第二十八章 旋转(2核心+9题型+3难点+复习讲义)数学新教材人教版九年级上册
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精品
内容正文:
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第二十八章旋转
复习目标
1.理解图形旋转的定义,掌握旋转中心、旋转方向、旋转角三大要素,能准确描述一个
旋转运动。
2.掌握旋转的核心性质:对应点到旋转中心距离相等;对应点与旋转中心连线夹角等于
旋转角;旋转前后图形全等(对应边、对应角相等)。
3.理解中心对称是旋转角为180°的特殊情形,能区分“中心对称(两个图形)”与“中
复习要点
心对称图形(一个图形)”的概念与性质。
4.掌握关于原点对称的点的坐标规律(横纵坐标均互为相反数),能利用该规律解决坐
标问题与作图。
5.掌握简单的旋转作图方法,理解旋转作图的依据是旋转性质,能按要求画出旋转后的
图形。
重点:旋转的定义、三要素与三大核心性质,以及中心对称的概念与关于原点对称的坐
标规律。
复习重难点
难点:准确判定旋转角,理解旋转前后图形的对应关系:区分中心对称与中心对称图
形:灵活运用旋转性质解决几何计算与证明问题。
理脉络
知识体系构建
旋转定义
旋转中心
旋转三要素
旋转方向
旋转角度
对应点与中心连线相等
旋转性质
对应点与中心连线夹角相等
旋转方向混淆
知识梳理
旋转前后图形全等
旋转角度计算错误
易错点
旋
定义
中心对称与轴对称混淆
中心对称
性质
作图时对应点位置偏差
学法指导
中心对称图形
旋转性质证明
找关键点
中心对称图形判断
高频考点
旋转作图
确定旋转后对应点
旋转与坐标综合
连接图形
旋转作图应用
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过主千
核心内容整合
知识点
图形的旋转
1.旋转的定义
在平面内,把一个平面图形绕着平面内某一点Q转动一个角度,就叫做图形的旋转,点O叫做旋转中心,
转动的角叫做旋转角。
我们把旋转中心、旋转角度、旋转方向称为旋转的三要素。
2.旋转的性质
旋转的特征:(1)对应点到旋转中心的距离相等;(2)对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转鱼:
(3)旋转前后的图形全等。
理解以下几点:
(1)图形中的每一个点都绕旋转中心旋转了同样大小的角度。(2)对应点到旋转中心的距离相等,对
应线段相等,对应角相等。(3)图形的大小与形状都没有发生改变,只改变了图形的位置。
3.利用旋转性质作图
旋转有两条重要性质:(1)任意一对对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转鱼;(2)对应点到旋转
中心的距离相等,它就是利用旋转的性质作图的关键。步骤可分为:
①连:即连接图形中每一个关键点与旋转中心;②转:即把直线按要求绕旋转中心转过一定角度(作
旋转角)
③截:即在角的另一边上截取关键点到旋转中心的距离,的到各点的对应点:
④接:即连接到所连接
的各点。
要点速测
1.(25-26八年级下·北京期末)如图,矩形ABCD绕点D逆时针旋转90°得到矩形A'B'CD,连接BB交
CD于点E,F为BB的中点,连接DF交AB于点G,连接EG,B'D.给出下面四个结论:①
2BB:②CE=G:③G=N3F:④GLgD:上述结论中,所有正确结论的序号是
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A.①②③④
B.①②④
C.②③④
D.①③
2.(26-27九年级上四川达州开学考试)在菱形ABCD中,
∠B=a(90°≤a<180
,点E是边BC上一点,
连接AE,将线段AE绕点E顺时针旋转α得到线段EF,连接CF
图1
图2
图3
(1)如图1,a=90°,求∠DCF的度数:
(2)如图2,90°<Q<180°,求∠DCF的度数(含a的代数式表示):
(3)如图3,a=120°,AB=2,点M是DC边上一动点,连接MF,若MF=AB,N是CM延长线上一点,
且MN=CF,连接FN,请直接写出FN的最大值.
知识点
中心对称
1.中心对称的定义
中心对称: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重金,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。
注意以下几点:
中心对称指的就是两个图形的位置关系;只有一个对称中心:绕对称中心旋转180°两个图形能够完全重
合。
2.作一个图形关于某点对称的图形
要作出一个图形关于某一点的成中心对称的图形,关键就是作出该图形上关键点关于对称中心的对称点。
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最后将对称点按照原图形的形状连接起来,即可的出成中心对称图形。
3.中心对称的性质
有以下几点:
(1)关于中心对称的两个图形上的对应点的连线都经过对称中心,并且都被对称中心平分:
(2)关于中心对称的两个图形能够互相重合,就是全等形:
(3)关于中心对称的两个图形,对应线段平行(或共线)且相等。
4.中心对称图形的定义
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金,那么这个图形叫做中心
对称图形,这个点就就是它的对称中心。
5.关于原点对称的点的坐标
在平面直角坐标系中,如果两个点关于原点对称,它们的坐标符号相反,即点卫(x,y)关于原点对称点为
(-x,y)0
口要点速测
3.(26-27九年级上湖北期中)下列图形中,是中心对称图形的是()
D
(26-27九年级上广东深圳开学考试)如图,在平面直角坐标系中,每个小方格的边长均为1个单位长
度,△ABC的三个顶点的坐标分别为
A(-3,5),B(-4,1),C(-1,2)
6
3
2
6543-2-10
123456x
2
(I)将△ABC向右平移6个单位长度得到△4BG,请画出△4BG:
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4BG关于原点0中心对称的
0
A,B2C2
(2)请画出
(B)若△1BC绕某点旋转得
△A,B2C2
则旋转中心的坐标为一:
(4)若存在点D使得以ABCD为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出点D的坐标:
研题型
高频题型突破
题型1利用旋转的性质求角的度数
■例1(26-27九年级上·陕西西安开学考试)如图,△ABC按顺时针方向旋转一个角后成为△ADE,己
知∠B=93°,∠AED=48°,则旋转角等于一°。
B
解题要点
抓旋转用与对应点:转前后图形全等,对应点到转中心距高相等,对应点与转中心连线的夹
等手旋专角。班成旋专中心、应点,所定旋专角
2.用企等与等腰转化:由旋转得应边
立角相等,可构造等腰三角形。利用等边对等角、三
角形内角和及外角性质,将已角逐步转化,求出目标角度。注意旋转方向
I迁移练1-1(25-26八年级下·河南南阳期末)如图,口ABCD绕点A逆时针旋转20°,得到口AB'CD'
(点B、C'、D'分别是点B、C、D的对应点),点B恰好落在BC边上,则∠C的度数为
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■迁移练1-2(25-26七年级下·福建泉州期末)如图,将△ABC绕点A顺时针旋转得到△ADE,当点E在
BC边上时,连接BD,若∠ABC=25°,DE平分∠ADB,则∠ADB的度数为一
D
I迁移练1-3(25-26七年级下·上海期末)如图,在△ABC中,∠A=65°,∠C=73°,将△ABC绕点A旋
转得到△ADE,点B、C对应点分别为D、E,线段AD交边BC于点F.连接BD、CE,如果△BDF是
等腰三角形,那么∠CED的度数是
C
题型2利用旋转的性质求线段长度
例2(26-27九年级上福建福州开学考试)如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=5,BC=12,点
M是边AC的中点.将△ABC绕着点A逆时针旋转到△ADE的位置,点D恰好在边AC上,点M'是点M
的对应点,则M、M'两点间的距离为_
E
M
D
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解题要点
找对应边相等:旋转前后图形企等,对应边相等、对应角相等。无确定旋转中心与对应点,把所求
线段转化为与官相等的对应线段,或转化到已期三角形中求解。
2构造直角三角形:由定转角可得对应点与旋转中心连线夹角,常产生等腰三角形或直角。利用阿股
全等或相似建立方程求线段长。注意旋转方向与度,必要时分类时论。
■迁移练2-1(26-27九年级上江苏南京·开学考试)如图,将矩形ABCD绕点C顺时针旋转90°得到矩形
AB'CD',E、F分别是BD、B'D'的中点,若AB=lCm,BC=7cm,则EF的长为
cm」
B
迁移练22(26-27九年级上·四川达州开学考试)如图,等边△ABC中.BC=2V3,点D为BC边中点,
点P为AC边上一点,且AP=l,将AP绕点A在平面内旋转,连接DP,CP,若△PDC为直角三角形,
则CP的值为,
B
迁移练2-3(25-26八年级下·云南昭通阶段检测)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=12,
BC=
,D为斜边MB的中点,线段BD绕点D逆时针旋转
(0<a<180)
度后,点B的对应点为点P,连
接AP,CP,在旋转过程中,当△ACP为等腰三角形时,CP的长是
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题型3求点旋转后的坐标
1例3(26,27人年级上全国期中)如图,将4MBC绕点C0,-2)旋转180°得到△BC,若点4的坐
标为65),则点4的坐标为
○
解题要点
绕原点旋转公式:点P《x,y)绕原点逆时针旋转以角,对应点坐标为(©0se
s与0sC)。特殊角(90°、180°、270°)可直接用坐标符号规律:逆时针90为(y,8),1S0为
-X.
y),270°为y.-。
2.
绕非原点底转:先平移使旋转中心到原点,按公式变换后,再平移国原位置。注意庭转方向(顺时
角取负)与角年单位,结果需险图形全等性
■迁移练3-1(25-26八年级下·河南洛阳·期末)如图,正方形OABC的边OA和OC都在坐标轴上,将正
方形OABC绕点O旋转到OAB'C',这时点A的坐标
为23),则点B的坐标为
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B
B
■迁移练3-2(25-26八年级下山东潍坊阶段检测)如图,直线y=:+V3与x轴,y轴分别交于A、B
两点,∠OAB=60°,把△AOB绕点A顺时针旋转后得到△AOB'(点B在x轴正半轴上),则点O的坐标
是
B'
迁移练3-3(25-26八年级下·陕西安康期末)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=2x-1的图象分
别交x轴、y轴于点A,B,将直线AB绕点B按顺时针方向旋转45°,交x轴于点C,则点C的坐标是
题型4利用旋转的性质求面积
I例4(25-26九年级上四川成都期末)如图,在正方形ABCD中,O为对角线AC的中点.正方形
OA'B'C'在绕点O旋转的过程中,边OA'与AB交于点E(不与点A,B重合),边OC'与BC交于点F.若
AD=5,则四边形BEOF的面积为
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D
B
解题要点
旋转不改变图形面积:症转前后图形全等,面积相等。可将不机则或准求的图形烧某点庞转,拼接
或转化为规则图形(知三角形、矩形、扇形)再求画积。
2分副与割补结合:若旋转后与原图有重叠,用剧补法将明影部分面积传化为规则图形面积的和或
合勾股定理求边长,扇形面积用360。注意旋转角与对应边
迁移练41(25-26九年级上:四川自贡期中)将直角边长为4W3cm的等腰直角△ABC绕点A逆时针旋
转15°后,得到△ABC”,则图中阴影部分的面积是
cm2
■迁移练42(25-26九年级上·河南信阳·阶段检测)如图,正方形ABCD的边长为2,将其绕顶点C按逆
时针方向旋转一定角度到如图所示的位置,使得点B落在对角线C℉上,则阴影部分的面积是
■迁移练4-3(25-26九年级下·湖南长沙阶段检测)已知:如图,四边形ABCD是边长为1的正方形,对
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角线ACBD相交于点O.过点O作一直角∠MON,直角边OM、ON分别与OAOB重合,然后逆时针
旋转∠MON,
旋转角为
(0°<0<90),OM、ON分别交AB、BC于R、F两点,连接EF交OB于点G,
则在旋转过程中,当△BEF的面积最大时,AE=
D
(P)
E
B
题型5找旋转中心、旋转角、对应点
I例5(25-26九年级上云南昭通期末)如图,点P是正方形ABCD内一点,连接PA,PB,PC,将
△ABP绕点B顺时针旋转到△CBP'.连接PP,若A、P、P'在一条直线上.
(1)旋转中心是点
旋转角的度数是
(2)∠BP'C的度数是
(3)若PA=1,PB=2,求PC的长
解题要点
找转中心:旋转中心到对应点距离相等,放在两组对应点连线的垂直平分线交点处。若已知一组
对应点,旋转中心在连线垂直平分线上:两组即可定交点
2我旋传角与对应点:对应点与旋转中心连发的夹角即为旋转角,方同分顺逆时针。对应后通过“旋
转心十旋转角十对应线段相等”确定,注意全等关系与字母顺序,旋转角相等是核心,
迁移练51(25-26七年级下河南南阳期末)如图所示,己知Rt△4BC,∠ABC=90°,△ABC顺时针旋
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转后与△DBE重合.
B
(1)旋转中心是哪一点?-:
(2)旋转了多少度?-:
(3)线段AC与线段DE有什么位置关系?请说明.
■迁移练5-2(25-26九年级下·河南安阳阶段检测)如图,E是正方形ABCD的边AD上的一点,将
△ABE逆时针旋转至△CBF的位置,
C
(1)旋转中心是点_,旋转角的度数为_·
(2)若正方形的边长为3,AE=1,求EF的长
■迁移练5-3(25-26九年级上·湖北武汉阶段检测)如图,△ABC是等边三角形,将△ABM旋转一定角
度后得到aCBN,连接MN,CM
()旋转中心是,旋转方向是_(填顺时针或逆时针),旋转角度为_(取最小旋转角度):
(2)若∠AMB=150°,求∠MNC的度数:
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题型6识别中心对称图形
■例6(26-27九年级上·天津期中)下列图案中,是中心对称图形的是()
解题要点
经点旋转180°验正:将图形绕某一点旋转180°,若能与原图形完全重合,则是中心对称图形,该点
为对称中心。常见的有平行四边形、回、线段等。
2找对应点连线过中心:中心对你图形中,对应点连线都经过对你中心旦被其平分。断时找关健点
看是否存在一点使各应点连均被该点平分。注意写对称圆形的区别。
■迁移练6-1(26-27九年级上·天津·期中)下列图形中,既是中心对称图形又是轴对称图形的是(
D
■迁移练62(26-27九年级上·天津·期中)下列四个图形中,是中心对称图形的是(
迁移练63(26-27九年级上全国期中)下列四个图形中,中心对称图形是(
B
T
c.
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题型7中心对称的性质求解
I例7(26-27九年级上云南期中)如图,△ABC与△4B'C'关于点0成中心对称,则下列结论不成立
的是()
A.点C与点C是对称点
B.O4=04'
C.∠ACB=∠C'AB
D.
BCIB'C"
解题要点
对称点坐标关系:点P(,y)关于原点对称的点为(-。y)关于点(a,b)对称的点为(2
,2b了)。利用此关系可求对称点坐标或参数值。
2
对应线段与面积:中心对称的两个图形全等,对应边相等且平行(或在同一直线上),对应角相等
面积相等。常结合中点坐标公式、平行四边形性质行线段与角度转化。注意对称中心是连接对应点
迁移练7-1(25-26八年级下·河北唐山期末)如图所示,△ABC与△4B"C'关于点0成中心对称,则下
列结论成立的是()
①点A与点A'关于点O对称;②BO=BO;③ACI‖AC':④∠ABC=∠CAB
B'
A.②③
B.①②③
C.①③④
D.①②④
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■迁移练7-2(25-26九年级上·广西钦州期中)如图,△ABC绕点O旋转180°得到△DEF,下列说法错误
的是()
A
B
D
A.AB∥DE
B.点B和点E关于点O对称
C.CE=BF
D.△ABC与△DEF关于点B成中心对称
■迁移练7-3(25-26八年级上全国单元测试)如图,已知△ABC与△CDA关于点O成中心对称,过点O
任作直线
,分别交4D.C于.P,下面的结论:0点5和点F,点和D分别关于点0欣
EF
中心对称
直线BD必经过点O,园四边形1BCD是中心对称图形,④四边
0③
④
DEOC与四边
BFOA的
面积必相等;⑤△AOE与△COF成中心对称.其中正确的个数为()
B
A.2
B.3
C.4
D.5
题型8关于原点对称点的坐标
】例8(26-27九年级上·福建莆田阶段检测)己知点
(2,3)
那么点P关于原点的对称点的坐标是
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解题要点
坐标符号规律:点卫家,)关于原点对称的点坐标为(,了),即横、纵坐标都变为相反数。
记忆口决:“关于原点,双双变号”
2与轴对称区分:关于区轴对称是(区,少),
只有关于原点村称是两坐标
醒题计先确定对称兆型,再套用对应规,
参数计程求解,
-84)
■迁移练8-1(25-26九年级上陕西西安·期中)已知点
(mm)关于原点的对称点B的坐标是
.则
m-n的值为.
Ⅱ迁移练82(25-26八年级下·四川达州阶段检测)已
M(a,-3)知N(4,)关于原点对称,则
和
(a+b)226=
■迁移练8-3(25-26八年级下·浙江宁波期末)若二次函数4=x-4x+5与=(x-m)'+n的图象关于
坐标原点中心对称,则m+n的值为.
题型9平面直角坐标系中的旋转变换
例9(26-27九年级上·江西九江·阶段检测)如图,在平面直角坐标系中,小正方形边长均为1个单位
长度,△ABC和△DEF的顶点均在格点(网格线的交点)上.
4
3
2
5-4-3-2-19
12
45x
2
-4
(I)若△ABC和△DEF关于点P中心对称,则点P的坐标为
(2)作△ABC关于点O的中心对称图形△AB'C'.
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8)在(②)的条件下,若M(a)为△4BC边上的一点,N为点M的对称点,直接写出点N的坐标
解题要点
绕原点旋转的坐标规律:逆时针旋转90°为(y,x),180为(x,y),270为(y,X;顺时
件则角度取负。一般角用旋转公式(cosu-ysino,运ic+ycos)。
2绕非原点旋转的处理:先将旋转中心平移到原点,按公武变换后再平移回去。作图时先找关键点
旋转后描点连线。注意旋转方向、角度单位,保持图形企等。含参数时列方程求解。
■迁移练9-1(25-26八年级下·辽宁·期末)如图,在平面直角坐标系中,△ABC的三个顶点分别为
A-1,4),B(-4,2),C(-3,5)(每个方格的边长均为1个单位长度)·
(1)若△ABC和△ABC关于原点O成中心对称,请画出△ABG:
(②将△MBC绕点0逆时针旋转90°得到
4,B2
2,请画出
△ABC2
)将448C进行平移得到△4BG,若点4的坐标为4.2刃,则点的坐标为。
(④)若以A,B,C,D为顶点的四边形是平行四边形,请写出满足条件的所有点D的坐标
■迁移练9-2(25-26八年级下·河南郑州期末)如图,方格纸中的每个小方格都是边长为1个单位的正方
形,在建立平面直角坐标系后,△ABC的顶点均在格点上,点A的坐标为
1,1)
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(1)试作出△ABC以C为旋转中心,沿顺时针方向旋转90°后的图形△4BC;
(2)以原点O为对称中心,画出△ABC关于原点O对称
△A,B2C2
并写出点的坐标
B.
1
(3)请在x轴上找一点D得到。ACBD,则点D的坐标为
若直线y=
2x+b平分。ACBD的面积,
则b=
I迁移练93(25-26八年级下四川成都期末)如图,在平面直角坐标系中,已知△ABC的三个顶点的坐
A(-3,5),B(-2,1),C(-1,3)
标分别为
记知点S的坐标为40),面出△M8C经过平移后得到的△44S,与出顶点4的坐标
(2)若△ABC
△A,B2C2
6
和
关于原点O成中心对称,不画图直接写出顶点的坐标:
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3)画出41BC
90°
△A,B,C3
点O按顺时针方向旋转
得到的
破难点方法聚焦透析
难点一求绕某点(非原点)旋转90°点的坐标
难点1:旋转中心的平移化归
非原点旋转需先将旋转中心平移至原点,将原坐标转换为相对坐标,旋转90°后再平移回原坐标系。难点
在于平移量的正负号处理,学生易直接套用原点旋转公式而忽略中心偏移,导致坐标整体错位。
难点2:旋转方向与坐标变换的匹配
顺时针与逆时针旋转90对应不同的坐标交换规则(如逆时针(区,y)→(y,x)。难点在于根据题意判断旋转
方向,并结合点所在象限验证结果合理性,若方向判断反了则坐标符号全错。
口难点精练
1,(25-26九年级上湖北荆门阶段检测)如图,直线y=-2x+2与x轴、y轴分别相交于点A,B,将
△AOB绕点B顺时针方向旋转90°得到△BCD,则点D的坐标为
2.(25-26八年级上江苏南京·期末)如图,在平面直角坐标系中,已知点
(-3,1)B(-2,4)C(1,)
D(4,0)
若线段CD绕点P旋转后能与线段AB重合(C对应A,D对应B),则点P的坐标为
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D
3.(25-26九年级上河南周口期中)如图所示的网格中,每个小正方形的边长均为1,△ABC的三个顶点
均在格点上,现将△ABC绕点B按逆时针方向旋转90°,则A点旋转后的坐标是
难点二坐标与旋转规律问题
难点1:旋转角度与周期定位
图形绕定点旋转时,每转固定角度对应坐标规律变化。难点在于计算旋转次数与360°的周期关系,用取余
法确定点最终落在哪个象限或坐标轴上,若周期计算偏差则位置全错。
难点2:正反旋转的符号对称
顺时针与逆时针旋转同一角度,坐标变换符号相反。难点在于根据旋转方向正确选择坐标交换与变号规则,
并兼顾旋转中心是否在原点。学生易忽略方向差异,导致纵坐标或横坐标符号写反。
口难点精练
1.(25-26八年级下山东菏泽期末)如图,在平面直角坐标系中,O是原点,点A在x轴正半轴上,
△OA
是等腰三角形,O1=B=6,点B到轴的距离为4.将△01B绕点O顺时针旋转0°得到
△OAB
△OAB
△OAB
再将
绕点0顺时针旋转90°得到△0
0
B2026
2,如此循环下去,则点的坐标为
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2。(25-26七年级下贵州黔南期末)如图,在平面直角坐标系中,将△1B0
沿x轴向右滚动到
ABC的
(3,0)B(0,4)
位置,再
△4BC的位置…依次进行下去,若己知点
则点”的坐标为
B
3.
(2026河南周口·二模)》如图,在平面直角坐标系中,正方形0ABC的顶点A的坐标为
2,0)
将正方
OABC
绕原点0逆时针旋转45°,得到正方
OABC
OABC
;再将正方形
45°
形
绕原点O逆时针旋转,得
OAB2C2
到正方形
;依此类推,连续旋转2026次后得到正方形
046B2m6Cw26,则
B2的的坐标为
B
难点三旋转综合题一几何变换
难点1:旋转全等的动态构造
旋转前后图形全等,对应边角相等。难点在于从复合图形中准确找出旋转中心、对应点及旋转角,并利用
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全等建立等量关系。若对应关系错配,则后续推导方向偏离。
难点2:多步变换的叠加与还原
题目常将旋转与平移、翻折、位似叠加。难点在于分清各变换的先后顺序及对坐标或图形的影响,判断最
终状态是否可逆。学生易混淆变换效果,导致坐标或角度叠加计算错误。
一难点精练
1.(25-26八年级下·陕西汉中·期末)【探究发现】
B
图1
图2
(I)如图1,∠EOF的顶点O在正方形ABCD两条对角线AC、BD的交点处,∠EOF=90°,将∠EOF绕点
O旋转,在旋转过程中,∠EOF的两边分别与正方形ABCD的边BC和边CD交于点E和点F(点F与点
C,D不重合),猜想线段CE,CF,BC之间满足什么数量关系,并说明理由:
【类比应用】
(2)如图2,若将(1)中的“正方形ABCD”改为“∠BCD=120°的菱形ABCD”,∠EOF=60°,其他条
件不变,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给出证明;若不成立,请猜想结论并说明理由
2.(2026九年级上·全国·专题练习)如图,菱形纸片ABCD中,∠B=40°,将菱形沿AC剪开,△ABC不
动,△ACD绕点A逆时针旋转a度(0°<ax<18O°)得到△AC"D',其中点C与点C对应.
D
(图1)
(图2)
(图3)
(1)如图1,当a<90°时,BC、DC的延长线交于点E.
①用a表示∠CEC'的度数;
②如图2,当a=70°时,求证:四边形ACEC'是菱形:
(2)如图3,连接BD'、CC,当a=°时,BD'=CC”.
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3.(25-26九年级上·陕西安康期中)综合与实践:在数学兴趣小组活动中,小明进行数学探究活动,将
边长为“的正方形1BCD与边长为6的正方形4BF
按如图1所示的位置放置,
AD与AE在同一条直
线上,AB与AG在同一条直线上.连接DG,BE,易得DG=BE且DG⊥BE(不需要说明理由).
G
图1
图2
图3
图4
)如图2,小明将正方形M8CD绕点4逆时针旋转,旋转角为(5<a<16S)
①连接DG,BE,判断DG与BE之间的数量关系和位置关系,并说明理由:
②在旋转过程中,如图3,连接BG,GE,ED,DB,求四边形BGED面积的最大值
(2)如图4,分别取BG,GE,ED,DB的中点M,N,P,D,连接MN,NP,P№,M,则四边形
MNPO
MNPO
的形状为一,四边形
面积的最大值是
验成果
综合达标检测
基础达标
一、单选题
1.(25-26八年级下四川达州阶段检测)以下是回收、绿色包装、节水、低碳四个标志,其中是中心对
称图形的是()
D
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2.(26-27九年级上云南期中)如图.将△ABC纸片绕点C顺时针旋转40°得到△4B'C,连接AA,若
AC⊥B,则∠CA'B的度数为(
B
B
A.20°
B.40°
C.50°
D.60°
3.(第二十八章旋转高效同步练习282.3关于原点对称的点的坐标)如图,在平面直角坐标系中,
△1BC的顶点4在第一象限,点B,C的坐标分别为2,(61),4C=0,AB=AC,直线B交y
轴于点P,若△ABC与△AB'C'关于点P成中心对称,则点A关于原点对称的点的坐标为()
A.(4,-5)
B.(5,4)
c.(4,5)
D.(4,3)
4.(25-26七年级下·河北张家口期末)如图,有两个边长为2的正方形,其中正方形EFGH的顶点E与
正方形ABCD的中心重合,在正方形EFGH绕点E旋转的过程中,下列结论正确的个数为()
D
W
E
G
①EM=EW
②四边形EMCN的面积不变,始终为1
③CN+CM=2④四边形EMCN的周长不变,始终为3
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
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二、填空题
5.(25-26八年级下·宁夏银川期末)如图在网格中,△AB'C”由△ABC旋转得到,其旋转中心是
B
6.(25-26八年级下·四川成都期末)如图,将△ABC绕点A顺时针旋转至△ADE的位置,点B恰好落在
边DE上.若∠ABC=60°,AB=2,则DB=
7.(25-26七年级下·吉林长春期末)如图,在直角三角形ABC中,∠ACB=90°,∠BAC=30°,将
△ABC绕点A逆时针旋转得到△ADE,点E落在AB上,延长DE交BC于点F.给出下面四个结论:①
△ABC≌△ADE:②DF<BC+EF;③∠DFB=∠DAB;④若BC=2,AB=4,连接BD,则△ADB的面
积是4.上述结论中,正确结论的序号有
B
8.
(25-26八年级下·河南郑州期末)如图,在等边三角形ABC中,点D为BC的中点,点P为线段AD
上不与端点重合的一个动点,将线段BP绕点B顺时针旋转60得到线段B0,连接C卫,D0.若AB=12,
则当△CDQ为直角三角形时,AP的长为
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B
D
三、解答题
9.(25-26八年级下·浙江台州期末)如图,在△ABC中,∠C=90°,将△ABC绕点A按顺时针方向旋转
25°得到△ADE,且AD‖BC.
D
B
(1)求∠B的度数:
(2)求∠DAE的度数.
10.(25-26八年级下·辽宁沈阳·期末)如图,在边长为1的正方形网格中,△ABC的顶点均在格点上
B
(1)画出把△MB
向下平移4个单位长度后得到
△MBGA、B、C的对应点分别为
C)
②通△M0C关于原点O成中心对称的人4,GA,及,C的对应点分别为4、B
(3)画出△AB
C绕点4逆时针旋转90°后得到的
AB,C
(1B、C的对应点分别为4、B、G)
11.(25-26八年级下·山东青岛期末)如图1,将两个完全相同的三角形纸片ABC和DEC重合放置,其
中,∠C=90°,∠B=∠E=30°」
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B(E)
D
D
A(D
E
图1
图2
图3
【操作发现】
如图2,固定△ABC,使△DEC绕点C旋转.当点D恰好落在AB边上时:
(I)线段DE与AC的位置关系是
(2)设△BDC
S△AEC
的面积为,
的面积为8,则8与8的数量关系是
【拓展探究】
3)已知∠ABC=60°,点D是其角平分线上一点,BD=CD=4,DE∥AB交BC于点E(如图3),若在
射线BM上存在点F,使
.m=S,c,则BF的长为
12.(25-26八年级下·湖北武汉·期末)在菱形ABCD中,AB=4,∠ABC=Q°,点P是边BC上的一个动
点(不与端点重合),将线段AP绕点P顺时针旋转a°(0<a<180,即∠APE=a°,AP=EP)得到线
段EP
D
G
E
B
D
图1
图2
(I)当a=90时,如图1,过点E作EF⊥BC交BC延长线于点F.
①求证:△PEF≌△APB;
②连BD,交线段AE于点G,求证:点G是AE的中点.
(2)当a=l20时,点O是CD边上的一个动点,F是C9延长线上一点,连接CE、EQ、EF,若E0=AB
FO=CE
,直接写出BF的最大值。
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能力进阶
一、
单选题
1.(25-26八年级下·重庆荣昌期末)如图,正方形ABCD中,AD=2,点E是CD的中点,连接AE,将
AE绕点E的逆时针旋转9O°得到线段FE,连接BF并延长交DC延长线于点G,连接DF,则DF长为
D
G
B
A.3
B.3.5
C.0
2.(天津市汉阳道中学2025-2026学年八年级下学期7月期末数学试题)如图,在平面直角坐标系中,矩
形ABCD的顶点A在第一象限,点B,D在y轴上,AB交x轴于点E,AF⊥x轴,垂足为F,若
OB=3AF,OF=4
,则以下结论不正确的是()
D
B
A.AE平分∠OAF
B
BD=62
Q.点C的坐标为4-刂
ABCD
D.矩形
的面积为242
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二、填空题
3.(25-26八年级下·山东聊城期末)将△AB0按如图方式放在平面直角坐标系中,其中∠OBA=90°,
∠A=30°,顶点A的坐标为
1,3)
将△AB0绕原点逆时针旋转,每次旋转60°,则第2026次旋转结束时,
点A对应点的坐标为.
4.(25-26八年级下山东菏泽·期末)如图,D为等边三角形ABC内的一点,DA=5,DB=4,DC=3,
将线段AD以点A为旋转中心逆时针旋转6O°得到线段AD'.下列结论:①△ACD'可以由△ABD绕点A逆
时针旋转60°得到:②∠ADC=150°;③点D到CD的距离为3:④直线BD与直线CD'相交所形成的锐角
是60°:回S边=6+、3.其中正确的是
(只填序号).
三、解答题
5.(25-26八年级下·广东梅州期末)如图,在△ABC中,AB=AC,点D是BC边上一点(不与点B,C
重合),将△ADC绕着点A顺时针旋转至△AEB的位置,连接BE、DE.设∠BAC=a,∠DBE=B
B D
(I)探究:当点D在BC边上移动时,Q、P之间有怎样的数量关系:
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(2)若AC∥EB,求证:△ABC为等边三角形.
6.(25-26八年级下·山东聊城期末)解决下列问题:
D
图1
图2
(I)如图1,P是等边三角形ABC内一点,PA=4,PB=3,PC=5,求∠APB的度数.
解:将△BPC绕点B按逆时针方向旋转6O°到△BPA的位置,
连接PP',则△BPP是
一三角形.
所以PP'=PB=3
因为AP=4,AP=CP=5,所以PP2+AP2=AP2,
所以△PAP'为直角三角形,所以∠APB的度数为
(2)如图2,在正方形ABCD内部有一点P,连接PA,PB,PC,若PA=2,PB=4,∠APB=13S°,求
PC的长
7.(25-26八年级下·福建泉州期末)如图1,将矩形ABCD绕点A按逆时针方向旋转得到矩形AEFG,
使得点E落在CD上,连接BE.
H
B
图1
图2
图3
(I)求证:∠BAE=2∠CBE,
(2)如图2,连接BG交AE于点H,如果AB=5,BC=3,求BG的长.
(3)如图3,连接BG交AE于点H,取BE的中点I,连接HⅢ,AF,探究HⅢ和AF的数量关系,说明理由:
8.(25-26八年级下浙江衢州期末)如图1,在口ABCD中,连接AC.已知AB=2,AC=BC=3
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A
D
0
B
图1
图2
备用图
(1)求对边AD,BC间的距离CG;
(2)如图2,线段AC绕中点O顺时针旋转,得到线段EF,顺次连接A,E,C,F,且CE交边AD于点
H,AF交边BC于点K.
①求证:四边形AECF是矩形:
②当四边形AHCK为菱形时,求菱形的面积.
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第二十八章 旋转
复习要点
1. 理解图形旋转的定义,掌握旋转中心、旋转方向、旋转角三大要素,能准确描述一个旋转运动。
2. 掌握旋转的核心性质:对应点到旋转中心距离相等;对应点与旋转中心连线夹角等于旋转角;旋转前后图形全等(对应边、对应角相等)。
3. 理解中心对称是旋转角为180°的特殊情形,能区分“中心对称(两个图形)”与“中心对称图形(一个图形)”的概念与性质。
4. 掌握关于原点对称的点的坐标规律(横纵坐标均互为相反数),能利用该规律解决坐标问题与作图。
5. 掌握简单的旋转作图方法,理解旋转作图的依据是旋转性质,能按要求画出旋转后的图形。
复习重难点
重点:旋转的定义、三要素与三大核心性质,以及中心对称的概念与关于原点对称的坐标规律。
难点:准确判定旋转角,理解旋转前后图形的对应关系;区分中心对称与中心对称图形;灵活运用旋转性质解决几何计算与证明问题。
知识点 图形的旋转
1.旋转的定义
在平面内,把一个平面图形绕着平面内某一点O转动一个角度,就叫做图形的旋转,点O叫做旋转中心,转动的角叫做旋转角。
我们把旋转中心、旋转角度、旋转方向称为旋转的三要素。
2.旋转的性质
旋转的特征:(1)对应点到旋转中心的距离相等;(2)对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角;(3)旋转前后的图形全等。
理解以下几点:
(1) 图形中的每一个点都绕旋转中心旋转了同样大小的角度。(2)对应点到旋转中心的距离相等,对应线段相等,对应角相等。(3)图形的大小与形状都没有发生改变,只改变了图形的位置。
3.利用旋转性质作图
旋转有两条重要性质:(1)任意一对对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角;(2)对应点到旋转中心的距离相等,它就是利用旋转的性质作图的关键。步骤可分为:
①连:即连接图形中每一个关键点与旋转中心; ②转:即把直线按要求绕旋转中心转过一定角度(作旋转角)
③截:即在角的另一边上截取关键点到旋转中心的距离,的到各点的对应点; ④接:即连接到所连接的各点。
要点速测
1.(25-26八年级下·北京·期末)如图,矩形绕点逆时针旋转得到矩形,连接交于点,为的中点,连接交于点,连接,.给出下面四个结论:①;②;③;④.上述结论中,所有正确结论的序号是( )
A.①②③④ B.①②④ C.②③④ D.①③
【答案】B
【分析】连接,根据旋转性质可以确定,根据直角三角形斜边中线等于斜边的一半即可得出结论①;根据旋转性质证明从而得出结论②;证明,通过勾股定理从而得出结论③;延长交于点H,通过平行线的判定与性质即可证明结论④.
【详解】解:如图,连接,
矩形绕点D逆时针旋转得到矩形,
,
F为的中点,
,故①正确;
矩形绕点D逆时针旋转得到矩形,
,
,
,
, F为的中点,
,
,
,
,
又,
,
,故②正确;
,
,
,
为等腰直角三角形,
,故③错误;
如图,延长交于点H,
,
,
,
,即,
,
,
,故④正确,
综上,正确的是①②④.
2.(26-27九年级上·四川达州·开学考试)在菱形中,,点E是边上一点,连接,将线段绕点E顺时针旋转α得到线段,连接.
(1)如图1,,求的度数;
(2)如图2,,求的度数(含α的代数式表示);
(3)如图3,,,点M是边上一动点,连接,若,N是延长线上一点,且,连接,请直接写出的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)过点F作,交延长线于点G,先证出,根据全等三角形的性质可得,,从而可得,再根据等腰三角形的性质可得,由此即可得;
(2)延长到点G,使,连接FG,先根据菱形的性质、平行线的性质可得,再证出,根据全等三角形的性质可得,,然后根据等腰三角形的性质可得,由此即可得;
(3)由(2)知当时,,过点N作于点N,且使,连接PM,构造出,得出,,再得出,取中点H,连接,,得出,,由两点之间线段最短得,即可求解.
【详解】(1)解:如图,过点F作,交延长线于点G,
在菱形中,,
四边形是正方形,,
,,
由旋转的性质得,,
,
,
在和中,
,
,,
,
,
即,
,
,
又,
;
(2)解:如图,延长到点G,使,连接,
四边形是菱形,,
,,,
,
,
,
即,
,
由旋转的性质得,,
,
,
在和中,
,
,
,,
,
,
;
(3)解:由(2)知当时,,
如图,过点N作于点N,且使,连接PM,
,
又,,
,
,,
,,
,
,
,
,
,
取中点H,连接,,
,,
,
,
由两点之间线段最短得,且当N、H、F共线时,
取得最大值为.
知识点 中心对称
1.中心对称的定义
中心对称: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。
注意以下几点:
中心对称指的就是两个图形的位置关系;只有一个对称中心;绕对称中心旋转180°两个图形能够完全重合。
2.作一个图形关于某点对称的图形
要作出一个图形关于某一点的成中心对称的图形,关键就是作出该图形上关键点关于对称中心的对称点。最后将对称点按照原图形的形状连接起来,即可的出成中心对称图形。
3.中心对称的性质
有以下几点:
(1)关于中心对称的两个图形上的对应点的连线都经过对称中心,并且都被对称中心平分;
(2)关于中心对称的两个图形能够互相重合,就是全等形;
(3)关于中心对称的两个图形,对应线段平行(或共线)且相等。
4.中心对称图形的定义
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,这个点就就是它的对称中心。
5.关于原点对称的点的坐标
在平面直角坐标系中,如果两个点关于原点对称,它们的坐标符号相反,即点p(x,y)关于原点对称点为(-x,-y)。
要点速测
3.(26-27九年级上·湖北·期中)下列图形中,是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】在平面内,把一个图形绕着某个点旋转,如果旋转后的图形能与原来的图形重合,那么这个图形叫做中心对称图形.据此逐项判断即可.
【详解】解:A、它是中心对称图形,故本选项符合题意;
B、它不是中心对称图形,故本选项不符合题意;
C、它不是中心对称图形,故本选项不符合题意;
D、它不是中心对称图形,故本选项不符合题意.
4.(26-27九年级上·广东深圳·开学考试)如图,在平面直角坐标系中,每个小方格的边长均为个单位长度,的三个顶点的坐标分别为.
(1)将向右平移个单位长度得到,请画出;
(2)请画出关于原点中心对称的;
(3)若绕某点旋转得到,则旋转中心的坐标为______;
(4)若存在点使得以为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出点的坐标:______.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4),,
【分析】(1)根据平移的性质作图即可;
(2)根据中心对称的性质作图即可;
(3)连接,,,相交于点,则点即为旋转中心;
(4)结合平行四边形的性质确定点的坐标,以,,作为对角线分别讨论.
【详解】(1)解:将,,分别向右平移个单位,得到,,,连接三点即可画出;
(2)解:关于原点中心对称的点,横纵坐标均为相反数,因此的对称点为,的对称点为,的对称点为,连接,,,即可画出;
(3)解:如图,连接,,,相交于点,则旋转中心点的坐标为.
(4)解:以为顶点的平行四边形有三种情况,分别以,,作为对角线进行讨论.由于平行四边形的对角线互相平分,其中三个点坐标已知,所以可以先求出平行四边形其中一条对角线的中点,再依据中点公式,代入另一条对角线上某点,求出该条对角线上的另一点.
当为对角线时,的中点为,也是的中点,由于点,所以点为;
当为对角线时,的中点为,也是的中点,由于点,所以点为;
当为对角线时,的中点为,也是的中点,由于点,所以点为.
题型1 利用旋转的性质求角的度数
▌例1 (26-27九年级上·陕西西安·开学考试)如图,按顺时针方向旋转一个角后成为,已知,,则旋转角等于______.
【答案】39
【分析】根据旋转性质得,旋转角为,再根据三角形的内角和定理求解即可.
【详解】解:∵按顺时针方向旋转一个角后成为,,
∴,旋转角为,
∵,
∴,
故旋转角等于.
解题要点
1. 抓旋转角与对应点:旋转前后图形全等,对应点到旋转中心距离相等,对应点与旋转中心连线的夹角等于旋转角。先找准旋转中心、对应点,确定旋转角。
2. 用全等与等腰转化:由旋转得对应边相等、对应角相等,可构造等腰三角形。利用等边对等角、三角形内角和及外角性质,将已知角逐步转化,求出目标角度。注意旋转方向。
▌迁移练1-1 (25-26八年级下·河南南阳·期末)如图,绕点逆时针旋转,得到(点、、分别是点、、的对应点),点恰好落在边上,则的度数为_________.
【答案】
【分析】根据旋转的性质、等边对等角、平行四边形的性质、平行线的性质,以及三角形内角和定理,进行解答即可.
【详解】解:由旋转得,,,,
又点恰好落在边上,
为等腰三角形,
,
.
四边形为平行四边形,
,
,
.
▌迁移练1-2 (25-26七年级下·福建泉州·期末)如图,将绕点顺时针旋转得到,当点在边上时,连接,若,平分,则的度数为______.
【答案】
【分析】根据三角形旋转可知旋转后图形的大小、形状不变,再利用角平分线定义计算即可.
【详解】解:∵绕点顺时针旋转得到
∴和大小、形状相等
∴
∵平分
∴
∴
∵
∴
∴.
▌迁移练1-3 (25-26七年级下·上海·期末)如图,在中,,,将绕点旋转得到,点、对应点分别为、,线段交边于点.连接、,如果是等腰三角形,那么的度数是________.
【答案】
或
【分析】根据旋转性质可得,,,,设旋转角,用表示的三个内角,分类讨论为等腰三角形的情况求出,进而求出,利用求解即可.
【详解】解:在中,,,
,
将绕点旋转得到,
,,,,,
设旋转角,则,
,
,
线段交边于点,
,且点在线段上,
,
,
在中,,,
是等腰三角形,
分三种情况讨论: 当时,,
则,解得,
②当时,,
则,解得;
③当时,,
则,无解,
,,
,
,
,射线在内部 ,
,
当时,,
当时,;
综上所述,的度数是或.
题型2 利用旋转的性质求线段长度
▌例2 (26-27九年级上·福建福州·开学考试)如图,在中,,,,点是边的中点.将绕着点逆时针旋转到的位置,点恰好在边上,点是点的对应点,则、两点间的距离为________.
【答案】
【分析】连接,根据旋转可知,可求,的长,在中,由勾股定理可求长,再根据中位线定理可求,即、两点间的距离.
【详解】解:连接,
在中,,,,
,
根据旋转可得,
,,,
,,
在中,,,,
,
点是边的中点,
点是边的中点,
,
即、两点间的距离为.
解题要点
1. 找对应边相等:旋转前后图形全等,对应边相等、对应角相等。先确定旋转中心与对应点,把所求线段转化为与它相等的对应线段,或转化到已知三角形中求解。
2. 构造直角三角形:由旋转角可得对应点与旋转中心连线夹角,常产生等腰三角形或直角。利用勾股定理、全等或相似建立方程求线段长。注意旋转方向与角度,必要时分类讨论。
▌迁移练2-1 (26-27九年级上·江苏南京·开学考试)如图,将矩形绕点C顺时针旋转得到矩形,E、F分别是、的中点,若,,则的长为 _____ .
【答案】5
【分析】连接,,根据矩形的性质可得,,然后在中,利用勾股定理求出的长,再利用直角三角形斜边上的中线可得,最后根据旋转的性质可得:,,从而利用等腰直角三角形的性质进行计算,即可解答.
【详解】解:连接,,
∵四边形是矩形,
∴,,
∵,
∴,
∵点E是的中点,
∴,
由旋转得:,,
∴.
▌迁移练2-2 (26-27九年级上·四川达州·开学考试)如图,等边中.,点D为边中点,点P为边上一点,且,将绕点A在平面内旋转,连接,,若为直角三角形,则的值为___________.
【答案】或
【分析】连接,首先根据等边三角形的性质得到,,,利用勾股定理求出,然后根据题意分两种情况讨论,分别利用勾股定理求解即可.
【详解】解:如图,连接,
∵是等边三角形,点D为边中点,,
∴,,,
∴,
∵为直角三角形,
∴当点P在线段上时,如图,
∴,
∴;
当点P在延长线上时,如图,
∴,
∴;
综上所述,的值为或.
▌迁移练2-3 (25-26八年级下·云南昭通·阶段检测)如图,在中,,,,D为斜边的中点,线段绕点D逆时针旋转度后,点B的对应点为点P,连接,,在旋转过程中,当为等腰三角形时,的长是________.
【答案】或或12
【分析】根据勾股定理、直角三角形斜边上的中线的性质、线段的垂直平分线的判定与性质、三角形的面积公式,结合分类讨论的思想,即可解答.
【详解】解:①当时,如图所示,连接,记与交点为,
,,,D为斜边的中点,
,.
由旋转得,,
.
又,
点、点在线段的垂直平分线上,即垂直平分,
,.
,
,
;
②当时,如图所示,连接,延长交于点,
,,,D为斜边的中点,
,.
由旋转得,.
,,
点、点在线段的垂直平分线上,即垂直平分,
,,
,
,
,
;
③当时,如图所示,
.
综上所述,的长为或或12.
题型3 求点旋转后的坐标
▌例3 (26-27八年级上·全国·期中)如图,将绕点旋转得到,若点A的坐标为,则点的坐标为________.
【答案】
【分析】过点和作轴的垂线,垂足分别为和,证明即可求解.
【详解】解:过点和作轴的垂线,垂足分别为和,如图,
由旋转可知,,
∵轴,轴,
,
在和中,
,
,
,
∵点坐标为,点坐标为,
,
,
∴点的坐标为.
解题要点
1. 绕原点旋转公式:点P(x,y)绕原点逆时针旋转α角,对应点坐标为 (xcosα-ysinα,xsinα+ycosα)。特殊角(90°、180°、270°)可直接用坐标符号规律:逆时针90°为(-y,x),180°为(-x,-y),270°为(y,-x)。
2. 绕非原点旋转:先平移使旋转中心到原点,按公式变换后,再平移回原位置。注意旋转方向(顺时针角度取负)与角度单位,结果需检验图形全等性。
▌迁移练3-1 (25-26八年级下·河南洛阳·期末)如图,正方形的边和都在坐标轴上,将正方形绕点旋转到,这时点的坐标为,则点的坐标为____________.
【答案】
【分析】过点作轴,延长,过点作于点D,证明,得出,,得出点的横坐标为,纵坐标为,从而得出答案.
【详解】解:过点作轴,延长,过点作于点D,如图所示:
则,
∵点的坐标为,
∴,,
∵四边形为正方形,
∴根据旋转可得:四边形为正方形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴点的横坐标为,纵坐标为,
即.
▌迁移练3-2 (25-26八年级下·山东潍坊·阶段检测)如图,直线与轴,轴分别交于、两点,,把绕点顺时针旋转后得到(点在轴正半轴上),则点的坐标是___________
【答案】
【分析】先求出的长,再根据含度角的直角三角形性质及勾股定理求出的长,由旋转的性质得出的长及的度数,过点作轴的垂线,构造直角三角形求解即可.
【详解】解:令,则,
,
,
在中,,,
,
,
由勾股定理得,即,
解得,
,
由旋转的性质得:,,
点在轴正半轴上,
点在第一象限,
过点作轴于点,
在中,,,
,
,
由勾股定理得,
,
点的坐标是.
▌迁移练3-3 (25-26八年级下·陕西安康·期末)如图,在平面直角坐标系中,一次函数的图象分别交轴、轴于点,.将直线绕点按顺时针方向旋转,交轴于点,则点的坐标是__________.
【答案】
【分析】根据已知条件得到,,过A作交于F,过F作轴于E,得到,根据全等三角形的性质得到,求得,设直线的函数表达式为:,进一步求解即可.
【详解】解:∵一次函数的图像分别交、轴于点、,
当,则,
当,则,解得:,
∴,,
∴,,
过A作交于F,过F作轴于E,
∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
在和中
,
∴,
∴,
∴,
设直线的函数表达式为:,
∴,
解得,
∴直线的函数表达式为:,
当,解得:,
∴.
题型4 利用旋转的性质求面积
▌例4 (25-26九年级上·四川成都·期末)如图,在正方形中,O为对角线的中点.正方形在绕点O旋转的过程中,边与交于点E(不与点A,B重合),边与交于点F.若,则四边形的面积为______.
【答案】/6.25/
【分析】本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质及等腰三角形三线合一的性质.连接,利用正方形的性质及已知条件得出,,再由得出,从而证明,进而得出,求出面积.
【详解】解:如图,连接,
在正方形中,,,
∴,
又∵O为对角线中点,
∴,,
∴,
∴,
又∵四边形为正方形,
∴,
∴,即,
在和中,
,
∴,
∴,
故答案为:.
解题要点
1. 旋转不改变图形面积:旋转前后图形全等,面积相等。可将不规则或难求的图形绕某点旋转,拼接或转化为规则图形(如三角形、矩形、扇形)再求面积。
2. 分割与割补结合:若旋转后与原图有重叠,用割补法将阴影部分面积转化为规则图形面积的和或差。常结合勾股定理求边长,扇形面积用nπr²/360。注意旋转角与对应边。
▌迁移练4-1 (25-26九年级上·四川自贡·期中)将直角边长为cm的等腰直角绕点逆时针旋转后,得到,则图中阴影部分的面积是__________.
【答案】
【分析】本题考查了旋转的性质,直角三角形的性质,勾股定理,根据旋转的性质得到是解题的关键.设与交于,由等腰直角三角形的性质和旋转的性质可得,,,然后根据30度所对直角边等于斜边的一半和勾股定理建立方程求得,即可解答.
【详解】解:如图,设与交于,
∵将直角边长为cm的等腰直角绕点逆时针旋转后,得到,
∴,,,,
∴,
∵,
∴,
在中,,
即,
解得,
∴阴影部分的面积为.
故答案为:.
▌迁移练4-2 (25-26九年级上·河南信阳·阶段检测)如图,正方形的边长为2,将其绕顶点按逆时针方向旋转一定角度到如图所示的位置,使得点落在对角线上,则阴影部分的面积是__________________.
【答案】
【分析】该题考查了旋转的性质,正方形的性质,勾股定理,根据题意求出,再利用阴影部分的面积求解即可.
【详解】解:正方形的边长为2,将其绕顶点按逆时针方向旋转一定角度到位置,使得点落在对角线上,
,
,
,
,
∴阴影部分的面积;
故答案为:.
▌迁移练4-3 (25-26九年级下·湖南长沙·阶段检测)已知:如图,四边形是边长为1的正方形,对角线相交于点O.过点O作一直角,直角边分别与重合,然后逆时针旋转,旋转角为,分别交于E、F两点,连接交于点G,则在旋转过程中,当的面积最大时,______________
【答案】/
【分析】本题考查了旋转的性质,全等三角形的判定和性质.证明,得到,,进而得到,当的面积最大时,则最小,即当时,最小,据此求解即可.
【详解】解:作,
∵四边形是正方形,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴,
当的面积最大时,则最小,
∵,
∴由垂线段最短可知,当点与重合时,最小,的面积最大,
∴此时;
故答案为:.
题型5 找旋转中心、旋转角、对应点
▌例5 (25-26九年级上·云南昭通·期末)如图,点P是正方形内一点,连接,,,将绕点B顺时针旋转到.连接,若A、P、在一条直线上.
(1)旋转中心是点______________,旋转角的度数是______________;
(2)的度数是______________;
(3)若,,求的长.
【答案】(1)B;
(2)
(3)3
【分析】(1)根据旋转的定义和正方形进行求解即可;
(2)根据旋转的性质和等腰三角形的性质,进行求解即可;
(3)根据解析(2)得出,,,,先根据勾股定理得出,再根据勾股定理得出答案.
【详解】(1)解:∵将绕点B顺时针旋转到,
∴旋转中心是点B,旋转角为,
∵四边形为正方形,
∴,
即旋转角的度数是;
(2)解:∵将绕点B顺时针旋转到,
∴,,,
∴,
∴;
(3)解:根据解析(2)可得:,,,,
在中,根据勾股定理得:
,
,
在中,根据勾股定理得:
,
的长为3.
解题要点
1. 找旋转中心:旋转中心到对应点距离相等,故在两组对应点连线的垂直平分线交点处。若已知一组对应点,旋转中心在连线垂直平分线上;两组即可定交点。
2. 找旋转角与对应点:对应点与旋转中心连线的夹角即为旋转角,方向分顺逆时针。对应点通过“旋转中心+旋转角+对应线段相等”确定,注意全等关系与字母顺序,旋转角相等是核心。
▌迁移练5-1 (25-26七年级下·河南南阳·期末)如图所示,已知,顺时针旋转后与重合.
(1)旋转中心是哪一点? ;
(2)旋转了多少度? ;
(3)线段与线段有什么位置关系?请说明.
【答案】(1)B
(2)
(3)
说明:延长与交于O点,如下图,
由旋转的性质可知,
∵,,
∴,
∴为直角三角形,
∴.
【分析】(1)结合图形即可获得答案;
(2)根据题意和旋转的性质可得,即可获得答案;
(3)延长与交于O点,由旋转的性质可知,易得,进而证明为直角三角形,即可证明结论.
【详解】(1)解:根据题意,顺时针旋转后与重合,
由图可知,旋转中心是点;
(2)∵顺时针旋转后与重合,且,
∴,即旋转了;
(3)略
▌迁移练5-2 (25-26九年级下·河南安阳·阶段检测)如图,是正方形的边上的一点,将逆时针旋转至的位置.
(1)旋转中心是点 ,旋转角的度数为 .
(2)若正方形的边长为3,,求的长.
【答案】(1);
(2)
【分析】(1)根据旋转的定义填写即可;
(2)先判定三点共线,再利用勾股定理求解即可.
【详解】(1)解:由题意可知,旋转中心是点,旋转角的度数为;
(2)解:∵逆时针旋转至的位置,四边形为正方形,
∴,
∴,即三点共线.
∵正方形的边长为3,
∴,
∴.
在中,.
▌迁移练5-3 (25-26九年级上·湖北武汉·阶段检测)如图, 是等边三角形,将 旋转一定角度后得到 连接.
(1)旋转中心是 ,旋转方向是 (填顺时针或逆时针),旋转角度为 (取最小旋转角度);
(2)若求 的度数;
【答案】(1)B点;顺时针;
(2)
【分析】本题主要考查了旋转的性质,等边三角形的性质和判定,
对于(1),根据旋转的定义可得答案;
对于(2),先根据旋转的性质得,即可说明是等边三角形,进而得出,再结合已知条件根据得出答案.
【详解】(1)解:∵是等边三角形,
∴.
将绕点B顺时针旋转得到.
所以旋转中心是B点,旋转方向是顺时针,旋转角为;
故答案为:B点,顺时针,;
(2)解:由旋转的性质可知:,
∴.
∵,
∴是等边三角形,
∴.
∵,
∴.
题型6 识别中心对称图形
▌例6 (26-27九年级上·天津·期中)下列图案中,是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】中心对称图形的定义:把一个图形绕着某一个点旋转,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.根据中心对称图形的定义进行逐一判断即可.
【详解】解:选项A.不是中心对称图形,故A不符合题意;
选项B.不是中心对称图形,故B不符合题意;
选项C.不是中心对称图形,故C不符合题意;
选项D.是中心对称图形,故D符合题意.
解题要点
1. 绕点旋转180°验证:将图形绕某一点旋转180°,若能与原图形完全重合,则是中心对称图形,该点为对称中心。常见的有平行四边形、圆、线段等。
2. 找对应点连线过中心:中心对称图形中,对应点连线都经过对称中心且被其平分。判断时找关键点,看是否存在一点使各对应点连线均被该点平分。注意与轴对称图形的区别。
▌迁移练6-1 (26-27九年级上·天津·期中)下列图形中,既是中心对称图形又是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:A选项图形不是轴对称图形,是中心对称图形,不符合题意;
B选项图形是轴对称图形,不是中心对称图形,不符合题意;
C选项图形不是轴对称图形,不是中心对称图形,不符合题意;
D选项图形既是中心对称图形又是轴对称图形,符合题意.
▌迁移练6-2 (26-27九年级上·天津·期中)下列四个图形中,是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】把一个图形绕某一点旋转,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,这个图形就是中心对称图形,据此来分析判断即可得解.
【详解】解:A选项,是中心对称图形,故本选项符合题意;
B选项,不是中心对称图形,故本选项不符合题意;
C选项,不是中心对称图形,故本选项不符合题意;
D选项,不是中心对称图形,故本选项不符合题意.
▌迁移练6-3 (26-27九年级上·全国·期中)下列四个图形中,中心对称图形是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据中心对称图形的概念结合各图形的特点求解.
【详解】解:选项:不是中心对称图形,不符合题意;
选项:不是中心对称图形,不符合题意;
选项:不是中心对称图形,不符合题意;
选项:是中心对称图形,符合题意.
题型7 中心对称的性质求解
▌例7 (26-27九年级上·云南·期中)如图,与关于点成中心对称,则下列结论不成立的是( )
A.点与点是对称点
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】由中心对称的性质直接求解即可.
【详解】解:与关于点成中心对称,
点与点是对称点,,,,
选项中四个结论中错误.
解题要点
1. 对称点坐标关系:点P(x,y)关于原点对称的点为 (-x,-y);关于点(a,b)对称的点为 (2a-x,2b-y)。利用此关系可求对称点坐标或参数值。
2. 对应线段与面积:中心对称的两个图形全等,对应边相等且平行(或在同一直线上),对应角相等,面积相等。常结合中点坐标公式、平行四边形性质进行线段与角度转化。注意对称中心是连接对应点线段的中点。
▌迁移练7-1 (25-26八年级下·河北唐山·期末)如图所示,与关于点成中心对称,则下列结论成立的是( )
①点与点关于点对称;②;③;④
A.②③ B.①②③ C.①③④ D.①②④
【答案】B
【分析】根据中心对称的性质求解即可.
【详解】解:∵与关于点成中心对称,
∴点与点关于点对称,,,,,
∴,,
∴,
∴,
∴符合题意的有①②③.
▌迁移练7-2 (25-26九年级上·广西钦州·期中)如图,绕点O旋转得到,下列说法错误的是( )
A. B.点B和点E关于点O对称
C. D.与关于点B成中心对称
【答案】D
【分析】本题考查中心对称的性质,掌握相关知识是解决问题的关键.绕点旋转得到,图形旋转后对应点关于对称中心对称,对应线段平行且相等,对应角相等,据此逐项判断即可.
【详解】解:A:∵绕点旋转得到,
∴,
∴,该选项正确;
B:∵绕点旋转得到,
∴点和点关于点对称,该选项正确.
C:由旋转性质可知,,
∴,
即,该选项正确.
D:与是绕点旋转得到的,
∴是关于点成中心对称,而非点,该选项错误.
故选:D.
▌迁移练7-3 (25-26八年级上·全国·单元测试)如图,已知与关于点成中心对称,过点任作直线,分别交,于点,,下面的结论:点和点,点和点分别关于点成中心对称直线必经过点;四边形是中心对称图形;四边形与四边形的面积必相等;与成中心对称.其中正确的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了成中心对称和中心对称图形的性质,关键是知识点的熟练应用;
根据中心对称的性质得出四边形是平行四边形,从而判断结论是否正确.
【详解】解:∵与关于点对称,
∴,
∴四边形是平行四边形,≌,≌
即:点就是平行四边形的对称中心,
∴ ①点和点;点和点分别关于点成中心对称,正确;
②直线必经过点,正确;
③四边形是中心对称图形,正确;
④四边形与四边形的面积必相等,正确;
⑤与成中心对称,正确.
其中正确的个数为个.
故选:D .
题型8 关于原点对称点的坐标
▌例8 (26-27九年级上·福建莆田·阶段检测)已知点,那么点关于原点的对称点的坐标是___.
【答案】
【分析】根据关于原点对称的点的坐标规律,横纵坐标均互为原坐标的相反数,据此求解即可.
【详解】解:∵点的坐标是,关于原点对称的点的横、纵坐标分别是原横、纵坐标的相反数,
∴点关于原点的对称点的坐标是.
解题要点
1. 坐标符号规律:点P(x,y)关于原点对称的点坐标为 (-x,-y),即横、纵坐标都变为相反数。记忆口诀:“关于原点,双双变号”。
2. 与轴对称区分:关于x轴对称是(x,-y),关于y轴对称是(-x,y),只有关于原点对称是两坐标都变号。解题时先确定对称类型,再套用对应规律,含参数时列方程求解,注意符号变化。
▌迁移练8-1 (25-26九年级上·陕西西安·期中)已知点关于原点的对称点的坐标是,则的值为___________.
【答案】
【分析】根据关于原点对称的点的横、纵坐标都互为相反数,先求出和的值,再代入计算即可.
【详解】解:∵两个点关于原点对称时,它们的横、纵坐标分别互为相反数,点关于原点的对称点的坐标为,
∴,,
∴.
▌迁移练8-2 (25-26八年级下·四川达州·阶段检测)已知和关于原点对称,则___________.
【答案】
【分析】根据关于原点对称的点的坐标特征求出和的值,再代入代数式计算即可.
【详解】解:因为和关于原点对称,
所以,,
所以,
所以.
▌迁移练8-3 (25-26八年级下·浙江宁波·期末)若二次函数与的图象关于坐标原点中心对称,则的值为________.
【答案】
【分析】根据中心对称的性质,关于原点中心对称的两个点,横纵坐标都互为相反数,先求出原二次函数的顶点坐标,得到对称后二次函数的顶点坐标,结合的顶点式即可求出的值,进而计算.
【详解】解:先对配方得,
因此的顶点坐标为.
因为两个函数图象关于原点中心对称,
所以的顶点坐标为,
又因为的顶点坐标为,
因此可得,,
所以.
题型9 平面直角坐标系中的旋转变换
▌例9 (26-27九年级上·江西九江·阶段检测)如图,在平面直角坐标系中,小正方形边长均为1个单位长度,和的顶点均在格点(网格线的交点)上.
(1)若和关于点中心对称,则点的坐标为________.
(2)作关于点的中心对称图形.
(3)在(2)的条件下,若为边上的一点,为点的对称点,直接写出点的坐标.
【答案】(1)
(2)如图,即为所求
(3)
【分析】(1)根据对应点连线的交点即为对称中心坐标可求;
(2)分别找到各点的对应点,顺次连接即为所求图形;
(3)根据关于原点中心对称的两点横纵坐标互为相反数可求N的坐标.
【详解】(1)解:如图1,分别连接A、D两点和B、E两点相交于点P,
由图可知,点P的坐标为;
(2)解:略
(3)解:由(2)知和关于点O中心对称,
∵N为点M的对称点,,
∴.
解题要点
1. 绕原点旋转的坐标规律:逆时针旋转90°为(-y,x),180°为(-x,-y),270°为(y,-x);顺时针则角度取负。一般角用旋转公式 (xcosα-ysinα,xsinα+ycosα)。
2. 绕非原点旋转的处理:先将旋转中心平移到原点,按公式变换后再平移回去。作图时先找关键点,旋转后描点连线。注意旋转方向、角度单位,保持图形全等。含参数时列方程求解。
▌迁移练9-1 (25-26八年级下·辽宁·期末)如图,在平面直角坐标系中,的三个顶点分别为(每个方格的边长均为1个单位长度).
(1)若和关于原点O成中心对称,请画出;
(2)将绕点O逆时针旋转得到,请画出;
(3)将进行平移得到,若点的坐标为,则点的坐标为________;
(4)若以为顶点的四边形是平行四边形,请写出满足条件的所有点D的坐标________.
【答案】(1)如图,即为所求
(2)如图,即为所求
(3)
(4)或或
【分析】(1)关于原点对称的点的横纵坐标都互为相反数,则可得点的坐标,据此作图即可;
(2)根据旋转的特点作图即可;
(3)根据点A和点的坐标可得平移方式,再根据平移方式可得点的坐标;
(4)设出点D的坐标,分三种情况:为对角线、为对角线和为对角线,根据平行四边形的两条对角线的中点坐标相同讨论求解即可.
【详解】(1)略
(2)略
(3)解:∵将进行平移得到,,点的坐标为,
∴平移方式为向右平移个单位长度,向下平移个单位长度,
∵,
∴点的坐标为,即;
(4)解:设点D的坐标为,
当为对角线时,∵平行四边形的两条对角线的中点坐标相同,
∴,
∴,
∴点D的坐标为;
当为对角线时,∵平行四边形的两条对角线的中点坐标相同,
∴,
∴,
∴点D的坐标为;
当为对角线时,∵平行四边形的两条对角线的中点坐标相同,
∴,
∴,
∴点D的坐标为;
综上所述,点D的坐标为或或.
▌迁移练9-2 (25-26八年级下·河南郑州·期末)如图,方格纸中的每个小方格都是边长为1个单位的正方形,在建立平面直角坐标系后,的顶点均在格点上,点A的坐标为.
(1)试作出以C为旋转中心,沿顺时针方向旋转后的图形;
(2)以原点O为对称中心,画出关于原点O对称的,并写出点的坐标________;
(3)请在x轴上找一点D得到,则点D的坐标为________,若直线平分的面积,则________.
【答案】(1)如图,即为所求;
(2)如图,即为所求;点的坐标为
(3)如图,点D即为所求;点D的坐标为,
【分析】(1)分别作出点A、B以点C为中心,顺时针旋转后的对应点、,即可解答;
(2)根据中心对称的坐标特征:横纵坐标互为相反数,求得、、的坐标,再依次连接即可;
(3)点A先向下平移1个单位,再向右平移2个单位,可得到点,求出平行四边形的中心坐标,根据中心对称图形的性质可得直线经过中心坐标,进而求得b.
【详解】(1)略
(2)略
(3)解:∵点A先向下平移1个单位,再向右平移2个单位,可得到点D,
∴可由平移得到,即,,
∴四边形是平行四边形,
∵,,平行四边形是中心对称图形,
∴平行四边形的中心坐标为,
当直线经过平行四边形的中心时,直线两侧的图形关于中心点对称面积相等,
∴将代入直线,
∴,解得:.
▌迁移练9-3 (25-26八年级下·四川成都·期末)如图,在平面直角坐标系中,已知的三个顶点的坐标分别为.
(1)已知点的坐标为,画出经过平移后得到的,写出顶点的坐标;
(2)若和关于原点O 成中心对称,不画图直接写出顶点的坐标;
(3)画出绕点O按顺时针方向旋转得到的.
【答案】(1)如图,即为所求;
顶点的坐标为;
(2)
(3)如图,即为所求.
【分析】(1)由点C的对应点的坐标得出平移的方向和距离,据此可得;
(2)根据关于原点对称的点的横纵坐标均互为相反数,据此可得;
(3)将三角形三顶点分别绕着点O按顺时针方向旋转90度得到对应点,据此可得.
【详解】(1)略
(2)解:∵和关于原点O 成中心对称,
∴点的坐标为;
(3)略
难点一 求绕某点(非原点)旋转90°点的坐标
难点1:旋转中心的平移化归
非原点旋转需先将旋转中心平移至原点,将原坐标转换为相对坐标,旋转90°后再平移回原坐标系。难点在于平移量的正负号处理,学生易直接套用原点旋转公式而忽略中心偏移,导致坐标整体错位。
难点2:旋转方向与坐标变换的匹配
顺时针与逆时针旋转90°对应不同的坐标交换规则(如逆时针(x,y)→(-y,x))。难点在于根据题意判断旋转方向,并结合点所在象限验证结果合理性,若方向判断反了则坐标符号全错。
难点精练
1.(25-26九年级上·湖北荆门·阶段检测)如图,直线与轴、轴分别相交于点,将绕点顺时针方向旋转得到,则点的坐标为__________.
【答案】
【分析】本题考查一次函数图象与坐标轴的交点,旋转的性质,正方形的判定和性质等.延长交x轴于点E,先求出点A和点B的坐标,再根据旋转的性质证明四边形是正方形,进而求出和的长度即可求解.
【详解】解:如图,延长交x轴于点E,
中,令,则,令,解得,
,,
,,
绕点顺时针方向旋转得到,
,,,
四边形是正方形.
,
,
点的坐标为.
故答案为:.
2.(25-26八年级上·江苏南京·期末)如图,在平面直角坐标系中,已知点、、、.若线段绕点P旋转后能与线段重合(C对应A,D对应B),则点P的坐标为_____________.
【答案】
【分析】本题考查坐标与图形变化旋转.分别作线段,的垂直平分线,相交于点P,进而可得点P的坐标.
【详解】解:如图,分别作线段,的垂直平分线,相交于点P,
则线段绕点P逆时针旋转后能与线段重合,
∴点P的坐标为.
故答案为:.
3.(25-26九年级上·河南周口·期中)如图所示的网格中,每个小正方形的边长均为1,的三个顶点均在格点上,现将绕点按逆时针方向旋转,则点旋转后的坐标是___________.
【答案】
【分析】本题考查旋转作图.
根据旋转的性质,进行作图即可求出点旋转后的坐标.
【详解】解:由题意可得绕点按逆时针方向旋转后的图形是,如图所示,
由图象可得点旋转后的坐标是.
故答案为.
难点二 坐标与旋转规律问题
难点1:旋转角度与周期定位
图形绕定点旋转时,每转固定角度对应坐标规律变化。难点在于计算旋转次数与360°的周期关系,用取余法确定点最终落在哪个象限或坐标轴上,若周期计算偏差则位置全错。
难点2:正反旋转的符号对称
顺时针与逆时针旋转同一角度,坐标变换符号相反。难点在于根据旋转方向正确选择坐标交换与变号规则,并兼顾旋转中心是否在原点。学生易忽略方向差异,导致纵坐标或横坐标符号写反。
难点精练
1.(25-26八年级下·山东菏泽·期末)如图,在平面直角坐标系中,是原点,点在轴正半轴上,是等腰三角形,,点到轴的距离为4.将绕点顺时针旋转得到,再将绕点顺时针旋转得到,…如此循环下去,则点的坐标为_________.
【答案】
【分析】由旋转的性质可知与重合,与重合,过点作轴,根据勾股定理求得三角形的直角边,确定点的坐标,即可得到点的坐标.
【详解】解:将绕点顺时针旋转得到,再将绕点顺时针旋转得到,……如此循环下去,在第一象限,在第二象限,在第三象限,在第四象限,依此类推,
∵,与第2次旋转得到的相同,
∴与重合,与重合,
如图所示,
过点作轴,
由旋转的性质可知,,,
在中,,
∴,
∴的坐标为,
∴的坐标为.
2.(25-26七年级下·贵州黔南·期末)如图,在平面直角坐标系中,将沿x轴向右滚动到的位置,再到的位置…依次进行下去,若已知点,,则点的坐标为________.
【答案】
【分析】先求出点的坐标,同理求出点,的坐标,再归纳类推出一般规律即可.
【详解】解:∵,,
∴,
∵,
∴,
由旋转的性质得:,,,,
∴轴,,
∴,
同理可得:,,
归纳类推得:,其中为正整数,
∵,
∴点的坐标为,即.
3.(2026·河南周口·二模)如图,在平面直角坐标系中,正方形的顶点A的坐标为.将正方形绕原点O逆时针旋转,得到正方形;再将正方形绕原点O逆时针旋转,得到正方形;依此类推,连续旋转2026次后得到正方形,则点的坐标为__________.
【答案】
【分析】根据题意,得到规律:正方形旋转一周需要8次,则,即点与点重合,根据旋转的性质得到的坐标,据此求解即可.
【详解】解:根据题意得:旋转角为,
旋转一周需要的次数为,即与点重合,
,
点与点重合,
由题意可知,点旋转2次得到点,即,
四边形是正方形,
、、,
,
,
四边形是正方形,
、、,
如图,旋转后的正方形中顶点与点重合,
由旋转的性质知,、,,
,
.
难点三 旋转综合题——几何变换
难点1:旋转全等的动态构造
旋转前后图形全等,对应边角相等。难点在于从复合图形中准确找出旋转中心、对应点及旋转角,并利用全等建立等量关系。若对应关系错配,则后续推导方向偏离。
难点2:多步变换的叠加与还原
题目常将旋转与平移、翻折、位似叠加。难点在于分清各变换的先后顺序及对坐标或图形的影响,判断最终状态是否可逆。学生易混淆变换效果,导致坐标或角度叠加计算错误。
难点精练
1.(25-26八年级下·陕西汉中·期末)【探究发现】
(1)如图1,的顶点在正方形两条对角线、的交点处,,将绕点旋转,在旋转过程中,的两边分别与正方形的边和边交于点和点(点与点,不重合).猜想线段,,之间满足什么数量关系,并说明理由;
【类比应用】
(2)如图2,若将(1)中的“正方形”改为“的菱形”,,其他条件不变,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给出证明;若不成立,请猜想结论并说明理由.
【答案】(1)解:,理由:
∵四边形是正方形,
,,,,
,
,
,
在和中,
,,,
,
,
,,
.
(2)解:(1)中的结论不成立.应为.理由:
如图2,过点作于点,于点,取的中点,连接,
则,
∵四边形是菱形,,
,,
,,,
是等边三角形,,
,,即,
,
,
在和中,
,,
,
,
.
【分析】(1)先证明,得出,即可得出结论;
(2)过点作于点,于点,取的中点,连接,先证明是等边三角形,再证明得出,证明得出,即可得出结论.
【详解】(1)略
(2)略
2.(2026九年级上·全国·专题练习)如图,菱形纸片中,,将菱形沿剪开,不动,绕点逆时针旋转度()得到,其中点与点对应.
(1)如图1,当时,、的延长线交于点.
①用表示的度数;
②如图2,当时,求证:四边形是菱形;
(2)如图3,连接、,当______时,.
【答案】(1)①;
②证明:由①可得,,
∵,
∴,
,
∴,,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴四边形是菱形;
(2)
【分析】(1)①根据菱形的性质得出,进而利用四边形的内角和等于解答即可;
②把代入,进而利用菱形的判定进行证明即可;
(2)根据旋转的性质得出,,,,进而利用平行四边形的判定与性质解答即可.
【详解】(1)①解:∵四边形是菱形,,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵不动,绕点逆时针旋转度()得到,其中点与点对应,
∴ , ,,
∴,
∵在四边形中,,
∴
;
②略;
(2)解:∵不动,绕点逆时针旋转度()得到,其中点与点对应,
∴,
∵四边形是菱形,
∴,
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∵ ,
∴,
∴,
∴.
3.(25-26九年级上·陕西安康·期中)综合与实践:在数学兴趣小组活动中,小明进行数学探究活动,将边长为的正方形与边长为的正方形按如图1所示的位置放置,与在同一条直线上,与在同一条直线上.连接,,易得且(不需要说明理由).
(1)如图2,小明将正方形绕点逆时针旋转,旋转角为.
①连接,判断与之间的数量关系和位置关系,并说明理由;
②在旋转过程中,如图3,连接,,,,求四边形面积的最大值.
(2)如图4,分别取,,,的中点,,,,连接,,,,则四边形的形状为_____,四边形面积的最大值是_____.
【答案】(1)①.理由如下:设分别交,于点,
∵四边形与四边形均为正方形,
.
,即,
,
,
.
,
.
②
(2)正方形;
【分析】(1)①由“”可证,可得,,可证;
②由“”可证,可得,由面积和差关系可求解;
(2)根据正方形的判定可判断四边形是正方形,其面积最大为时,根据三角形的中位线定理可求出其边长,进一步求出其最大面积.
【详解】(1)①略;②如图3,过点作于,过点作直线于,
,
,
又,
,
,
,
当有最大值时,四边形面积有最大值,
即当时,有最大值为,
四边形面积的最大值为;
(2)解:如图4,连接,,
点,,,分别是,,,的中点,
,,,,,,,,
由(1)知,,
,
四边形为菱形,
由(1)知,
∵,,
∴,即,
菱形为正方形;
如图5,当,,三点在同一条直线上时,,,三点也在同一条直线上,
此时正方形的面积最大,
,
.
基础达标
一、单选题
1.(25-26八年级下·四川达州·阶段检测)以下是回收、绿色包装、节水、低碳四个标志,其中是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:是中心对称图形的是B.
2.(26-27九年级上·云南·期中)如图.将纸片绕点C顺时针旋转得到,连接,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设与交于点,由旋转可得,由垂直可得,再利用三角形内角和定理求解.
【详解】解:设与交于点,如图,
∵将纸片绕点C顺时针旋转得到,
∴,
∵,
∴,
∴.
3.(第二十八章 旋转 高效同步练习28.2.3 关于原点对称的点的坐标)如图,在平面直角坐标系中,的顶点A在第一象限,点B,C的坐标分别为,,,,直线交y轴于点P,若与关于点P成中心对称,则点关于原点对称的点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据已知条件,利用等腰直角三角形的性质求出点A的坐标,再利用待定系数法求出直线的解析式,令,求出点P的坐标,利用中心对称的性质求出点的坐标,从而再求出点关于原点对称的点的坐标.
【详解】解:∵点,的坐标分别为,,,,
是等腰直角三角形,,
如图,过点A作交于点D,
∴,
∴,
设直线解析式为,
则,解得,
∴直线解析式为.
令,则,
,
又点A与点关于点P成中心对称,
点为的中点,
,
∴点关于原点对称的点的坐标为.
4.(25-26七年级下·河北张家口·期末)如图,有两个边长为的正方形,其中正方形的顶点与正方形的中心重合,在正方形绕点旋转的过程中,下列结论正确的个数为( )
① ②四边形的面积不变,始终为
③ ④四边形的周长不变,始终为
A.个 B.个 C.个 D.个
【答案】C
【分析】连接,,利用正方形性质证明,进而判断各结论即可.
【详解】解:连接,,
四边形是正方形,为中心,
,,,
四边形是正方形,
,
,
,
在和中,
,
,
,,,故①正确;
,故②正确;
,故③正确;
由图可得,四边形的周长,
的长度随旋转角度变化而变化,
周长不是定值,故④错误;
综上所述,正确的结论有①②③,共个.
二、填空题
5.(25-26八年级下·宁夏银川·期末)如图在网格中,由旋转得到,其旋转中心是__________.
【答案】P
【分析】图形的旋转中心是对应点连线的垂直平分线的交点.
【详解】解:如图,连接,,分别作和的垂直平分线,交点在P点处,故其旋转中心是P点.
6.(25-26八年级下·四川成都·期末)如图,将 绕点顺时针旋转至 的位置,点恰好落在边上.若,,则_______.
【答案】
【分析】根据旋转后三角形全等,得到对应边相等、对应角相等,再根据等边三角形性质求解即可.
【详解】解:将绕点顺时针旋转至的位置,
∴
∴,,
∵,,
∴,,
∴是等边三角形,
∴.
7.(25-26七年级下·吉林长春·期末)如图,在直角三角形中,,,将绕点逆时针旋转得到,点落在上,延长交于点.给出下面四个结论:①;②;③;④若,,连接,则的面积是4.上述结论中,正确结论的序号有_______.
【答案】①③④
【分析】根据旋转的性质可得,可判断①;再由全等三角形的性质可得,,从而得到可判断②;再由余角的性质可得可判断③;根据三角形的面积公式可判断④.
【详解】解:∵将绕点逆时针旋转得到,
∴,故①正确;
∴,,
∴,故②错误;
∵,
∴,
∵,
∴,故③正确;
∵,
∴,
∵,
∴的面积是,故④正确.
综上,所有正确结论的序号是①③④.
8.(25-26八年级下·河南郑州·期末)如图,在等边三角形中,点为的中点,点为线段上不与端点重合的一个动点,将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接,.若,则当为直角三角形时,的长为______.
【答案】或
【分析】根据等腰三角形三线合一可得,,,由旋转性质可得,,然后证明,所以,,然后分当时,当时两种情况求解即可.
【详解】解:∵在等边三角形中,点为的中点,
∴,,,,
∴,,,
由旋转性质可得,,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
则当时,如图,
∴,
∴,
∴;
当时,如图,
∴,
∵,
∴,
∴
∴;
综上可得:的长为或.
三、解答题
9.(25-26八年级下·浙江台州·期末)如图,在中,,将绕点A按顺时针方向旋转得到,且.
(1)求的度数;
(2)求的度数.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据旋转的性质即可求解;
(2)旋转图形对应角相等,故由三角形内角和定理求出即可.
【详解】(1)解:∵将绕点A按顺时针方向旋转得到,
∴,
∵,
∴;
(2)解:∵,,
∴,
∵将旋转得到,
∴.
10.(25-26八年级下·辽宁沈阳·期末)如图,在边长为1的正方形网格中,的顶点均在格点上
(1)画出把向下平移4个单位长度后得到的(A、B、C的对应点分别为、、)
(2)画出关于原点O成中心对称的(A、B、C的对应点分别为、、)
(3)画出绕点A逆时针旋转后得到的(A、B、C的对应点分别为、、)
【答案】(1)解:如图,即为所求;
(2)解:如图,即为所求;
(3)如图,即为所求.
【分析】(1)根据平移性质得到对应点的位置,再顺次连接可得图形;
(2)根据中心对称性质得到对应点的位置,再顺次连接可得图形;
(3)根据旋转性质和网格特点得到对应点的位置,再顺次连接可得图形.
【详解】(1)略
(2)略
(3)略
11.(25-26八年级下·山东青岛·期末)如图1,将两个完全相同的三角形纸片和重合放置,其中,,.
【操作发现】
如图2,固定,使绕点旋转.当点恰好落在边上时:
(1)线段与的位置关系是__________;
(2)设的面积为,的面积为,则与的数量关系是__________.
【拓展探究】
(3)已知,点是其角平分线上一点,,交于点(如图3),若在射线上存在点,使,则的长为__________.
【答案】(1);
(2);
(3)或.
【分析】(1)利用三角形内角和定理和旋转的性质,推出是等边三角形,则,可得出平行;
(2)根据等边三角形的性质,推出和等底等高,即可得解;
(3)过点作交于点,连接,连接交于点,则四边形是平行四边形,进而得出,再证明四边形是菱形,利用勾股定理求解即可;过点作交于点,连接,过点作于点,先证明是等边三角形,则,再推出,得到,此时,即可得解.
【详解】(1)解:,,
,
由旋转的性质可知,,
是等边三角形,
,
,
;
(2)解:由(1)可知,是等边三角形,
,,
,
,
是等边三角形,
点到的距离等于点到的距离,
和等底等高,
;
(3)解:如图,过点作交于点,连接,连接交于点,
,,
四边形是平行四边形,
,
,
、上的高相等,
,
,点是其角平分线上一点,
,
,
,
,
,
又,,
四边形是菱形,
,,
在中,,
,
;
如图,过点作交于点,连接,过点作于点,
,,
,
,,
,
是等边三角形,
,
,
,
,
,
,
又,
,
,此时,
综上可知,的长为或.
12.(25-26八年级下·湖北武汉·期末)在菱形中,,,点P是边上的一个动点(不与端点重合),将线段绕点P顺时针旋转(,即,)得到线段.
(1)当时,如图1,过点E作交延长线于点F.
①求证:;
②连,交线段于点G,求证:点G是的中点.
(2)当时,点Q是边上的一个动点,F是延长线上一点,连接、、,若,,直接写出的最大值.
【答案】(1)①证明:当时,,
,,
,
,
,
,
∵,
在与中
,,,
;
②证明:如下图,过点E作交于I,连接.
由(1)知,
,.
∵,
菱形是正方形,
,,.
,
,
.
.
.
.
又,
四边形是平行四边形.
.
,,
,
连接,,
,,
四边形是平行四边形
.
点G为的中点.
(2)
【分析】(1)①根据旋转的性质,利用证明三角形全等即可;②过点E作交于I,连接,证明四边形是平行四边形,推出,证明,得到四边形是平行四边形,根据平行四边形的性质即可得证.
(2)延长至点G,使,连.过点F作,使得,连.取中点M,连,证明,得到,推出,斜边上中线求出的长,勾股定理求出的长,根据,即可得出结果.
【详解】(1)略
(2)解:如图,延长至点G,使,连.过点F作,使得,连接.取中点M,连接.
同(1)法可得:,
,,
∵菱形,,
∴,
∴,
,
又∵,,
,,
∴,
∴,
,
在中,,
∵,
.
能力进阶
一、单选题
1.(25-26八年级下·重庆荣昌·期末)如图,正方形中,,点是的中点,连接,将绕点的逆时针旋转得到线段,连接并延长交延长线于点,连接,则长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】过点作交的延长线于点,证明,得到则,根据勾股定理 即可求出.
【详解】解:过点作交的延长线于点,
∵四边形是正方形,,
∴,,
∵点是的中点,
∴
∵将绕点的逆时针旋转得到线段,
∴,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∴.
2.(天津市汉阳道中学2025-2026学年八年级下学期7月期末数学试题)如图,在平面直角坐标系中,矩形的顶点在第一象限,点在轴上,交轴于点轴,垂足为.若,则以下结论不正确的是( )
A.平分
B.
C.点的坐标为
D.矩形的面积为
【答案】C
【分析】根据矩形对角线互相平分且相等可得,结合轴可证平分;在中利用勾股定理求出的长,进而求出的长及点的坐标;根据矩形中心对称性求出点坐标;利用三角形面积公式求出矩形面积,逐项判断即可.
【详解】解:∵四边形是矩形,且在轴上,
∴为矩形对角线交点,
∴,
∵轴,轴轴,
∴,
∴,
∴,即平分,故A正确;
∵,;
∴,
在中,,
∴,
解得(负值舍去),
∴,
∴,故B正确;
∵,,点在第一象限,
∴,
∵点与点关于原点对称,
∴,故C错误,
∵,故D正确.
二、填空题
3.(25-26八年级下·山东聊城·期末)将按如图方式放在平面直角坐标系中,其中,,顶点的坐标为,将绕原点逆时针旋转,每次旋转,则第次旋转结束时,点对应点的坐标为________.
【答案】
【分析】根据题意得到,结合旋转的性质推出△绕原点逆时针旋转,每旋转6次为一个循环,进而得到第2026次旋转结束时,点对应点的坐标与第4次旋转结束时,点对应点的坐标相同,记第4次旋转结束时,点的对应点记为,过点,作轴于点,证明,利用全等三角形性质求解,即可解题.
【详解】解:,,
,
顶点的坐标为,
,
绕原点逆时针旋转,每次旋转,且,
即每旋转6次为一个循环,
,
第2026次旋转结束时,点对应点的坐标与第4次旋转结束时,点对应点的坐标相同,
如图,第4次旋转结束时,点的对应点记为,
过点,作轴于点,
,
由旋转的性质可知,,,
,
,
即第4次旋转结束时,点的对应点的坐标为,
点对应点的坐标为.
4.(25-26八年级下·山东菏泽·期末)如图,为等边三角形内的一点,,,,将线段以点为旋转中心逆时针旋转得到线段.下列结论:①可以由绕点逆时针旋转得到;②;③点到的距离为;④直线与直线相交所形成的锐角是;⑤.其中正确的是________(只填序号).
【答案】
①③④⑤
【分析】根据等边三角形的性质、旋转的性质、全等三角形的性质、勾股定理的逆定理逐项判断即可.
【详解】解:是等边三角形,
,,
,
由旋转可知,,
,
,
在和中,,
,
可以由绕点逆时针旋转得到,
故①正确;
如下图所示,连接,
,
,
由旋转可知,,
是等边三角形,
,,
,
,
是直角三角形,,
,
,
故②错误;
是直角三角形,,
点到的距离为,
故③正确;
如下图所示,延长交于点,
,
,
,
,
故④正确;
是等边三角形,,
,
,,,
,
,
故⑤正确;
综上所述,结论正确的有①③④⑤.
三、解答题
5.(25-26八年级下·广东梅州·期末)如图,在中,,点D是边上一点(不与点B,C重合),将绕着点顺时针旋转至的位置,连接、.设,.
(1)探究:当点在边上移动时,、之间有怎样的数量关系:________;
(2)若,求证:为等边三角形.
【答案】(1)
(2)证明:∵,
∴,
由知,,即,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴为等边三角形.
【分析】由等腰三角形的性质得,由旋转的性质得,进而根据角的和差关系即可求解;
由平行线的性质得,由知,即得,进而得到,即可求证.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵绕着点顺时针旋转至的位置,
∴,
∴,
∴;
(2)略
6.(25-26八年级下·山东聊城·期末)解决下列问题:
(1)如图1,P是等边三角形内一点,,,,求的度数.
解:将绕点B按逆时针方向旋转到的位置,
连接,则是________三角形.
所以.
因为,,所以,
所以为直角三角形,所以的度数为________;
(2)如图2,在正方形内部有一点P,连接,,,若,,,求的长.
【答案】(1)等边;
(2)6
【分析】(1)根据旋转的性质,得到是等边三角形,再由勾股定理逆定理,得到为直角三角形,即可;
(2)将绕点B按顺时针方向旋转到的位置,连接,则,可得,从而得到是等腰直角三角形, 进而得到,,再由勾股定理解答即可.
【详解】(1)略
(2)解:如图,将绕点B按顺时针方向旋转到的位置,连接,则,
∴,
∴,,
∴是等腰直角三角形,
∴,,
∴,,
∵,
∴.
7.(25-26八年级下·福建泉州·期末)如图1,将矩形绕点按逆时针方向旋转得到矩形,使得点落在上,连接.
(1)求证:;
(2)如图2,连接交于点,如果,求的长.
(3)如图3,连接交于点,取的中点,连接,探究和的数量关系,说明理由;
【答案】(1)证明:∵将矩形绕点按逆时针方向旋转得到矩形,
∴,,
∴,,
∴,即.
(2)
(3)解:,理由如下,
如图,连接,
∵四边形是矩形,
∴,
由(2)可知,,
∵点是的中点,
∴是的中位线,
∴.
【分析】(1)根据矩形及旋转的性质得出,,根据等腰三角形的性质得出,,即可得出结论;
(2)过点作于,根据角的和差关系,结合(1)中结论得出,进而证明,得出,利用勾股定理求出,利用证明,得出,,利用勾股定理求出,即可得出答案;
(3)根据矩形的性质得出,根据点是的中点,结合(2)中结论得出是的中位线,根据中位线的性质即可得出.
【详解】(1)证明:略
(2)解:如图,过点作于,
∵将矩形绕点按逆时针方向旋转得到矩形,
∴,
∵,,
∴,
由(1)可知,,
∴,
∴,
在和中,,
∴,
∴,
∴,
在和中,,
∴,
∴,,
∴,
∴
(3)解:略
8.(25-26八年级下·浙江衢州·期末)如图1,在中,连接.已知,.
(1)求对边,间的距离;
(2)如图2,线段绕中点顺时针旋转,得到线段,顺次连接,,,,且交边于点,交边于点.
①求证:四边形是矩形;
②当四边形为菱形时,求菱形的面积.
【答案】(1)
(2)①证明:∵点O是的中点,
∴,
由旋转得,,,
∴,,
∴四边形是平行四边形,
又∵,
∴四边形是矩形;
②
【分析】(1)如图,过点C作于点G,首先根据平行四边形的性质得到,,设,则,利用勾股定理求出,然后利用勾股定理求解即可;
(2)①由旋转得到,证明四边形是平行四边形,然后结合即可证明四边形是矩形;
②如图,过点C作于点G,设,则,利用勾股定理求出,然后利用菱形的面积公式求解即可.
【详解】(1)解:如图,过点C作于点G,
∵四边形是平行四边形,,,
∴,,
设,则,
∵,
∴,
∴,
解得,
∴,
∴;
(2)解:①略
②如图,过点C作于点G,
由(1)得,,,
∵四边形为菱形,
∴,设,则,
∵,
∴,即,
解得,
∴,
∴菱形的面积为.
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