对称、平移、旋转
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平移旋转与对称平移、旋转和对称是几何学中常见的变换形式,在数学中有着重要的应用和研究价值。
本文将介绍平移、旋转和对称的基本概念、性质以及它们之间的关系。
一、平移平移是指将一个图形在平面上沿着某个方向移动一定的距离,移动后的图形与原来的图形形状完全相同。
我们可以通过向量来描述平移。
设有平面上的一点A,平移的向量为v,则A点平移后得到的点A'可表示为A + v。
简单来说,平移是保持形状不变的移动。
平移的性质:1. 平移不改变图形的形状和大小,只改变图形的位置。
2. 平移保持图形上的任意两点之间的距离和夹角不变。
3. 平移具有可逆性,即可以通过反向平移将图形移回原来的位置。
二、旋转旋转是指将一个图形绕着某个点或某条线旋转一定的角度,使得旋转后的图形在形状上与原来的图形相似。
我们可以通过旋转矩阵来描述旋转变换。
设有平面上的一点A,绕O点逆时针旋转θ度后得到的点A'可表示为:[x' y'] = [cosθ -sinθ] [x - x0] + [x0][y - y0]其中(x0, y0)为旋转中心坐标。
旋转的性质:1. 旋转不改变图形的大小,只改变图形的位置和方向。
2. 绕同一个点旋转的图形之间的大小和形状相似。
3. 旋转保持图形上的任意两点之间的距离和夹角不变。
4. 旋转也具有可逆性,即可以通过逆时针旋转将图形旋转回原来的位置。
三、对称对称是指将一个图形中的点绕着一个轴进行翻转,使得翻转后的图形与原来的图形完全重合。
我们可以通过对称轴来描述对称变换。
设有平面上的一点A,关于对称轴l对称后得到的点A'可表示为A' = 2l - A。
简单来说,对称是保持形状不变的镜像变换。
对称的性质:1. 对称不改变图形的大小和方向,只改变图形的位置。
2. 关于直线对称的图形之间的大小和形状完全相同。
3. 对称保持图形上的任意两点关于对称轴的距离不变。
4. 对称具有可逆性,即可以通过再次对称将图形还原到原来的位置。
平移旋转和对称的基本概念平移、旋转和对称是数学中的基本概念,它们在几何学、代数学以及实际生活中具有重要的应用。
本文将通过解释这些概念的意义和原理,以及它们在不同领域的应用,来帮助读者更好地理解和运用这些数学概念。
1. 平移的概念与应用平移是指在平面上将一个图形移动到另一个位置,移动的距离和方向保持不变。
例如,我们可以将一个正方形从原来的位置移动到其他位置,而它的边长、面积和角度并不改变。
平移可以用向量来表示,通过将所有的点都按照相同的向量进行平移即可。
平移在几何学中有广泛的应用。
例如,在设计建筑物时,建筑师可以通过平移来确定各个房间的位置和相对位置,从而在平面上合理地布局。
另外,在计算机图形学中,平移也是实现图像移动和交互的重要手段,通过改变图像的位置实现动画效果。
2. 旋转的概念与应用旋转是指以某个中心点为基准,将图形按照一定角度旋转。
旋转使得图形的形状保持不变,只是在空间中发生了位置的改变。
旋转可以用角度来表示,通过将图形中的每个点绕着中心点旋转相同的角度即可。
旋转在几何学中也有很多应用。
在地理学中,地球的自转和公转使得我们能够感知到昼夜的变化和季节的交替。
在艺术作品和设计中,旋转被广泛地运用,例如一幅画中的旋转图案或者轮廓线。
3. 对称的概念与应用对称是指一个图形在某个中心点或者轴线的两侧是完全相同的。
简单来说,我们可以把一个图形沿着中心点或轴线对折,两边的形状是相同的,就可以说这个图形具有对称性。
对称可以分为平面对称和轴对称。
对称在几何学和物理学中有广泛的应用。
在几何学中,对称是图形重要特征之一,通过对称性质可以简化计算和分析。
在物理学中,许多物理现象都具有对称性,例如轨道运动、电磁场分布等,通过对称性原理可以简化实际问题的求解。
通过对平移、旋转和对称的解释和应用,我们不仅能够更好地理解和运用这些基本概念,还能够在实际生活中发现它们的应用。
几何学中的这些基本概念贯穿了数学的各个领域,并且具有广泛的实际应用,对我们的日常生活和学习有着重要的影响。
几何变换的特点认识平移旋转和对称的性质几何变换的特点:认识平移、旋转和对称的性质几何变换是数学中对图形进行变换、移动或者改变形状的操作。
它是研究几何性质和图像的重要方法之一。
本文将重点讨论几何变换中的平移、旋转和对称三种基本变换,并阐述它们的特点和性质。
一、平移平移是指将图形在平面上沿着某个方向移动一定的距离,保持图形内部各点之间的相对位置不变。
平移的特点有:1. 平移是保形变换,即图形的形状不发生改变,只是位置发生了移动。
例如,一个正方形经过平移后仍然是一个正方形。
2. 平移是等距变换,即原图形和移动后的图形之间的距离保持不变。
例如,一个直角三角形经过平移后,各边之间的夹角大小不变。
3. 平移满足能够叠加的性质,即若干次平移变换的次序可以改变,但最终的结果是相同的。
例如,图形先向右平移再向上平移,与先向上平移再向右平移的结果是相同的。
二、旋转旋转是指将图形围绕某个点进行旋转,使得图形的各点相对于旋转中心点保持一定的角度不变。
旋转的特点有:1. 旋转同样是保形变换,即图形的形状不发生改变,只是位置和旋转方向发生变化。
例如,一个正三角形经过旋转后仍然是一个正三角形。
2. 旋转是等角变换,即旋转前后的角度大小保持不变。
例如,一个矩形经过旋转后,各个顶点之间的角度大小仍然相等。
3. 旋转也满足能够叠加的性质,即若干次旋转变换的次序可以改变,但最终的结果是相同的。
例如,图形先顺时针旋转90°再逆时针旋转90°,与先逆时针旋转90°再顺时针旋转90°的结果是相同的。
在旋转中,旋转中心点的选择对于结果有重要影响。
三、对称对称是指图形围绕某条直线或者点对称,使得图形在这条直线或者点上的两侧是完全相同的。
对称的特点有:1. 对称是保形变换,即图形的形状不发生改变,只是位置发生了变化。
例如,一个圆经过对称后仍然是一个圆。
2. 对称是等距变换,即对称前后图形内部各点之间的距离保持不变。
专题05二次函数中的平移、旋转、对称(五大题型)通用的解题思路:1.二次函数的平移变换平移方式(n>0)一般式y=ax2+bx+c顶点式y=a(x–h)2+k平移口诀向左平移n个单位y=a(x+n)2+b(x+n)+c y=a(x-h+n)2+k左加向右平移n个单位y=a(x-n)2+b(x-n)+c y=a(x-h-n)2+k右减向上平移n个单位y=ax2+bx+c+n y=a(x-h)2+k+n上加向下平移n个单位y=ax2+bx+c-n y=a(x-h)2+k-n下减2.平移与增加性变化如果平移后对称轴不发生变化,则不影响增减性,但会改变函数最大(小)值.只对二次函数上下平移,不改变增减性,改变最值.只对二次函数左右平移,改变增减性,不改变最值.3.二次函数的翻转问题的解题思路:①根据二次函数上特殊点的坐标值求得二次函数的表达式;②根据翻转后抛物线与原抛物线的图像关系,确定新抛物线的表达式;③在直角坐标系中画出原抛物线及翻转后抛物线的简易图,根据图像来判断题目中需要求解的量的各种可能性;④根据图像及相关函数表达式进行计算,求得题目中需要求解的值。
4.二次函数图象的翻折与旋转y=a(x-h)²+k绕原点旋转180°y=-a(x+h)²-k a、h、k 均变号沿x 轴翻折y=-a(x-h)²-k a、k 变号,h 不变沿y 轴翻折y=a(x+h)²+ka、h 不变,h 变号题型一:二次函数中的平移问题1.(2024•牡丹区校级一模)如图,在平面直角坐标系xOy 中,抛物线21(0)y ax bx a a=+-<与y 轴交于点A ,将点A 向右平移2个单位长度,得到点B ,点B 在抛物线上.(1)求点B 的坐标(用含a 的式子表示).(2)当B 的纵坐标为3时,求a 的值;(3)已知点11(,2P a-,(2,2)Q ,若抛物线与线段PQ 恰有一个公共点,请结合函数图象求出a 的取值范围.【分析】(1)令0x =,求出点A 坐标根据平移得出结论;(2)将B 的纵坐标为3代入求出即可;(3)由对称轴为直线1x =得出212y ax ax a =--,当2y =时,解得1|1|a a x a ++=,2|1|a a x a-+=,结合图象得出结论;【解答】解:(1)在21(0)y ax bx a a =+-<中,令0x =,则1y a =-,∴1(0,)A a-,将点A 向右平移2个单位长度,得到点B ,则1(2,)B a-.(2)B 的纵坐标为3,∴13a-=,∴13a =-.(3)由题意得:抛物线的对称轴为直线1x =,2b a ∴=-,∴212y ax ax a=--,当2y =时,2122ax ax a=--,解得1|1|a a x a ++=,2|1|a a x a-+=,当|1|2a a a -+≤时,结合函数图象可得12a ≤-,抛物线与PQ 恰有一个公共点,综上所述,a 的取值范围为12a ≤-.【点评】本题考查二次函数的图象及性质;熟练掌握二次函数图象上点的特征,数形结合讨论交点是解题的关键.2.(2024•平原县模拟)已知抛物线212:23C y ax ax a =++-.(1)写出抛物线1C 的对称轴:.(2)将抛物线1C 平移,使其顶点是坐标原点O ,得到抛物线2C ,且抛物线2C 经过点(2,2)A --和点B (点B 在点A 的左侧),若ABO ∆的面积为4,求点B 的坐标.(3)在(2)的条件下,直线1:2l y kx =-与抛物线2C 交于点M ,N ,分别过点M ,N 的两条直线2l ,3l 交于点P ,且2l ,3l 与y 轴不平行,当直线2l ,3l 与抛物线2C 均只有一个公共点时,请说明点P 在一条定直线上.【分析】(1)根据抛物线的对称轴公式直接可得出答案.(2)根据抛物线2C 的顶点坐标在原点上可设其解析式为2y ax =,然后将点A 的坐标代入求得2C 的解析式,于是可设B 的坐标为21(,)2t t -且(2)t <-,过点A 、B 分别作x 轴的垂线,利用4ABO OBN OAM ABNM S S S S ∆∆∆=--=梯形可求得t 的值,于是可求得点B 的坐标.(3)设1(M x ,1)y ,2(N x ,2)y ,联立抛物线与直线1l 的方程可得出12x x k +=-,124x x =-.再利用直线2l 、直线3l 分别与抛物线相切可求得直线2l 、直线3l 的解析式,再联立组成方程组可求得交点P 的纵坐标为一定值,于是可说明点P 在一条定直线上.【解答】解:(1)抛物线1C 的对称轴为:212ax a=-=-.故答案为:1x =-.故答案为:1x =-.(2) 抛物线1C 平移到顶点是坐标原点O ,得到抛物线2C ,∴可设抛物线2C 的解析式为:2y ax = 点(2,2)A --有抛物线2C 上,22(2)a ∴-=⋅-,解得:12a =-.∴抛物线2C 的解析式为:212y x =-.点B 在抛物线2C 上,且在点A 的左侧,∴设点B 的坐标为21(,)2t t -且(2)t <-,如图,过点A 、B 分别作x 轴的垂线,垂足为点M 、N .ABO OBN OAM ABNMS S S S ∆∆∆=-- 梯形2211111()()22(2)(2)22222t t t t =⨯-⨯-⨯⨯-⨯+⨯--32311122424t t t t =--++++212t t =+,又4ABO S ∆=,∴2142t t +=,解得:13t +=±,4(2t t ∴=-=不合题意,舍去),则2211(4)822t -=-⨯-=-,(4,8)B ∴--.(3)设1(M x ,1)y ,2(N x ,2)y ,联立方程组:2122y xy kx ⎧=-⎪⎨⎪=-⎩,整理得:2240x kx +-=,122x x k ∴+=-,124x x =-.设过点M 的直线解析式为y mx n =+,联立得方程组212y xy mx n⎧=-⎪⎨⎪=+⎩,整理得2220x mx n ++=.①过点M 的直线与抛物线只有一个公共点,∴△2480m n =-=,∴212n m =.∴由①式可得:221112202x mx m ++⨯=,解得:1m x =-.∴2112n x =.∴过M 点的直线2l 的解析式为21112y x x x =-+.用以上同样的方法可以求得:过N 点的直线3l 的解析式为22212y x x x =-+,联立上两式可得方程组2112221212y x x x y x x x ⎧=-+⎪⎪⎨⎪=-+⎪⎩,解得1212212x x x y x x +⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,12x x k +=- ,124x x =-.∴(,2)2k P -∴点P 在定直线2y =上.(如图)【点评】本题考查了抛物线的对称轴、求二次函数的解析式、解一元二次方程、一元二次方程的根的情况、求直线交点坐标等知识点,解题的关键是利用所画图形帮助探索解法思路.3.(2024•和平区一模)已知抛物线21(y ax bx a =+-,b 为常数.0)a ≠经过(2,3),(1,0)两个点.(Ⅰ)求抛物线的解析式;(Ⅱ)抛物线的顶点为;(Ⅲ)将抛物线向右平移1个单位长度,向下平移2个单位长度,就得到抛物线.【分析】(Ⅰ)利用待定系数法即可求解;(Ⅱ)根据抛物线的顶点式即可求得;(Ⅲ)利用平移的规律即可求得.【解答】解:(1) 抛物线21y ax bx =+-经过(2,3),(1,0)两个点,∴421310a b a b +-=⎧⎨+-=⎩,解得10a b =⎧⎨=⎩,∴抛物线的解析式为21y x =-;(Ⅱ) 抛物线21y x =-,∴抛物线的顶点为(0,1)-,故答案为:(0,1)-;(Ⅲ)将抛物线向右平移1个单位长度,向下平移2个单位长度,就得到抛物线2(1)12y x =---,即2(1)3y x =--.故答案为:2(1)3y x =--.【点评】本题考查了待定系数法求二次函数的解析式,二次函数的性质,二次函数图象与几何变换,熟练掌握待定系数法是解题的关键.4.(2024•礼县模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线23y ax bx =++交y 轴于点A ,且过点(1,2)B -,(3,0)C .(1)求抛物线的函数解析式;(2)求ABC ∆的面积;(3)将抛物线向左平移(0)m m >个单位,当抛物线经过点B 时,求m的值.【分析】(1)用待定系数法求函数解析式即可;(2)先求出点A 的坐标,然后切成直线BC 的解析式,求出点D 的坐标,再根据ABC ABD ACD S S S ∆∆∆=+求出ABC ∆的面积;(3)由(1)解析式求出对称轴,再求出点B 关于对称轴的对称点B ',求出BB '的长度即可;【解答】解:(1)把(1,2)B -,(3,0)C 代入23y ax bx =++,则933032a b a b ++=⎧⎨-+=⎩,解得1212a b ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,∴抛物线的函数解析式为211322y x x =-++;(2) 抛物线23y ax bx =++交y 轴于点A ,(0,3)A ∴,设直线BC 的解析式为y kx n =+,把(1,2)B -,(3,0)C 代入y kx n =+得230k n k n -+=⎧⎨+=⎩,解得1232k n ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,∴直线BC 的解析式为1322y x =-+,设BC 交y 于点D,如图:则点D 的坐标为3(0,)2,33322AD ∴=-=,113()(31)3222ABC ABD ACD C B S S S AD x x ∆∆∆∴=+=-=⨯⨯+=,(3)211322y x x =-++ ,∴对称轴为直线122b x a =-=,令B 点关于对称轴的对称点为B ',(2,2)B ∴',3BB ∴'=,抛物线向左平移(0)m m >个单位经过点B ,3m ∴=.【点评】本题主要考查待定系数法求二次函数的解析式,二次函数图象与几何变换、二次函数的性质、三角形面积等知识,关键是掌握二次函数的性质和平移的性质.5.(2024•珠海校级一模)已知抛物线223y x x =+-.(1)求抛物线的顶点坐标;(2)将该抛物线向右平移(0)m m >个单位长度,平移后所得新抛物线经过坐标原点,求m 的值.【分析】(1)化成顶点是即可求解;(2)根据平移的规律得到2(1)4y x m =-+-+,把原点代入即可求得m 的值.【解答】解:(1)2223(1)4y x x x =+-=+- ,∴抛物线的顶点坐标为(1,4)--.(2)该抛物线向右平移(0)m m >个单位长度,得到的新抛物线对应的函数表达式为2(1)4y x m =+--, 新抛物线经过原点,20(01)4m ∴=+--,解得3m =或1m =-(舍去),3m ∴=,故m 的值为3.【点评】本题考查了二次函数的性质,二次函数图象与几何变换,二次函数图象上点的坐标特征,求得平移后的抛物线的解析式是解题的关键.6.(2024•关岭县一模)如图,二次函数212y x bx c =++与x 轴有两个交点,其中一个交点为(1,0)A -,且图象过点(1,2)B ,过A ,B 两点作直线AB .(1)求该二次函数的表达式,并用顶点式来表示;(2)将二次函数212y x bx c =++向左平移1个单位,得函数2y =;函数2y 与坐标轴的交点坐标为;(3)在(2)的条件下,将直线AB 向下平移(0)n n >个单位后与函数2y 的图象有唯一交点,求n 的值.【分析】(1)将点(1,0)A -,点(1,2)B 坐标代入抛物线解析式即可求出b 、c 值,再转化为顶点式即可;(2)根据抛物线平移规则“左加右减”得到2y 解析式,令20y =求出与x 轴的交点坐标即可;(3)利用待定系数法求出直线AB 解析式,再根据直线平移法则“上加下减”得到直线平移后解析式,联立消去y ,根据判别式为0解出n 值即可.【解答】解:(1)将点(1,0)A -,点(1,2)B 坐标代入抛物线解析式得:2022b c b c -+=⎧⎨++=⎩,解得11b c =⎧⎨=-⎩,∴抛物线解析式为2219212()48y x x x =+-=+-.∴抛物线解析式为:21192()48y x =+-.(2)将二次函数1y 向左平移1个单位,得函数22592()48y x =+-,令20y =,则2592(048x +-=,解得112x =-,22x =-,∴平移后的抛物线与x 轴的交点坐标为1(2-,0)(2-,0).故答案为:22592()48y x =+-,1(2-,0)(2-,0).(3)设直线AB 的解析式为y kx b =+,将(1,0)A -,点(1,2)B 代入得:02k b k b -+=⎧⎨+=⎩,解得11k b =⎧⎨=⎩,∴直线AB 解析式为:1y x =+.将直线AB 向下平移(0)n n >个单位后的解析式为1y x n =+-,与函数2y 联立消去y 得:2592(148x x n +-=+-,整理得:22410x x n +++=,直线AB 与抛物线有唯一交点,△1642(1))0n =-⨯+=,解得1n =.【点评】本题考查了二次函数的图象与几何变换,熟练掌握函数的平移法则是解答本题的关键.7.(2024•温州模拟)如图,直线122y x =-+分别交x 轴、y 轴于点A ,B ,抛物线2y x mx =-+经过点A .(1)求点B 的坐标和抛物线的函数表达式.(2)若抛物线向左平移n 个单位后经过点B ,求n 的值.【分析】(1)由题意可得点A 、B 的坐标,利用待定系数法求解二次函数的表达式即可解答;(2)根据二次函数图象平移规律“左加右减,上加下减”得到平移后的抛物线的表达式,再代入B 的坐标求解即可.【解答】解:(1)令0x =,则1222y x =-+=,(0,2)B ∴,令0y =,则1202y x =-+=,解得4x =,(4,0)A ∴,抛物线2y x mx =-+经过点A ,1640m ∴-+=,解得4m =,∴二次函数的表达式为24y x x =-+;(2)224(2)4y x x x =-+=--+ ,∴抛物线向左平移n 个单位后得到2(2)4y x n =--++,经过点(0,2)B ,22(2)4n ∴=--++,解得2n =±,故n 的值为2-2+【点评】本题考查待定系数法求二次函数解析式、一次函数图象上点的坐标特征、二次函数的图象与几何变换,二次函数图象上点的坐标特征等知识,熟练掌握待定系数法求二次函数解析式是解答的关键.8.(2024•巴东县模拟)已知二次函数2y ax bx c =++图象经过(2,3)A ,(3,6)B 、(1,6)C -三点.(1)求该二次函数解析式;(2)将该二次函数2y ax bx c =++图象平移使其经过点(5,0)D ,且对称轴为直线4x =,求平移后的二次函数的解析式.【分析】(1)运用待定系数法即可求得抛物线解析式;(2)利用平移的规律求得平移后的二次函数的解析式.【解答】解:(1)把(2,3)A ,(3,6)B 、(1,6)C -代入2y ax bx c =++,得:4239366a b c a b c a b c ++=⎧⎪++=⎨⎪-+=⎩,解得:123a b c =⎧⎪=-⎨⎪=⎩,∴该二次函数的解析式为223y x x =-+;(2)若将该二次函数2y ax bx c =++图象平移后经过点(5,0)D ,且对称轴为直线4x =,设平移后的二次函数的解析式为2(4)y x k =-+,将点(5,0)D 代入2(4)y x k =-+,得2(54)0k -+=,解得,1k =-.∴将二次函数的图象平移后的二次函数的解析式为22(4)1815y x x x =--=-+.【点评】本题考查了待定系数法求解析式,抛物线的性质,熟知待定系数法和平移的规律是解题的关键.9.(2024•郑州模拟)在平面直角坐标系中,抛物线2y x bx c =-++经过点(1,2)A ,(2,1)B .(1)求抛物线的解析式;(2)直线y x m =+经过点A ,判断点B 是否在直线y x m =+上,并说明理由;(3)平移抛物线2y x bx c =-++使其顶点仍在直线y x m =+上,若平移后抛物线与y 轴交点的纵坐标为n ,求n 的取值范围.【分析】(1)利用待定系数法即可求解;(2)利用待定系数法求得直线y x m =+的解析式,然后代入点B 判断即可;(3)设平移后的抛物线为2()1y x p q =--++,其顶点坐标为(,1)p q +,根据题意得出2221511()24n p q p p p =-++=-++=-++,得出n 的最大值.【解答】解:(1) 抛物线2y x bx c =-++经过点(1,2)A ,(2,1)B ,∴12421b c b c -++=⎧⎨-++=⎩,解得21b c =⎧⎨=⎩,∴抛物线的解析式为:221y x x =-++;(2)点B 不在直线y x m =+上,理由:直线y x m =+经过点A ,12m ∴+=,1m ∴=,1y x ∴=+,把2x =代入1y x =+得,3y =,∴点(2,1)B 不在直线y x m =+上;(3)∴平移抛物线221y x x =-++,使其顶点仍在直线1y x =+上,设平移后的抛物线的解析式为2()1y x p q =--++,其顶点坐标为(,1)p q +, 顶点仍在直线1y x =+上,11p q ∴+=+,p q ∴=,抛物线2()1y x p q =--++与y 轴的交点的纵坐标为21n p q =-++,2221511(24n p q p p p ∴=-++=-++=-++,∴当12p =-时,n 有最大值为54.54n ∴ .【点评】本题考查了待定系数法求一次函数的解析式和二次函数的解析式,二次函数的图象与几何变换,二次函数的性质,题目有一定难度.10.(2024•鞍山模拟)已知抛物线2246y x x =+-.(1)求抛物线的顶点坐标;(2)将该抛物线向右平移(0)m m >个单位长度,平移后所得新抛物线经过坐标原点,求m 的值.【分析】(1)将二次函数的解析式改写成顶点式即可.(2)将抛物线与x 轴的交点平移到原点即可解决问题.【解答】解:(1)由题知,2222462(21)82(1)8y x x x x x =+-=++-=+-,所以抛物线的顶点坐标为(1,8)--.(2)令0y =得,22460x x +-=,解得11x =,23x =-.又因为将该抛物线向右平移(0)m m >个单位长度,平移后所得新抛物线经过坐标原点,所以30m -+=,解得3m =.故m 的值为3.【点评】本题考查二次函数的图象与性质,熟知利用配方法求二次函数解析式的顶点式及二次函数的图象与性质是解题的关键.11.(2023•原平市模拟)(1)计算:3211()(5)|2|3--+---⨯-;(2)观察表格,完成相应任务:x3-2-1-012221A x x =+-21-2-1-①72(1)2(1)1B x x =-+--721-2-②2任务一:补全表格;任务二:观察表格不难发现,当x m =时代数式A 的值与当1x m =+时代数式B 的值相等,我们称这种现象为代数式B 参照代数式A 取值延后,相应的延后值为1:换个角度来看,将代数式A ,B 变形,得到(A =③2)2-,22B x =-将A 与B 看成二次函数,则将A 的图象④(描述平移方式),可得到B 的图象.若代数式P 参照代数式A 取值延后,延后值为3,则代数式P =⑤.【分析】(1)先算乘方,负整数指数幂,绝对值,再算乘法,最后算加减法即可求解;(2)①把1x =分别代入代数式A ,B 即可求得;②根据代数式B 参照代数式A 取值延后,相应的延后值为1,即可得出二次函数A 、B 平移的规律是向右平移1个单位,据此即可得出代数式P 参照代数式A 取值延后,延后值为3的P 的代数式.【解答】解:(1)原式19(5)2=-+--⨯19(10)=-+--1910=-++18=;(2)任务一:将1x =代入2212A x x =+-=;代入2(1)2(1)11B x x =-+--=-,故答案为:①2,②1-;任务二:将代数式A ,B 变形,得到2(1)2A x =+-,22B x =-将A 与B 看成二次函数,则将A 的图象向右平移1个单位(描述平移方式),可得到B 的图象.若代数式P 参照代数式A 取值延后,延后值为3,则代数式22(13)2(2)2P x x =+--=--.故答案为:①2;②1-;③1x +;④向右平移1个单位;⑤2(2)2P x =--.【点评】本题考查二次函数图象与几何变换,二次函数图象上点的坐标特征,理解题意,能够准确地列出解析式,并进行求解即可.12.(2024•南山区校级模拟)数形结合是解决数学问题的重要方法.小明同学学习二次函数后,对函数2(||1)y x =--进行了探究.在经历列表、描点、连线步骤后,得到如图的函数图象.请根据函数图象,回答下列问题:【观察探究】:方程2(||1)1x --=-的解为:;【问题解决】:若方程2(||1)x a --=有四个实数根,分别为1x 、2x 、3x 、4x .①a 的取值范围是;②计算1234x x x x +++=;【拓展延伸】:①将函数2(||1)y x =--的图象经过怎样的平移可得到函数21(|2|1)3y x =---+的图象?画出平移后的图象并写出平移过程;②观察平移后的图象,当123y时,直接写出自变量x 的取值范围.【分析】(1)根据图象即可求得;(2)根据“上加下减”的平移规律,画出函数21(|21)3y x =---+的图象,根据图象即可得到结论.【解答】解:(1)观察探究:①由图象可知,当函数值为1-时,直线1y =-与图象交点的横坐标就是方程2(||1)1x --=-的解.故答案为:2x =-或0x =或2x =.(2)问题解决:①若方程2(|1)x a --=有四个实数根,由图象可知a 的取值范围是10a -<<.故答案为:10a -<<.②由图象可知:四个根是两对互为相反数.所以12340x x x x +++=.故答案为:0.(3)拓展延伸:①将函数2(||1)y x =--的图象向右平移2个单位,向上平移3个单位可得到函数21(|2|1)3y x =---+的图象,②当123y 时,自变量x 的取值范围是04x .故答案为:04x.【点评】本题主要考查了二次函数图象与几何变换,二次函数图象和性质,数形结合是解题的关键.13.(2023•花山区一模)已知抛物线2y x ax b =++的顶点坐标为(1,2).(1)求a ,b 的值;(2)将抛物线2y x ax b =++向下平移m 个单位得到抛物线1C ,存在点(,1)c 在1C 上,求m 的取值范围;(3)抛物线22:(3)C y x k =-+经过点(1,2),直线(2)y n n =>与抛物线2y x ax b =++相交于A 、B (点A 在点B 的左侧),与2C 相交于点C 、D (点C 在点D 的左侧),求AD BC -的值.【分析】(1)根据对称轴公式以及当1x =时2y =,用待定系数法求函数解析式;(2)根据(1)可知抛物线2223(1)2y x x x =-+=-+,再由平移性质得出抛物线1C 解析式,然后把点(,1)c 代入抛物线1C ,再根据方程有解得出m 的取值范围;(3)先求出抛物线2C 解析式,再求出A ,B ,C ,D 坐标,然后求值即可.【解答】解:(1)由题意得,1212aa b ⎧-=⎪⎨⎪++=⎩,解得23a b =-⎧⎨=⎩;(2)由(1)知,抛物线2223(1)2y x x x =-+=-+,将其向下平移m 个单位得到抛物线1C ,∴抛物线1C 的解析式为2(1)2y x m =-+-,存在点(,1)c 在1C 上,2(1)21c m ∴-+-=,即2(1)1c m -=-有实数根,10m ∴- ,解得1m,m ∴的取值范围为1m;(3) 抛物线22:(3)C y x k =-+经过点(1,2),2(13)2k ∴-+=,解得2k =-,∴抛物线2C 的解析式为2(3)2y x =--,把(2)y n n =>代入到2(1)2y x =-+中,得2(1)2n x =-+,解得1x =1x =(1A ∴-,)n ,(1B +)n ,把(2)y n n =>代入到2(3)2y x =--中,得2(3)2n x =--,解得3x =或3x =+(3C ∴)n ,(3D +,)n ,(3(12AD ∴=+--=+,(1(32BC =+--=-+,(2(24AD BC ∴-=+--+=.【点评】本题考查二次函数的几何变换,二次函数的性质以及待定系数法求函数解析式,直线和抛物线交点,关键对平移性质的应用.14.(2023•环翠区一模)已知抛物线2y x bx c =++经过点(1,0)和点(0,3).(1)求此抛物线的解析式;(2)当自变量x 满足13x -时,求函数值y 的取值范围;(3)将此抛物线沿x 轴平移m 个单位长度后,当自变量x 满足15x时,y 的最小值为5,求m 的值.【分析】(1)利用待定系数法求解;(2)先求出1x =-及3x =时的函数值,结合函数的性质得到答案;(3)设此抛物线沿x 轴向右平移m 个单位后抛物线解析式为(2)2y x m l =---,利用二次函数的性质,当25m +>,此时5x =时,5y =,即(52)215m ---=,设此抛物线沿x 轴向左平移m 个单位后抛物线解析式为(2)21y x m =-+-,利用二次函数的性质得到2m l -<,此时1x =时,5y =,即(12)215m ---=,然后分别解关于m 的方程即可.【解答】解:(1) 抛物线2y x bx c =++经过点(1,0)和点(0,3),∴103b c c ++=⎧⎨=⎩,解得43b c =-⎧⎨=⎩,∴此抛物线的解析式为243y x x =-+;(2)当1x =-时,1438y =++=,当3x =时,91230y =-+=,2243(2)1y x x x =-+=-- ,∴函数图象的顶点坐标为(2,1)-,∴当13x -时,y 的取值范围是18y - ;(3)设此抛物线x 轴向右平移m 个单位后抛物线解析式为(2)y x m =--21-,当自变量x 满足15x时,y 的最小值为5,25m ∴+>,即3m >,此时5x =时,5y =,即(52)m --215-=,解得13m =+,23m =-(舍去);设此抛物线沿x 轴向左平移m 个单位后抛物线解析式为(2)y x m =-+21-,当自变量x 满足15x时,y 的最小值为5,21m ∴-<,即1m >,此时1x =时,5y =,即2(12)15m ---=,解得11m =-+,21m =--(舍去),综上所述,m 的值为3+1+【点评】本题考查了二次函数图象与几何变换:由于抛物线平移后的形状不变,故a 不变,所以求平移后的抛物线解析式通常可利用两种方法:一是求出原抛物线上任意两点平移后的坐标,利用待定系数法求出解析式;二是只考虑平移后的顶点坐标,即可求出解析式,也考查了二次函数的性质.15.(2023•南宁一模)如图1,抛物线21y x c =-+的图象经过(1,3).(1)求c 的值及抛物线1y 的顶点坐标;(2)当132x - 时,求1y 的最大值与最小值的和;(3)如图2,将抛物线1y 向右平移m 个单位(0)m >,再向上平移2m 个单位得到新的抛物线2y ,点N 为抛物线1y 与2y 的交点.设点N 到x 轴的距离为n ,求n 关于m 的函数关系式,并直接写出当n 随m 的增大而减小时,m 的取值范围.【分析】(1)把(1,3)代入抛物线解析式求得c 的值;根据抛物线解析式可以直接得到顶点坐标;(2)根据抛物线的性质知:当0x =时,1y 有最大值为4,当3x =-时,1y 有最小值为5-.然后求1y 的最大值与最小值的和;(3)根据平移的性质“左加右减,上加下减”即可得出抛物线2y 的函数解析式;然后根据抛物线的性质分两种情况进行解答:当06m < 时,0y ,2211(2)4344n m m m =--+=-++.当6m >时,0y <,2211(2)4344n y m m m =-=--=--.【解答】解:(1)抛物线21y x c =-+的图象经过(1,3),∴当0x =时,2113y c =-+=,解得4c =.∴214y x =-+.顶点坐标为(0,4);(2)10-< ,∴抛物线开口向下.当0x =时,1y 有最大值为4.当3x =-时,21(3)45y =--+=-.当12x =时,21115()424y =-+=.∴当3x =-时,1y 有最小值为5-.∴最大值与最小值的和为4(5)1+-=-;(3)由题意知,新抛物线2y 的顶点为(,42)m m +,∴22()42y x m m =--++.当12y y =时,22()424x m m x --++=-+,化简得:2220mx m m -+=.又0m > ,∴112x m =-.∴2211(1)4(2)424y m m =--+=--+.当21(2)404m --+=时,解得12m =-;26m =, 104-<,∴抛物线开口向下.当06m < 时,0y ,2211(2)4344n m m m =--+=-++.当6m >时,0y <,2211(2)4344n y m m m =-=--=--.∴综上所述2213,06413,64m m m n m m m ⎧-++<⎪⎪=⎨⎪-->⎪⎩ (或21|(2)4|)4n m =--+.当26m <<时,n 随m 的增大而减小.【点评】本题属于二次函数综合题,主要考查了二次函数图象上点的坐标特征,二次函数图象与几何变换,二次函数的图象与性质以及二次函数最值的求法.难度偏大.16.(2023•奉贤区一模)如图,在平面直角坐标系xOy 中,抛物线23y ax bx =++的对称轴为直线2x =,顶点为A ,与x 轴分别交于点B 和点C (点B 在点C 的左边),与y 轴交于点D ,其中点C 的坐标为(3,0).(1)求抛物线的表达式;(2)将抛物线向左或向右平移,将平移后抛物线的顶点记为E ,联结DE .①如果//DE AC ,求四边形ACDE 的面积;②如果点E 在直线DC 上,点Q 在平移后抛物线的对称轴上,当DQE CDQ ∠=∠时,求点Q的坐标.【分析】(1)利用待定系数法解答即可;(2)①依据题意画出图形,利用A ,C ,D 的坐标,等腰直角三角形的判定与性质和平行线的性质求得点E ,F 坐标,再利用四边形ACDE 的面积DFC EFCA S S ∆=+平行四边形解答即可;②依据题意画出图形,利用A ,C ,D 的坐标,等腰直角三角形的判定与性质,勾股定理求得点E 坐标和线段DE ,再利用等腰三角形的判定与性质求得线段FQ ,则结论可求.【解答】解:(1) 抛物线23y ax bx =++的对称轴为直线2x =,经过点(3,0)C ,∴229330b a a b ⎧-=⎪⎨⎪++=⎩,解得:14a b =⎧⎨=-⎩,∴抛物线的表达式为243y x x =-+;(2)①2243(2)1y x x x =-+=-- ,(2,1)A ∴-.设抛物线的对称轴交x 轴于点G ,1AG ∴=.令0x =,则3y =,(0,3)D ∴,3OD ∴=.令0y =,则2430x x -+=,解得:1x =或3x =,(1,0)B ∴.如果//DE AC ,需将抛物线向左平移,设DE 交x 轴于点F ,平移后的抛物线对称轴交x 轴于点H ,如图, 点C 的坐标为(3,0),3OC ∴=.由题意:45ACB ∠=︒,//DE AC ,45DFC ACB ∴∠=∠=︒.3OF OD ∴==,(3,0)F ∴-,由题意:1EH =,1FH EH ∴==,(4,1)E ∴--.//AE x 轴,//DE AC ,∴四边形EFCA 为平行四边形,2(4)6AE =--= ,616EFCA S ∴=⨯=平行四边形.1163922DFC S FC OD ∆=⨯⋅=⨯⨯= ,∴四边形ACDE 的面积6915DFC EFCA S S ∆=+=+=平行四边形;②如果点E 在直线DC 上,点Q 在平移后抛物线的对称轴上,DQE CDQ ∠=∠,如图,当点Q 在x 轴的下方时,设平移后的抛物线的对称轴交x 轴于F ,由题意:1EF =.3OD OC == ,45ODC OCD ∴∠=∠=︒,45FCE OCD ∴∠=∠=︒,1CF EF ∴==,(4,1)E ∴-.CD ==,CE ==DE CD CE ∴=+=DQE CDQ ∠=∠ ,EQ DE ∴==1QF EF EQ ∴=+=,(4,1)Q ∴-;当点Q 在x 轴的上方时,此时为点Q ',DQ E CDQ ∠'=∠' ,EQ DE ∴'==,1Q F EQ EF ∴'='-=,(4Q ∴',1)-.综上,当DQE CDQ ∠=∠时,点Q 的坐标为(4,1)--或(4,1)-.【点评】本题是二次函数综合题,考查了二次函数图象和性质,待定系数法,三角形面积,直角三角形性质,勾股定理,相似三角形判定和性质等,解题的关键是熟练运用分类讨论思想和方程的思想解决问题.17.(2023•下城区校级模拟)如图已知二次函数2(y x bx c b =++,c 为常数)的图象经过点(3,1)A -,点(0,4)C -,顶点为点M ,过点A 作//AB x 轴,交y 轴于点D ,交二次函数2y x bx c =++的图象于点B ,连接BC .(1)求该二次函数的表达式及点M 的坐标:(2)若将该二次函数图象向上平移(0)m m >个单位,使平移后得到的二次函数图象的顶点落在ABC ∆的内部(不包括ABC ∆的边界),求m 的取值范围;(3)若E 为y 轴上且位于点C 下方的一点,P 为直线AC 上一点,在第四象限的抛物线上是否存在一点Q ,使以C 、E 、P 、Q 为顶点的四边形是菱形?若存在,请求出点Q的横坐标:若不存在,请说明理由.【分析】(1)将点(3,1)A -,点(0,4)C -代入2y x bx c =++,即可求解;(2)求出平移后的抛物线的顶点(1,5)m -,再求出直线AC 的解析式4y x =-,当顶点在直线AC 上时,2m =,当M 点在AB 上时,4m =,则24m <<;(3)设(0,)E t ,(,4)P p p -,2(,24)Q q q q --,分三种情况讨论:当CE 为菱形对角线时,CP CQ =,22222342(2)p q t q q q q q q =-⎧⎪=--⎨⎪=+-⎩,Q 点横坐标为1;②当CP 为对角线时,CE CQ =,22222824(4)(2)p q p t q q t q q q =⎧⎪-=+--⎨⎪+=+-⎩,Q 点横坐标为2;③当CQ 为菱形对角线时,CE CP =,222284(4)2p q q q t p t q =⎧⎪--=+-⎨⎪+=⎩,Q点横坐标为3【解答】解:(1)将点(3,1)A -,点(0,4)C -代入2y x bx c =++,∴4931c b c =-⎧⎨++=-⎩,解得24b c =-⎧⎨=-⎩,224y x x ∴=--,2224(1)5y x x x =--=-- ,∴顶点(1,5)M -;(2)由题可得平移后的函数解析式为2(1)5y x m =--+,∴抛物线的顶点为(1,5)m -,设直线AC 的解析式为y kx b =+,∴431b k b =-⎧⎨+=-⎩,解得14k b =⎧⎨=-⎩,4y x ∴=-,当顶点在直线AC 上时,53m -=-,2m ∴=,//AB x 轴,(1,1)B ∴--,当M 点在AB 上时,51m -=-,4m ∴=,24m ∴<<;(3)存在一点Q ,使以C 、E 、P 、Q 为顶点的四边形是菱形,理由如下:设(0,)E t ,(,4)P p p -,2(,24)Q q q q --,点E 在点C 下方,4t ∴<-,Q点在第四象限,01q ∴<<,①当CE 为菱形对角线时,CP CQ =,∴22222342(2)p q t q q q q q q =-⎧⎪=--⎨⎪=+-⎩,解得334q p t =⎧⎪=-⎨⎪=-⎩(舍)或116p q t =-⎧⎪=⎨⎪=-⎩,Q ∴点横坐标为1;②当CP 为对角线时,CE CQ =,∴22222824(4)(2)p q p t q q t q q q =⎧⎪-=+--⎨⎪+=+-⎩,解得222q p t =⎧⎪=⎨⎪=-⎩,Q ∴点横坐标为2,不符合题意;③当CQ 为菱形对角线时,CE CP =,∴222284(4)2p q q q t p t q =⎧⎪--=+-⎨⎪+=⎩,解得332p q t ⎧=⎪⎪=⎨⎪=-+⎪⎩(舍)或332p q t ⎧=-⎪⎪=-⎨⎪=--⎪⎩,Q ∴点横坐标为3-综上所述:Q 点横坐标为1或3-【点评】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,函数图象平移的性质,菱形的性质,分类讨论是解题的关键.18.(2023•即墨区一模)如图,题目中的黑色部分是被墨水污染了无法辨认的文字,导致题目缺少一个条件而无法解答,经查询结果发现,该二次函数的解析式为243y x x =-+.已知二次函数2y ax bx c =++的图象经过点(0,3)A ,(1,0)B ,.求该二次函数的解析式.(1)请根据已有信息添加一个适当的条件:(2,1)C -(答案不唯一);(2)当函数值6y <时,自变量x 的取值范围:;(3)如图1,将函数243(0)y x x x =-+<的图象向右平移4个单位长度,与243(4)y x x x =-+ 的图象组成一个新的函数图象,记为L .若点(3,)P m 在L 上,求m 的值;(4)如图2,在(3)的条件下,点A 的坐标为(2,0),在L 上是否存在点Q ,使得9OAQ S ∆=.若存在,求出所有满足条件的点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)只需填一个在抛物线图象上的点的坐标即可;(2)求出6y =时,对应的x 值,再结合图象写出x 的取值范围即可;(3)求出抛物线向右平移4个单位后的解析式为2(6)3y x =--,根据题意可知3x =时,P 点在抛物线2(6)3y x =--的部分上,再求m 的值即可;(4)分两种情况讨论:当Q 点在抛物线2(6)3y x =--的部分上时,设2(,1233)Q t t t -+,由212(1233)92OAQ S t t ∆=⨯⨯-+=,求出Q 点坐标即可;当Q 点在抛物线243y x x =-+的部分上时,设2(,41)Q m m m -+,由212(41)92OAQ S m m ∆=⨯⨯-+=,求出Q 点坐标即可.【解答】解:(1)(2,1)C -,故答案为:(2,1)C -(答案不唯一);(2)243y x x =-+ ,∴当2436x x -+=时,解得2x =2x =-∴当6y <时,22x <<+,故答案为:22x -<<+;(3)2243(2)1y x x x =-+=-- ,∴抛物线向右平移4个单位后的解析式为2(6)1y x =--,当3x =时,点P 在抛物线2(6)1y x =--的部分上,8m ∴=;(4)存在点Q ,使得9OAQ S ∆=,理由如下:当Q 点在抛物线2(6)1y x =--的部分上时,设2(,1235)Q t t t -+,212(1235)92OAQ S t t ∆∴=⨯⨯-+=,解得6t =+6t =,4t ∴<,6t ∴=-(6Q ∴-,9);当Q 点在抛物线243y x x =-+的部分上时,设2(,43)Q m m m -+,212(43)92OAQ S m m ∆∴=⨯⨯-+=,解得2m =+或2m =-4m ,2m ∴=+,2Q ∴,9);综上所述:Q 点坐标为(6,9)或2+,9).【点评】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,函数图象平移的性质,数形结合解题是关键.19.(2023•武侯区模拟)定义:将二次函数l 的图象沿x 轴向右平移t ,再沿x 轴翻折,得到新函数l '的图象,则称函数l '是函数l 的“t 值衍生抛物线”.已知2:23l y x x =--.(1)当2t =-时,①求衍生抛物线l '的函数解析式;②如图1,函数l 与l '的图象交于(M ,)n ,(,N m -两点,连接MN .点P 为抛物线l '上一点,且位于线段MN 上方,过点P 作//PQ y 轴,交MN 于点Q ,交抛物线l 于点G ,求QNG S ∆与PNG S ∆存在的数量关系.(2)当2t =时,如图2,函数l 与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,连接AC .函数l '与x 轴交于D ,E 两点,与y 轴交于点F .点K 在抛物线l '上,且EFK OCA ∠=∠.请直接写出点K 的横坐标.【分析】(1)①利用抛物线的性质和衍生抛物线的定义解答即可;②利用待定系数法求得直线MN 的解析式,设2(,23)P m m m --+,则得到(,2)Q m m -,2(,23)G m m m --,利用m 的代数式分别表示出PQ ,QG 的长,再利用同高的三角形的面积比等于底的比即可得出结论;(2)利用函数解析式求得点A ,B ,C ,D ,E ,F 的坐标,进而得出线段OA ,OC ,OD ,OE ,AC ,OF 的长,设直线FK 的解析式为5y kx =-,设直线FK 交x 轴于点M ,过点M 作MN EF ⊥于点N ,用k 的代数式表示出线段OM .FM ,ME 的长,利用EFK OCA ∠=∠,得到sin sin EFK OCA ∠=∠,列出关于k 的方程,解方程求得k 值,将直线FK 的解析式与衍生抛物线l '的函数解析式联立即可得出结论.。
平移旋转与对称平移旋转与对称的定义与性质平移、旋转和对称是几何学中重要的概念和操作。
它们是描述和变换图形位置和形状的基本工具。
本文将详细介绍平移、旋转和对称的定义及其性质。
一、平移的定义与性质平移是指将一个图形沿着一定方向移动一定距离,而不改变其形状和方向。
下面是平移的定义与性质:定义:平移是指将一个图形中的所有点,按照同样的方向和距离,同时保持相对位置的变换操作。
性质:1. 平移不改变图形的大小、形状和方向。
2. 平移后的图形与原图形之间的对应关系保持不变。
3. 平移是一个向量运算,可以用向量表示平移的方向和距离。
4. 任意两个平移可以合成为一个平移。
二、旋转的定义与性质旋转是指将一个图形绕着某个固定点旋转一定角度,使得旋转后的图形与原图形相似但方向和位置发生变化。
下面是旋转的定义与性质:定义:旋转是指将一个图形绕着固定点旋转一定角度,使得旋转前后图形中的对应点的距离保持不变。
性质:1. 旋转不改变图形的大小、形状和方向。
2. 旋转后的图形与原图形之间的对应关系保持不变。
3. 旋转可以按顺时针或逆时针方向进行。
4. 旋转是一个变换操作,可以用旋转中心和旋转角度来描述。
三、对称的定义与性质对称是指将一个图形分割成两个部分,使得两个部分关于某条直线、点或中心对称。
下面是对称的定义与性质:定义:对称是指将一个图形按照某个轴线或点进行折叠或旋转,使得折叠或旋转后的图形与原图形重合。
性质:1. 对称不改变图形的大小、形状和方向。
2. 对称后的图形与原图形之间的对应关系保持不变。
3. 图形关于对称轴对称时,对称轴上的点不动;图形关于对称中心对称时,对称中心不动。
4. 对称操作是可逆的,即对称两次会得到原来的图形。
综上所述,平移、旋转和对称是几何学中常用的图形变换操作。
它们各自有着特定的定义和性质,可以描述和变换图形的位置和形状。
理解和掌握平移、旋转和对称的定义与性质,将有助于我们在解决几何问题和应用几何知识时进行准确的操作和分析。
《对称、平移和旋转》教学设计一等奖1、《对称、平移和旋转》教学设计一等奖教学目标:1、让学生经历长方形、正方形等轴对成图形各有几条对称轴的探索过程,会画简单的几何图形的对称轴,并借此加深对轴对称图形特征的认识。
2、让学生在学习过程中进一步增强动手实践能力,发展空间观念,培养审美情操,增加学习数学的兴趣。
教学重点:经历发现长方形、长方形对称轴条数的过程。
教学难点:画平面图形的对称轴。
教学准备:p.119的图,剪刀、尺等教学过程:一、认识四边形的对称轴:1、取一张长方形纸,请学生说说长方形的特点。
对折,画出它的对称轴。
交流:你是怎么画的?强调:对称轴要用点划线来画,长方形有2条对称轴。
问:这条对角线是不是它的对称轴?为什么?2、用一张正方形纸对折,并画出它的对成轴。
交流:你画了几条对称轴?3、长方形和正方形都是特殊的四边形。
四边形中还有哪几种你叫得出名的图形?它们也都是轴对称图形吗?各有几条对称轴?请你把剪下来的平行四边形、菱形、直角梯形、等腰梯形分别都折一折、画一画。
交流:平行四边形不是轴对称图形。
菱形可以理解为平行四边形,它有2条对称轴。
直角梯形不是轴对称图形。
等腰梯形有1条对称轴。
适当板书,并请学生看板书说一说。
4、认识三角形的对称情况:三角形是对称图形吗?请你用准备好的三角形,折一折、画一画。
交流:一般的三角形不是轴对称图形。
等腰三角形有1条对称轴。
等边三角形有3条对称轴。
问:你发现了什么?(要有同样的边长才有轴对称的可能。
)二、练习:1、下面的图形都是轴对称图形吗?是轴对称图形的各有几条对称轴?试着把它们画出来。
几点注意:(1)点划线是直线,要画出头;(2)要画全。
(3)第3张图转过来看,并不对称,所以要主要仔细观察。
第四张图,可先选一个叶片画出来,再画出它对称的另一半,通过观察,了解它是旋转后得到的.,并不是对称的。
2、画出下面每个图形的另一半,使它成为一个轴对称图形。
3、先画出下面每个图形的对称轴,再交流。
第6讲平移、旋转及轴对称一、思维导图二、知识点梳理知识点一:平移在同一平面内,物体或图形沿着某一直线方向运动的现象叫做平移。
平移时物体或图形的形状、大小和方向没有变化,只是位置改变了。
知识点二:旋转物体或图形绕一个点或一个轴运动的现象叫做旋转。
旋转时物体或图形的形状和大小不变,其自身的运动方向发生了变化。
注意:旋转分为顺时针旋转和逆时针旋转。
知识点三:轴对称图形一个图形沿着一条直线对折后,折痕两边的部分能够完全重合的图形就是轴对称图形。
轴对称图形沿对称轴对折后,两边能够完全重合,即对称的点、对称的线段都能够完全重合,对称点到对称轴的距离相等。
三、例题精讲考点一:平移和旋转1.能够通过下图平移得到的图形是()。
A.B.C.D.2.在括号中填“平移”或“旋转”。
(1)小明进教室开门时,门的运动是()。
(2)小丽拧开纯净水瓶盖,瓶盖的运动是()。
(3)小红拉开窗帘,窗帘的运动是()。
(4)老师将课桌拖到最后一排,桌子的运动是()。
3.观察下面的图形,然后填空。
(1)小汽车向()平移了()格。
(2)小船向()平移了()格。
(3)飞机向()平移了()格。
4.如图所示。
(1)小狗先向左走4格,再向下走6格,它能吃到肉骨头吗?如果能,请你把小狗的行走过程在方格中画出来;如果不能,请你帮小狗设计一个正确的行走方案。
(2)小狗吃完肉骨头后接着想去吃大鸡腿,它应该怎么走?考点二:轴对称图形5.图形是从()对折的纸上剪下来的。
A.B.C.D.6.如图,一个大正方形被分成16个大小相同的小正方形,其中四个小正方形已涂成阴影,若再将一个小正方形涂成阴影,使所有阴影区域构成轴对称图形,则这个小正方形的编号为()。
7.拿一张长纸条,将它一反一正折叠起来,并画出字母E。
用小刀把画出的字母E挖去,拉开就可以得到一条以字母E为图案的花边,如图。
观察整条花边,左起和右起的三个图案各为一组,这两组图案有什么关系?8.(1)下面五个图形中,是轴对称图形的有()。
新航道教育四年级寒假培优小册第一章平移、旋转、轴对称平移1、物体在同一平面上沿直线运动,这种现象叫做平移。
注意:平移只是沿水平方向左右移动(×)平移不仅仅局限于左右运动。
2、平移二要素:(1)平移方向;(2)平移距离。
将一个图形平移时,要先确定方向,再确定平移的距离,缺一不可。
3、平移的特征:物体或图形平移后,他们的形状、大小、方向都不改变,只是位置发生改变。
4、在方格纸上平移图形的方法:(1)找出图形的关键点;(2)以关键点为参照点,按指定方向数出平移的格数,描出平移后的点;(3)把各点按原图顺序连接,就得到平移后的图形。
注意:用箭头标明平移方向(→)旋转1、旋转:物体绕某一点或轴的转动。
2、旋转方向:与时针运动方向相同的是顺时针方向;与时针运动方向相反的是逆时针方向;3、旋转三要素:旋转点(旋转中心)、旋转方向、旋转角度。
4、图形旋转的特征:图形旋转后,形状、大小都没发生变化,只是位置和方向变了。
5、图形旋转的性质:图形绕某一点旋转一定的角度,图形中的对应点、对应线段都旋转相同的角度,对应点到旋转点的距离相等。
6、旋转的叙述方法:物体是绕哪个点向什么方向旋转了多少度。
7、简单图形旋转90°的画法:(1)找出原图形的关键线段或关键点,借助三角板作关键线段的垂线,或者作关键点与旋转点所在线段的垂线;(2)从旋转点开始,在所作的垂线上量出与原线段相等的长度取点,即所找的点是原图形关键点的对应点;(3)参照原图形顺次连接所画的对应点。
关键线段:水平的、竖直的、过旋转点的线段。
轴对称图形1、将图形沿着一条直线对折,如果直线两侧的部分能够完全重合,这样的图形叫做轴对称图形。
折痕所在的直线叫做对称轴。
注意:对称轴是直线,既不是线段,也不是射线,画时不用实线,用虚线(虚线、尺子、露头)2、轴对称图形性质:对称点到对称轴的距离相等。
3、对称点:轴对称图形沿对称轴对折后,互相重合的点叫做对称点。
平移旋转与对称的应用平移、旋转和对称是几何学中常见的概念和操作,它们在数学、物理、工程和艺术等领域有着广泛的应用。
本文将探讨平移、旋转和对称的应用,并举例说明它们在不同领域中的实际应用。
一、平移的应用平移是指物体在平面上按照一定方向和距离移动的操作。
平移不改变物体的形状和大小,只改变了物体在平面上的位置。
平移在日常生活中有着广泛的应用,比如:1. 地图导航:我们在使用地图导航时,可以通过平移地图来查找目标地点的位置,从而确定正确的行进方向。
2. 摄影修正:在拍摄照片时,有时候会由于拍摄角度或位置的偏差导致图像中的物体位置不准确,此时可以通过平移操作来修正照片中物体的位置。
3. 动画制作:在电影、游戏和动画制作中,平移经常被用来控制人物、物体的运动轨迹,从而创造出流畅自然的动画效果。
二、旋转的应用旋转是指围绕某一中心点按照一定角度进行转动的操作。
旋转可以改变物体的朝向、角度和位置,它在很多领域中都有着重要的应用,比如:1. 机械工程:在机械领域中,旋转广泛应用于各种旋转机构和传动装置中,比如汽车发动机、电机、轴承等,它们通过旋转实现不同工作部件的运动和转动。
2. 制造业:在制造产品的过程中,往往需要对零部件进行旋转操作,以便进行加工、拼装等工序,从而实现产品的制造与装配。
3. 几何建模:在计算机图形学和三维建模中,旋转是一种常见的操作,用于改变物体的方向、角度和视角,从而创建出立体感的图形和模型。
三、对称的应用对称是指物体上的一些特征在某种变换操作下保持不变的性质。
对称在很多领域中具有重要的应用,比如:1. 建筑设计:对称常常被用于建筑设计中,通过对称的布局和装饰可以创造出和谐、美观的建筑形式。
比如,许多古代宫殿和寺庙都采用对称的设计风格。
2. 化学结构:在化学领域中,分子的对称性对于研究其结构和性质具有重要意义。
通过分析分子的对称性,可以推断出分子的空间结构和反应特性,从而指导化学实验和应用。
3. 图案设计:对称的图案常常被用于艺术和纹身设计中,通过对称的形式和图案可以创造出美观、平衡的视觉效果,吸引观众的注意力。
六、图案美-------对称、平移与旋转信息窗1 轴对称图形[教学内容]青岛版义务教育课程标准实验教科书数学四年级下册第87-90页。
[教材分析]轴对称图形是第二单元图案美--对称、平移与旋转的第一个信息窗。
学生在三年级已初步认识了简单的轴对称现象,会判断简单的图形是否是轴对称图形并找出其一条对称轴。
在此基础上教材通过一组具有轴对称图形特点的旗帜唤起学生对已有知识的回忆,进一步教学较复杂的轴对称图形及对称轴的含义,并能找出轴对称图形的所有的对称轴,近而引导学生画出图形的另一半并使它成为轴对称图形。
[教学目标]1、通过生活中的实例进一步认识"轴对称"的现象,也进一步理解"轴对称图形"和"对称轴"的含义。
2、能识别较复杂的轴对称图形并能确定其对称轴;能画出图形的另一半并使它成为轴对称图形。
3、在丰富的现实情境中,经历观察、操作、欣赏、分析、想象、创作等数学活动过程,逐步发展学生的空间观念。
4、在活动中培养学生合作、探究、交流、反思的意识。
体会数学与现实生活的密切联系,进一步感受数学的美。
[教学过程]一、创设情境,导入新课1、师启发谈话:同学们,一提到2008年,你首先会想到什么?在奥运会上你最想看到什么?师述:当五星红旗缓缓升起的时候,每一个中国人都会感到无比的骄傲和自豪。
因为国旗就是一个国家的象征。
2、出示图片:信息窗1的部分图片和一些不属于轴对称特点的图片提问:你能把它们按图形的特点分成两类吗?(学生可以自己动脑分类、有困难的也可以在小组中交流)讨论:为什么这样分?(学生动脑思考,并回答)对于古巴的国旗是否是对称图形,意见可能不一致。
说明我们需要进一步去研究对称图形的特征。
3、揭示课题:今天我们就来共同进一步研究对称图形。
对称图形也分好几类,小学阶段只研究其中的一类--轴对称图形。
(板书课题)前面我们已确认的对称的旗帜图片,都可以看作是轴对称图形。
[设计意图:运用即将到来的2008北京奥运、各种现实生活中存在的旗帜图片为情境,能充分的调动学生的学习兴趣。
让学生将旗帜分类可以唤起学生的已有知识经验,并运用经验,通过观察、主动地分析、判断。
]二、探究新知(一)动手操作,理解概念1、尝试用剪刀创作一个轴对称图形,动手前先想一想,用什么方法能使你剪得又快又能保证得到的肯定是一个轴对称图形。
(学生尝试动手剪,教师巡视。
)互相欣赏剪出的作品。
交流剪的方法。
(先将纸对折,然后再剪。
)为什么这样做?2、小组探究:先判断一组交通图标是否是轴对称图形,再结合自己前面的动手剪与交流的结论,小组合作研究轴对称图形有什么特征?小组汇报交流,帮助学生理解概念。
(理解对折、完全重合;在交流中指认对称轴。
)3、总结概念:什么是轴对称图形?什么叫对称轴?(明确:轴对称图形要求图形内部的小的图形或图案也应是对称的;对称轴是一条直线)教师板演对称轴的画法,强调画对称轴要用点画线。
在信息窗所呈现的轴对称旗帜中任选一行,画出它们的对称轴。
前面同学们在判断古巴的国旗是否是对称图形,大家的意见不一致,现在你们的意见是什么?(学生回答,并说明理由。
)4、研究平面图形我们学过的哪些图形是轴对称图形?(学生回答,说出长方形、正方形比较容易。
说三角形、梯形时注意引导是什么三角形、什么梯形,表述要准确。
也有可能把平行四边形当成轴对称图形,引导学生动手验证一下,明确结论。
)找出对称的平面图形的对称轴。
(借助准备好的图形纸片动手者看看。
)追问:每个轴对称图形都是只有一条对称轴吗?交流答案,说说你是怎样得到的?明确:长方形有两条对称轴;正方形有四条对称轴;等边三角形有三条对称轴。
圆有无数条对称轴。
(注意让每个学生都动手,进一步明确这个结论,才能印象深刻。
)(二)画出图形的另一半,使它成为轴对称图形。
打开课本第19页,自己动脑想一想,动笔画一画(只完成左边一题即可),然后在小组中交流画图的方法。
集体交流,总结方法:找关键转折点;点出其对应点(对应的一组点到对称轴的格数相等);连线(对应线所占格数相等)。
按照我们总结的方法完成右边一题。
(三)看书质疑今天我们所学内容是课本第17-19页,看一看,有什么疑问写到问题口袋处,然后小组内研究解决,解决不了的可以提出来,我们大家共同解决。
[设计意图:这个环节是教学重点、难点集中的所在。
在理解概念上从不同层次有梯度的展开。
首先让学生通过动手剪轴对称图形,感知轴对称图形的特点,加深对对称轴的理解。
然后在小组中去探讨轴对称图形的特点,这样的安排有利于学生对关键词的理解,如对折、完全重合,从而把握对称图形的特征,并能用自己的话恰当的总结特征。
在判断哪些平面图形是轴对称图形,并找出它们的对称轴环节上是检验学生是否理解了轴对称的图形的特征。
并进一步认识到轴对称图形的对称轴并不一定只有一条,进一步体会对称轴的含义。
最后画出图形的另一半,使它成为轴对称图形这又是一个难点,从独立完成到小组内交流方法,集体总结方法,有利于学生自主学习,开展合作交流。
也进一步把握轴对称图形的特征,体会对称轴两边的图形与对称轴的关系。
]三、拓展应用完成自主练习1--5题。
第1题:下面哪些图形是轴对称图形?(增加一部分:中国银行标志、联通标志、汽车徽标标志等的判断练习)学生独立完成。
第2题:在方格纸上画出下面图形的对称轴。
学生独立完成。
要求尽可能的画出所有的对称轴。
订正答案,明确图形1有两条对称轴,图形2有三条对称轴,图形3有无数条对称轴。
第3题:想一想、连一连。
学生独立完成。
订正时问:本题就像是在做什么?(照镜子)第4题:画出下面图形的对称轴。
(在前面的新授中已随机完成。
)第5题:画出下面每个图形的另一半,使它成为轴对称图形。
学生独立完成。
订正时指生说说是怎样画的。
[设计意图:通过四个大题的练习对本节课所学知识进行巩固,进一步理解轴对称图形的含义,提高学生的空间想象能力、动手操作能力。
在练习当中体验学习的乐趣与成功的喜悦。
] 四、欣赏轴对称图片生活中的轴对称图形很多,你在哪见过轴对称图形?(学生举例)老师这儿也收集了一些生活中的具有轴对称特征的图片,请大家欣赏。
[设计意图:在获取知识的同时,让学生感受数学无处不在,既拓宽了视野,又受到美的熏陶,并深切的感受到数学能使我们的生活变得更加美丽。
]五、总结通过这节课的学习,你有什么收获或感受?课后反思:《新课程标准》指出"学生的数学学习活动应当是一个生动活泼的、主动和富有个性的过程。
""动手实践、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。
"本课的内容贴近学生生活实际,操作性强,适合学生进行自主探索与合作学习。
因此,我充分利用这些指导原则,把理性知识转化为多种形式的感性材料,注重让学生通过动手实践、自主探索、合作学习理解抽象的轴对称图形知识,感觉数学与生活的联系,体验数学美。
教材的编排符合学生的认知特点,我基本采用了教材上的教学资源。
为了让学生为能更好的理解轴对称图形的含义,我创造性的使用教材。
信息窗1中所呈现的旗帜图片都是轴对称图形,这样学生的思维容易受限制。
所以我在出示的图片中既有信息窗1的部分图片,又有不属于轴对称特点的旗帜图片,再将它们进行分类。
这样设计既可以唤起学生的已有知识经验,又能充分调动学生运用经验,并通过观察、主动地分析、判断去体悟轴对称图形的特点。
教学中我注意为学生提供自主探索、交流互动的平台。
在学生通过动手剪轴对成图形的基础上,引导学生探索轴对称图形的特点,并尝试着去总结轴对称图形、对称轴的含义。
每个学生的生活环境和背景是不一样的,这种差异本身就是很好的教学资源,学生在交流中不断充实、完善对知识的认识和理解。
这种学生与学生的交流远远强于老师和学生的交流,不断锻炼了表达能力,同时还加深了对于知识的理解与完善。
课的最后,欣赏几组有轴对称图形特征的图片。
让学生感受到轴对称图形在生活中的许多应用,从而体会到数学并不遥远,并不神秘,数学就在自己身边,既加强了数学与现实生活的亲密联系,又激发了学生学习的欲望。
在优美的音乐、清晰的画面中,让学生置身与美好的情境中,从而激发学生对数学的亲切感。
轴对称图形的练习课[教学内容]青岛版义务教育课程标准实验教科书数学五年级上册第21页自主练习第6--10题。
[教学目标]1 、通过练习,使学生进一步加深理解和认识轴对称图形及对称轴。
2 、在丰富的现实情境中,经历观察、操作、欣赏、分析、想象、创作等数学活动过程,逐步发展学生的空间知觉和空间观念。
3、在活动中培养学生合作、探究、交流、反思的意识,体会数学与现实生活的密切联系,进一步感受数学的美及数学的普遍性。
教学重点:正确、完整画出一组图形的多条对称轴。
[教学难点]1、找规律,写出数字的对称数字。
2、运用所学知识解决简单的实际问题。
[教具准备]课件、正方形彩纸、剪刀等。
[教学过程]一、谈话导入上一节课,我们共同认识了一种奇特的图形--轴对称图形,它在我们的周围普遍存在,不但生活物品、建筑、动植物中有对称特性,就连我们自己身上也有对称现象,不信我们就一同去找一找。
(学生找一找,指一指,讲一讲。
)[设计意图:开门见山直接导入新课,让学生在熟悉的生活环境中找到轴对称现象,并指出对称轴,既唤起学生对上一节所学知识的回顾,又使学生再一次感受数学知识无处不在。
]二、自主练习--教材第21页"自主练习" 第6至10题。
1、学生自主解决第6题。
(课件出示)教师根据学生的实际情况小结:有的图形只有一条对称轴(如图1),有的图形有两条(如图2)或多条对称轴(如图3),我们都要画出来。
2、学生自主解决第7题。
(课件出示)学生做完,课件演示后,组织学生讨论:观察每组图形的对称轴,你发现了什么?(学生小组合作,探讨、交流)教师反馈信息后小结:1、有的对称轴经过了圆心。
2、所有的对称轴都相交于一点。
(教师要给予学生充分的肯定)验证学生所发现的第2条规律:第6题中"每个图形的所有的对称轴都相交于一点"吗?继续验证:自己画一个有不止一条对称轴的图形,"这个图形的所有的对称轴都相交于一点"吗?学生反思认识到:运用这一规律可以使对称轴画得更精确些。
[设计意图:第6、7题是本课时的教学重点,对于有的图形有两条或多条对称轴,学生找的不完整,但在教学中,我们提倡所有的对称轴都要画出来。
(无数条的除外)另一个教学点是"所有的对称轴都相交于一个点",教师是引导学生通过操作、观察、思考、验证、交流等数学活动,自主获取知识的,真正体现了学生是数学学习的主人,教师是数学学习的组织者、引导者、合作者。
]3、指导学生完成第8题。
(找规律,接着往下写)学生同位间尝试找一找、说一说规律,并试着写一写,画出它们各自的对称轴。