内容正文:
第二十八章 旋转 知识清单
依据人教版《义务教育教科书·数学》九年级上册(2024年版新教材)编写,供复习备考使用。
一、章知识概览
【学习内容】本章共两节:28.1图形的旋转;28.2中心对称(含中心对称的性质、中心对称图形、关于原点对称的点的坐标)。本章类比平移、轴对称研究旋转这一基本图形变换。
【考点地位】旋转的性质、旋转作图、中心对称与中心对称图形的识别、关于原点对称的点的坐标是中考图形变换的常考内容,常与全等三角形、坐标系综合命题。
【学习目标】①理解旋转的概念及旋转中心、旋转角、对应点;②掌握旋转的基本性质;③理解中心对称、中心对称图形的概念与性质;④掌握关于原点对称的点的坐标规律,能作旋转后的图形。
【知识结构图】一图速查本章全貌,下表按“章→节→核心知识点”三层呈现。
第二十八章 旋转
28.1 图形的旋转
把一个图形绕某一点 O 转动一个角度;O为旋转中心,转动的角为旋转角
性质: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都等于旋转角
旋转前后图形全等;旋转三要素:旋转中心、旋转方向、旋转角
28.2 中心对称
中心对称:一个图形绕某点转180°后与另一图形重合
性质:对称点所连线段经过对称中心,且被对称中心平分
中心对称图形:绕某点转180°后与自身重合(线段、平行四边形、圆等)
关于原点对称的点:P(x,y) 的对称点为 P′(-x,-y)
二、核心公式定理
【速查表】本章核心概念、性质集中列表如下,逐条对照教材,复习时以表代翻书。
名称
内容
说明与易错提示
旋转
把一个平面图形绕平面内某一点 O 转动一个角度
三要素:旋转中心、方向、旋转角
旋转的性质
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
这两个性质是计算角度、线段长的依据
旋转与全等
旋转前后的图形全等
对应边相等、对应角相等
中心对称
一个图形绕某点旋转180°后与另一个图形重合
它是特殊的旋转(旋转角为180°)
中心对称性质
成中心对称的两个图形,对称点所连线段经过对称中心,且被它平分
对称中心是对称点连线的中点
关于原点对称
点 P(x,y) 关于原点的对称点为 P′(-x,-y)
横、纵坐标都变号
三、考点知识梳理
(一)28.1 图形的旋转
【知识定位】旋转的概念与性质是本节核心,是几何计算与作图的基础。
【旋转的概念】把一个平面图形绕着平面内某一点 O 转动一个角度,叫作图形的旋转。点 O 叫作旋转中心,转动的角叫作旋转角。图形上的点 P 经过旋转后变为点 P′,这两个点叫作这个旋转的对应点。
旋转
【旋转的性质】①旋转前后图形的形状、大小不变,即旋转前后的图形全等;②对应点到旋转中心的距离相等;③对应点与旋转中心所连线段的夹角相等,都等于旋转角。
旋转的性质
(二)28.2 中心对称
【中心对称】把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,就说这两个图形关于这个点对称或中心对称,这个点叫作对称中心。
【中心对称的性质】成中心对称的两个图形中,对称点所连线段都经过对称中心,并且被对称中心平分。它除具有旋转的一般性质外,还有这一特殊性质。
中心对称
【中心对称图形】把一个图形绕着某一点旋转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。线段、平行四边形、矩形、菱形、正方形、圆都是中心对称图形。
中心对称图形
【关于原点对称的点的坐标】两个点关于原点对称时,它们的坐标符号相反,即点 P(x,y) 关于原点的对称点为P′(-x,-y)。
关于原点对称的点的坐标
四、重点知识记忆方法
【记忆口诀】旋转性质:对应点等距,夹角等转角;旋转不改变形状和大小。中心对称:对称点连线过中心,中心平分连线段。原点对称:横纵坐标都变号。对称图形辨别:转180°能与自身重合的是中心对称图形。
【对比记忆】轴对称与中心对称对比如下表。
对比项
轴对称
中心对称
对称方式
沿一条直线翻折180°
绕一点旋转180°
对称要素
对称轴(直线)
对称中心(点)
对应点连线
被对称轴垂直平分
经过对称中心且被它平分
五、解题方法总结
题型1 利用旋转性质求角度与线段长
【解题方法】①找旋转中心、旋转角、对应点;②由“对应点到旋转中心距离相等”得到相等线段;③由“对应点与旋转中心连线夹角=旋转角”得到相等的角;④结合全等三角形计算。
【数学思想】转化思想、数形结合思想:把分散的线段、角通过旋转集中到一个三角形中。
题型2 旋转作图
【解题方法】①确定关键点(多边形的顶点);②连接关键点与旋转中心;③按指定方向和角度作出对应点(使夹角等于旋转角、距离相等);④顺次连接对应点。
【数学思想】图形变换思想。
题型3 中心对称与中心对称图形的识别
【解题方法】①区分“两个图形成中心对称”与“一个图形是中心对称图形”;②判断一个图形是否为中心对称图形,看它绕某点转180°后能否与自身重合;③注意轴对称图形与中心对称图形不要混淆。
【数学思想】分类讨论思想。
题型4 坐标系中的中心对称
【解题方法】①关于原点对称:坐标都变号 P(x,y)→P′(-x,-y);②先求各顶点对称点坐标,再描点连线;③注意与关于 x 轴、y 轴对称的坐标变化区分。
【数学思想】数形结合思想。
六、易错点清单
【清单】逐条对照教材与常见易错情形,复习时先自查再对照下表。
常见易错点
正确做法
把旋转角当成图形上某条边转过的夹角的补角
旋转角是“对应点与旋转中心连线”的夹角,不是任意两边的夹角
混淆中心对称与轴对称
中心对称是绕点转180°,对称中心是点;轴对称是沿直线翻折,对称轴是直线
混淆“中心对称”与“中心对称图形”
前者指两个图形的位置关系,后者指一个图形自身的特性
关于原点对称坐标记错
P(x,y)→P′(-x,-y),横、纵坐标都变号;关于x轴对称纵坐标变号
作旋转图时旋转方向或角度画错
先定旋转中心和关键点,方向、角度按题目要求,对应点到中心距离相等
误认为旋转会改变图形大小
旋转只改变位置,不改变形状和大小,旋转前后图形全等
七、高频考点速记
①旋转三要素:旋转中心、旋转方向、旋转角。
②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。
③旋转前后图形全等。
④中心对称是旋转角为180°的特殊旋转;对称点连线被对称中心平分。
⑤点 P(x,y) 关于原点对称的点是P′(-x,-y)。
八、学情自测
(一)选择题(每题2分,共5题)
1.下列标志中,是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
2.下列所述图形中,是轴对称图形但不是中心对称图形的是( )
A.正六边形 B.矩形 C.正方形 D.等边三角形
3.如图,将绕点逆时针旋转,得到,若,则( )
A. B. C. D.
4.如图,将绕点顺时针旋转一定的角度得到,若,,则旋转角的度数是( )
A. B. C. D.
5.已知三个顶点的坐标分别为,,.将平移,使点的对应点恰好与点关于原点成中心对称,则平移后点的对应点的坐标是( )
A. B. C. D.
(二)填空题(每空2分,共5题)
1.旋转不改变图形的形状和大小,只改变图形的_____。
2.线段 AB 绕它的中点旋转180°后与自身重合,所以线段是________图形。
3.成中心对称的两个图形,对称点所连线段都经过_______,且被它平分。
4.点关于原点的对称点坐标是_______.
5.已知在平面直角坐标系中,,,将绕点逆时针旋转得到,连接交于点,将点向左平移2个单位长度得到点,则点的坐标为_____.
(三)解答题(每题8分,共2题)
1. 如图,在△ABC 中,∠ACB=90°,AC=BC,把△ABC 绕点 C 逆时针旋转得到△A′B′C,使点 B 的对应点 B′ 落在 AB 上。若∠A=45°,求旋转角∠BCB′ 的度数。
2. 在平面直角坐标系中,△ABC 三个顶点的坐标分别为 A(1,1)、B(3,1)、C(2,3)。画出△ABC 关于原点 O 对称的△A′B′C′,并写出 A′、B′、C′ 的坐标。
九、参考答案
【选择题】
1.【答案】C
解题步骤:
①A、不是中心对称图形,故本选项不符合题意;
②B、不是中心对称图形,故本选项不符合题意;
③C、是中心对称图形,故本选项符合题意,选C。
【知识点睛】中心对称图形识别:绕某点旋转180°后能与自身重合;常见中心对称图形有平行四边形、圆、正方形等,注意与轴对称图形区分(轴对称是翻折重合)。
2.【答案】D
解题步骤:
①A、正六边形既是轴对称图形又是中心对称图形,不符合题意;
②B、矩形既是轴对称图形又是中心对称图形,不符合题意;
③C、正方形既是轴对称图形又是中心对称图形,不符合题意;D、等边三角形是轴对称图形但不是中心对称图形,符合题意,选D。
【知识点睛】中心对称与轴对称图形:轴对称图形沿直线对折重合,中心对称图形绕点旋转180°重合。逐一判断选项图形的对称性。
3.【答案】B
解题步骤:
①由旋转的性质,旋转角∠BAB′=∠CAC′=23°,且旋转前后对应角大小不变;
②由图中各射线位置,∠BAC=∠BAC′−∠CAC′=100°−23°=77°;
③故∠B′AC=∠BAC−∠BAB′=77°−23°=54°,选B。
【知识点睛】旋转前后对应点与旋转中心连线的夹角等于旋转角;求角时先由旋转角建立对应角关系,再用和差计算。
4.【答案】D
解题步骤:
①由旋转的性质,旋转角等于对应点与旋转中心连线的夹角,即∠BAB′=∠CAC′;
②由图中射线位置,∠B′AC=∠BAB′+∠BAC;
③代入已知∠BAC=30°、∠B′AC=110°,得旋转角∠BAB′=110°−30°=80°,选D。
【知识点睛】旋转角是对应点与旋转中心连线的夹角;从图中分解所求角与已知角、旋转角之间的和差关系即可求出。
5.【答案】A
解题步骤:
①点C(−2,−2)关于原点O对称的点为(2,2),故平移后点A′=(2,2);
②平移向量=A′−A=(2−(−3), 2−4)=(5,−2),即向右平移5个单位、向下平移2个单位;
③故点B′=B+(5,−2)=(2+5, −1−2)=(7,−3),选A。
【知识点睛】关于原点对称的点横、纵坐标都取相反数;平移时点的坐标按平移量加减(右加左减、上加下减)。
【填空题】
1.【答案】位置。
解题步骤:
①旋转只改变图形的位置,不改变图形的形状和大小。
【知识点睛】旋转的性质:旋转前后的图形全等,对应点到旋转中心的距离相等,只改变图形的位置。
2.【答案】中心对称。
解题步骤:
①线段绕它的中点旋转180°后能与自身重合,所以线段是中心对称图形。
【知识点睛】中心对称图形:绕某一点旋转180°后能与原来的图形重合,线段、平行四边形、圆都是中心对称图形。
3.【答案】对称中心。
解题步骤:
①成中心对称的两个图形,对称点所连线段都经过对称中心,且被对称中心平分。
【知识点睛】中心对称的性质:对称点所连线段经过对称中心,且被对称中心平分。
4.【答案】(3,-2)
解题步骤:
① 根据关于原点对称的点的坐标特点,可知两个点关于原点对称时,横纵坐标符号相反,
②因此点关于原点的对称点的坐标为.
【知识点睛】关于原点对称的点坐标:横、纵坐标都变为相反数。直接把(x,y)写成(-x,-y)。
5.【答案】(, )
解题步骤:
①∵A(2,0)绕原点O逆时针旋转90°得到点C,由旋转坐标规律(x,y)→(-y,x),∴C(0,2);
②设直线CA的解析式为y=kx+b,将C(0,2)、A(2,0)代入,得k=-1,b=2,即CA:y=-x+2;
③直线OB过原点与B(4,2),故OB:y=x;
④联立y=-x+2与y=x,得-x+2=x,解得x=,y=,即E(, );
⑤将点E向左平移2个单位长度,得E′(-2, ),即E′(-, )。
【知识点睛】旋转90°的坐标规律:点(x,y)绕原点逆时针旋转90°后变为(−y,x).求两直线交点用联立方程组;点的平移:左移a个单位长度,横坐标减a.本题先由旋转得点C,求直线CA与OB的交点E,再将E向左平移2个单位得到E′.
【解答题】
1. 解:∵AC=BC,∠ACB=90°,∴∠B=∠A=45°。点 B 旋转到 B′,则 CB=CB′,△CBB′ 为等腰三角形,∠B=∠CB′B=45°。
∴∠BCB′=180°-45°-45°=90°,即旋转角为90°。
2. 解:关于原点对称,各点坐标都变号:A′(-1,-1)、B′(-3,-1)、C′(-2,-3)。依次连接 A′B′、B′C′、C′A′,即得所求三角形。
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