内容正文:
利用旋转的性质求解、旋转中的规律问题、旋转作图问题讲义
利用旋转的性质求解、旋转中的规律问题、旋转作图问题讲义
考点目录
利用旋转的性质求解
旋转中的规律问题
旋转作图问题
考点一 利用旋转的性质求解
【知识点解析】
一、旋转的基础概念与核心性质
· 旋转三要素:旋转中心(绕哪个点转)、旋转方向(顺时针/逆时针)、旋转角度(转动的角度)。
· 三大核心性质:
0. 全等性:旋转前后的图形完全全等,对应边相等、对应角相等,周长、面积均保持不变;
0. 等距性:每一组对应点到旋转中心的距离相等;
0. 等角性:任意一组对应点与旋转中心连线的夹角,都等于旋转角。
二、常见题型与解法
1. 基础计算:求边长、角度
· 题型特征:已知原图形的边长、角度,以及旋转角度,求旋转后的对应边长、夹角大小。
· 解法:直接利用「对应边相等、对应角相等」,结合三角形内角和、外角定理、勾股定理计算。
2. 旋转全等模型(手拉手模型)
· 题型特征:共顶点的两条等线段旋转,形成两个有公共顶点的三角形。
· 核心结论:共顶点等线段旋转必出全等三角形,可实现边、角的转移,将分散的条件集中到同一个三角形中。
· 典型场景:等边三角形旋转、等腰直角三角形旋转、正方形旋转。
3. 面积计算:不规则图形面积转化
· 题型特征:旋转后形成的阴影部分为不规则图形,无法直接用公式计算。
· 解法:利用旋转前后面积不变,将不规则部分的面积,转化为规则图形(扇形、三角形、正方形)的面积和差,最常见的是「三角形面积 + 扇形面积 - 另一个三角形面积」。
三、解题步骤
1. 定三要素:明确旋转中心、旋转方向、旋转角度;
1. 找对应:确定对应点、对应边、对应角;
1. 用性质:利用全等、等距、等角性质,转化已知条件;
1. 算结果:结合三角形、四边形相关定理求解。
【例题分析】
例1.(25-26九年级下·内蒙古通辽·阶段检测)如图,将边长为2的等边绕点O逆时针旋转得到,则点的纵坐标是( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】先求出点B的坐标,再根据旋转性质得到点的坐标,进而确定其纵坐标.
【详解】过点B作轴于点C,
是边长为2的等边三角形,
,,
在中,,,
.
将点B绕点O逆时针旋转,根据坐标旋转规律:点绕原点逆时针旋转后的坐标为,
可得,
因此点的纵坐标为,对应选项为B.
例2.(25-26九年级下·福建南平·阶段检测)如图,将绕着点顺时针旋转后得到,若,,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据旋转的特征可得旋转角的度数,在中,由三角形内角和定理求解的度数,最后由角度和差计算求解即可.
【详解】解:将绕着点顺时针旋转后得到,
,
,,
,
.
例3.(25-26九年级上·天津静海·阶段检测)如图,在中,,,,将绕点A逆时针旋转,使点C落在边上的点E处,点B落在点D处,连接,则的长为________.
【答案】
【分析】本题考查旋转的性质,勾股定理,熟练掌握旋转的性质是解题的关键.勾股定理求出的长,旋转得到,进而求出的长,再利用勾股定理求出的长即可.
【详解】解:∵,,,
∴,
∵旋转,
∴,
∴,
∴;
故答案为:.
例4.(25-26九年级上·河北邢台·阶段检测)如图,绕点逆时针旋转,得到,连接,若,则图中阴影部分的面积为______.
【答案】9
【分析】本题考查旋转的性质、直角三角形的性质、熟练掌握“角所对的直角边是斜边的一半”是解题的关键.
根据旋转的性质易得和,进而得到是等腰三角形,过点作于点,根据“角所对的直角边是斜边的一半”的性质得到的长,观察图形发现图中阴影部分的面积等于的面积,据此求解即可.
【详解】解:由题意得:、
是等腰三角形,
过点作于点,
,
绕点逆时针旋转,得到
图中阴影部分的面积为,
即,
因此图中阴影部分的面积为.
故答案为:.
【变式训练】
变式1.(25-26九年级上·河北沧州·阶段检测)如图,在中,.将绕点A顺时针旋转至使得点C恰好落在BC上的处,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题主要考查了旋转的性质,等腰三角形的性质,三角形内角和定理,
根据旋转的性质得,再根据等腰三角形的性质得,
再根据三角形内角和定理得,则此题可解.
【详解】解:根据旋转的性质,得,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴.
故选:A.
变式2.(25-26九年级上·广东韶关·期末)如图,将绕点A逆时针旋转一定角度,得到,,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查旋转的性质,掌握旋转前后角度相等是解题的关键.
由旋转可得,进而可得.
【详解】解:∵绕点A旋转得到,
,
,
∴.
故选:D.
变式3.(25-26九年级上·陕西西安·期中)如图,在等边中,,是边上的高线,点是线段上的动点,连接,将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接,则线段的最小值为___________.
【答案】
【分析】由旋转的性质证明,确定点的运动轨迹,再根据垂线段最短,利用含角的直角三角形性质算出最小值.
【详解】解:如图,连接,
根据题意可知,,
为等边三角形,是边上的高线,
∴,,,,
,,
,
在和中,
,
,
,
点在与夹角为的直线上运动,
当,取得最小值,
在中,,,
,
的最小值为.
变式4.(25-26九年级上·北京东城·期中)如图,将含角的直角三角尺绕点B顺时针旋转后得到,连接.若,则的面积为__________________.
【答案】
【分析】过D点作,垂足为F,根据含30度角的直角三角形的性质,结合勾股定理求出的长,根据旋转的性质以及等积法求出的长,再根据三角形的面积公式进行求解即可.
【详解】解:过D点作,垂足为F,
由题意,在中,,
∴,,
∵旋转,
∴,,,
∴,
∴三点共线,
∵,
∴,即,
∴,
∴的面积为.
考点二 旋转中的规律问题
【知识点解析】
一、核心本质
图形按固定规则多次重复旋转,通过分析前几次旋转的结果,找到周期循环或递推规律,归纳出第次旋转后的坐标、长度、面积等结果,本质是「从特殊到一般」的归纳思想。
二、常见题型
1. 坐标旋转规律
· 题型特征:在平面直角坐标系中,图形绕定点(多为原点)按固定角度旋转,求第次旋转后对应点的坐标。
· 典型规律:绕原点每次旋转时,周期为4,每4次旋转回到初始位置;只需计算前4个坐标,用除以4看余数,对应周期内的位置即可。
2. 图形拼接规律
· 题型特征:每次旋转后拼接出新的图形,求第个图形的周长、总面积。
· 解法:依次算出前3个图形的周长/面积,观察差值规律,判断是等差、等比还是其他递推关系,写出通项公式。
3. 周期循环规律
· 题型特征:旋转角度能整除时,图形会呈现周期性循环。
· 解法:先求出一个周期的长度,用总次数除以周期,根据余数对应到周期内的位置,直接得到结果。
三、解题步骤
1. 算前值:依次计算前3~4次旋转后的结果;
1. 找规律:判断是周期循环型,还是等差/等比递推型;
1. 写通项:归纳出第次的通用表达式;
1. 验正误:代入小数值验证规律是否正确。
【例题分析】
例1.(25-26九年级上·河北邯郸·期中)已知点,将点A绕原点O顺时针旋转后的对应点为,将点绕原点O顺时针旋转后的对应点为,依此作法继续下去,则点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了坐标与图形的旋转与规律问题.根据图形旋转的规律得出每旋转6次坐标一循环,得出点与点坐标相同,即可求解.
【详解】解:∵点绕原点顺时针旋转多次,旋转6次后坐标循环,
,余数为3,
∴点与点坐标相同,
点绕原点O旋转得到点,
∴点与点关于原点对称,则,
∴点的坐标是,
故选:C.
例2.(25-26九年级上·广西来宾·期末)在平面直角坐标系中,等边如图放置,点A的坐标为.每一次将绕着点O逆时针方向旋转,同时每边扩大为原来的2倍,第一次旋转后得到,第二次旋转后得到,…,以此类推,则点的坐标为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】根据题意得到每旋转6次是一个循环,点落在x轴负半轴,且,即可得到答案.
【详解】解:第一次旋转后,在第一象限,,
第二次旋转后,在第二象限,,
第三次旋转后,在x轴负半轴,,
第四次旋转后,在第三象限,,
第五次旋转后,在第四象限,,
第六次旋转后,在x轴正半轴,,
……,
每旋转6次,A的对应点回到x轴正半轴,
而,
在x轴负半轴上,且,
∴点的坐标为.
例3.(25-26九年级上·广东江门·期中)如图,在平面直角坐标系中,将绕点A顺时针旋转到的位置,点B、O分别落在点处,点在x轴上,再将绕点顺时针旋转到的位置,点在x轴上,将绕点顺时针旋转到的位置,点在x轴上,依次进行下去….若点,则的坐标为_____;点的坐标为_____.
【答案】
【分析】本题考查了图形的探索与规律,首先根据已知求出三角形三边长度,然后通过旋转发现,…,即可得每偶数之间的B相差6个单位长度,根据这个规律可以求得的坐标.
【详解】解:∵,
∴中,,
∴,
∴的横坐标为:6,且,即,
∴的横坐标为:,
∴点的横坐标为:,点的纵坐标为:2,
即的坐标是,
故答案为,.
例4.(25-26九年级上·黑龙江·期中)如图,在平面直角坐标系中,点的坐标为,将线段绕点按顺时针方向旋转45°,再将其长度伸长为的2倍,得到线段;将线段绕点按顺时针方向旋转45°,再将其长度伸长为的2倍,得到线段如此下去,得到线段(为正整数),则点的坐标是_____.
【答案】
【分析】此题主要考查了坐标与图形变化—旋转,点的变化规律,根据题意得出点的坐标与点的坐标在同一直线上是解题关键.
根据题意得出,,,如此下去,得到线段,,,再利用旋转角度得出点的坐标与点的坐标在同一直线上,进而得出答案.
【详解】解:点的坐标为,
,
将线段绕点按顺时针方向旋转,再将其长度伸长为的倍,得到线段;
,
同理,
如此下去,得到线段,,,
,
由题意可得出线段每旋转次旋转一周,
∵,
点的坐标与点的坐标在同一直线上,正好在直线上,
可设,,
,
,解得,
点的坐标是.
故答案为:.
【变式训练】
变式1.(25-26九年级上·湖北襄阳·阶段检测)如图,在平面直角坐标系中,四边形的顶点在原点上,,轴,将四边形绕点逆时针旋转,每次旋转,第2025次旋转结束时,点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了坐标与图形变化-旋转、点的坐标变化规律、全等三角形的判定与性质及勾股定理,先求出点C的坐标,再依次求出每次旋转后点C对应点的坐标,发现规律即可解决问题.
【详解】解:连接,
在和中,
,
∴,
∴.
过点C作x轴的垂线,垂足为M,过点B作的垂线,垂足为N,
∵,
∴,
∴,
则.
∴,
又∵,
∴,
则,
过点作y轴的垂线,垂足为P,
由旋转可知,,
∴,
∴.
在和中,
,
∴,
∴,,
∴点的坐标为,
即第1次旋转后点C的坐标为,
同理可得,第2次旋转后点C的坐标为,第3次旋转后点C的坐标为,第4次旋转后点C的坐标为,第5次旋转后点C的坐标为,…,
由此可见,从第1次旋转开始,点C的坐标按,,,循环.
又∵余1,
∴第2025次旋转后点C的坐标为.
故选:D.
变式2.(25-26九年级上·湖北武汉·阶段检测)如图,长方形的两边分别在x轴,y轴上,点C与原点重合,点,将长方形沿x轴向右翻滚,经过一次翻滚点A对应点记为,经过第二次翻滚点A对应点记为……依此类推,经过2026次翻滚后点A对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】此题考查了坐标规律的探索,解题的关键是正确求得前几个点的坐标,找出规律.求得前几个点的坐标,找出规律,根据规律求解即可.
【详解】解:如图所示:
点经过一次翻滚后,再经过一次翻滚后,,再经过一次翻滚后,再经过一次翻滚后,
可得:经过4次翻滚后点对应点一循环,
,
∵,矩形的周长为,
∴经过2026次翻滚后点A对应点的坐标为,即
故选:B.
变式3.(25-26九年级上·黑龙江齐齐哈尔·期末)在平面直角坐标系中,一个图形向右平移个单位长度,再绕原点按顺时针方向旋转角度,这样的图形运动叫做图形的变换.现将斜边为1的等腰直角三角形放置在如图的平面直角坐标系中,经变换后得为第一次变换,经变换后得为第二次变换,…,经变换得,则点的坐标是______.
【答案】
【分析】本题考查坐标旋转中的规律探究,等腰直角三角形的性质,过点作轴,根据斜边上的中线,得到,进而得到,根据变化规则,得到,,,,,推出,根据,求出点的坐标即可.
【详解】解:过点作轴,
∵为斜边为1的等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴是由先向右平移1个单位,再绕原点按顺时针方向旋转,即根据平移后的点关于原点对称得到的,
∴,
同理:,,,,,
∴,
∵,
∴,即:.
故答案为:.
变式4.(25-26九年级上·湖南衡阳·期中)如图,在平面直角坐标系中,有一个,,,直角边在y轴正半轴上,点A在第一象限,且,将 绕原点逆时针旋转,同时把各边长扩大为原来的两倍(即).得到,同理,将绕原点O逆时针旋转,同时把各边长扩大为原来的两倍,得到…,依此规律,得到三角形,则的横坐标为_____.
【答案】
【分析】本题考查了点的坐标变化规律,解直角三角形;根据余弦的定义求出,可分别求出,,……,找出规律,得到,根据规律解答即可,正确得到图形的变化规律是解题的关键.
【详解】解:在中,,
∴,
∴;
∴,,…,
一般地,;
∵,,
∴在x轴正半轴上,
∴的横坐标为,即;
故答案为:.
考点三 旋转作图问题
【知识点解析】
一、核心本质
根据旋转的性质,找到原图形各个顶点的对应点,顺次连接对应点,即可得到旋转后的图形。作图的核心是保证对应点到旋转中心距离相等、夹角等于旋转角。
二、基本作图:作已知图形旋转后的图形
通用步骤(网格/尺规均适用)
1. 定要素:明确旋转中心、旋转方向、旋转角度;
1. 作对应点:对原图形的每个顶点:
· 连接该顶点与旋转中心;
· 按指定方向和角度,作出这条线段旋转后的对应线段;
· 线段的另一端点就是原顶点的对应点。
1. 连图形:按照原图形的顶点顺序,顺次连接所有对应点,得到旋转后的图形。
两种场景的作图技巧
· 网格作图:旋转、时,利用网格的垂直、等长特性,直接数格子确定对应点,无需量角;
· 尺规作图:以旋转中心为圆心、顶点到中心的距离为半径画弧,用量角器量出旋转角,弧与角的另一边的交点即为对应点。
【例题分析】
例1.(25-26九年级上·甘肃张掖·期末)如图,在平面直角坐标系中,由边长为1个单位长度的小正方形组成的网格中,的三个顶点坐标分别为,在坐标系中画出绕点逆时针旋转的,并写出点的坐标.
【答案】
如图,即为所求:
由上可得点的坐标为.
【分析】利用网格特点和旋转的性质画出点的对应点,再依次连接可得到;再写出点的坐标即可.
【详解】略
例2.(25-26九年级下·安徽安庆·阶段检测)如图,在平面直角坐标系中,已知点,解答下列问题:
(1)若经过平移后得到,已知点的坐标为,请画出;
(2)将绕点A按顺时针方向旋转90°得到,请画出,并写出点的坐标.
【答案】(1)
如图所示即为所求作;
(2)
如图所示,点.
【分析】(1),根据点C的对应点可知将向右平移5个单位长度,再向下平移6个单位长度,再画出图形即可;
(2),将点B,C绕点A顺时针旋转得到点,再依次连接可得答案
【详解】(1)解:根据题意可得点的对应点为,
∴将向右平移5个单位长度,再向下平移6个单位长度,
(2)略
例3.(25-26九年级下·广东佛山·阶段检测)如图,,,为格点.
(1)在图中,作出将线段绕点逆时针旋转后的线段;
(2)在图中,点为线段和的交点,作出将绕点逆时针旋转后的点.
【答案】(1)线段如图所示;
(2)
点Q如图所示;
【分析】本题考查作图旋转变换、全等三角形的判定与性质,熟练掌握旋转的性质,全等三角形的判定与性质是解答本题的关键.
(1)利用全等三角形的判定和性质即可作出图形;
(2)分别作点绕点A逆时针旋转后得到点,连接交于点Q,点Q即为所作.
【详解】(1)略
(2)略
【变式训练】
变式1.(25-26九年级上·四川南充·期中)在边长为1个单位长度的正方形网格中建立如图所示的平面直角坐标系,的顶点都在格点上,请解答下列问题:
(1)作出向左平移个单位长度后得到的,并写出点的坐标;
(2)作出绕原点顺时针旋转后得到的,并写出点的坐标;
(3)求的面积.
【答案】(1)
如图所示,即为所求,
点的坐标为,
(2)
如图所示,即为所求,
点的坐标为
(3)
【分析】本题主要考查平移作图,画旋转图形,三角形的面积;
(1)根据平移变换的定义作出三个顶点平移后的对应点,再首尾顺次连接即可;
(2)根据旋转变换的定义作出旋转后的对应点,再首尾顺次连接即可.
(3)连接,根据长方形的面积减去一个小正方形和三个三角形的面积即可求解.
【详解】(1)略
(2)略
(3)如图,连接,
∴的面积为
变式2.(25-26九年级上·青海西宁·期中)如图,在平面直角坐标系中,已知的三个顶点坐标分别是,,.
(1)将绕点O顺时针旋转后得到,画出;
(2)求的面积;
(3)若点P为y轴上一动点,则的最小值等于______.
【答案】(1)
如图所示,
(2)3
(3)
【分析】本题主要考查了图形的旋转、轴对称-最短路径问题以及两点间距离公式,熟练掌握旋转的性质、轴对称的性质和两点间距离公式是解题的关键.
(1)根据旋转的性质,找到三角形三个顶点绕原点顺时针旋转后的对应点,再连接这些点得到旋转后的三角形;
(2)利用三角形面积公式求解即可
(3)利用轴对称的性质,找到点关于轴的对称点,连接该对称点与,其长度即为的最小值,再通过两点间距离公式计算.
【详解】(1)略
(2)解:的面积;
(3)解:如图,作点关于轴的对称点.连接,,交轴于点,则此时最小,
,
故答案为:.
变式3.(25-26九年级上·河北廊坊·期中)如图,,线段均在由小正方形组成的方格纸中(点A,B,C,,均在方格纸的格点上).按要求完成下列各小题.
(1)若与关于点O成中心对称(点A,B的对称点分别为点,),在图中画出点O,并补全;
(2)在(1)的基础上,在图中画出绕点O逆时针旋转90°的.
【答案】(1)
解:所求图形,如图所示.
(2)
解:如图,为所求.
【分析】本题考查中心对称图形,旋转作图,掌握中心对称图形的性质是解题的关键.
(1)连接,,它们的交点即为对称中心O,进而可画出点C的对称点,即可解答;
(2)根据旋转的性质作图即可.
【详解】(1)略
(2)略
2
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旋转作图问题
考点一 利用旋转的性质求解
【知识点解析】
一、旋转的基础概念与核心性质
· 旋转三要素:旋转中心(绕哪个点转)、旋转方向(顺时针/逆时针)、旋转角度(转动的角度)。
· 三大核心性质:
0. 全等性:旋转前后的图形完全全等,对应边相等、对应角相等,周长、面积均保持不变;
0. 等距性:每一组对应点到旋转中心的距离相等;
0. 等角性:任意一组对应点与旋转中心连线的夹角,都等于旋转角。
二、常见题型与解法
1. 基础计算:求边长、角度
· 题型特征:已知原图形的边长、角度,以及旋转角度,求旋转后的对应边长、夹角大小。
· 解法:直接利用「对应边相等、对应角相等」,结合三角形内角和、外角定理、勾股定理计算。
2. 旋转全等模型(手拉手模型)
· 题型特征:共顶点的两条等线段旋转,形成两个有公共顶点的三角形。
· 核心结论:共顶点等线段旋转必出全等三角形,可实现边、角的转移,将分散的条件集中到同一个三角形中。
· 典型场景:等边三角形旋转、等腰直角三角形旋转、正方形旋转。
3. 面积计算:不规则图形面积转化
· 题型特征:旋转后形成的阴影部分为不规则图形,无法直接用公式计算。
· 解法:利用旋转前后面积不变,将不规则部分的面积,转化为规则图形(扇形、三角形、正方形)的面积和差,最常见的是「三角形面积 + 扇形面积 - 另一个三角形面积」。
三、解题步骤
1. 定三要素:明确旋转中心、旋转方向、旋转角度;
1. 找对应:确定对应点、对应边、对应角;
1. 用性质:利用全等、等距、等角性质,转化已知条件;
1. 算结果:结合三角形、四边形相关定理求解。
【例题分析】
例1.(25-26九年级下·内蒙古通辽·阶段检测)如图,将边长为2的等边绕点O逆时针旋转得到,则点的纵坐标是( )
A.1 B. C. D.
例2.(25-26九年级下·福建南平·阶段检测)如图,将绕着点顺时针旋转后得到,若,,则的度数是( )
A. B. C. D.
例3.(25-26九年级上·天津静海·阶段检测)如图,在中,,,,将绕点A逆时针旋转,使点C落在边上的点E处,点B落在点D处,连接,则的长为________.
例4.(25-26九年级上·河北邢台·阶段检测)如图,绕点逆时针旋转,得到,连接,若,则图中阴影部分的面积为______.
【变式训练】
变式1.(25-26九年级上·河北沧州·阶段检测)如图,在中,.将绕点A顺时针旋转至使得点C恰好落在BC上的处,则的度数为( )
A. B. C. D.
变式2.(25-26九年级上·广东韶关·期末)如图,将绕点A逆时针旋转一定角度,得到,,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
变式3.(25-26九年级上·陕西西安·期中)如图,在等边中,,是边上的高线,点是线段上的动点,连接,将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接,则线段的最小值为___________.
变式4.(25-26九年级上·北京东城·期中)如图,将含角的直角三角尺绕点B顺时针旋转后得到,连接.若,则的面积为__________________.
考点二 旋转中的规律问题
【知识点解析】
一、核心本质
图形按固定规则多次重复旋转,通过分析前几次旋转的结果,找到周期循环或递推规律,归纳出第次旋转后的坐标、长度、面积等结果,本质是「从特殊到一般」的归纳思想。
二、常见题型
1. 坐标旋转规律
· 题型特征:在平面直角坐标系中,图形绕定点(多为原点)按固定角度旋转,求第次旋转后对应点的坐标。
· 典型规律:绕原点每次旋转时,周期为4,每4次旋转回到初始位置;只需计算前4个坐标,用除以4看余数,对应周期内的位置即可。
2. 图形拼接规律
· 题型特征:每次旋转后拼接出新的图形,求第个图形的周长、总面积。
· 解法:依次算出前3个图形的周长/面积,观察差值规律,判断是等差、等比还是其他递推关系,写出通项公式。
3. 周期循环规律
· 题型特征:旋转角度能整除时,图形会呈现周期性循环。
· 解法:先求出一个周期的长度,用总次数除以周期,根据余数对应到周期内的位置,直接得到结果。
三、解题步骤
1. 算前值:依次计算前3~4次旋转后的结果;
1. 找规律:判断是周期循环型,还是等差/等比递推型;
1. 写通项:归纳出第次的通用表达式;
1. 验正误:代入小数值验证规律是否正确。
【例题分析】
例1.(25-26九年级上·河北邯郸·期中)已知点,将点A绕原点O顺时针旋转后的对应点为,将点绕原点O顺时针旋转后的对应点为,依此作法继续下去,则点的坐标是( )
A. B. C. D.
例2.(25-26九年级上·广西来宾·期末)在平面直角坐标系中,等边如图放置,点A的坐标为.每一次将绕着点O逆时针方向旋转,同时每边扩大为原来的2倍,第一次旋转后得到,第二次旋转后得到,…,以此类推,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
例3.(25-26九年级上·广东江门·期中)如图,在平面直角坐标系中,将绕点A顺时针旋转到的位置,点B、O分别落在点处,点在x轴上,再将绕点顺时针旋转到的位置,点在x轴上,将绕点顺时针旋转到的位置,点在x轴上,依次进行下去….若点,则的坐标为_____;点的坐标为_____.
例4.(25-26九年级上·黑龙江·期中)如图,在平面直角坐标系中,点的坐标为,将线段绕点按顺时针方向旋转45°,再将其长度伸长为的2倍,得到线段;将线段绕点按顺时针方向旋转45°,再将其长度伸长为的2倍,得到线段如此下去,得到线段(为正整数),则点的坐标是_____.
【变式训练】
变式1.(25-26九年级上·湖北襄阳·阶段检测)如图,在平面直角坐标系中,四边形的顶点在原点上,,轴,将四边形绕点逆时针旋转,每次旋转,第2025次旋转结束时,点的坐标为( )
A. B. C. D.
变式2.(25-26九年级上·湖北武汉·阶段检测)如图,长方形的两边分别在x轴,y轴上,点C与原点重合,点,将长方形沿x轴向右翻滚,经过一次翻滚点A对应点记为,经过第二次翻滚点A对应点记为……依此类推,经过2026次翻滚后点A对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
变式3.(25-26九年级上·黑龙江齐齐哈尔·期末)在平面直角坐标系中,一个图形向右平移个单位长度,再绕原点按顺时针方向旋转角度,这样的图形运动叫做图形的变换.现将斜边为1的等腰直角三角形放置在如图的平面直角坐标系中,经变换后得为第一次变换,经变换后得为第二次变换,…,经变换得,则点的坐标是______.
变式4.(25-26九年级上·湖南衡阳·期中)如图,在平面直角坐标系中,有一个,,,直角边在y轴正半轴上,点A在第一象限,且,将 绕原点逆时针旋转,同时把各边长扩大为原来的两倍(即).得到,同理,将绕原点O逆时针旋转,同时把各边长扩大为原来的两倍,得到…,依此规律,得到三角形,则的横坐标为_____.
考点三 旋转作图问题
【知识点解析】
一、核心本质
根据旋转的性质,找到原图形各个顶点的对应点,顺次连接对应点,即可得到旋转后的图形。作图的核心是保证对应点到旋转中心距离相等、夹角等于旋转角。
二、基本作图:作已知图形旋转后的图形
通用步骤(网格/尺规均适用)
1. 定要素:明确旋转中心、旋转方向、旋转角度;
1. 作对应点:对原图形的每个顶点:
· 连接该顶点与旋转中心;
· 按指定方向和角度,作出这条线段旋转后的对应线段;
· 线段的另一端点就是原顶点的对应点。
1. 连图形:按照原图形的顶点顺序,顺次连接所有对应点,得到旋转后的图形。
两种场景的作图技巧
· 网格作图:旋转、时,利用网格的垂直、等长特性,直接数格子确定对应点,无需量角;
· 尺规作图:以旋转中心为圆心、顶点到中心的距离为半径画弧,用量角器量出旋转角,弧与角的另一边的交点即为对应点。
【例题分析】
例1.(25-26九年级上·甘肃张掖·期末)如图,在平面直角坐标系中,由边长为1个单位长度的小正方形组成的网格中,的三个顶点坐标分别为,在坐标系中画出绕点逆时针旋转的,并写出点的坐标.
例2.(25-26九年级下·安徽安庆·阶段检测)如图,在平面直角坐标系中,已知点,解答下列问题:
(1)若经过平移后得到,已知点的坐标为,请画出;
(2)将绕点A按顺时针方向旋转90°得到,请画出,并写出点的坐标.
例3.(25-26九年级下·广东佛山·阶段检测)如图,,,为格点.
(1)在图中,作出将线段绕点逆时针旋转后的线段;
(2)在图中,点为线段和的交点,作出将绕点逆时针旋转后的点.
【变式训练】
变式1.(25-26九年级上·四川南充·期中)在边长为1个单位长度的正方形网格中建立如图所示的平面直角坐标系,的顶点都在格点上,请解答下列问题:
(1)作出向左平移个单位长度后得到的,并写出点的坐标;
(2)作出绕原点顺时针旋转后得到的,并写出点的坐标;
(3)求的面积.
变式2.(25-26九年级上·青海西宁·期中)如图,在平面直角坐标系中,已知的三个顶点坐标分别是,,.
(1)将绕点O顺时针旋转后得到,画出;
(2)求的面积;
(3)若点P为y轴上一动点,则的最小值等于______.
变式3.(25-26九年级上·河北廊坊·期中)如图,,线段均在由小正方形组成的方格纸中(点A,B,C,,均在方格纸的格点上).按要求完成下列各小题.
(1)若与关于点O成中心对称(点A,B的对称点分别为点,),在图中画出点O,并补全;
(2)在(1)的基础上,在图中画出绕点O逆时针旋转90°的.
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