图形平移与旋转专题
【课后作业】
一、选择题(每小题 3 分,共 30 分)
1.已知等腰三角形的两边长分别为 6 ㎝、3 ㎝,则该等腰三角形的周长是( )
A.9 ㎝
B.12 ㎝
C.12 ㎝或 15 ㎝
D.15 ㎝
2.如果 a b ,那么下列各式一定正.确.的是( )
A. a 2 b 2
B. a b 22
3.下列命题中正确的是 ( )
(4)不等边旋转模型图(共顶点旋转不等腰出伴随相似)
【例 1】、如图,在△ABC 和△DCE 中,AC=BC,DC=EC,∠ACB=∠DCE=90°,将△DCE 绕点 C 旋转 (0°<∠ACD<180°),连结 BD 和 AE: (1)求证:△BCD≌△ACE; (2)试确定线段 BD 和 AE 的数量关系和位置关系; (3)连接 AD 和 BE,在旋转过程中,△ACD 的面积记为 S1,△BCE 的面积记为 S2,试判断 S1 和 S2 的 大小,并给予证明.
(3)当 AM+BM+CM 的最小值为
时,求正方形的边长。
【费马点问题】
费马点:是指位于三角形内且到三角形三个顶点距离之和最短的点。
1.若三角形 3 个内角均小于 120°,那么 3 条距离连线正好三等分费马点所在的周角,即该点所对三角形三边的 张角相等,均为 120°。所以三角形的费马点也称为三角形的等角中心。
题型五、图形的平移
【例】、如图,∠MAN=45°,点 C 在射线 AM 上,AC=10,过 C 点作 CB⊥AN 交 AN 于点 B,P 为线段 AC 上一个动点,Q 点为线段 AB 上的动点,且始终保持 PQ=PB.
(1)如图 1,若∠BPQ=45°,求证:△ABP 是等腰三角形; (2)如图 2,DQ⊥AP 于点 D,试问:此时 PD 的长度是否变化?若变化,请说明理由;若不变,请计 算其长度; (3)当点 P 运动到 AC 的中点时,将△PBQ 以每秒 1 个单位的速度向右匀速平移,设运动时间为 t 秒, B 点平移后的对应点为 E,求△ABC 和△PQE 的重叠部分的面积.
【变式练习】
【操作发现】如图 1,△ABC 为等边三角形,点 D 为 AB 边上的一点,∠DCE=30°,将线段 CD 绕点 C
顺时针旋转 60°得到线段 CF,连接 AF、EF,请直接写出下列结果:
①∠EAF 的度数为
;
②DE 与 EF 之间的数量关系为
;
【类比探究】如图 2,△ABC 为等腰直角三角形,∠ACB=90°,点 D 为 AB 边上的一点,∠DCE=45°,
题型三、半角旋转模型
秘籍:角含半角要旋转:构造两次全等
【例 1】、正方形 ABCD 中,点 E,F 分别在边 BC,CD 上,且∠EAF=45°,AE,AF 与 BD 分别交于 M,N ,(1)求证:BM2+DN2=MN2 (2)求证:△CEF 的周长为定值。
【练习】如图,在四边形 ABCD 中,角 ABC=30°,角 ADC=60°,AD=CD,求证:BD²=AB²+BC²
题型四、旋转与最值问题
【例 1】如图,四边形 ABCD 是正方形,△ABE 是等边三角形,M 为对角线 BD(不含 B 点)上任意一点,将 BM
绕点 B 逆时针旋转 60°得到 BN,连接 EN、AM、CM。 (1)求证:△AMB≌△ENB; (2)①当 M 点在何处时,AM+CM 的值最小; ②当 M 点在何处时,AM+BM+CM 的值最小,并说明理由;
△BCD、△DCE、△ACE 这三个三角形的面积之比.
【变式练习】如图,正方形 OABC 的边 OA,OC 在坐标轴上,点 B 的坐标为(-4,4).点 P 从点 A 出 发,以每秒 1 个单位长度的速度沿 x 轴向点 O 运动;点 Q 从点 O 同时出发,以相同的速度沿 x 轴的正 方向运动,规定点 P 到达点 O 时,点 Q 也停止运动.连接 BP,过 P 点作 BP 的垂线,与过点 Q 平行于 y 轴的直线 l 相交于点 D.BD 与 y 轴交于点 E,连接 PE.设点 P 运动的时间为 t(s). (1)∠PBD 的度数为______,点 D 的坐标为______(用 t 表示); (2)当 t 为何值时,△PBE 为等腰三角形? (3)探索△POE 周长是否随时间 t 的变化而变化?若变化,说明理由;若不变,试求这个定值.
(托里拆利的解法中对这个点的描述是:对于每一个角都小于 120°的三角形 ABC 的每一条边为底边,向外作 正三角形,然后作这三个正三角形的外接圆。托里拆利指出这三个外接圆会有一个共同的交点,而这个交点就是所 要求的点。这个点和当时已知的三角形特殊点都不一样。这个点因此也叫做托里拆利点。)
2.若三角形有一内角大于等于 120°,则此钝角的顶点就是距离和最小的点。
(3)关于中心对称的两个图形,对应线段平行(或在同一直线上)且相等。 3、判定
如果两个图形的对应点连线都经过某一点,并且被这一点平分,那么这两个图形关于这一点对 称。
4、中心对称图形 把一个图形绕某一个点旋转 180°,如果旋转后的图形能够和原来的图形互相重合,那么这个
图形叫做中心对称图形,这个店就是它的对称中心。 考点四、坐标系中对称点的特征
专点二:图形的旋转 1.旋转的定义:在平面内,将一个图形绕着一个定点沿着某个方向(顺时针或逆时针)旋转一定
的角度,这样的图形运动成为旋转,这个定点称为旋转中心,旋转的角度称为旋转角。 2.旋转的性质:
(1)旋转不改变图形的形状和大小:即旋转前后的图形是一组全等形。 (2)旋转后的图形与原来的图形的对应线段相等,对应角相等。 (3)经过旋转,图形上的每一点都绕着旋转中心沿相同的方向转动了相同的角度。
将线段 CD 绕点 C 顺时针旋转 90°得到线段 CF,连接 AF、EF.
①则∠EAF 的度数为
;
②线段 AE,ED,DB 之间有什么数量关系?请说明理由;
【实际应用】如图 3,△ABC 是一个三角形的余料,小张同学量得∠ACB=120°,AC=BC,他在边 BC
上取了 D、E 两点,并量得∠BCD=15°、∠DCE=60°,这样 CD、CE 将△ABC 分成三个小三角形,请求
【练习】、如图 1,将两个完全相同的三角形纸片 ABC 和 DEC 重合放置,其中∠C=90°,∠B=∠E=30°. (1)操作发现 如图 2,固定△ABC,使△DEC 绕点 C 旋转,当点 D 恰好落在 AB 边上时,填空: ①线段 DE 与 AC 的位置关系是______; ②设△BDC 的面积为 S1,△AEC 的面积为 S2,则 S1 与 S2 的数量关系是______. (2)猜想论证 当△DEC 绕点 C 旋转到如图 3 所示的位置时,小明猜想(1)中 S1 与 S2 的数量关系仍然成立,并尝试 分别作出了△BDC 和△AEC 中 BC、CE 边上的高,请你证明小明的猜想. (3)拓展探究 已知∠ABC=60°,点 D 是角平分线上一点,BD=CD=4,DE∥AB 交 BC 于点 E(如图 4).若在射线 BA 上存在点 F,使 S△DCF=S△BDE,请直接写出相应的 BF 的长.
【例】已知:点 P 是三角形 ABC 内任意一点,连接 PA、PB、PC. (1)如图 1,当△ABC 是等边三角形时,将△PBC 绕点 B 顺时针旋转 60°到△P′BC′的位置.若 AB 的长为 a,BP 的长为 b(b<a),求△PBC 旋转到△P′BC′的过程中边 PC 所扫过区域(图 1 中阴影 部分)的面积.(用 a、b 表示) (2)如图 2,若△ABC 为任意锐角三角形,问:当∠APC、∠APB 和∠BPC 满足什么大小关系时,AP+BP+CP 的和最小,并说明理由.
1.平移作图的一般步骤: (1)确定平移的方向和距离; (2)确定构成图形的关键点(线段两个端点,三角形三个顶点,n 边形 n 个顶点); (3)按照平移的方向和距离平移各个关键点; (4)顺次连接各个关键点的对应点,所得的图形就是平移后的图形。 2.旋转作图的一般步骤: (1)确定旋转中心、旋转角及旋转方向; (2)确定原图形的关键点; (3)旋转个关键点,得到对应点; (4)依次连接各关键点的对应点,所得的图形就是旋转后的图形。 3.图形之间的变换关系: 在图形变换中,最常见的变换有轴对称、平移、旋转,它们都是把一个图形变成另外一个图形, 并且这些变换都只是改变图形的位置,不改变图形的形状和大小。 平移、旋转、轴对称的主要区别是: ①三种变换的运动方式不同,具体体现:“平移”、“旋转”、“翻折”; ②三种变换的对应线段、对应角之间和关系不同; ③平移、旋转、轴对称作图需要的条件不同:平移需要确定方向和距离;旋转需要确定旋转方向、 旋转中心、旋转角度;轴对称需要确定对应点到对称轴的距离。
题型二、手牵手旋转模型
包含:等腰三角形、等腰直角三角形(正方形)、等边三角形伴随旋转出全等,处于各种位置的旋转模型,及残
缺的旋转模型都要能很快看出来 (1)等腰三角形旋转模型图(共顶点旋转等腰出伴随全等)
(2)等边三角形旋转模型图(共顶点旋转等边出伴随全等)
(3)等腰直角旋转模型图(共顶点旋转等腰直角出伴随全等)
【例 2】在正方形网格中建立如图所示的平面直角坐标系 xoy,△ABC 的三个顶点都在格点上, 点 A 的坐标是(4,4 ),请解答下列问题: (1)将△ABC 向下平移 5 个单位长度,画出平移后的 A1B1C1,并写出点 A 的对应点 A1 的坐标; (2)画出△A1B1C1 关于 y 轴对称的△A2B2C2; (3)将△ABC 绕点 C 逆时针旋转 90°,画出旋转后的△A3B3C3。 (4)△A3B3C3 沿直线折叠,刚好和△A2B2C2 重合,请直接写出直线的解析式为
【练习】如图,△ABC 三个顶点的坐标分别为 A(1,1),B(4,2),C(3,4) (1)请画出将△ABC 向左平移 4 个单位长度后得到的图形△A1B1C1; (2)请画出△ABC 关于原点 O 成中心对称的图形△A2B2C2; (3)在 x 轴上找一点 P,使 PA+PB 的值最小,请直接写出点 P 的坐标.