内容正文:
图形的旋转
模块一:
图形的旋转
钟表的指针在不停地转动,从12时到4时,时针转动了______度.
120°
把时针当成一个图形,那么它可以绕着中心固定点转动一定角度.
思考:怎样来定义这种图形变换?
风车风轮的每个叶片在风的吹动下转动到新的位置.
怎样来定义这种图形变换?
把叶片当成一个平面图形,那么它可以绕着平面内中心固定点转动一定角度.
在平面内,将一个图形绕一个定点按某个方向转动一个角度,这样的图形运动称为旋转.
O
P′
P
旋转中心
旋转角
对应点
旋转的定义
这个定点称为旋转中心.
转动的角称为旋转角.
转动的方向分为顺时针与逆时针.
如果图形上的点P经过旋转变为点P',这两个点叫做这个旋转的对应点.
旋转中心
旋转角
旋转方向
必须明确
确定一次图形的旋转时,
温馨提示:①旋转的范围是“平面内”,其中“旋转中心,旋转方向,旋转角度”称之为旋转的三要素;②旋转变换同样属于全等变换.
例1. 三角形ABD经过旋转后到三角形ACE的位置.
(1)旋转中心是哪一点?
(2)旋转了多少度?顺时针还是逆时针?
(3)如果M是AB的中点,经过上述旋转后,点M转到什么位置?
A
B
C
E
M
.
解:(1)旋转中心是点A;
D
(2)旋转了60 °,逆时针;
(3)点M转到了AC的中点上.
A.30°
B.45°
C.90°
D.135°
例2 如图,点A、B、C、D都在方格纸的格点上,若△AOB绕点O按逆时针方向旋转到△COD的位置,则旋转的角度为( )
解析:对应点与旋转中心的连线的夹角,就是旋转角,由图可知,OB、OD是对应边,∠BOD是旋转角,所以,旋转角为90°.故选C.
C
旋转的性质
二
A
B
B′
A′
C
.
M′
M
.
.
.
.
45°
绕点C逆时针旋转45°.
△ABC是如何运动到△A′B′C的位置?
B'
A'
C'
A
B
C
O
线: AO=A'O ,BO=B'O ,CO=C'O
角:∠AOA'=∠BOB' =∠COC'
观察下图,你能得到什么结论?
D
E
A
B
F
C
O
1.对应点到旋转中心的距离相等;
2.两组对应点分别与旋转中心的连线所成的角相等.
旋转的性质
3.旋转中心是唯一不动的点.
4.旋转不改变图形的形状和大小.
例3 如图,点E是正方形ABCD内一点,连接AE、BE、CE,将△ABE绕点B顺时针旋转90°到△CBE′的位置,若AE=1,BE=2,CE=3则∠BE′C=________度.
解析:连接EE′,
由旋转性质知BE=BE′,∠EBE′=90°,
∴∠BE'E=45°,
EE′
在△EE′C中,E′C=1,EC=3,
EE′
由勾股定理逆定理可知∠EE′C=90°,
∴∠BE′C=∠BE′E+∠EE′C=135°.
135
例4 如图,将等腰△ABC绕顶点B逆时针方向旋转α度到△A1BC1的位置,AB与A1C1相交于点D,AC与A1C1,BC1分别交于点E,F.
求证:△BCF≌△BA1D;
证明:∵△ABC是等腰三角形,
∴AB=BC,∠A=∠C,
由旋转的性质,可得
A1B=AB=BC,∠A=∠A1=∠C,∠A1BD=
∠CBC1,
在△BCF与△BA1D中,
△BCF≌△BA1D;
1.下列现象中属于旋转的有( )个
①地下水位逐年下降;②传送带的移动;③方向盘的转动;④水龙头开关的转动;⑤钟摆的运动;⑥荡秋千运动.
A.2 B.3 C.4 D.5
2. 下列说法正确的是( )
A.旋转改变图形的形状和大小
B.平移改变图形的位置
C. 图形可以向某方向旋转一定距离
D.由平移得到的图形也一定可由旋转得到
B
C
A
B
C
D
E
3.如图,将Rt△ABC绕点A按顺时针方向旋转一定角度得Rt △ADE,点B的对应点D恰好落在BC边上.若AC= , ∠B=60 °,则CD的长为( )
A. 0.5 B. 1.5 C. D. 1
D
4. △A ′ OB ′是△AOB绕点O按逆时针方向旋转得到的.已知∠AOB=20 °, ∠ A ′ OB =24°,AB=3,OA=5,则A ′ B ′ = ,OA ′ = ,旋转角等于 .
3
5
44 °
5.△ABC绕点A旋转一定角度后得到△ADE,若BC=4,AC=3,则下列说法正确的是( )
A.DE=3
B.AE=4
C.∠CAB是旋转角
D.∠CAE是旋转角
D
6.如图(1)中,△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,∠ACB和∠D都是直角,点C在AE上,△ABC绕着A点经过逆时针旋转后能够与△ADE重合,再将图(1)作为“基本图形”绕着A点经过逆时针旋转得到图(2).两次旋转的角度分别为( )
A.45°,90°
B.90°,45°
C.60°,30°
D.30°,60°
A
7.如图,△ADE可由△CAB旋转而成,点B的对应点是E,点A的对应点是D,在平面直角坐标系中,三点坐标为A(1,0)、B(3,0)、C(1,4).
请找出旋转中心P的位置,并写出P的坐标.
A
B
O
C
D
E
x
y
P(3,2)
旋转
定义
三要素:旋转中心,旋转方向和旋转角度
性质
旋转前后的图形全等;
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.
模块二:
旋转作图
画一画:如图,画出线段 AB绕点A按顺时针方向旋转60°后的线段.
作法:(1)如图,以AB为一边按顺时针方向画∠BAX,使得∠BAX=60°.
(2)在射线AX上取点C,使得AC=AB.线段AC为所求.
X
C
画出下图所示的四边形 ABCD 以 O为中心,
旋转角都为 60°的旋转图形.
A
B
C
D
O
B'
A'
C'
D'
①相同:都是一种运动;运动前后不改变图形的形状和大小.
B
A
C
O
②不同
图形变换 运动方向 运动量的衡量
平移 直线 移动一定距离
旋转 顺时针或逆时针 转动一定的角度
平移和旋转的异同:
1.将点A绕点O逆时针旋转60º;
2.将线段AB绕点O顺时针旋转30º;
3.将△ABC绕点O顺时针旋转45º;
O
A
B
C
O
A
O
A
B
(1)明确旋转三要素;
(5)写出结论.
(2)找出关键点;
(3)作出关键点的对应点;
(4)作出新图形;
60º
∴点A´即为所求
30º
A´
A´
B´
∴点A´B´即为所求
A´
45º
B´
C´
∴ΔA´B´C´即为所求
例1 如图,E是正方形ABCD中CD边上任意一点,以点A为中心,把△ADE顺时针旋转90°,画出旋转后的图形.
作图关键-关键是确定点E的对应点E′
想一想:本题中作图的关键是什么?
A
B
C
D
E
解:∵点A是旋转中心,∴它的
对应点是 .正方
形ABCD中,AD=AB,∠DAB= ,所以旋转后 重合. 设点E的对应点为E′.
∵△ADE △ABE′
∴∠ABE′= = ,
BE′= ,
因此 .
A
B
C
D
E
E ′
点A
90 °
≌
∠ADE
90 °
DE
在CB的延长线上截取点E′,使BE ′=DE
则△ABE′为旋转后的图形.
(1)明确旋转三要素:
旋转中心、旋转方向和旋转角度.
旋转作图的基本步骤:
(2)找出关键点;
(3)作出关键点的对应点;
(4)作出新图形;
(5)写出结论.
例2. 怎样将甲图案变成乙图案?
甲
甲
乙
乙
A
B
B
A
可以先将甲图案绕图上的A点旋转,使得图案被“扶直”,然后,再沿AB方向将所得图案平移到B点位置,即可得到乙图案
还可以用什么方法把甲图案变成乙图案?
1.在4×4的正方形网格,将△OAB绕点O逆时针旋转90º,你能画出△OAB旋转后的图形△O´A´B´吗?
A
B
O
A'
B'
2.如图,如果正方形ABCD旋转后能与正方形CDEF重合,那么图形所在的平面上可以作为旋转中心的点共有__个.
A
B
C
D
E
F
O
方案一:
把正方形ABCD绕点D顺时针旋转90º.
方案二:
把正方形ABCD绕点C逆时针旋转90º.
方案三:
把正方形ABCD绕CD的中点O旋转180º.
3
3.如图,在直角坐标系中(网格中的单位长度为1),将△ABC绕点P顺时针旋转90º得到△A´B´C´,则点P的坐标是________.
(1,2)
找到两条对应点连线段的垂直平分线的交点.
4.如图,△ADE可由△CAB旋转而成,点B的对应点是E,点A的对应点是D,在平面直角坐标系中,三点坐标为A(1,0)、B(3,0)、C(1,4).请找出旋转中心P的位置,并写出P的坐标.
A
B
O
C
D
E
x
y
P(3,2)
找到两条对应点连线段的垂直平分线的交点.
旋转的作图
作旋转图形
作图基本步骤五步
确定旋转中心
找两条对应点连线段的垂直平分线的交点
$