内容正文:
第二十八章
旋转
数学人教版九年级上册
理解中心对称图形的定义,能够识别常见的中心对称图形,准确找出图形对应的对称中心.
分清中心对称、中心对称图形两个概念,能够区分轴对称图形和中心对称图形.
经历图形旋转、类比探究的过程,提升观察对比、归纳概括、动手推理的数学思维能力.
感受中心对称图形独有的均衡美感,体会几何知识在工业、生活当中的实用价值.
什么是中心对称?它描述的是几个图形的关系?
中心对称的性质是什么?
(1)中心对称的两个图形,对称点所连线段都经过对称中心,而且被对称中心所平分;
(2)中心对称的两个图形是全等图形.
一个图形绕着某一点旋转180°,如果旋转后的图形能与另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这个点对称或中心对称.
中心对称描述两个图形的位置关系.
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线段AB绕它的中点O旋转180°后与它本身重合.
A
B
C
D
O
活动一:探究中心对称图形的概念
A
B
O
像这样,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,那么这个图形叫作中心对称图形,这个点就是它的对称中心.
由上可得,线段、平行四边形都是中心对称图形.
中心对称图形
中心对称图形是对于一个图形而言的,中心对称是对于两个图形而言的.
活动一:探究中心对称图形的概念
活动一:探究中心对称图形的概念
利用中心对称的性质,如何确定一个中心对称图形的对称中心?
方法一:连接任意一对对称点,取这条线段的中点,则该点为对称中心.
方法二:连接任意两对对称点,这两条线段的交点就是对称中心.
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线段、平行四边形的对称中心分别是什么?
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中点
A
B
O
A
B
C
D
O
对角线交点
中心对称图形只有一个对称中心.
活动一:探究中心对称图形的概念
O
O
O
除了上面所讲的线段、平行四边形都是中心对称图形外,你还能说出一些其他的中心对称图形吗?
3
矩形、菱形、正方形不仅是轴对称图形,也是中心对称图形,它们的对称轴的交点就是其对称中心.
矩形
菱形
正方形
活动一:探究中心对称图形的概念
中心对称图形有哪些特点?
②过对称中心的直线将图形分成全等的两部分.
4
A
B
D
C
O
①中心对称图形上的每一组对称点所连线段必经过对称中心,且被对称中心平分.
A
B
D
C
O
活动一:探究中心对称图形的概念
一块多边形钢板(相邻两边都互相垂直)如图所示,请你根据中心对称的性质用一条直线将它分成面积相等的两部分(不写作法,保留画图痕迹,在图中直接画出). 你还有其他的分割方法吗?
L 形钢板本身不是中心对称图形,可拆成两个矩形,矩形的对称中心为对角线交点. 连接两个中心点的直线,分别平分两个矩形,也就平分整个 L 形钢板的面积.
还有其他方法吗?
活动一:探究中心对称图形的概念
一块多边形钢板(相邻两边都互相垂直)如图所示,请你根据中心对称的性质用一条直线将它分成面积相等的两部分(不写作法,保留画图痕迹,在图中直接画出). 你还有其他的分割方法吗?
其他分割方法如图所示.
活动一:探究中心对称图形的概念
说一说中心对称与中心对称图形的区别与联系.
5
名称 中心对称 中心对称图形
图形
区
别 属性 两个图形的位置关系 具有某种性质的一个图形
对称点 在两个图形上,对称中心两侧/重合 在一个图形上
对称中心 在两个图形的外部、内部或图形上 在图形上或其内部
联系 两者可以相互转化:若把成中心对称的两个图形视为一个整体,则整个图形是中心对称图形;若把一个中心对称图形相互对称的两部分看作两个图形,则这两个图形成中心对称.
活动一:探究中心对称图形的概念
说一说轴对称图形与中心对称图形的区别与联系.
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名称 轴对称图形 中心对称图形
图形
区别 关于某一条直线对称 关于某一点对称
沿某一条直线折叠后,直线两旁的部分互相重合 绕某一点旋转180°后与原来的图形重合
联系 如果一个图形是轴对称图形,且有两条互相垂
直的对称轴,那么它也是中心对称图形,如圆、
正方形……注:中心对称图形不一定是轴对称图形.
活动二:探究生活中的中心对称图形
中心对称图形的形状通常匀称美观,在自然界中可以看到许多美丽的中心对称图形(图①),在很多建筑物和工艺品中也常采用中心对称图形作装饰图案(图②).
图①
图②
活动二:探究生活中的中心对称图形
另外,由于具有中心对称图形形状的物体,能够在其所在平面内绕对称中心平稳地旋转,所以常将各种机器中需要旋转的零部件的形状设计成中心对称图形,如水泵叶轮(图③).
活动二:探究生活中的中心对称图形
美丽的中心对称图形:
在一次数学社团活动上,小明设计了一个社团标识,如图所示,正方形ABCD与折线D-E-F-B构成了中心对称图形,且DE⟂EF,AD=50,DE比EF长25,求EF的长.
C
A
B
O
D
E
F
C
A
B
O
D
E
F
在一次数学社团活动上,小明设计了一个社团标识,如图所示,正方形ABCD与折线D-E-F-B构成了中心对称图形,且DE⟂EF,AD=50,DE比EF长25,求EF的长.
C
A
B
D
E
G
F
O
H
如图,经过正方形ABCD对称中心O的直线分别交BA的延长线、AD、BC于点E、F、G.已知DC=4,DF=3,则AE的长为多少?
如图,经过正方形ABCD对称中心O的直线分别交BA的延长线、AD、BC于点E、F、G.已知DC=4,DF=3,则AE的长为多少?
∴OH=HD=2,
∵DF=3,
∴FH=AF=1,
∵EAF=OHF=90°,AFE=OFH
∴△EAF≌△OHF (ASA).
∴AE=OH=2
C
A
B
D
E
G
F
O
H
解:圆是中心对称图形. 因为围绕圆心旋转180°后能与它本身重合.
1.圆是中心对称图形吗?为什么?
2.在以下交通标志图案中,哪些是中心对称图形?再举出几个自然界以及生活、生产中的中心对称图形实例.
解:第1,3, 4个图案是中心对称图形.在日常生活中,还有很多这样的图案,如六角螺母、汽车轮毂、轮胎、蜂巢的正六边形结构等.
任务
请在家、小区街道或周边公共场所,完成下面三项实践活动,素材不能选用课本中已出现的图案.
搜集素材:寻找生活中 5 个中心对称图形的例子,可通过拍照、手绘、剪贴的方式记录并分析.
实例分析:选取其中最典型的一个图形,标出对称中心,阐述该图形绕对称中心旋转 180° 后能与自身重合的原因.
创意设计:设计一个既是中心对称图形又是轴对称图形的图案,说明图案的对称轴数量与对称中心位置.
生活中的中心对称图形
1.“中心对称”与“中心对称图形”有什么区别?请结合你找到的实例,分别举例说明.
2.平行四边形、矩形、菱形、正方形、圆中,哪些属于中心对称图形?哪些既是中心对称图形又是轴对称图形?
3.在正三角形、正方形、正五边形、正六边形中,哪些是中心对称图形?据此猜想:正 n 边形满足什么条件时,一定是中心对称图形?
4.生活中很多标志、图案喜欢使用中心对称结构,你认为这样设计有什么好处?
探究
生活中的中心对称图形
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