内容正文:
null28.2中心对称
第3课时
关于原点对称点的坐标
第二十八章 旋转
人教版(新教材)·九年级上册
学 习 目 标
1
2
3
理解平面内点关于原点对称的坐标变化规律,熟记公式:点P(x,y)关于原点对称的点为P'(-x,-y).能熟练求出任意点关于原点的对称点坐标,能根据两点原点对称的关系求解参数、未知数.掌握在平面直角坐标系中,作几何图形关于原点对称图形的规范步骤.能精准区分关于x轴、y轴、原点对称的三种坐标变换规律,避免混淆.
通过动手描点、计算对比、小组归纳,经历原点对称坐标规律的推导全过程,培养观察归纳、数形结合的探究能力.通过例题实操、规范解题,掌握坐标变换类题型的解题思路,提升几何与代数结合的综合应用能力.
感受几何变换与代数运算的内在联系,体会数学的统一性、简洁性.在规律探究和辨析对比中,培养严谨的数学思维,养成规范解题、规范作图的学习习惯.
知识回顾
O
−1
−2
−3
−4
1
2
3
4
−1
−2
−3
−4
1
2
3
4
y
x
P(−2, 3)
A(−2, −3)
在平面坐标系中,关于x轴对称的点的坐标
横坐标相等,纵坐标互为相反数.
(1)你能说出点P关于x轴对称点的坐标吗?
A(x,-y)
P(x,y)
关于x轴对称
关于x轴对称的点的坐标具有怎样的关系?
思考
结论
知识回顾
O
−1
−2
−3
−4
1
2
3
4
−1
−2
−3
−4
1
2
3
4
y
x
B(2, 3)
在平面坐标系中,关于y轴对称的点的坐标
纵坐标相等,横坐标互为相反数.
A(-x,y)
P(x,y)
关于y轴对称
关于y轴对称的点的坐标具有怎样的关系?
(2)你能说出点P关于y轴对称点的坐标吗?
关于x轴对称,横不变、纵相反;
关于y轴对称,纵不变、横相反.
P(−2, 3)
A(−2, −3)
思考
结论
知识回顾
(3)回顾:中心对称的本质是什么?
中心对称的本质
图形绕定点旋转180°后与另一图形重合,对应点连线过对称中心且被平分.
把一个图形绕着某一个点旋转180°,如果它能够与另一个图形完全重合,那么就说这两个图形关于这个点对称或中心对称;这个点叫做对称中心;这两个图形中的对应点叫做关于中心的对称点.
导入新课
在平面直角坐标系中,若将一个点P(-2,3)绕坐标原点旋转180°,得到它的对称点,横纵坐标会发生怎样的变化?
O
−1
−2
−3
−4
1
2
3
4
−1
−2
−3
−4
1
2
3
4
y
x
P(−2, 3)
(2, − 3)
P(−2, 3)
(2, − 3)
互为相反数
互为相反数
今天我们探究中心对称在坐标系中的应用
——关于原点对称点的坐标.
新知探究
探究点1
原点对称坐标规律
活动1
如图,在平面直角坐标系中,作出下列已知点关于原点的对称点,并写出它们的坐标.
A ( 4, 0)
B ( 0, −3)
C ( 2, 1)
D (−1, 2)
E (−3, −4)
O
−1
−2
−3
−4
1
2
3
4
−1
−2
−3
−4
1
2
3
4
y
x
A(4, 0)
B(0, −3)
C(2, 1)
D(−1, 2)
E(−3, −4)
探 究
7
新知探究
探究点1
原点对称坐标规律
(1)作出这些点关于原点O的对称点
O
−1
−2
−3
−4
1
2
3
4
−1
−2
−3
−4
1
2
3
4
y
x
A(4, 0)
B(0, −3)
C(2, 1)
D(−1, 2)
E(−3, −4)
A′(−4, 0)
B′(0, 3)
C′(−2, −1)
D′(1, −2)
E′(3, 4)
A(4,0)
B(0,-3)
C(2,1)
D(-1,2)
E(-3,-4)
A'(-4,0)
B'(0,-3)
C'(-2,-1)
D'(1,-2)
E'(3,4)
如图,在平面直角坐标系中,作出下列已知点关于原点的对称点,并写出它们的坐标.
探 究
A ( 4,0)
B ( 0,-3)
C ( 2,1)
D (-1,2)
E (-3,-4)
新知探究
探究点1
原点对称坐标规律
(2)这些点与它们关于原点O的对称点的坐标由什么关系
A′ (-4,0)
B′ ( 0,-3)
C′ (-2,-1)
D′ ( 1,-2)
E'( 3,4)
如图,在平面直角坐标系中,作出下列已知点关于原点的对称点,并写出它们的坐标.
探 究
横坐标互为相反数
纵坐标互为相反数
新知探究
探究点1
原点对称坐标规律
(3)点P(x, y)关于原点对称的点P′的坐标如何表示?
如图,在平面直角坐标系中,作出下列已知点关于原点的对称点,并写出它们的坐标.
探 究
已知点 A ( 4, 0) B ( 0, −3) C ( 2, 1) D (−1, 2) E (−3, −4)
对称点
A′ ( -4, 0) B ′ ( 0, 3) C ′ ( -2, - 1) D ′ (1, - 2) E ′ (3, 4)
横、纵坐标的符号相反.
横坐标变为相反数、纵坐标变为相反数
P(x, y)
关于原点对称
P′(−x, −y)
横纵全变号
坐标系中关于对称的点的坐标关系:
新知探究
探究点1
原点对称坐标规律
归一归
P(x, y)
关于原点对称
P′(−x, −y)
P(x, y)
关于x轴对称
P′(x, −y)
P(x, y)
关于y轴对称
P′(−x, y) ,
纵不变,横变号
横不变,纵变号
横纵全变号
新知探究
探究点2
三种对称规律对比辨析
归一归
对称情况 坐标之间的关系 表示
关于坐标轴对称 关于x轴对称 横坐标相同,纵坐标互为相反数 点P(x,y)关于x轴的对称点为P1(x,-y)
关于y轴对称 横坐标互为相反数,纵坐标相同 点P(x,y)关于y轴的对称点为P2(-x,y)
关于原点对称 横、纵坐标都互为相反数 点P(x,y)关于原点的对称点为P3(-x,-y)
关于坐标轴、原点对称的点的坐标特征:
简记为:“关于谁,谁不变,关于原点都改变”.
新知探究
探究点3
关于原点对称的点的坐标的应用
议一议
利用关于原点对称点,可以在平面直角坐标系中作出与一个图形关于原点对称的图形
在平面直角坐标系中作关于坐标轴对称的图形
类比
求出已知图形中的一些特殊点(如多边形的顶点)关于原点对称的点的坐标
一些规则几何图形
①求关键点的对称点坐标
②在平面直角坐标系描出这些点
所得图形为与这个图形关于原点对称的图形.
③顺次连结对称点连接
新知探究
探究点3
关于原点对称的点的坐标的应用
画一画
如图,利用关于原点对称的点的坐标的关系,作出△ABC关于原点对称的图形.
1
2
3
4
-4
-3
-2
-1
-5
5
x
y
1
2
3
4
-2
-1
O
B
A
C
解:由图得,△ABC的三个顶点:
A(-4,1),B(-1,-1),C(-3,2).
∵点P(x,y)关于原点的对称点为P'(-x,-y),
关于原点的对称点分别为
A′(4,-1),B′(1,1),C′(3,-2).
B′
A′
C′
依次连接A′B′,B′C′,C′A′,
所得△A′B′C′与△ABC关于原点对称
新知探究
探究点3
关于原点对称的点的坐标的应用
结
小
纳
归
作给定图形关于原点对称的图形的一般步骤:
1.找出给定图形上有代表性的点;
2.写出这些点关于原点的对称点的坐标;
3.在平面直角坐标系中描出对称点;
4.顺次连接对称点.
作图依据:关于原点对称的点的坐标的特征
典例分析
例1.已知点P(a+1,2)与点Q(-3,b-2)关于原点对称,求a、b的值。
解:∵ 点P与点Q关于原点对称
∴ 两点横坐标互为相反数
纵坐标互为相反数
∴ a+1+(-3)=0,
2+(b-2)=0
解得:a=2,b=0
答:a的值为2,b的值为0.
提示
用“对称点横、纵坐标分别互为相反数”列方程求解参数
典例分析
例2.如图,各顶点的坐标分别为,,.
(1)将先向下平移4个单位,再向右平移1个单位得到,请在平面直角坐标系中画出;
(2)将绕点逆时针旋转后得到请在平面直角坐标系中画出;
(3)若与关于原点中心对称,则点的坐标为________.
【分析】
对于(1),根据点的平移规则:横坐标右移加、纵坐标下移减计算坐标
对于(2),先确定旋转中心,再根据绕定点逆时针旋转的坐标变换规则画图
对于(3),因为关于原点中心对称的点横、纵坐标均互为相反数,所以直接根据点A的坐标计算其中心对称点的坐标.
典例分析
例2.如图,各顶点的坐标分别为,,.
(1)将先向下平移4个单位,再向右平移1个单位得到,请在平面直角坐标系中画出;
(2)将绕点逆时针旋转后得到请在平面直角坐标系中画出;
(3)若与关于原点中心对称,则点的坐标为________.
(1)解:根据平移规则,点向下平移4个单位、向右平移1个单位
所以平移后的 坐标变为,
计算得各顶点坐标:
,,,
B1
A1
C1
典例分析
例2.如图,各顶点的坐标分别为,,.
(1)将先向下平移4个单位,再向右平移1个单位得到,请在平面直角坐标系中画出;
(2)将绕点逆时针旋转后得到请在平面直角坐标系中画出;
(3)若与关于原点中心对称,则点的坐标为________.
B1
A1
C1
B2
A2
C2
(2)解:将各顶点与旋转中心连接,
将线段绕旋转中心逆时针旋转,
得到各顶点坐标:
,
描点顺次连线即可得到.
典例分析
例2.如图,各顶点的坐标分别为,,.
(1)将先向下平移4个单位,再向右平移1个单位得到,请在平面直角坐标系中画出;
(2)将绕点逆时针旋转后得到请在平面直角坐标系中画出;
(3)若与关于原点中心对称,则点的坐标为________.
B1
A1
C1
B2
A2
C2
(3)解:关于原点中心对称的点,
横、纵坐标均为原坐标的相反数,
∴各顶点坐标为:
,
描点顺次连线即可得到,
B3
A3
C3
新知巩固
1.下列各点中,哪两个点关于原点对称?
A(−5, 0),B(0, 2),C(2, −1),D(2, 0),E(0, 5),F(−2, 1),G(−2, −1).
【教材第104页】
解:点C和点F关于原点O对称.
2.写出下列各点关于原点的对称点 A',B′,C′,D′ 的坐标:
A(3, 1),B(−2, 3),C(−1, −2),D(2, −3).
解:A'(−3, −1),B'(2, −3),C'(1, 2),D'(−2, 3).
新知巩固
3.如图,□ABCD的对角线相交于原点,其顶点A,B的坐标分别为(−2, 2)和(−1, −3).求其顶点C,D的坐标.
解: □ABCD 是中心对称图形,对称中心为对角线交点
∵ □ABCD的对角线相交于原点
∴点AC关于原点对称,
点BD关于原点对称
∵A,B的坐标分别为(−2, 2)和(−1, −3)
∴C点坐标是(2, −2),D点坐标是(1, 3).
【教材第104页】
拓展提升
1.如图,在平面直角坐标系中,的顶点坐标分别为,,.
(1)画出关于原点对称的;(点、、的对应点分别为、、)
(2)将绕着点顺时针旋转得到,画出并写出点的坐标.(点、的对应点分别为、).
解:(1)如图所示,即为所求,
(2)如图所示,
即为所求,
B1
A1
C1
B2
C2
真题感知
1.(25-26潍坊·期末)如图,在平面直角坐标系中,已知点,,.
(1)描出点,,,并画出;
(2)将向右平移4个单位得到,再画出关于点成中心对称的;
(3)若为边上一点,经过(2)中的两次变换后对应点为,则的坐标为 .
B
A
C
B1
A1
C1
B2
A2
C2
解:(1)点,,,即为所求,
(2),即为所求,
(3)解:∵为边上一点,经过(2)中的两次变换后对应点为,
∴点的坐标为,即.
真题感知
2.(25-26.河南周口·期末)如图,在平面直角坐标系中,的三个顶点的坐标分别为,,(每个小方格都是边长为1个单位长度的正方形).
(1)将先向右平移4个单位,再向下平移1个单位,画出平移后的;
(2)画出关于原点O成中心对称的;
(3)将绕点C逆时针旋转,画出旋转后得到的;
解:(1)如图,为所求
B1
A1
C1
B2
A2
C2
B3
A3
(2)如图,为所求
(3)如图,为所求
真题感知
3.(25-26.阜新期末)如图,方格纸中每个小正方形的边长都是1个单位长度,在方格纸中建立如图所示的平面直角坐标系,的顶点都在格点上.
(1)将向右平移4个单位长度得到,请画出;
(2)画出关于点O的中心对称图形;
(3)点M、N是x轴上的动点(点M在点N的左边),且,直接写出的最小值____________.
B1
A1
C1
解:(1)如图,为所求
B2
A2
C2
(2)如图,为所求
真题感知
3.(25-26.阜新期末)如图,方格纸中每个小正方形的边长都是1个单位长度,在方格纸中建立如图所示的平面直角坐标系,的顶点都在格点上.
(3)点M、N是x轴上的动点(点M在点N的左边),且,直接写出的最小值____________.
B1
A1
C1
B2
A2
C2
B′
B′′
(3)解:如图,将点向右平移一个单位得,过点作关于x轴的对称,连接,与x轴交点N,
∴,
∴,
∴当点,N,C三点共线时,
有最小值,最小值为的长度,
∴,
∴的最小值为
.
课堂小结
(1)核心规律:
点P(x,y)关于原点对称点为P'(-x,-y),横纵坐标全部变号;
(2)核心技能:
能快速求任意点的原点对称坐标、能独立完成坐标系图形原点对称作图;
(3)综合能力:
能利用原点对称规律列方程,求解参数、未知数;
(4)规律辨析:
熟记x轴、y轴、原点三类对称坐标变化区别.
知识与技能
课堂小结
(1)数形结合思想:
将图形180°旋转变换,转化为代数坐标运算,以数解形、以形助数;
(2)特殊到一般思想:
通过特殊点坐标探究,归纳出通用坐标变换公式;
(3)类比归纳思想:
类比坐标轴对称规律,对比学习原点对称规律,构建系统知识框架.
思想与方法
课堂小结
(1)规律混淆:x轴对称变纵号、y轴对称变横号、原点对称全变号,严禁混用公式;
(2)符号错误:负数、0的对称坐标计算易出错,牢记“互为相反数”;
(3)作图误区:必须先求所有顶点对称坐标,不可凭肉眼大致画图,顶点遗漏、连线混乱;
(4)逆向误区:两点关于原点对称,需横、纵坐标分别互为相反数,单一坐标相反不成立.
易错点提醒
课后练习
习题 28.2
课本p104页
3.四边形 ABCD 各顶点坐标分别为 A(5, 0),B(−2, 3),C(−3, 0),D(−1, −5),作出与四边形 ABCD 关于原点对称的图形.
解:
A
B
C
D
A′ (-5, 0)
B′ (2, -3)
C′ (3, 0)
D ′ (1, 5)
如图所示.
A、B、C、D 关于原点对称的坐标分别为:
O
x
y
A′
B′
C′
D′
课后练习
习题 28.2
课本p105页
4.已知点A(a, 1)与点A′(5, b)关于原点对称,求a,b的值.
解:根据题意可知:
a是5的相反数,b是1的相反数
∴ a= −5,b=−1.
P(x, y)
关于原点对称
P′(−x, −y)
课后练习
习题 28.2
课本p105页
9.在平面直角坐标系中,作点A(−3, 2)关于x轴的对称点B,再作点B关于y轴的对称点C,写出点C的坐标,点A与点C有何关系?由此,你能发现什么?
解:如图,点C的坐标为(3, −2),点A与点C关于原点成中心对称.
O
x
y
A
B
C
(−3, 2)
(−3, -2)
(3, -2)
发现:
在平面直角坐标系中,横纵坐标互为相反数的两个点关于原点成中心对称.
谢谢聆听
$