连接PO并延长至P',使OP'=OP,若P'仍在图形上,且对图形上所有点都成立→是中心对称图形。
方法三(性质逆用):若图形中任意一对对应点的连线都经过同一点,且被该点平分→该图形是中心对称图形,该点为对称中心。
▲ 图4 中心对称图形判定流程图
▲ 图5 连接任意一对对称点A、C,连线中点即为对称中心O
六、与轴对称图形的对比
对比项目
轴对称图形
中心对称图形
相同点
举例
对称元素
对称轴(一条直线)
对称中心(一个点)
都是对称变换
正方形
变换方式
沿对称轴翻折
绕对称中心旋转180°
变换后图形重合
矩形、圆
图形个数
一个图形
一个图形
—
—
对应线段
翻折后重合
旋转180°后重合
对应线段相等
—
▲ 图6 左:中心对称(绕点旋转180°) 右:轴对称(沿直线翻折)
重要结论:如果一个图形是轴对称图形,且有两条互相垂直的对称轴,那么它一定是中心对称图形。例如:线段、矩形、菱形、正方形、圆。
七、典型例题精讲
题型一:判断中心对称图形
例1:下列图形中,是中心对称图形的有( )
A. 等边三角形 B. 平行四边形 C. 角 D. 等腰梯形
解析:等边三角形旋转120°重合但旋转180°不重合→否;平行四边形绕对角线交点转180°重合→是;角、等腰梯形均只轴对称→否。答案选B。
题型二:找对称中心
例2:如图(图5),四边形ABCD是中心对称图形,A与C、B与D分别关于点O对称。请说明如何确定对称中心O的位置。
解析:连接任意一对对称点(如A与C),线段AC的中点即为对称中心O。同理连接B与D,其中点也是O,两线交点可验证。
题型三:利用性质求角度/长度
例3:平行四边形ABCD是中心对称图形,对称中心为O。若AB=6cm,∠A=70°,求CD的长度和∠C的度数。
解析:因为平行四边形绕O旋转180°后A→C、B→D,所以:
① AB旋转后落到CD位置,故 CD=AB=6cm;
② ∠A旋转后与∠C重合,故 ∠C=∠A=70°。
答:CD=6cm,∠C=70°。
题型四:综合辨析题(高频考点)
例4:下列说法正确的有( )
① 中心对称的两个图形一定是全等形;
② 全等的两个图形一定成中心对称;
③ 中心对称图形一定是旋转对称图形;
④ 旋转对称图形一定是中心对称图形。
解析:①正确(中心对称性质);②错误(全等图形位置任意,不一定关于某点对称);③正确(中心对称是旋转180°的特殊情况);④错误(如等边三角形旋转120°重合,是旋转对称但不是中心对称)。答案:①③正确。
八、易错点提醒
❌ 易错1:把「中心对称」和「中心对称图形」混为一谈。记住:前者是「两个图形」的位置关系,后者是「一个图形」自身的属性。
❌ 易错2:认为所有正多边形都是中心对称图形。纠正:只有边数为偶数的正多边形才是(如正四边形、正六边形),正三角形、正五边形不是。
❌ 易错3:认为平行四边形是轴对称图形。纠正:一般平行四边形只是中心对称,不是轴对称(特殊平行四边形如矩形、菱形、正方形才同时是)。
❌ 易错4:全等图形一定成中心对称。纠正:全等只说明形状大小相同,位置可以任意摆放,未必关于某点对称。
❌ 易错5:过对称中心的直线一定平分图形面积,但不一定平分周长(除非图形关于该直线也对称)。
九、中考真题精选
题1(选择题):下列汽车标志图案中,是中心对称图形但不是轴对称图形的是( )
思路:逐一判断每个选项:既是中心对称又是轴对称→排除;只是轴对称→排除;只是中心对称→当选。常见如平行四边形类标志。
题2(填空题):已知点A(3,-2)关于原点对称的点为A',则A'的坐标为______。
解析:关于原点对称的点,横、纵坐标均互为相反数。故A'(-3, 2)。
题3(解答题):如图,已知△ABC与△DEF关于点O成中心对称,A(1,2)、B(3,1)、C(2,4),求D、E、F的坐标(设O为原点)。
解析:中心对称→坐标互为相反数→D(-1,-2)、E(-3,-1)、F(-2,-4)。
十、课堂小结
一句话总结:一个图形绕某点转180°能和自身重合→中心对称图形;两个图形绕某点转180°能互相重合→中心对称。
① 定义:旋转180° + 与自身(或另一个图形)重合。
② 性质:对称点连线过对称中心且被其平分;过中心的直线平分图形面积。
③ 判定:找点O→转180°验证;或任取点P→验证P'在图形上。
④ 常见图形:线段、平行四边形、矩形、菱形、正方形、正偶数边形、圆。
⑤ 易混辨析:中心对称(两个图形)≠ 中心对称图形(一个图形);轴对称 ≠ 中心对称。
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