内容正文:
28.2.3 关于原点对称的点的坐标 知识清单
人教版(2024) 九年级上册 第二十八章《旋转》
教材 P103—P104 28.2 中心对称(第 3 课时)
图 1 本节知识地图:一条核心规律、一次对比辨析、一条作图路径、一个判断依据
一、学习目标与重难点
维度
内容
学习
目标
① 探究并掌握关于原点对称的点的坐标规律,会写出已知点关于原点的对称点的坐标;
② 会利用坐标关系,在平面直角坐标系中作出与已知图形关于原点对称的图形;
③ 能区分「关于原点对称」与「关于坐标轴对称」,会用坐标关系解决简单问题
重点
点 P(x, y) 关于原点的对称点为 P′(-x, -y);利用坐标作关于原点对称的图形的三步:求、描、连
难点
区分关于原点对称(横、纵坐标都变相反数)与关于坐标轴对称(只变其中一个);理解坐标规律与中心对称的性质之间的联系
二、从中心对称到坐标
前两个课时分别在「图形」的层面上研究中心对称:28.2.1 讲两个图形关于某一点成中心对称,28.2.2 讲一个图形自身的中心对称性。本课时把「某一点」取在坐标原点,中心对称就可以用坐标来刻画了。
先看它在坐标系里的样子。图 2 左中,点 P 与点 P′ 关于原点 O 对称,线段 PP′ 经过原点 O,并且被原点 O 平分,所以 。这正是 28.2.1 的性质在平面直角坐标系中的表现——对称中心就是每一对对称点所连线段的中点。
再把目光从图形移到坐标上(图 2 右):点 的对称点 的横坐标、纵坐标都变成了原来的相反数。这个关系下一节再来验证。
图 2 中心对称在平面直角坐标系中的样子(左):点 P 绕原点 O 旋转 后与点 P′ 重合,线段 PP′ 经过原点且被原点平分;坐标中的表现(右):点 的对称点为
三、关于原点对称的点的坐标规律
那么,关于原点对称的两个点,坐标之间有什么关系?先在平面直角坐标系中作出已知点关于原点的对称点,再观察它们的坐标(教材 P103 探究)。
探究:作出已知点关于原点 O 的对称点,并写出它们的坐标
已知点 、、、、,作出它们关于原点 O 的对称点(图 3 左),并写出这些对称点的坐标。
图 3 左:教材 P103 探究,作出 A、B、C、D、E 关于原点 O 的对称点,每一条连线都经过原点 O;右:同一个点的三种对称放在一起对比
把结果填在表里,再比较每一对坐标。
已知点
关于原点对称的点
坐标的变化
横坐标 → ,纵坐标 →
横坐标 → ,纵坐标 →
横坐标 → ,纵坐标 →
横坐标 → ,纵坐标 →
横坐标 → ,纵坐标 →
从上表可以看到:每一个对称点的横坐标与已知点的横坐标互为相反数,纵坐标与已知点的纵坐标也互为相反数。
两个点关于原点对称时,它们的坐标符号相反,即 关于原点的对称点为 。
这里有两点要说明。
① 坐标中有 0 时,0 的相反数仍然是 0。例如 的对称点是 ,仍然在 x 轴上。
② 原点 关于原点的对称点是它本身。
四、三种对称的坐标对比
关于坐标轴对称的点的坐标,八年级上册已经学过:点 关于 x 轴对称的点是 ,关于 y 轴对称的点是 。把这两种和本节的关于原点对称放在一起,正好组成一张对照表。
对称方式
点 P(x, y) 的对称点
坐标的变化
关于 x 轴对称
横坐标不变,纵坐标变相反数
关于 y 轴对称
纵坐标不变,横坐标变相反数
关于原点对称
横坐标、纵坐标都变相反数
一句话记牢:关于谁对称谁不变,关于原点都改变。
三种对称放在一起看更清楚(图 3 右):同一个点 关于 x 轴对称得 ,关于 y 轴对称得 ,关于原点对称得 ——三个对称点落在三个不同的位置。
图 3 右提醒我们:同一个点的三个对称点各不相同,写坐标时千万不要把「只变一个」与「两个都变」弄混。
五、象限的变化规律与坐标轴上的点
把坐标符号的变化再和象限对起来看,规律就很清楚了(图 4):
第一象限的点关于原点对称后落在第三象限;第二象限的点关于原点对称后落在第四象限。
也就是说,关于原点对称的两个点分别在相对的象限里。
图 4 关于原点对称的两个点分别在相对的象限里: 与 在第一、三象限, 与 在第二、四象限
如果点的坐标中有 0,情形又不一样:点 在 x 轴上,它的对称点 仍然在 x 轴上;点 在 y 轴上,它的对称点 仍然在 y 轴上(这两种情形在图 3 左中可以直接看到)。所以,坐标中有 0 的点,关于原点对称后仍在同一条坐标轴上。
原点 是唯一一个关于原点对称后还是它自己的点。
六、利用坐标作关于原点对称的图形
有了坐标规律,作关于原点对称的图形,就不必再一个顶点一个顶点地绕点旋转了。
例(教材 P103 例 2):作出与 △ABC 关于原点对称的 △A′B′C′
如图 5,△ABC 的三个顶点的坐标分别是 、、。利用关于原点对称的点的坐标的关系,作出与 △ABC 关于原点对称的图形。
点 关于原点的对称点为 ,所以 △ABC 的三个顶点关于原点的对称点依次是 、、。依次连接 A′B′、B′C′、C′A′,就得到与 △ABC 关于原点对称的 △A′B′C′。
图 5 教材 P103 例 2:连接 AA′、BB′、CC′(虚线),它们都经过原点 O 且被原点平分
作图分三步(图 7):① 求——算出各顶点关于原点的对称点的坐标;② 描——在平面直角坐标系中描出这些对称点;③ 连——按原图形的顺序顺次连接。
七、易错清单
关于原点对称的点的坐标,规则只有一句「横、纵坐标都变相反数」,但用起来有六个地方最容易出错(图 6),下表逐条说明。
图 6 同一个 △DEF 的两种对称(左:关于原点对称;右:关于 y 轴对称)
易错点
错在哪里
正确做法
① 把「关于原点对称」与
「关于 x 轴对称」弄混
求点 (2, 3) 关于原点的对称点时,写成 (2, -3)
横、纵坐标都要变相反数,(2, 3) 的对称点是 (-2, -3)
② 以为「符号相反」就是
其中一个变号
只把横坐标变号,写成 (-2, 3)
「符号相反」指的是横坐标、纵坐标分别互为相反数,两个都要变
③ 忘记坐标中有 0 的情形
把 A(4, 0) 的对称点写成 (-4, -0),或者写不出来
0 的相反数仍然是 0,所以 A(4, 0) 的对称点是 A′(-4, 0)
④ 把对称点的横、纵坐标
写颠倒了
把 (x, y) 的对称点写成 (-y, -x),例如把 (2, 5) 写成 (-5, -2)
顺序不能换:横坐标写成 -x,纵坐标写成 -y,仍是 (-2, -5)
⑤ 坐标算对了,点却描错了
位置
在平面直角坐标系中把 A′(-4, 1) 描到了 (-4, -1) 处
描点后再核对一次:对称点的横、纵坐标是否都与已知点互为相反数
⑥ 由两点关于原点对称
列方程时漏掉一个
已知 A(a, 2)、B(3, b) 关于原点对称,只列出 a = -3 就停了
横坐标互为相反数、纵坐标也互为相反数,要列出两个等式
八、方法总结
把本节的方法理一遍:判断一个点的对称点在哪里,看坐标规律;作一个图形关于原点对称的图形,走下面三步(图 7)。
图 7 作关于原点对称的图形:求 → 描 → 连
★ 记忆要点
① 坐标规律:点 关于原点的对称点为 ;
② 对比口诀:关于谁对称谁不变,关于原点都改变;
③ 象限规律:对称的两个点分别在相对的象限里,坐标中有 0 的仍在同一条坐标轴上;
④ 作图三步:求(算对称点坐标)→ 描(描点)→ 连(顺次连接);
⑤ 检验:连接一对对称点,线段经过原点,并且被原点平分。
常见题型
入手点
用到的结论
求已知点关于原点的对称点
把横坐标、纵坐标都变相反数
关于原点对称的点的坐标规律
由两点关于原点对称求字母的值
横坐标互为相反数、纵坐标互为相反数,各列一个等式
关于原点对称的点的坐标规律
在坐标系中作关于原点对称的图形
求 → 描 → 连 三步,再顺手检验一次
关于原点对称的点的坐标规律
判断两个点是否关于原点对称
看它们的横、纵坐标是否分别互为相反数
关于原点对称的点的坐标规律
与中心对称图形结合求顶点的坐标
对角线相交于原点,相对的两个顶点就关于原点对称
中心对称图形的性质
九、课后巩固
1. 点 关于原点的对称点 P′ 的坐标是( )
A. B.
C. D.
2.(教材 P104 练习 1)下列各点中,哪两个点关于原点对称?
、、、、、、
3.(教材 P104 练习 2)写出下列各点关于原点的对称点 A′、B′、C′、D′ 的坐标:
、、、
4. 已知点 与点 关于原点对称,求 m、n 的值。
5. 在平面直角坐标系中,△ABC 的三个顶点的坐标分别为 、、。作出与 △ABC 关于原点对称的 △A′B′C′,并写出点 A′、B′、C′ 的坐标。
6. 已知平行四边形 ABCD 的两条对角线相交于原点 O,顶点 A、B 的坐标分别为 、,求顶点 C、D 的坐标。
参考答案与解析
1. C。横坐标 -3 的相反数是 3,纵坐标 1 的相反数是 -1,所以 P′ 的坐标是 。
2. C 与 F。 与 :横坐标 与 互为相反数,纵坐标 与 也互为相反数,所以 C 与 F 关于原点对称。其余各点都找不到与它横、纵坐标分别互为相反数的点。
3. 的对称点 ; 的对称点 ; 的对称点 ; 的对称点 。
4. 因为 A、B 关于原点对称,所以它们的横坐标互为相反数、纵坐标也互为相反数。于是 m - 1 = 3,解得 m = 4;n + 1 = -2,解得 n = -3。
5. 因为点 关于原点的对称点为 ,所以 → , → , → 。依次连接 A′B′、B′C′、C′A′,所得 △A′B′C′ 与 △ABC 关于原点对称。
6. 因为平行四边形 ABCD 的两条对角线相交于原点 O,所以点 O 是它的对称中心,C 与 A、D 与 B 分别关于原点对称。所以 ,。
十、技能自查
序号
自查内容
能否做到
1
能说出关于原点对称的点的坐标规律,会写出已知点的对称点坐标
□ 能 □ 还需复习
2
能区分关于原点对称与关于 x 轴、y 轴对称
□ 能 □ 还需复习
3
能说出关于原点对称的两个点所在的象限有什么关系
□ 能 □ 还需复习
4
会用坐标关系作出与已知图形关于原点对称的图形
□ 能 □ 还需复习
5
会由「两个点关于原点对称」列方程求字母的值
□ 能 □ 还需复习
6
能说明「关于原点对称」与中心对称之间的联系
□ 能 □ 还需复习
十一、知识追问
追问 1 关于原点对称的两个点,坐标有什么关系?
横坐标、纵坐标分别互为相反数。点 关于原点的对称点是 。
追问 2 关于原点对称与关于 x 轴、y 轴对称,区别在哪里?
关于 x 轴对称只有纵坐标变相反数,关于 y 轴对称只有横坐标变相反数,只有关于原点对称是横、纵坐标都变相反数。一句话:关于谁对称谁不变,关于原点都改变。
追问 3 为什么「关于原点对称」可以看成一类中心对称?
点 关于原点 O 的对称点 ,正好是点 P 绕原点 O 旋转 后落到的地方。所以关于原点对称是中心对称(旋转 )在平面直角坐标系中的样子,28.2.1 的两条性质在这里同样成立:线段 PP′ 经过原点 O,并且被原点 O 平分;两个图形全等。
十二、章内位置与中考对接
28.2.3 是第二十八章《旋转》中 28.2《中心对称》的第 3 课时,也是 28.2 的最后一个课时。前两个课时分别在「图形」的层面上研究中心对称,本课时把它放进平面直角坐标系,用「坐标」来刻画——把「形」的问题变成「数」的问题,这正是数形结合的体现。
教材位置
内容
P103
关于原点对称的点的坐标(探究与归纳);利用坐标作关于原点对称的图形(例 2)
P104
练习(求已知点关于原点的对称点坐标;用坐标关系作出关于原点对称的图形)
中考怎么考
① 选择、填空题:直接写出已知点关于原点的对称点的坐标;由「两个点关于原点对称」求字母的值。
② 作图题:在平面直角坐标系中作出与已知图形关于原点对称的图形,并写出各顶点的坐标。
③ 与中心对称图形结合:平行四边形的对角线相交于原点时,相对的两个顶点关于原点对称,可用来求顶点坐标。
十三、本节边界
★ 本节边界:本清单只研究「用坐标刻画关于原点对称」——坐标规律、与关于坐标轴对称的对比、象限的变化规律、用坐标作关于原点对称的图形。至于绕原点旋转其它角度后点的坐标怎样变化,以及其它图形变换与中心对称的关系,本清单都不展开。
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