一.教学容:图形的旋转(一)课程标准要求1. 知识与技能:(1)通过具体的实例认识图形的旋转变换,探索它的基本特征,理解“对应点到旋转中心的距离相等”以及“对应线段相等,对应角相等”等基本性质;(2)认识旋转对称图形,并能按要求作出简单的平面图形旋转后的图形。
2. 过程与方法灵活运用轴对称、平移与旋转或它们的组合进行图案设计,认识和欣赏这些图形变换在现实生活中的应用。
3. 情感、态度与价值观:在观察、操作、推理、归纳等探索过程中,发展学生的合情推理能力,进一步培养学生的数学说理的习惯与能力。
(二)知识点1. 图形的旋转(1)定义:在平面,将一个圆形绕一个定点沿某个方向(顺时针或逆时针)转动一个角度,这样的图形运动叫做旋转,这个定点叫做旋转中心,转动的角称为旋转角。
(2)生活中的旋转现象大致有两大类:一类是物体的旋转运动,如时钟的时针、分针、秒针的转动,风车的转动等;另一类则是由某一基本图形通过旋转而形成的图案,如香港特别行政区区旗上的紫荆花图案。
(3)图形的旋转不改变图形的大小和形状,旋转是由旋转中心和旋转角所决定,旋转中心可以在图形上也可以在图形外。
(4)会找对应点,对应线段和对应角。
2. 旋转的基本特征:(1)图形在旋转时,图形中的每一个点都绕旋转中心旋转了同样大小的角度。
(2)图形在旋转时,对应点到旋转中心的距离相等,对应线段相等,对应角相等; (3)图形在旋转时,图形的大小和形状都没有发生改变。
3. 几点说明:(1)在理解旋转特征时,首先要对照图形,找出旋转中心、旋转方向、对应点、旋转角。
(2)旋转的角度是对应线段的夹角或对应顶点与旋转中心连线的夹角。
(3)旋转中心的确定分两种情况,即在图形上或在图形外,若在图形上,哪一点旋转过程中位置没有改变,哪一点就是旋转中心;若在图形外,对应点连线的垂直平分线的交点就是旋转中心。
【典型例题】例1. 如图,把一块砖ABCD 直立于地面上,然后将其轻轻推倒,在这个过程中A 点保持不动,四边形ABCD 旋转到AD ’C ’B ’位置。
(1)指出在这个过程中的旋转中心,并说出旋转角度是多大? (2)指出图中的对应线段。
C ’B A D ’分析:因为四边形'''B C AD 是由四边形ABCD 旋转得到的,A 保持不动,因此A 是旋转中心,又因为AB 、'AD 在同一平面上,且AD 垂直于地面,对应线段AB 与'AB 成︒90,因此旋转角度是︒90;(2)中由于点A 、B 、C 、D 的对应点分别是A 、'''D C B 、、,找出了对应点,对应线段也就不难找了。
答案:(1)旋转中心是A ,旋转角度是︒90(2)对应线段分别是:CD 与''D C ,AB 与'AB ,AD 与'AD ,BC 与''C B方法提炼:解答这类题目,应该看哪个点不动,在旋转过程中,图形中的点都动,哪个点不动,哪个点就是旋转中心,只要找出了对应点,对应线段自然可得,抓住“动”与“不动”。
难点:运用旋转的特征解决一些实际问题,培养分析问题和解决问题的能力,突破难点的途径应多动手操作,充分认识“图形在旋转过程中每一点与该对应点到旋转中心的距离都相等”这一性质去理解和运用旋转的其它性质。
例2.分析:得到的,'ABE ∆答案:(1)相等的线段有:''BE DE AE AE CB DC AD AB =====,, 相等的角有:'''BAE DAE BA E EDA E E ∠=∠∠=∠∠=∠,,(除直角外) (2)ADE ∆与'ABE ∆的形状和大小都一样。
方法提炼:解答这类题目,应考虑旋转的特征,是绕什么点旋转的,图形中的每个点都旋转相同的角度,对应线段相等,对应角相等,关键是是否旋转。
例3. 如图,小华同学正在黑板上画ABC ∆绕ABC ∆外一点P 旋转︒45的旋转图,当他画完A 、B 两点旋转后的对应点''B A 、时,不小心将旋转中心P 擦掉了,没有旋转中心P ,小明不知道如何画下去,你能帮助小明找到旋转中心P ,使他继续完成剩下的图形吗?A ’B ’分析:因为旋转中心在对应点连线的垂直平分线上,所以旋转中心是对应点连线垂直平分线的交点。
答案:先连结''BB AA 、,然后分别画线段''BB AA 、的垂直平分线,则它们的交点就是。
方法提炼:解这种类型的题,弄清楚它是一种什么样的题,联系所学知识,灵活使用所学的知识来解答问题,这个题目是旋转方面的题,应联系旋转的特征等。
例4. 如图,ABC ∆和ADE ∆都是等边三角形,B 在AD 上,试利用旋转说明BE=CD 。
D分析:因为此题是利用旋转说明,所以应考虑应用旋转的一些特征来解题。
答案:因为ABC ∆和ADE ∆都是等边三角形,所以︒=∠=∠60EAD BAC ,AB=AC ,AE=AD ,所以线段AB 绕A 点逆时针转︒60后与AC 重合,AE 绕A 点逆时针旋转︒60后与AD 重合,即ABE ∆绕A 点逆时针旋转︒60后与ACD ∆重合,此时BE 与CD 重合,所以BE=CD 。
方法提炼:把题目中的结论与条件互换,即已知BE=CD ,问哪两个三角形可以通过旋转得到,这样的题目就是抓住旋转的特征去寻找思路。
例5. (2001年)同学们曾玩过万花筒,它是由三块等长的玻璃片围成,如图所示,是万花筒的一个图案,图中所有的小三角形均是形状、大小相同的等边三角形,其中的菱形AEFG 可以看成是菱形ABCD 以A 为中心( )A. 顺时针旋转︒60得到的B. 顺时针旋转︒120得到的C. 逆时针旋转D. 逆时针旋转解析:AD GAD ∠∴ 图中所有小三角形均是形状、大小相同的等边三角形︒=︒+︒=∠+∠=∠∴1206060EAD GAE GAD∴选D评注:本题的关键是确定对应边,而对应边的夹角就是旋转角。
例6. 如图,AEB ACD ∆∆,都是等腰直角三角形,︒=∠=∠90EAB CAD ,画出ADB ∆以A 为旋转中心,顺时针方向旋转︒90后的三角形。
解答:根据旋转的特征,点D 绕点A 顺时针旋转︒90到点C ,点B 绕A 顺时针旋转︒90到E 点,从而ADB ∆以A 为旋转中心,顺时针方向旋转︒90后的三角形是ACE ∆。
思维方式:找出ADB ∆中顶点旋转后的对应点。
【模拟试题】(答题时间:40分钟)一、选择题1. A. 30°B. 45° 2. A. 36°B. 45° 3. (基础题)如图,把直角三角形ABC 绕直角顶点顺时针方向旋转90°后到达C B A ''∆,延长AB 交''B A 于D ,则'ADA ∠的度数是( ) A. 30°B. 60°C. 75°D. 90°A CB ’4. (基础题)下列图形中,既是轴对称图形,又是旋转对称图形的是( )A. 等腰三角形B. 平行四边形C. 等边三角形D. 三角形5. (能力题)如图,O 是等边三角形的旋转中心,EOF EOF ∠︒=∠,120绕点O 进行旋转,在旋转过程中,OE 、OF 与ABC ∆的边构成的图形面积( )A. 等于ABC ∆面积的31B. 等于ABC ∆面积的21C. 等于∆ 6. ︒=∠15BAD A. 15°二、填空题:7. (基础题)如图,旋转角是_________,AO 8. (基础题)如图,按________方向旋转了B CE9. (基础题)如图,ABC ∆绕点C 旋转后得到CDE ∆,则A ∠的对应角是___________,=∠B ________,AB=_________,AC=_________。
AED三、解答题:10. 11.向旋转一个角度后成DGA ∆。
(1)图中哪一个点是旋转中心,旋转角等于多少? (2)指出图中旋转图形的对应线段和对应角。
(3)求GDF ∠的度数。
G A F BE12. (探究题)如图,画出ABC ∆关于直线OM 的轴对称图形'''C B A ∆;再画出'''C B A ∆关于ON 的轴对称图形''''''C B A ∆,观察ABC ∆与''''''C B A ∆,你能从中发现这两个三角形有什么关系吗?MNB13. (综合题)如图,点C 是线段AB 上任意一点,分别以AC 、BC 为边在同侧作等边ACD ∆和等边BCE ∆,连结BD 、AE ,试找出图中能够通过旋转完全重合的图形,它是绕哪一点旋转?旋转了多少度?A C B14. (创新题)如图,ABC ∆是等腰三角形,︒=∠90ACB ,延长BC 到D ,连接AD ,作AD BE ⊥于E ,交AC 于F ,在这个图形中,哪两个三角形可以看成是一个三角形沿某一点旋转而得到的?试说明理由。
AE FB C D2 1315. (开放题)请你用几个基本图形设计一个图案,并用一句话说明你所设计图案的创意(要求至少用一次轴对称,一次平移和一次旋转)。
【试题答案】1. C导解:旋转对称图形的概念。
2. D导解:将圆五等分,每一等份的圆心角是︒72。
3. D导解:图形中的每个点都旋转了相同的度数。
4. C导解:等边三角形旋转︒60后与自身重合。
5. A导解:因为是旋转,所以旋转的角度一样,对应线段相等。
6. C7. 点O ,AOD ∠,相等,相等导解:旋转角度一样,对应角相等,对应点到旋转中心距离相等。
8. 点C ,顺时针,909.D ,∠ 导解: 10. 导解:'''B D A ,,11. (1)点D 是旋转中心 ︒90导解:关键是看动与不动。
(2)DC 与DA ,DE 与DG ,EC 与GA ,∠CDE 与∠GDA ,∠C 与∠DAG ,∠DEC 与∠G 。
(3)︒=∠︒=∠4545FDE GDF ,,由于旋转,CDE GDA ∠=∠∴, ︒=∠∠+∠=∠∴45FDE CDE ADF GDF ,又ABCD 是正方形,︒=∠+∠∴45CDE ADF导解:旋转过程对应角相等,应抓住旋转的特征。
12. 图略。
ABC ∆可以旋转2倍MON ∠,得到''''''C B A ∆。
13. DCB ∆与ACE ∆,绕C 点旋转,旋转了︒60。
14. BCF ∆与ACD ∆,绕点C 旋转了︒90。