内容正文:
简一数理 单元复习、期中期末复习
重难点05 轴对称的概念、性质、作图
(新教材人教版)
01 考情分析 → 锚考向,明权重,联考点,定方向 2
02 知识回顾 → 梳核心,破难点,搭框架,织体系 2
知识点一、轴对称、成轴对称的概念和性质 2
知识点二、图形的轴对称与中心对称(补充拓展) 3
知识点三、线段的垂直平分线 4
知识点四、轴对称变换的本质 5
知识点五、点关于直线对称的核心规律(作图底层逻辑) 5
知识点六、画轴对称图形的通用标准五步(大题作图必写步骤) 6
03 典型例题 → 归题型,研母题,悟思路,善迁移 7
【题型1 轴对称图形、成轴对称识别;对称轴条数判断】 7
【题型2 轴对称图形性质:判断、求线段与角度】 7
【题型3 镜面对称(车牌、钟表、电子钟镜像)】 8
【题型4 生活模型:台球、光线反射、折叠问题】 9
【题型5 线段垂直平分线的性质与判定】 10
【题型6 逆命题、互逆命题、互逆定理辨析】 11
【题型7 尺规作图:画对称轴、作轴对称图形、作垂直平分线、过点作垂线】 12
【题型8 坐标系内点与图形的轴对称坐标变换】 13
【题型9 轴对称综合大题(线段、角度、面积综合)】 14
04 过关检测 → 分梯度,强综合,查漏洞,固成效 16
05 复盘笔记 → 集错题,析错因,重订正,常反思 23
01 考情分析 → 锚考向,明权重,联考点,定方向
常考考点
命题风向
・轴对称与轴对称图形的概念辨析,区分两个图形成轴对称和一个图形是轴对称图形
・轴对称的性质:对称点连线被对称轴垂直平分、对应线段相等、对应角相等
・对称轴的判定方法,找轴对称图形的全部对称轴
・轴对称作图:作一个点、一条线段、一个多边形关于已知直线的对称图形
・利用轴对称的性质求线段长度、角度大小
・轴对称与折叠问题结合,依托轴对称实现边角等量转化
・基础层面:以选择题、填空题考查概念识别、对称轴条数判断,属于基础送分题型
・能力层面:规范尺规作图,要求保留作图痕迹;结合折叠,隐藏轴对称背景,求边角
・综合层面:作为将军饮马、最短路径问题的理论基础,在几何最值大题中渗透考查
・着重考查识图能力,要求学生发现图形中隐含的对称关系
考情解码:
・分值定位:选择填空 2–3 分,作图题 3–4 分,常作为几何综合题的底层工具,不单独压轴
・高频失分点:混淆 “轴对称” 和 “轴对称图形” 概念;作图漏画痕迹、对称点找错;折叠题不会识别相等边角
・备考提示:理清概念差异,熟记性质;反复练习标准轴对称作图;把折叠问题统一归为轴对称模型去拆解
02 知识回顾 → 梳核心,破难点,搭框架,织体系
知识点一、轴对称、成轴对称的概念和性质
1. 轴对称图形(单个图形自身对称)
定义:一个平面图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能完全重合,这个图形叫轴对称图形,这条直线叫对称轴。 例:等腰三角形、长方形、圆、线段、角。
2. 成轴对称(两个图形对称)
定义:两个平面图形沿一条直线折叠后能够重合,称这两个图形成轴对称,直线是对称轴。
两者区别与联系
· 区别:轴对称图形是1 个图形;成轴对称是2 个图形。
· 联系:把成轴对称的两个图形看成整体,就是轴对称图形;把轴对称图形沿对称轴分开,得到两个成轴对称的图形。
3.轴对称核心性质(必考)
· 成轴对称的两个图形全等(对应边、对应角相等);
· 任意一组对应点的连线,被对称轴垂直平分;
· 对应线段、对应角分别相等;对应线段延长线的交点在对称轴上。
4.典型应用模型:将军饮马(最短路径)
· 题型:直线同侧两点,求直线上动点P使PA+PB最小;
· 作法:作其中一点关于直线的对称点,连接对称点与另一点,和直线交点即为P;
· 原理:轴对称转化折线,利用 “两点之间线段最短”。
5.三角形拓展
· 等腰三角形是轴对称图形,对称轴为底边上的高(中线、顶角角平分线);
· 三角形三边垂直平分线交于一点(外心),外心到三顶点距离相等;
· 锐角△:外心在内部;直角△:外心在斜边中点;钝角△:外心在外部。
6.高频易错点
· 对称轴是直线,不是线段、射线;
· 全等图形不一定轴对称,轴对称图形一定全等;
· 作图不可省略垂线、圆弧痕迹,会扣分;
· 混淆 x、y 轴对称坐标符号;
· 判定垂直平分线,必须同时满足 “垂直 + 平分” 两个条件。
知识点二、图形的轴对称与中心对称(补充拓展)
一:轴对称与中心对称
类别
轴对称
中心对称
定义
把一个图形沿着某一条直线翻折,如果它能够与另一个图形重合,那么称这两个图形关于这条直线对称,也称这两个图形成轴对称,这条直线叫做对称轴.折叠后重合的点是对应点,也叫做对称点.
如果一个图形绕某点旋转180°后与另一个图形重合,我们就把这两个图形叫做成中心对称.
性质
1)对应点的连线被对称轴垂直平分;
2)成轴对称的两个图形全等;
3)只有一条对称轴.
1)对应点的连线都经过对称中心,且被对称中心平分;
2)成中心对称的两个图形全等;
3)只有一个对称中心.
二:轴对称图形与中心对称图形
类别
轴对称图形
中心对称图形
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,那么这个图形就叫做轴对称图形.这条直线就是它的对称轴.
如果一个图形绕某一点旋转180°后能与它自身重合,我们就把这个图形叫做中心对称图形,这个点叫做它的对称中心.
性质
1)有对称轴;
2)将图形沿对称轴折叠后,对称轴两旁的部分完全重合.
1) 有对称中心;
2) 将图形绕对称中心旋转180°旋转后的图形能与原来的图形重合.
知识点三、线段的垂直平分线
1.定义
经过线段中点,并且垂直于这条线段的直线,叫做线段的垂直平分线(中垂线)。 两层要求:①平分线段;②与线段垂直。
2.两大核心定理(必考)
(1) 性质定理(线上点→到两端距离相等)
线段垂直平分线上的任意一点,到这条线段两个端点的距离相等。 几何语言: 若直线l垂直平分AB,点P在l上,则 PA=PB。
(2) 判定定理(到两端等距→在垂直平分线上)
与一条线段两个端点距离相等的点,在这条线段的垂直平分线上。 几何语言: 若PA=PB,则点P在线段AB的垂直平分线上。
3.集合意义
线段的垂直平分线,是所有到线段两端点距离相等的点的集合。
4.尺规作图:作已知线段的垂直平分线
5.三角形拓展考点
· 三角形三边垂直平分线交于同一点,这个点叫外心;
· 外心到三角形三个顶点的距离相等(外接圆圆心);
· 锐角三角形:外心在三角形内部;
· 直角三角形:外心在斜边中点;
· 钝角三角形:外心在三角形外部。
6.常见题型 & 易错点
(1) 基础计算:利用PA=PB列线段等式求边长;
(2) 作图题:补全轴对称图形、找对称轴、将军饮马作对称点;
(3) 易错坑: ① 只平分线段不垂直,不是垂直平分线; ② 判定定理需两个端点距离同时相等,单一端相等不成立; ③ 作图半径不能小于二分之一线段长,否则无交点。
7.和轴对称的关联
两个成轴对称图形,对应点连线的垂直平分线,就是这两个图形的对称轴。
知识点四、轴对称变换的本质
定义:由一个平面图形得到它关于一条直线l对称的图形,这个过程叫轴对称变换;直线l称为对称轴。
三大不变性质(考试核心采分点)
· 形状、大小完全不变(全等:原图与对称图形全等)
· 对应线段长度相等,对应角相等
· 任意一组对应点的连线,被对称轴垂直平分
拓展:成轴对称的两个图形,可以看作一个图形经过轴对称变换得到;一个轴对称图形,自身左右两半互为轴对称变换。
知识点五、点关于直线对称的核心规律(作图底层逻辑)
(1)点关于直线的对称点:
设点P,关于直线l的对称点P’,则有PP’垂直l,且PP’的中点在l上,即l是PP’的垂直平分线。
(2) 坐标系中的对称:
设坐标系中有点A(x, y),则点A关于x轴的对称点是(x, -y),关于y轴的对称点是(-x, y),关于原点的对称点是(-x, -y),如下图
知识点六、画轴对称图形的通用标准五步(大题作图必写步骤)
(1) 所有多边形、不规则图形画对称图形通用,阅卷标准步骤
(2) 找点:找出原图形中所有关键顶点(线段端点、拐点、交点);
(3) 作垂线:过每个关键点,向对称轴作垂线段;
(4) 截等距:延长垂线段至对称轴另一侧,截取与原点到对称轴距离相等的线段,得到对应对称点;
(5) 描点:标记全部对称顶点;
(6) 连线:按原图顶点顺序,顺次连接对称点,得到轴对称图形。
03 典型例题 → 归题型,研母题,悟思路,善迁移
【题型1 轴对称图形、成轴对称识别;对称轴条数判断】
【例1】下列图形中,是轴对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【变式1-1】如图,哪一个选项中的右边图形与左边图形成轴对称( ).
A. B.
C. D.
【变式1-2】已知与分别在直线的两侧且关于直线对称,点与点、点与点、点与点都是关于直线的对称点,下列线段被直线垂直平分的是( )
A. B. C. D.
【变式1-3】下列图形:①正三角形;②正四边形;③正五边形;④正六边形.其中,存在互相垂直的对称轴的图形有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【题型2 轴对称图形性质:判断、求线段与角度】
【例2】如图,与关于直线对称,且,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【变式2-1】如图,内一点P,、分别是P关于、的对称点,交于M,交于N,若,则的周长是( )
A. B. C. D.
【变式2-2】如图,在中,直线交于点D,点A关于直线对称的点E恰好在线段上,连接,若,则的周长是( )
A.13 B.15 C.17 D.23
【变式2-3】如图,某快递公司计划在主干路上设一个机器人配货总部,在主干路同侧有与两个机器人配送点,若使配货总部到两个配送点的距离和最小,则下列示意图中配货总部的位置符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【题型3 镜面对称(车牌、钟表、电子钟镜像)】
【例3】一平面镜与水平面成角固定在水平桌面上,如图所示,一小球以的速度沿桌面匀速向左远离平面镜,则小球在平面镜里所成的像( )
A.以的速度,做竖直向上运动 B.以的速度,做竖直向下运动
C.以的速度,做竖直向上运动 D.以的速度,做竖直向下运动
【变式3-1】李明从镜子里看到自己身后的钟表上的时间是8点35分,请问钟表上显示的实际时间是( )
A. B. C. D.
【变式3-2】小红照镜子时,发现身后的钟表如图所示,此时的实际时间是( )
A. B. C. D.
【变式3-3】时钟在水中的倒影如图所示,此时时钟显示的时间是()
A. B. C. D.
【题型4 生活模型:台球、光线反射、折叠问题】
【例4】如图动点从出发,沿如图所示方向运动,每当碰到矩形的边时反弹,反弹时反射角等于入射角,当点第2014次碰到长方形的边时,点的坐标为( )
A. B. C. D.
【变式4-1】如图,直线,相交于点.为这两直线外一点,且.若点关于直线,的对称点分别是点,,则,之间的距离可能是( )
A.0 B.5
C.6 D.7
【变式4-2】如图,水平地面上放置一平面镜,从激光笔所处的点发出的光线照射到平面镜的处,反射光线为(两束光线关于过点且垂直于的直线对称),且点恰好落在与地面垂直的墙面上.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【变式4-3】如图,已知长方形纸片,点,分别在边和上,且,和分别是边和上的动点,现将点,沿向下折叠至点,处,将点,沿向上折叠至点,处,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【题型5 线段垂直平分线的性质与判定】
【例5】已知,与关于直线对称,交于点,则下列结论中不一定成立的是( )
A. B. C. D.
【变式5-1】如图,在中,分别以点和点为圆心,以大于的长为半径作弧,两弧相交于点、,作直线.若,的周长为,则的周长为( )
A. B. C. D.
【变式5-2】如图,在等腰直角中,,,D为边上一动点(不与点B,C重合),连接,作,交于点E,有以下结论:①;②当时,;③当D为的中点时,垂直平分;④当时,,其中正确的结论为( )
A.①③ B.①④ C.①③④ D.②③④
【变式5-3】如图,在中,,,是的角平分线,则下列结论不正确的是( )
A. B.点在线段的垂直平分线上
C. D.
【题型6 逆命题、互逆命题、互逆定理辨析】
【例6】下列命题的逆命题是真命题的是( )
A.无理数都是无限小数 B.成轴对称的两个图形全等
C.全等三角形的对应角相等 D.直角三角形的两锐角互余
【变式6-1】下列命题的逆命题正确的是( )
A.对顶角相等 B.直角三角形两锐角互余
C.全等三角形的对应角相等 D.全等三角形的面积相等
【变式6-2】下列命题中,原命题和逆命题互为逆定理的是( )
A.成轴对称的两个图形全等 B.直角三角形两锐角互余
C.对顶角相等 D.全等三角形的面积相等
【变式6-3】下列说法不正确的是( )
A.命题有真命题,也有假命题
B.要说明一个命题是假命题,只要举出反例即可
C.一个定理的逆命题是原定理的逆定理
D.要说明一个命题是真命题,需要进行证明
【题型7 尺规作图:画对称轴、作轴对称图形、作垂直平分线、过点作垂线】
【例7】在直角坐标系中,的三个顶点的位置如图所示.
(1)请画出关于轴对称的(其中,,分别是,,的对应点);
(2)写出,,三点的坐标:______,______,______;
(3)平面内一点关于轴对称的点的坐标为______,点关于轴对称的点的坐标为______;
【变式7-1】按要求用无刻度直尺和圆规作图,(不写作法,保留作图痕迹)
(1)如图①,作的平分线;
(2)如图②,作直线l,使得点A与点P关于直线l对称.
【变式7-3】尺规作图
(1)在边上找一点,使的周长等于
(2)在边上找一点,使得
【变式7-2】尺规作图:如图,已知.求作:边上的高.(提示:保留作图痕迹,痕迹要清晰,不用写作法).
【题型8 坐标系内点与图形的轴对称坐标变换】
【例8】若点关于轴的对称点为,则的坐标是( )
A. B. C. D.
【变式8-1】如图,在平面直角坐标系中,将等腰直角三角形沿直角边翻折,点B落在点C处,若点A坐标为,则点C坐标为( )
A. B. C. D.
【变式8-2】剪纸艺术是最古老的中国民间艺术之一,很多剪纸作品体现了数学中的对称美.如图,蝴蝶剪纸是一幅轴对称图形,将其放在平面直角坐标系中,若点的坐标为,其关于轴对称的点的坐标为,则的平方根为( )
A.1 B. C. D.0
【变式8-3】如图,在平面直角坐标系中,依作点关于直线的对称点,关于y轴的对称点,关于x轴的对称点,关于直线的对称点,关于y轴的对称点,关于x轴的对称点……按照上述变换规律继续作下去,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【题型9 轴对称综合大题(线段、角度、面积综合)】
【例9】如图,等腰三角形的周长是21cm,底边.
(1)求的长;
(2)若N是的中点,点P从点B出发以2cm/s的速度向点C运动.同时点Q从点C出发向点A运动,当与全等时,求点Q的速度.
(3)点分别是上的动点,当的周长取最小值时,探究与之间的数量关系,并说明理由.
【变式9-1】在平面直角坐标系中的位置如图所示,、、三点都在格点上.
(1)画出关于轴对称的(点,,的对称点分别是,,).
(2)点到轴的距离为 ;点的坐标为 .
(3)在(1)问的结果下,连接,,求四边形的面积
【变式9-2】在一次数学活动课上,老师要求同学以“折纸中的数学”为主题开展折纸活动.如图1,在长方形纸片中,,分别是边,上一点,将纸片沿折叠,使点落在点处;再将沿折叠,使点落在点处,且,,三点在同一条直线上.
(1)求的大小;
(2)图2是由图1得到的四边形纸片,,分别是边,上一点,将纸片沿折叠,使点的对应点恰好落在边上,,,求的大小.
【变式9-3】如图,正方形网格中.
(1)画出关于直线对称的图形;(点,,的对应点分别为点,,,画图过程用虚线表示,画图结果用实线表示.下同)
(2)在直线上找一点,使周长最小.
04 过关检测 → 分梯度,强综合,查漏洞,固成效
1.下列图形中,不是轴对称图形的是( )
A. B.
C. D.
2.如图,在中,是边的垂直平分线,交于点,垂足为,若,,则的周长为( )
A. B. C. D.
3.下列各命题都成立,判断它们的逆命题为真命题的是( )
A.如果两个实数都是正数,那么它们的积是正数
B.全等三角形的对应角相等
C.成轴对称的两个三角形全等
D.角的内部到角的两边距离相等的点在角的平分线上
4.如图,弹性小球从点出发,沿所示方向运动,每当小球碰到长方形的边时反弹,反弹时反射角等于入射角(即:,).小球从点出发第次碰到长方形边上的点记为点,第次碰到长方形边上的点记为点,第次碰到长方形边上的点为图中的( )
A.点 B.点 C.点 D.点
5.如图,在中,,,是边上一点,连接,将沿折叠,点B落在点处,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
6.在平面直角坐标系中,直线是经过点且平行于轴的直线,点与点关于直线轴对称,则的值为( )
A.0 B.1 C. D.
7.蝴蝶剪纸是一幅轴对称图形,将其放在平面直角坐标系中,如图,如果图中点的坐标为,其关于轴对称的点的坐标为,则的值为( )
A. B. C.1 D.0
8.已知点关于轴的对称点在第一象限,则的范围在数轴上表示正确的是( )
A. B.
C. D.
9.剪纸艺术是最古老的中国民间艺术之一,很多剪纸作品体现了数学中的对称美.如图,蝴蝶剪纸是一幅轴对称图形,将其放在平面直角坐标系中,若点的坐标为 ,其关于轴对称的点的坐标为,则的值为( )
A. B. C. D.
10.如图是蜡烛平面镜成像原理图,若以平面为x轴,镜面侧面为y轴(镜面厚度忽略不计)建立平面直角坐标系,若某时刻火焰顶点S的坐标是,此时对应的虚像的坐标是,则( )
A. B. C.0 D.1
11.如图,直线表示铁路,,两点表示某工厂两个生产区,若要在铁路旁修建一个货仓,使货仓到两个生产区,的距离之和最短,则这样的点的位置有________处.
12.如图,已知,,则图中共有全等三角形________对
13.把沿对折,叠合后的图形如图所示.若,,则的度数为________.
14.如图,的顶点分别为,,,且与全等(点与点不重合),则点的坐标可以是__________.
15.如图,在平面直角坐标系中,点A,B的坐标分别为,,P为y轴上一动点,且A,B,P三点不在同一条直线上,连接.当的周长最小时,点P的坐标为______.
16.如图,在平面直角坐标系中,三个顶点的坐标分别为,,.
(1)作出向下平移4个单位长度的;(点,,的对应点分别为,,)
(2)作出关于轴对称的(点,,的对称点为,,)并直接写出点的坐标;
(3)如何平移才能使它与关于轴对称?
17.在平面直角坐标系中,对点作如下变换:若,作点P关于y轴的对称点;若,作点P关于x轴的对称点,我们称这种变换为“变换”.
(1)点作“变换”后的坐标为________;点作“YS变换”后的坐标为________;
(2)已知点,,,其中,且点A,B作“变换”后对应的点分别为M,N两点,,求m的值.
18.一中在向你招手,加油!在平面直角坐标系中,我们将点P关于x轴的对称点记作点,再将点关于y轴的对称点记作点则称点为点P关于x轴和y轴的“一中对称点”.例如:点关于x轴的对称点为点,点关于y轴的对称点为点,所以点关于x轴和y轴的“一中对称点”为点
(1)点关于x轴和y轴的“一中对称点”的坐标是______;
(2)点关于x轴和y轴的“一中对称点”的坐标是,求a和b的值;
(3)点关于x轴和y轴的“一中对称点”满足点到y轴的距离等于点F到x轴距离,直接写出x的值;
(4)若点关于x轴和y轴的“一中对称点”在第三象限,且满足条件的x的整数解恰有两个,求m的取值范围;
19.如图1,平面直角坐标系中,点,,点在轴负半轴上,,且,满足.
(1)直接写出点,,的坐标;
(2)点关于轴的对称点为点,点是线段上一点,若直线平分三角形的面积,求点的横坐标;
(3)动点从点出发以每秒个单位长度向轴负半轴运动,动点从点出发以每秒个单位长度向轴正半轴运动,设直线、交于点,设动点、运动的时间为秒,
①如图2,当时,试探究与面积的数量关系,并说明理由;
②若的面积为,请写出一个满足条件的点坐标是__________.
20.如图,点,,若点关于y轴的对称点的坐标为
(1)求的面积.
(2)如图,点C在线段上(不与A、B重合)移动,,且,试探究线段、、之间的数量关系,并给出证明.
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02 知识回顾 → 梳核心,破难点,搭框架,织体系 2
知识点一、轴对称、成轴对称的概念和性质 2
知识点二、图形的轴对称与中心对称(补充拓展) 3
知识点三、线段的垂直平分线 4
知识点四、轴对称变换的本质 5
知识点五、点关于直线对称的核心规律(作图底层逻辑) 5
知识点六、画轴对称图形的通用标准五步(大题作图必写步骤) 6
03 典型例题 → 归题型,研母题,悟思路,善迁移 7
【题型1 轴对称图形、成轴对称识别;对称轴条数判断】 7
【题型2 轴对称图形性质:判断、求线段与角度】 8
【题型3 镜面对称(车牌、钟表、电子钟镜像)】 10
【题型4 生活模型:台球、光线反射、折叠问题】 12
【题型5 线段垂直平分线的性质与判定】 15
【题型6 逆命题、互逆命题、互逆定理辨析】 19
【题型7 尺规作图:画对称轴、作轴对称图形、作垂直平分线、过点作垂线】 21
【题型8 坐标系内点与图形的轴对称坐标变换】 24
【题型9 轴对称综合大题(线段、角度、面积综合)】 27
04 过关检测 → 分梯度,强综合,查漏洞,固成效 33
05 复盘笔记 → 集错题,析错因,重订正,常反思 52
01 考情分析 → 锚考向,明权重,联考点,定方向
常考考点
命题风向
・轴对称与轴对称图形的概念辨析,区分两个图形成轴对称和一个图形是轴对称图形
・轴对称的性质:对称点连线被对称轴垂直平分、对应线段相等、对应角相等
・对称轴的判定方法,找轴对称图形的全部对称轴
・轴对称作图:作一个点、一条线段、一个多边形关于已知直线的对称图形
・利用轴对称的性质求线段长度、角度大小
・轴对称与折叠问题结合,依托轴对称实现边角等量转化
・基础层面:以选择题、填空题考查概念识别、对称轴条数判断,属于基础送分题型
・能力层面:规范尺规作图,要求保留作图痕迹;结合折叠,隐藏轴对称背景,求边角
・综合层面:作为将军饮马、最短路径问题的理论基础,在几何最值大题中渗透考查
・着重考查识图能力,要求学生发现图形中隐含的对称关系
考情解码:
・分值定位:选择填空 2–3 分,作图题 3–4 分,常作为几何综合题的底层工具,不单独压轴
・高频失分点:混淆 “轴对称” 和 “轴对称图形” 概念;作图漏画痕迹、对称点找错;折叠题不会识别相等边角
・备考提示:理清概念差异,熟记性质;反复练习标准轴对称作图;把折叠问题统一归为轴对称模型去拆解
02 知识回顾 → 梳核心,破难点,搭框架,织体系
知识点一、轴对称、成轴对称的概念和性质
1. 轴对称图形(单个图形自身对称)
定义:一个平面图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能完全重合,这个图形叫轴对称图形,这条直线叫对称轴。 例:等腰三角形、长方形、圆、线段、角。
2. 成轴对称(两个图形对称)
定义:两个平面图形沿一条直线折叠后能够重合,称这两个图形成轴对称,直线是对称轴。
两者区别与联系
· 区别:轴对称图形是1 个图形;成轴对称是2 个图形。
· 联系:把成轴对称的两个图形看成整体,就是轴对称图形;把轴对称图形沿对称轴分开,得到两个成轴对称的图形。
3.轴对称核心性质(必考)
· 成轴对称的两个图形全等(对应边、对应角相等);
· 任意一组对应点的连线,被对称轴垂直平分;
· 对应线段、对应角分别相等;对应线段延长线的交点在对称轴上。
4.典型应用模型:将军饮马(最短路径)
· 题型:直线同侧两点,求直线上动点P使PA+PB最小;
· 作法:作其中一点关于直线的对称点,连接对称点与另一点,和直线交点即为P;
· 原理:轴对称转化折线,利用 “两点之间线段最短”。
5.三角形拓展
· 等腰三角形是轴对称图形,对称轴为底边上的高(中线、顶角角平分线);
· 三角形三边垂直平分线交于一点(外心),外心到三顶点距离相等;
· 锐角△:外心在内部;直角△:外心在斜边中点;钝角△:外心在外部。
6.高频易错点
· 对称轴是直线,不是线段、射线;
· 全等图形不一定轴对称,轴对称图形一定全等;
· 作图不可省略垂线、圆弧痕迹,会扣分;
· 混淆 x、y 轴对称坐标符号;
· 判定垂直平分线,必须同时满足 “垂直 + 平分” 两个条件。
知识点二、图形的轴对称与中心对称(补充拓展)
一:轴对称与中心对称
类别
轴对称
中心对称
定义
把一个图形沿着某一条直线翻折,如果它能够与另一个图形重合,那么称这两个图形关于这条直线对称,也称这两个图形成轴对称,这条直线叫做对称轴.折叠后重合的点是对应点,也叫做对称点.
如果一个图形绕某点旋转180°后与另一个图形重合,我们就把这两个图形叫做成中心对称.
性质
1)对应点的连线被对称轴垂直平分;
2)成轴对称的两个图形全等;
3)只有一条对称轴.
1)对应点的连线都经过对称中心,且被对称中心平分;
2)成中心对称的两个图形全等;
3)只有一个对称中心.
二:轴对称图形与中心对称图形
类别
轴对称图形
中心对称图形
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,那么这个图形就叫做轴对称图形.这条直线就是它的对称轴.
如果一个图形绕某一点旋转180°后能与它自身重合,我们就把这个图形叫做中心对称图形,这个点叫做它的对称中心.
性质
1)有对称轴;
2)将图形沿对称轴折叠后,对称轴两旁的部分完全重合.
1) 有对称中心;
2) 将图形绕对称中心旋转180°旋转后的图形能与原来的图形重合.
知识点三、线段的垂直平分线
1.定义
经过线段中点,并且垂直于这条线段的直线,叫做线段的垂直平分线(中垂线)。 两层要求:①平分线段;②与线段垂直。
2.两大核心定理(必考)
(1) 性质定理(线上点→到两端距离相等)
线段垂直平分线上的任意一点,到这条线段两个端点的距离相等。 几何语言: 若直线l垂直平分AB,点P在l上,则 PA=PB。
(2) 判定定理(到两端等距→在垂直平分线上)
与一条线段两个端点距离相等的点,在这条线段的垂直平分线上。 几何语言: 若PA=PB,则点P在线段AB的垂直平分线上。
3.集合意义
线段的垂直平分线,是所有到线段两端点距离相等的点的集合。
4.尺规作图:作已知线段的垂直平分线
5.三角形拓展考点
· 三角形三边垂直平分线交于同一点,这个点叫外心;
· 外心到三角形三个顶点的距离相等(外接圆圆心);
· 锐角三角形:外心在三角形内部;
· 直角三角形:外心在斜边中点;
· 钝角三角形:外心在三角形外部。
6.常见题型 & 易错点
(1) 基础计算:利用PA=PB列线段等式求边长;
(2) 作图题:补全轴对称图形、找对称轴、将军饮马作对称点;
(3) 易错坑: ① 只平分线段不垂直,不是垂直平分线; ② 判定定理需两个端点距离同时相等,单一端相等不成立; ③ 作图半径不能小于二分之一线段长,否则无交点。
7.和轴对称的关联
两个成轴对称图形,对应点连线的垂直平分线,就是这两个图形的对称轴。
知识点四、轴对称变换的本质
定义:由一个平面图形得到它关于一条直线l对称的图形,这个过程叫轴对称变换;直线l称为对称轴。
三大不变性质(考试核心采分点)
· 形状、大小完全不变(全等:原图与对称图形全等)
· 对应线段长度相等,对应角相等
· 任意一组对应点的连线,被对称轴垂直平分
拓展:成轴对称的两个图形,可以看作一个图形经过轴对称变换得到;一个轴对称图形,自身左右两半互为轴对称变换。
知识点五、点关于直线对称的核心规律(作图底层逻辑)
(1)点关于直线的对称点:
设点P,关于直线l的对称点P’,则有PP’垂直l,且PP’的中点在l上,即l是PP’的垂直平分线。
(2) 坐标系中的对称:
设坐标系中有点A(x, y),则点A关于x轴的对称点是(x, -y),关于y轴的对称点是(-x, y),关于原点的对称点是(-x, -y),如下图
知识点六、画轴对称图形的通用标准五步(大题作图必写步骤)
(1) 所有多边形、不规则图形画对称图形通用,阅卷标准步骤
(2) 找点:找出原图形中所有关键顶点(线段端点、拐点、交点);
(3) 作垂线:过每个关键点,向对称轴作垂线段;
(4) 截等距:延长垂线段至对称轴另一侧,截取与原点到对称轴距离相等的线段,得到对应对称点;
(5) 描点:标记全部对称顶点;
(6) 连线:按原图顶点顺序,顺次连接对称点,得到轴对称图形。
03 典型例题 → 归题型,研母题,悟思路,善迁移
【题型1 轴对称图形、成轴对称识别;对称轴条数判断】
【例1】下列图形中,是轴对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】如果一个图形沿一条直线折叠后,直线两旁的部分能够互相重合,那么这个图形叫做轴对称图形,据此逐一判断即可.
【详解】解:A、不是轴对称图形,不符合题意;
B、不是轴对称图形,不符合题意;
C、不是轴对称图形,不符合题意;
D、是轴对称图形,符合题意.
【变式1-1】如图,哪一个选项中的右边图形与左边图形成轴对称( ).
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了成轴对称图形的相关概念,掌握成轴对称图形的概念是解答本题的关键.根据成轴对称图形的相关概念逐项判断即可解答.
【详解】解:A、不符合成轴对称图形的相关概念,故A不符合题意;
B、不符合成轴对称图形的相关概念,故B不符合题意;
C、符合成轴对称图形的相关概念,故C符合题意;
D、不符合成轴对称图形的相关概念,故D不符合题意;
故选:C.
【变式1-2】已知与分别在直线的两侧且关于直线对称,点与点、点与点、点与点都是关于直线的对称点,下列线段被直线垂直平分的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据对称点之间的连线被对称轴垂直平分即可求解.
【详解】解:点与点关于直线对称,
线段被直线垂直平分.
【变式1-3】下列图形:①正三角形;②正四边形;③正五边形;④正六边形.其中,存在互相垂直的对称轴的图形有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【分析】本题考查正多边形的对称轴以及对称轴之间的位置关系.涉及到正多边形对称轴的数量和性质等知识点.解题关键在于准确掌握不同正多边形对称轴的特点,通过分析对称轴的位置来判断是否存在互相垂直的情况.依次分析每个正多边形对称轴的情况,判断是否存在互相垂直的对称轴.对于正多边形,其对称轴是通过正多边形的中心和顶点或者边的中点的直线.根据正多边形的性质,确定其对称轴的数量和位置关系,进而判断是否有互相垂直的对称轴.
【详解】解:①正三角形有条对称轴,相邻对称轴夹角为,不垂直,故不符合题意;
②正四边形(正方形)有条对称轴,其中两条对角线互相垂直,故存在互相垂直的对称轴,符合题意;
③正五边形有条对称轴,相邻对称轴夹角为,不垂直,故不符合题意;
④正六边形有条对称轴,方向间隔(如、、、等),其中(通过顶点)与(通过边中点)的对称轴夹角为,垂直,符合题意.
综上所述:满足条件的图形是②正四边形和④正六边形,共2个.
故选:B.
【题型2 轴对称图形性质:判断、求线段与角度】
【例2】如图,与关于直线对称,且,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据轴对称图形的性质推出,再根据三角形内角和定理即可得出答案.
【详解】解:∵与关于直线对称,且,,
∴,
∴,
∴,
即的度数为.
【变式2-1】如图,内一点P,、分别是P关于、的对称点,交于M,交于N,若,则的周长是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据对称的性质得到,结合周长的计算即可求解.
【详解】解:∵、分别是P关于、的对称点,
∴,
∵的周长,
∴的周长 .
【变式2-2】如图,在中,直线交于点D,点A关于直线对称的点E恰好在线段上,连接,若,则的周长是( )
A.13 B.15 C.17 D.23
【答案】B
【分析】根据轴对称的性质,三角形的周长,解答即可.
【详解】解:根据题意,得,,
∵,
∴,
∵的周长为,
∴.
【变式2-3】如图,某快递公司计划在主干路上设一个机器人配货总部,在主干路同侧有与两个机器人配送点,若使配货总部到两个配送点的距离和最小,则下列示意图中配货总部的位置符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用轴对称的性质将折线转化为直线即可.
【详解】解:A.不符合要求;
B.不符合要求;
C.不符合要求;
D.作点关于直线的对称点,连接,交直线于点,根据两点之间线段最短,此时为最小值,符合要求;
【题型3 镜面对称(车牌、钟表、电子钟镜像)】
【例3】一平面镜与水平面成角固定在水平桌面上,如图所示,一小球以的速度沿桌面匀速向左远离平面镜,则小球在平面镜里所成的像( )
A.以的速度,做竖直向上运动 B.以的速度,做竖直向下运动
C.以的速度,做竖直向上运动 D.以的速度,做竖直向下运动
【答案】A
【分析】本题考查了镜面反射的原理与性质.利用镜面对称的性质求解.镜面对称的性质:在平面镜中的像与现实中的事物恰好顺序颠倒,且关于镜面对称.
【详解】解:根据镜面对称的性质,在平面镜中的顺序与现实中的恰好相反,且关于镜面对称,
则小球在平面镜中的像是以的速度,做竖直向上运动.
故选:A.
【变式3-1】李明从镜子里看到自己身后的钟表上的时间是8点35分,请问钟表上显示的实际时间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了镜面对称的知识,画出草图,根据镜面对称的性质,分析可得答案.
【详解】解:如图,
根据对称性可得:与时的指针指向成轴对称,故实际时间是,
故选:C.
【变式3-2】小红照镜子时,发现身后的钟表如图所示,此时的实际时间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了镜面反射的原理与性质,根据在平面镜中的像与现实中得事物刚好左右或上下顺序颠倒,且关于镜面对称,分析即可求解.
【详解】解:根据镜面对称得性质,分析可得此时的时间应是.
故选:A.
【变式3-3】时钟在水中的倒影如图所示,此时时钟显示的时间是()
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了应用轴对称的性质来分析实际问题.根据轴对称的性质解答即可.
【详解】解:在时钟在水中的倒影与现实中的时钟恰好上下对称.由图可知时钟在水中的倒影是,它与成轴对称,
所以它的实际时间是.
故选:A.
【题型4 生活模型:台球、光线反射、折叠问题】
【例4】如图动点从出发,沿如图所示方向运动,每当碰到矩形的边时反弹,反弹时反射角等于入射角,当点第2014次碰到长方形的边时,点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据反弹时反射角等于入射角作出图形,可知每6次反弹为一个循环组依次循环,用2014除以6,根据商和余数的情况确定所对应的点的坐标即可.
【详解】解:如图,经过6次反弹后点回到出发点,
∵,
∴当点P第2014次碰到矩形的边时为第336个循环组第4次碰到矩形的边,
∴点P的坐标为.
故选:B.
【点睛】此题主要考查了点坐标的规律探索,作出图形,观察出每6次反弹为一个循环组依次循环是解题的关键.
【变式4-1】如图,直线,相交于点.为这两直线外一点,且.若点关于直线,的对称点分别是点,,则,之间的距离可能是( )
A.0 B.5
C.6 D.7
【答案】B
【分析】连接根据轴对称的性质和三角形三边关系可得结论.
【详解】解:连接,如图,
∵是P关于直线l的对称点,
∴直线l是的垂直平分线,
∴
∵是P关于直线m的对称点,
∴直线m是的垂直平分线,
∴
当不在同一条直线上时,
即
当在同一条直线上时,
故选:B
【点睛】此题主要考查了轴对称变换,熟练掌握轴对称变换的性质是解答此题的关键
【变式4-2】如图,水平地面上放置一平面镜,从激光笔所处的点发出的光线照射到平面镜的处,反射光线为(两束光线关于过点且垂直于的直线对称),且点恰好落在与地面垂直的墙面上.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了三角形内角和定理,反射角等于入射角,由题意得,,然后通过三角形内角和定理即可求解,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
【详解】解:由题意得,,,
∵,,
∴,
∴,
故选:.
【变式4-3】如图,已知长方形纸片,点,分别在边和上,且,和分别是边和上的动点,现将点,沿向下折叠至点,处,将点,沿向上折叠至点,处,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据平行线的性质和折叠的性质进行计算即可.
【详解】解:如图,延长和分别交于,,
, ,
.
由折叠可知, ,,
.
,
.
,
.
又 ,
,
.
【题型5 线段垂直平分线的性质与判定】
【例5】已知,与关于直线对称,交于点,则下列结论中不一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由轴对称的性质得出对应线段相等、对应点的连线被对称轴垂直平分,不能得出非对应线段的关系.
【详解】解:∵与关于直线对称,
∴,垂直平分,
∴,,
无法得到,
故选项不一定成立.
【变式5-1】如图,在中,分别以点和点为圆心,以大于的长为半径作弧,两弧相交于点、,作直线.若,的周长为,则的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据作图痕迹可判断为的垂直平分线,可得,,通过周长公式进行等量代换求解.
【详解】解:根据题意可知,为的垂直平分线,
则,,
,
,
的周长为,
,
,即,
,
故的周长为.
【变式5-2】如图,在等腰直角中,,,D为边上一动点(不与点B,C重合),连接,作,交于点E,有以下结论:①;②当时,;③当D为的中点时,垂直平分;④当时,,其中正确的结论为( )
A.①③ B.①④ C.①③④ D.②③④
【答案】C
【分析】利用三角形内角和定理,结合及平角的意义,可说明①;
先得出,再得出,然后利用等边对等角结合三角形内角和定理求出,即可说明②;
两次运用利用三线合一,可说明③;
证明,即可说明④.
【详解】解:∵,,
∴,
∴,
∴,
故①正确;
∵,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
即,
故②错误;
当D为的中点时,如图,
∵,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴平分,
∴,是边上的中线,
∴垂直平分,
故③正确;
当时,
,
,
,
∴,
∴,
又,
∴,
∴,
故④正确,
故选:C.
【点睛】本题考查了全等的性质和()综合(或者), 线段垂直平分线的判定,等腰三角形的性质和判定,等边对等角,三线合一等知识,解题关键是掌握上述知识点并能运用求解.
【变式5-3】如图,在中,,,是的角平分线,则下列结论不正确的是( )
A. B.点在线段的垂直平分线上
C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了直角三角形的性质,线段垂直平分线的判定,等腰三角形的判定等,由直角三角形的性质可得,即得,即得到,,得到,进而可得,即可判定①;再根据线段垂直平分线的判定即可判定②;由直角三角形的性质可判定③;由可判定④,综上即可求解,熟练掌握知识点是解题的关键.
【详解】解:∵,,
∴,
∵是的角平分线,
∴,
∴,,
∴,
∴,故选项正确;
∵,
∴点在线段的垂直平分线上,故选项正确;
∵,,
∴,故选项正确;
∵,
∴,故选项不正确;
故选:.
【题型6 逆命题、互逆命题、互逆定理辨析】
【例6】下列命题的逆命题是真命题的是( )
A.无理数都是无限小数 B.成轴对称的两个图形全等
C.全等三角形的对应角相等 D.直角三角形的两锐角互余
【答案】D
【分析】先写出每个选项命题的逆命题,再结合初中数学知识判断真假,即可得到答案.
【详解】解:A、逆命题为“无限小数都是无理数”,因为无限循环小数是无限小数,但属于有理数,故逆命题是假命题,不符合题意;
B、逆命题为“全等的两个图形成轴对称”,因为平移得到的全等图形不一定成轴对称,故逆命题是假命题,不符合题意;
C、逆命题为“对应角相等的三角形是全等三角形”,因为对应角相等的三角形边长不一定相等,不一定是全等三角形,故逆命题是假命题,不符合题意;
D、逆命题为“两锐角互余的三角形是直角三角形”,故三角形内角和为,若两锐角互余,即两锐角和为,则第三个角为,故该三角形是直角三角形,逆命题是真命题,符合题意.
【变式6-1】下列命题的逆命题正确的是( )
A.对顶角相等 B.直角三角形两锐角互余
C.全等三角形的对应角相等 D.全等三角形的面积相等
【答案】B
【分析】先分别写出第个选项的逆命题,再判断其是否正确.
【详解】解:A的逆命题是:相等的角是对顶角,假命题;
B的逆命题是:两锐角互余的三角形是直角三角形,真命题;
C的逆命题是:对应角相等的三角形是全等三角形,假命题;
D的逆命题是:面积相等的三角形是全等三角形,假命题;
故选:B.
【点睛】本题主要考查了学生对逆命题以及真假命题的定义的理解,要求学生对常用的基础知识牢固掌握,比较简单.
【变式6-2】下列命题中,原命题和逆命题互为逆定理的是( )
A.成轴对称的两个图形全等 B.直角三角形两锐角互余
C.对顶角相等 D.全等三角形的面积相等
【答案】B
【分析】本题考查了命题与逆命题、轴对称图形、直角三角形的性质、全等三角形的性质等知识,熟练掌握相关知识是解题关键.先写出原命题的逆命题,再根据轴对称图形、直角三角形的性质、全等三角形的性质、对顶角的性质判断原命题与逆命题的真假即可得.
【详解】解:A、原命题:成轴对称的两个图形全等,是真命题;逆命题:全等的两个图形是轴对称图形,是假命题;则此项不符合题意;
B、原命题:直角三角形两锐角互余,是真命题;逆命题:两锐角互余的三角形是直角三角形(理由是三角形内角和,若两锐角互余,则第三个角为),是真命题;则此项符合题意;
C、原命题:对顶角相等,是真命题;逆命题:相等的角是对顶角,是假命题;则此项不符合题意;
D、原命题:全等三角形的面积相等,是真命题;逆命题:面积相等的三角形是全等三角形,是假命题;则此项不符合题意;
故选:B.
【变式6-3】下列说法不正确的是( )
A.命题有真命题,也有假命题
B.要说明一个命题是假命题,只要举出反例即可
C.一个定理的逆命题是原定理的逆定理
D.要说明一个命题是真命题,需要进行证明
【答案】C
【分析】根据所学命题的相关知识判断选择即可.
【详解】命题有真命题,也有假命题,是正确的,故A不符合题意;
要说明一个命题是假命题,只要举出反例即可,是正确的,故B不符合题意;
一个定理的逆命题是原定理的逆命题,逆命题不一定正确,即不一定是原定理的逆定理,原说法错误,故C符合题意;
要说明一个命题是真命题,需要进行证明,是正确的,故D不符合题意;
故选C.
【点睛】本题考查了命题的分类、命题的证明、命题与定理的关系,熟练掌握相关知识是解题的关键.
【题型7 尺规作图:画对称轴、作轴对称图形、作垂直平分线、过点作垂线】
【例7】在直角坐标系中,的三个顶点的位置如图所示.
(1)请画出关于轴对称的(其中,,分别是,,的对应点);
(2)写出,,三点的坐标:______,______,______;
(3)平面内一点关于轴对称的点的坐标为______,点关于轴对称的点的坐标为______;
【答案】(1)如图,即为所求;
(2),,
(3),
【分析】(1)根据轴对称图形的特征画出对应的点,连接成三角形即可;
(2)结合坐标系直接写出点的坐标即可;
(3)由关于坐标轴对称的点的坐标的特征写出坐标即可.
【详解】(1)略
(2)解:由图可知,,,;
(3)解:点关于轴对称的点的坐标为;点关于轴对称的点的坐标为.
【变式7-1】按要求用无刻度直尺和圆规作图,(不写作法,保留作图痕迹)
(1)如图①,作的平分线;
(2)如图②,作直线l,使得点A与点P关于直线l对称.
【答案】(1)图见解析
(2)图见解析
【分析】(1)根据尺规作角平分线的方法作图即可;
(2)根据对称性,连接,作线段的垂直平分线即可.
【详解】(1)解:如图,即为所求;
(2)解:如图,直线即为所求;
【点睛】
【变式7-3】尺规作图
(1)在边上找一点,使的周长等于
(2)在边上找一点,使得
【答案】(1)如图,点即为所求,
(2)如图,点即为所求,
【分析】(1)作线段的垂直平分线交于点,连接, 则点即为所求;
(2)作线段的垂直平分线交于点,连接,再作线段的垂直平分线交于点,连接, 则点即为所求.
【详解】(1)解:作线段的垂直平分线交于点,连接, 则点即为所求,图略.
∴,
∴的周长等于;
(2)解:作线段的垂直平分线交于点,连接,再作线段的垂直平分线交于点,连接, 则点即为所求,图略.
∴, ,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴.
【变式7-2】尺规作图:如图,已知.求作:边上的高.(提示:保留作图痕迹,痕迹要清晰,不用写作法).
【答案】
【详解】解:延长到点,以点为圆心,任意长为半径画弧交于点,,分别以点,为圆心,大于为半径画弧,两弧交于点,作直线交于点D,则为边上的高.
【题型8 坐标系内点与图形的轴对称坐标变换】
【例8】若点关于轴的对称点为,则的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先明确点关于x轴对称的坐标变化规则,再将已知点的横坐标直接保留,纵坐标取相反数,即可得到对称点的坐标.
【详解】解:∵点与关于轴对称,
∴的坐标为.
【变式8-1】如图,在平面直角坐标系中,将等腰直角三角形沿直角边翻折,点B落在点C处,若点A坐标为,则点C坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查全等三角形的判定与性质,折叠的性质,坐标与图形,过作轴于,过作交于,交轴于,先由翻折得到是等腰直角三角形,再证明,得到,,即可求出点C坐标.
【详解】解:如图,过作轴于,过作交于,交轴于,
∴,
∴,,
∵点A坐标为,
∴,,
∵将等腰直角三角形沿直角边翻折,点B落在点C处,
∴是等腰直角三角形,
∴,,
∴,
∴,
∴,,
∴,,
∴点C坐标为,
故选:A.
【变式8-2】剪纸艺术是最古老的中国民间艺术之一,很多剪纸作品体现了数学中的对称美.如图,蝴蝶剪纸是一幅轴对称图形,将其放在平面直角坐标系中,若点的坐标为,其关于轴对称的点的坐标为,则的平方根为( )
A.1 B. C. D.0
【答案】C
【分析】本题考查坐标与图形变化,二元一次方程组等知识,利用轴对称的性质构建方程组,求出a,b,再代入计算可得结论.
【详解】解:∵,关于y轴对称,
∴,
解得,
∴,
∴的平方根为,
故选:C.
【变式8-3】如图,在平面直角坐标系中,依作点关于直线的对称点,关于y轴的对称点,关于x轴的对称点,关于直线的对称点,关于y轴的对称点,关于x轴的对称点……按照上述变换规律继续作下去,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了坐标与图形变化对称、点的坐标变化规律及关于坐标轴对称的点的坐标,根据题意,依次求出点,,,,的坐标,发现规律即可解决问题.能根据题意得出从点开始,变换后的点的坐标按,,,,,循环是解题的关键.
【详解】解:如图,
因为点的坐标为,
所以点关于直线对称的点的坐标为,
依次类推,点的坐标为,
点的坐标为,
点的坐标为,
点的坐标为,
点的坐标为,
点的坐标为,
,
由此可见,从点开始,变换后的点的坐标按,,,,,循环,即6个一循环,
因为,
所以点的坐标为.
故选:B.
【题型9 轴对称综合大题(线段、角度、面积综合)】
【例9】如图,等腰三角形的周长是21cm,底边.
(1)求的长;
(2)若N是的中点,点P从点B出发以2cm/s的速度向点C运动.同时点Q从点C出发向点A运动,当与全等时,求点Q的速度.
(3)点分别是上的动点,当的周长取最小值时,探究与之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)
(2)Q的速度为每秒或
(3)
【分析】(1)先证明 再结合三角形的周长公式即可得到答案;
(2)如图,设Q的速度为每秒,运动时间为,再分两种情况:当时,则 当时,则 再建立方程求解即可;
(3)如图,分别作关于的对称点 连接 交于 则此时的周长最小,且为线段的长,连接 由轴对称的性质可得: 结合 从而可得答案.
【详解】(1)解:∵等腰三角形的周长是21cm,
∴
∵.
∴
(2)如图,设Q的速度为每秒,运动时间为,
∵N为的中点,则
∴
∵
∴
当时,则
∴
解得:
当时,则
∴
∴
综上:Q的速度为每秒或
(3)如图,分别作关于的对称点 连接 交于 则此时的周长最小,且为线段的长,连接
由轴对称的性质可得:
而
∴
∴
【点睛】本题考查的是等腰三角形的性质,全等三角形的判定与性质,轴对称的性质,三角形的内角和定理的应用,理解题意画出符合题意的图形,利用数形结合的方法解题是关键.
【变式9-1】在平面直角坐标系中的位置如图所示,、、三点都在格点上.
(1)画出关于轴对称的(点,,的对称点分别是,,).
(2)点到轴的距离为 ;点的坐标为 .
(3)在(1)问的结果下,连接,,求四边形的面积
【答案】(1)
由题意作图可得:
(2);
(3)
【分析】本题考查了轴对称作图,平面直角坐标系点的特征,梯形的面积,熟练掌握面积公式是解题的关键.
(1)根据轴对称的性质作图即可;
(2)根据图象作答即可;
(3)根据梯形面积公式运算即可.
【详解】(1)略
(2)解:由图可得:到轴的距离为,点的坐标为,
故答案为:;;
(3)解:根据题意连接可得:
∴.
【变式9-2】在一次数学活动课上,老师要求同学以“折纸中的数学”为主题开展折纸活动.如图1,在长方形纸片中,,分别是边,上一点,将纸片沿折叠,使点落在点处;再将沿折叠,使点落在点处,且,,三点在同一条直线上.
(1)求的大小;
(2)图2是由图1得到的四边形纸片,,分别是边,上一点,将纸片沿折叠,使点的对应点恰好落在边上,,,求的大小.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据折叠的性质得出,,根据平角的定义,即可求解;
(2)由(1)可知:,根据折叠的性质设,,根据平角的定义可得,,解方程求出,,结合四边形的内角和是,即可求解.
【详解】(1)解:如图1,由图形折叠的特征可得:,,
,
,
.
(2)解:如图2:
由(1)可知:,
设,,
则,,
∵,,
故,,
解得,,
在四边形中,,
在四边形中,.
【变式9-3】如图,正方形网格中.
(1)画出关于直线对称的图形;(点,,的对应点分别为点,,,画图过程用虚线表示,画图结果用实线表示.下同)
(2)在直线上找一点,使周长最小.
【答案】(1),即为所作
(2),点即为所作
【分析】本题考查了轴对称的性质.
(1)根据轴对称的性质找点,,关于直线对称的对应点,,的位置,依次连接即可作答;
(2)要使周长最小,即要使得最小,是定值,则只要最小,即可;连接交直线于点P,连接、,问题得解.
【详解】(1)解析见详解
(2)作图见详解
按照典型的“将军饮马”问题解决方法即可证明.
04 过关检测 → 分梯度,强综合,查漏洞,固成效
1.下列图形中,不是轴对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据如果一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形叫做轴对称图形,这条直线叫做对称轴进行分析即可.
【详解】解:A、C、D选项中的图形都能找到这样的一条直线,使图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,所以都是轴对称图形;
B选项中的图形不能找到这样的一条直线,使图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,所以不是轴对称图形.
2.如图,在中,是边的垂直平分线,交于点,垂足为,若,,则的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据垂直平分线的性质得到,通过线段等量代换,的周长可表示为,即可求解.
【详解】解:是边的垂直平分线,
,
的周长.
3.下列各命题都成立,判断它们的逆命题为真命题的是( )
A.如果两个实数都是正数,那么它们的积是正数
B.全等三角形的对应角相等
C.成轴对称的两个三角形全等
D.角的内部到角的两边距离相等的点在角的平分线上
【答案】D
【分析】先写出各选项命题的逆命题,再根据知识判断逆命题的真假.
【详解】解:A.逆命题:如果两个实数的积是正数,那么这两个实数都是正数,
∵两个负数的积也为正数(如),
∴逆命题为假命题,
B.逆命题:对应角相等的三角形是全等三角形,
∵对应角相等的三角形不一定全等(如边长不同的等边三角形),
∴逆命题为假命题,
C.逆命题:两个全等三角形成轴对称,
∵两个全等三角形的位置不一定关于某条直线对称,
∴逆命题为假命题,
D.逆命题:角平分线上的点到角的两边距离相等,
∵该命题是角平分线的性质,成立,
∴逆命题为真命题.
4.如图,弹性小球从点出发,沿所示方向运动,每当小球碰到长方形的边时反弹,反弹时反射角等于入射角(即:,).小球从点出发第次碰到长方形边上的点记为点,第次碰到长方形边上的点记为点,第次碰到长方形边上的点为图中的( )
A.点 B.点 C.点 D.点
【答案】D
【分析】根据反射角等于入射角,依次找出小球每次碰到长方形边上的点,得到碰撞点以次为一个周期循环,进而求出第次碰撞对应的点.
【详解】解:根据反射角等于入射角的规律,分析小球的运动路径,依次确定每次碰撞的点位:第次碰到长方形边:点;
第次碰到长方形边:点;
第次碰到长方形边:点;
第次碰到长方形边:点;
第次:从向右上反弹,沿对角线穿过网格,碰到长方形的上边(点右侧的顶边位置);
第次:从上边的碰撞点向右下反弹,碰到长方形的右边点位置;
第次:从右边的碰撞点向左下反弹,最终落在底边点,和第次的碰撞点完全重合;
小球的碰撞位置以次为一个周期循环出现,计算周期余数:
,
余数为,说明第次碰撞的位置,与一个周期内第次碰撞的位置相同,对应点为.
5.如图,在中,,,是边上一点,连接,将沿折叠,点B落在点处,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用折叠的性质得出,结合平行线的性质得出和,进而求出的度数,最后根据角的和差关系求解即可;
【详解】解:由折叠的性质可得,
,
, ,
,
在 中,,
,
,
,
,
.
6.在平面直角坐标系中,直线是经过点且平行于轴的直线,点与点关于直线轴对称,则的值为( )
A.0 B.1 C. D.
【答案】D
【分析】根据题意可得,,解方程,再代入即可解答.
【详解】解:由题意得直线为,
∵点与点关于直线轴对称,
∴,,
解得,,
∴.
7.蝴蝶剪纸是一幅轴对称图形,将其放在平面直角坐标系中,如图,如果图中点的坐标为,其关于轴对称的点的坐标为,则的值为( )
A. B. C.1 D.0
【答案】C
【分析】根据关于轴对称的点的横坐标互为相反数,纵坐标相同,求出的值,进而求出代数式的值即可.
【详解】解:由题意,
解得,
∴.
8.已知点关于轴的对称点在第一象限,则的范围在数轴上表示正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先根据对称轴得到点在第二象限,再根据第二象限的符号特征,列出不等式组,求解后,在数轴上表示出解集即可.
【详解】解:∵点关于轴的对称点在第一象限,
∴点在第二象限,
∴,解得,
在数轴上表示为:
9.剪纸艺术是最古老的中国民间艺术之一,很多剪纸作品体现了数学中的对称美.如图,蝴蝶剪纸是一幅轴对称图形,将其放在平面直角坐标系中,若点的坐标为 ,其关于轴对称的点的坐标为,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】关于y轴对称的点的横坐标互为相反数,纵坐标相同,据此建立方程组求出m、n的值即可得到答案.
【详解】解:∵点的坐标为 ,其关于轴对称的点的坐标为,
∴,
解得,
∴.
10.如图是蜡烛平面镜成像原理图,若以平面为x轴,镜面侧面为y轴(镜面厚度忽略不计)建立平面直角坐标系,若某时刻火焰顶点S的坐标是,此时对应的虚像的坐标是,则( )
A. B. C.0 D.1
【答案】D
【分析】本题考查了平面镜成像原理中坐标的轴对称.根据平面镜成像原理,点S与其像关于y轴对称,根据对称的性质可列方程求出x,y的数值,代入计算即可求解.
【详解】
解:∵点S与关于y轴对称,
∴,,
∴,
∴,
故选:D.
11.如图,直线表示铁路,,两点表示某工厂两个生产区,若要在铁路旁修建一个货仓,使货仓到两个生产区,的距离之和最短,则这样的点的位置有________处.
【答案】
【分析】将实际问题转化为数学问题,然后作点关于直线的对称点,连接,如图所示,由对称性及两点之间线段最短分析得出满足题意的点即可.
【详解】解:要在铁路旁修建一个货仓,使货仓到两个生产区,的距离之和最短,即在直线上找一点,使有最小值,
作点关于直线的对称点,连接,如图所示:
由对称性可知,则,
由两点之间线段最短可知,当三点共线时,有最小值,为线段的长,
即连接,与直线的交点就是满足题意的点,如图所示:
综上所述,这样的点的位置有处.
12.如图,已知,,则图中共有全等三角形________对
【答案】
【分析】根据全等三角形的判定方法可证、、,所以共有对全等三角形.
【详解】,,
是的垂直平分线,
,,
在和中,,
;
在和中,,
;
在和中,,
;
图中共有全等三角形对.
13.把沿对折,叠合后的图形如图所示.若,,则的度数为________.
【答案】/15度
【分析】设,,由折叠的性质可得,,由平角的定义求出,利用三角形内角和定理求出,再结合平角的定义计算即可得出结果.
【详解】解:设,,
由折叠的性质可得,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴.
14.如图,的顶点分别为,,,且与全等(点与点不重合),则点的坐标可以是__________.
【答案】
或或
【分析】根据题意可知,与有公共边,以公共边所在直线为对称轴,对点作对称变换得到对应边和对应角相等从而求解.
【详解】解:已知、,两个全等三角形和有公共边,
在轴上,长度为,
∴点关于轴对称点;
∴点关于的垂直平分线(直线)对称点;
∴点关于轴对称点,
∵三点均不与点重合,
∴的坐标可以是或或.
15.如图,在平面直角坐标系中,点A,B的坐标分别为,,P为y轴上一动点,且A,B,P三点不在同一条直线上,连接.当的周长最小时,点P的坐标为______.
【答案】
【分析】作点B关于y轴的对称点C,连接,连接交轴于点D,连接,则,可证明点P与点D重合时的周长有最小值;根据求出的长即可得到答案.
【详解】解:如图所示,作点B关于y轴的对称点C,连接,连接交轴于点D,连接,则,
由轴对称的性质可得,
∴的周长,
∵,且为定值,
∴当P、A、C三点共线时,的周长有最小值,即点P与点D重合时的周长有最小值;
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴点D的坐标为,即.
16.如图,在平面直角坐标系中,三个顶点的坐标分别为,,.
(1)作出向下平移4个单位长度的;(点,,的对应点分别为,,)
(2)作出关于轴对称的(点,,的对称点为,,)并直接写出点的坐标;
(3)如何平移才能使它与关于轴对称?
【答案】(1)
(2);点的坐标为
(3)向上平移4个单位
【分析】(1)根据平移规则,画出即可;
(2)根据轴对称的性质,画出,写出点的坐标即可;
(3)根据轴对称的性质,作答即可.
【详解】(1)略
(2)略
(3)解:∵向下平移4个单位长度得到,和关于轴对称,
∴将向上平移4个单位,即可使与关于轴对称.
17.在平面直角坐标系中,对点作如下变换:若,作点P关于y轴的对称点;若,作点P关于x轴的对称点,我们称这种变换为“变换”.
(1)点作“变换”后的坐标为________;点作“YS变换”后的坐标为________;
(2)已知点,,,其中,且点A,B作“变换”后对应的点分别为M,N两点,,求m的值.
【答案】(1);.
(2).
【分析】(1)比较每个点的横、纵坐标大小,按规则分别作关于 轴或 轴的对称变换.
(2)先判断 、 两点对应的变换类型,求出 、 坐标,再用“底乘高的一半”求三角形面积,列方程解出 .
【详解】(1)解:由题意,当 时,点 关于 轴对称,对应点为 ;当 时,点 关于 轴对称,对应点为 .
点 中,,即 ,故变换后坐标为 .
点 中,,即 ,故变换后坐标为 .
(2)解:已知 ,,,且 .
对于点 ,横坐标 (纵坐标),即 ,故 关于 轴对称,得 .
对于点 ,横坐标 (纵坐标),即 ,故 关于 轴对称,得 .
观察 与 ,两点横坐标相同,所以线段 垂直于 轴,长度为 .
点 到直线 的距离为 .
.
由题意 ,解得 .
经检验, 满足 ,符合题意.
【点睛】本题关键是读懂“YS变换”的分段规则——比较横、纵坐标决定作关于 轴还是 轴的对称变换;第(2)问中利用 、 横坐标相同这一特征,把三角形面积用“底乘高÷”转化为关于 的一次方程求解.
18.一中在向你招手,加油!在平面直角坐标系中,我们将点P关于x轴的对称点记作点,再将点关于y轴的对称点记作点则称点为点P关于x轴和y轴的“一中对称点”.例如:点关于x轴的对称点为点,点关于y轴的对称点为点,所以点关于x轴和y轴的“一中对称点”为点
(1)点关于x轴和y轴的“一中对称点”的坐标是______;
(2)点关于x轴和y轴的“一中对称点”的坐标是,求a和b的值;
(3)点关于x轴和y轴的“一中对称点”满足点到y轴的距离等于点F到x轴距离,直接写出x的值;
(4)若点关于x轴和y轴的“一中对称点”在第三象限,且满足条件的x的整数解恰有两个,求m的取值范围;
【答案】(1)
(2)
(3)或
(4)
【分析】(1)根据“一中对称点”的定义求解即可;
(2)根据“一中对称点”的定义得到的坐标,进而根据要求列方程组求解即可;
(3)根据“一中对称点”的定义得到的坐标,进而根据要求列方程求解即可;
(4)根据“一中对称点”的定义得到的坐标,进而根据要求不等式组求解,最后根据“满足条件的x的整数解恰有两个”确定m的取值范围即可.
【详解】(1)解:点关于x轴对称的点的坐标为,
点关于y轴对称的点的坐标为,
∴点关于x轴和y轴的“一中对称点”的坐标是;
(2)解:点关于x轴对称的点的坐标为,
点关于y轴对称的点的坐标为,
∴点关于x轴和y轴的“一中对称点”的坐标是,
又∵的坐标是,
∴,
∴;
(3)解:点关于x轴对称的点的坐标为,
点关于y轴对称的点的坐标为,
∴点关于x轴和y轴的“一中对称点”的坐标是,
∵点到y轴的距离等于点F到x轴距离,
∴,
解得:或;
(4)解:点关于x轴对称的点的坐标为,
点关于y轴对称的点的坐标为,
∴点关于x轴和y轴的“一中对称点”的坐标是,
∵在第三象限,
∴,
解得:,
∴,
∵满足条件的x的整数解恰有两个,
∴,
解得:.
19.如图1,平面直角坐标系中,点,,点在轴负半轴上,,且,满足.
(1)直接写出点,,的坐标;
(2)点关于轴的对称点为点,点是线段上一点,若直线平分三角形的面积,求点的横坐标;
(3)动点从点出发以每秒个单位长度向轴负半轴运动,动点从点出发以每秒个单位长度向轴正半轴运动,设直线、交于点,设动点、运动的时间为秒,
①如图2,当时,试探究与面积的数量关系,并说明理由;
②若的面积为,请写出一个满足条件的点坐标是__________.
【答案】(1),,
(2)点的横坐标为
(3)①与面积相等,理由见解析;②坐标或
【分析】(1)利用被开方数为非负数求出的值,再代入求出,得到、坐标,最后根据和在轴负半轴的条件,求出点坐标;
(2)先求关于轴的对称点,算出的面积,根据“平分面积”得的面积,再用三角形面积公式列方程,结合在线段上的取值范围,求出的横坐标;
(3)①先表示出时和的长度,分别计算和,发现二者相等,再同时减去公共的四边形的面积,得到;②分、、和四种情况进行讨论,再根据的面积为,用割补法列出关于、分别列出方程,然后联立方程组求解,得到两个符合条件的点坐标.
【详解】(1)解:,
,
,
,
点的坐标为,点的坐标为,
,
点的坐标为.
(2)解:点关于轴的对称点为点,
点的坐标为,
,,
,,
,
直线平分三角形的面积,
,
设点的坐标为,
,即,
解得,
点是线段上一点,
.
(3)①解:当时,,,
则,
,
可得,
则,
故.
②解:设点的坐标为,
当,点与点重合,,故;
当,如图,点在第四象限,
,
,可得,
,,
,,
,
,
,
,,
,,
,即,
由,
解得,
点为;
若,如图,,点不存在;
若,如图,点在第二象限,
,
,可得,
同上法可证,,,
可得,
解得,
点为,
综上,点为或.
20.如图,点,,若点关于y轴的对称点的坐标为
(1)求的面积.
(2)如图,点C在线段上(不与A、B重合)移动,,且,试探究线段、、之间的数量关系,并给出证明.
【答案】(1)2
(2)
解:,
证明:作交的延长线于点F,则,
,
,
,
,
,,
,
在和中,
,
,
,,
,
,
,
在和中,
,
,
,
,
.
【分析】(1)由关于y轴的对称点的坐标为,得,,则,,由,,求得
(2)作交的延长线于点F,则,由,,,可证明,得,,由,,得,而,可证明,得,所以,则.
【详解】(1)解:关于y轴的对称点的坐标为,
,,
,,
,,
,,
,
的面积为.
(2)略
05 复盘笔记 → 集错题,析错因,重订正,常反思
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