内容正文:
第15章 轴对称
15.1 图形的轴对称(第1课时)
轴对称及其性质
数学新教材人教版 八年级上册
新知讲授
从生活中的对称出发
观察
桥梁倒影、建筑外形、脸谱与交通标志中,都能看到左右或上下呼应的部分。先选定一个图案,想象沿某条直线折叠。
任务
用“能否完全重合”说明你的判断。对称不仅是看起来相似,还要求折叠后的每一部分都能找到对应部分。
新知讲授
窗花为什么能对称
操作
把纸对折,沿折叠后的轮廓剪出图案,再打开纸。折痕两侧的边缘来自同一次剪切,所以展开后能够成对重合。
发现
折痕给出了判断对称的方向。若移动折痕或只比较局部,未必仍能重合;判断时应考察整个图形。
新知讲授
建立本课研究问题
先判断
怎样把“看起来对称”说得准确?我们将把折叠、重合、直线三个关键词连起来,区分一个图形与两个图形的情况。
再研究
如果两个点折叠后重合,它们与折痕有什么位置和数量关系?这将帮助我们把直观观察转化成可计算的几何条件。
新知讲授
轴对称图形
教材定义
如果一个平面图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形就叫作轴对称图形,这条直线就是它的对称轴,折叠后重合的点是对应点,叫作对称点。
理解要点
抓住一个图形、沿直线折叠、两旁互相重合。对称轴是一条直线,不能只画图形内部的一小段。
新知讲授
定义中的三个关键条件
平面与直线
研究对象是平面图形,折叠沿一条直线进行。对称轴可以穿过图形,也可以使图形分成若干相互对应的部分。
完全重合
折叠后,边界、内部图案和标记都要对应。只有外轮廓相同而内部文字方向不同,不能直接断定整个图案轴对称。
例题讲解
示例
长方形的两条对角线一定是对称轴吗?说明理由。
答:一般长方形的对角线不是对称轴。
沿对角线折叠,邻边一般不能重合。
过两组对边中点的直线才是一般长方形的两条对称轴。
例题讲解
示例
正方形有几条对称轴?逐一指出。
A
B
C
D
答:条。
两条对角线都是对称轴。
两组对边中点的连线所在直线也是对称轴。
新知讲授
怎样找对称点
折叠追踪
选一个顶点,想象沿候选轴折叠,观察它落在何处。两个点必须在同一次折叠中重合,不能仅凭距离远近任意配对。
轴上特殊点
对称轴上的点折叠时位置不变,它的对称点就是自身。对称轴两侧的点则成对出现,连线跨过对称轴。
A
B
C
A'
B'
C'
M
N
新知讲授
两个图形成轴对称
教材定义
把一个图形沿着某一条直线折叠,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条直线成轴对称,也称这两个图形关于这条直线对称。
理解要点
这里研究的是两个图形的位置关系。这条直线叫作对称轴,折叠后重合的点仍叫作对称点。
新知讲授
从门、图案到多边形
观察
每一对图形的中间都有一条虚线。将一侧沿虚线折叠,另一侧若与之完全重合,就建立了两个图形的轴对称关系。
标点
在多边形中追踪点的对应位置。点的名字可以不同,但对应顺序必须一致;对称变换不会改变边长与角的大小。
例题讲解
示例
两个同样大小、同样朝向的字母 并排放置,它们成轴对称吗?
答:两个同向 不成轴对称。
全等只说明形状、大小相同。
关于中间竖直直线折叠后,字母朝向改变,不能与另一个同向 重合。
新知讲授
一个图形与两个图形
区别
轴对称图形研究一个图形自身的特征;两个图形成轴对称研究两个图形之间的位置关系。描述时先说清研究对象。
联系
把轴对称图形沿轴分开,两部分关于该轴对称;把成轴对称的两个图形看成整体,这个整体就是轴对称图形。
例题讲解
示例
与关于直线对称,写出对应边和对应角。
A
B
C
A'
B'
C'
M
N
答:,,;对应角分别相等。
点依次对应。
例如,中间顶点也必须对应。
新知讲授
轴对称保持形状和大小
性质
成轴对称的两个图形全等。折叠后的重合直接保证对应线段相等、对应角相等,可以用于求边长和角度。
限制
反过来,仅知道两个图形全等,不能保证它们当前的位置成轴对称。还需要有一条直线使它们能够折叠重合。
A
B
C
A'
B'
C'
M
N
探究
探究
与关于对称,交于。与、与有何关系?
答:;。
折叠时点重合,轴上的交点不动,因此交点到两端点距离相等。
两个邻角折叠后重合且和为平角,所以均为直角。
新知讲授
从一对点推广到所有对称点
位置关系
对任何一对不在轴上的对称点,连接它们后得到的线段都与对称轴垂直。因此,不同对称点的连线方向彼此平行。
数量关系
对称轴通过每一条对应点连线的中点。点到轴的距离相同,所以不能把“在轴两侧”单独当成对称的充分条件。
A
B
C
A'
B'
C'
M
N
新知讲授
轴对称的核心性质
教材定义
成轴对称的两个图形中,连接对称点的线段被对称轴垂直平分。
理解要点
垂直平分同时包含两个条件:相交成直角、交点是中点。应用性质时,通常要把文字转化成一个垂直关系和一个等长关系。
新知讲授
线段的垂直平分线
教材定义
经过线段中点并且垂直于这条线段的直线,叫作这条线段的垂直平分线。
理解要点
对称轴就是每一对不同对称点所连线段的垂直平分线。本课先掌握定义,下一课再研究垂直平分线上的其他点。
例题讲解
示例
直线与交于。若,能否直接断定关于对称?
答:不能。
等长只说明是的中点。
还需要,两个条件同时满足才能确定对称关系。
例题讲解
示例
点关于对称,与交于。已知,求。
答:。
对称轴垂直平分,所以。
。
例题讲解
示例
点关于直线对称,是连线与轴的交点,,。求及。
答:,。
由,得,解得。
,所以。
例题讲解
示例
两个三角形关于对称。原三角形两个内角为,求对应图形中第三个角。
答:。
原三角形第三角为。
轴对称保持角度,对应角也等于该角。
方法归纳
把折叠语言转成几何关系
判断轴对称
① 先选候选直线,再检查折叠后全部部分能否重合。
② 两个图形必须有共同的对称轴,不能只比较形状大小。
应用对称性质
① 按对应顺序列出相等的边、角,轴上的点对应自身。
② 对称点连线与轴垂直,并被轴平分;两个条件必须同时使用。
课堂练习
练习
如图所示的每个图形是轴对称图形吗?如果是,指出它的对称轴。
答:()是;()不是;()是;()不是;()是。
蝴蝶图案和高速公路标志均关于竖直中线对称。
正方形有四条对称轴;飞机朝向与太极图内部曲线使相应折叠不能重合。
课堂练习
练习
如图所示的每幅图形中的两个图案是成轴对称的吗?如果是,指出它们的对称轴,并找出一对对称点。
答:()是;()不是;()是。
()()的对称轴为两图案中间的竖直直线。
例如()两图案最上方横画的外端点互为对称点;()两个 同向,折叠不能重合。
课堂练习
练习
线段与关于对称,交于,连接。()写出相等线段及的垂直平分线。
答:,,;垂直平分线是。
对应线段相等,轴上的点与自身对应。
连接对称点的线段被垂直平分。
课堂练习
练习
线段与关于对称,交于,连接。()填写:两三角形关于______,______,______,______。
答:成轴对称;;;。
对应自身,分别对应。
按同一对应顺序书写全等符号和对应角。
课堂练习
练习
和关于直线对称,,。求和。
答:,。
成轴对称的两个图形全等。
由对应角相等、对应边相等直接得到结果。
课堂练习
练习
一个方形标牌外轮廓是正方形,内部只在左上角画一个小圆。整个标牌一定有四条对称轴吗?
答:不一定。
四条轴是正方形外轮廓的对称轴。
内部小圆也必须折叠重合;整体图案的对称轴应同时满足内外图案的要求。
课堂总结
轴对称及其性质
一个图形
沿直线折叠,两旁互相重合。
两个图形
沿同一条直线折叠,两个图形重合。
对应关系
成轴对称的图形全等,对应边和角相等。
核心性质
对称点连线被对称轴垂直平分。
判断注意
同时看全部图案;垂直与平分缺一不可。
针对训练
训练
判断一个图形是否为轴对称图形,最准确的依据是哪一项?. 左右大小相等;. 能沿某直线折叠重合;. 有两条相等的边;. 图形全等。
答:选 。
轴对称的定义同时要求一条折叠直线和两侧完全重合。
判断要回到定义中的完整条件。
针对训练
训练
长方形(非正方形)、正方形、圆分别有多少条对称轴?
答:条、条、无数条。
长方形取两组对边中点连线;正方形再加两条对角线。
圆的每一条直径所在直线都是对称轴。
对称轴应是直线,圆的半径本身不是对称轴。
针对训练
判断
判断下列说法。
(1) 成轴对称的两个图形一定全等。
正确
折叠重合保证形状和大小相同。
(2) 全等的两个图形一定成轴对称。
错误
同向并排的两个 提供反例。
(3) 对称轴上的点的对称点是自身。
正确
折叠时轴上的点不移动。
(4) 对称点到对称轴的距离相等。
正确
对称轴垂直平分对称点连线。
每个判断都给出定义、性质或反例。
针对训练
训练
点关于直线对称,交于,若,求。
答:。
。
。
先明确所求的是全长还是到轴的距离。
针对训练
训练
对称点的连线交对称轴于,,。求和。
答:,。
由得。
,故。
用平分得到等式,再求完整线段。
针对训练
训练
与关于直线对称,,,求。
答:。
。
。
先在同一个三角形内统一已知角。
针对训练
训练
两个轴对称三角形中,第一个三角形的周长为,两条边分别为。第二个三角形与剩余边对应的边长是多少?
答:。
第一个三角形剩余边长为。
对应边长度相等,所以所求边为 。
轴对称保持所有边长,也保持周长。
针对训练
训练
四边形与形状大小相同,且垂直平分。能否只凭这些条件判定两四边形关于对称?
答:不能。
一对顶点满足对称条件,不代表其余顶点都满足。
还应检查其他对应顶点关于同一条直线的对称关系。
整体判断必须覆盖所有关键点。
针对训练
训练
一块展板关于竖直中线对称,左右边缘的对应点为。点到中线的距离是,求同一水平高度上的展板宽度。
答:。
轴垂直平分,左右半宽均为。
。
实际宽度对应对称点连线的全长。
针对训练
训练
花园设计了两个关于直线对称的三角形花坛。一个花坛三边长为,两个花坛分别围边且不共用边,共需围边多少米?
答:。
一个花坛周长为。
两个花坛全等,周长相等,围边共为 米。
对称保证两份相同的周长,注意是否共用边。
方法归纳
把折叠语言转成几何关系
判断轴对称
① 先选候选直线,再检查折叠后全部部分能否重合。
② 两个图形必须有共同的对称轴,不能只比较形状大小。
应用对称性质
① 按对应顺序列出相等的边、角,轴上的点对应自身。
② 对称点连线与轴垂直,并被轴平分;两个条件必须同时使用。
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