平面直角坐标系下的图形变换
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高中数学平面直角坐标系下的图形变换及常用方法
赵相玉
【期刊名称】《六盘水师范学院学报》
【年(卷),期】2004(016)006
【摘要】高中数学新教材中介绍了基本函数图象,如指数函数图象,对数函数图象等.而在更多的数学问题中,需要将这些基本图象通过适当的图形变换方式转化成其它图象,要让学生理解并掌握图象变换方法.
【总页数】4页(P54-57)
【作者】赵相玉
【作者单位】六盘水市钟山区第五中学,贵州,水城,553001
【正文语种】中文
【中图分类】G633.6
【相关文献】
1.浅析平面直角坐标系中的图形变换 [J], 陈永强;彭毅
2.例谈直角坐标系下的图形变换 [J], 皇甫军
3.例谈直角坐标系下的图形变换 [J], 皇甫军
4.直角坐标系中的“图形变换” [J], 李小福
5.基于基本图形教学的专题复习课——平面直角坐标系中的图形变换(翻折) [J], 郑小娇
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平面直角坐标系规律
在平面直角坐标系中,规律主要体现在点的坐标表示、距离
计算、直线方程和图形变换等方面。
1.坐标表示:
平面直角坐标系中,每个点都可以用一个有序对(x,y)表示,
其中x表示点在x轴上的投影长度,y表示点在y轴上的投影
长度。
根据坐标的正负,可以判断点在哪个象限。
2.距离计算:
两点之间的距离可以通过勾股定理计算,即
$d=\sqrt{(x_2x_1)^2+(y_2y_1)^2}$。
这个公式可以用来
计算两点之间的直线距离。
3.直线方程:
在平面直角坐标系中,直线可以用一般式、斜截式、点斜式
和截距式等多种形式表示。
例如,一般式表示为Ax+By+C=0,其中A、B、C为常数;斜截式表示为y=kx+b,其中k为斜率,b为y轴截距;点斜式表示为yy_1=k(xx_1),其中(x_1,y_1)
为直线上一点的坐标;截距式表示为x/a+y/b=1,其中a、b
为x和y轴的截距。
4.图形变换:
平面直角坐标系中,常见的图形变换包括平移、旋转、缩放和对称等。
平移是通过给坐标加上一个平移向量实现,旋转是通过坐标旋转变换矩阵实现,缩放是通过给坐标乘上一个缩放因子实现,对称是通过以某一直线或点为中心实现。
总结一下,平面直角坐标系中的规律主要体现在坐标表示、距离计算、直线方程和图形变换等方面。
这些规律在几何学、图像处理、物理学等领域中都有广泛应用。
第2课时 平面直角坐标系中图形的位似变换知识点 1 位似变换与坐标的变化1.如图22-4-14,在平面直角坐标系中,有两点A (6,3),B (6,0),以原点O 为位似中心,相似比为13,在第一象限内把线段AB 缩小后得到CD ,则点C 的坐标为( )图22-4-14A .(2,1)B .(2,0)C .(3,3)D .(3,1)2.教材练习第1题变式△ABC 的顶点坐标为A (0,2),B (-3,5),C (-6,3).按如下方式对△ABC 进行变换,不是位似变换的是( )A .(x ,y )→(23x ,23y )B .(x ,y )→(-2x ,-2y )C .(x ,y )→(y ,x )D .(x ,y )→(2x ,2y )3.如图22-4-15,在边长为1的小正方形组成的网格中,建立平面直角坐标系,△ABO 与△A ′B ′O ′是以点P 为位似中心的位似图形,它们的顶点均在格点(网格线的交点)上,则点P 的坐标为( )图22-4-15A .(0,0)B .(0,1)C .(-3,2)D .(3,-2)4.2018·邵阳如图22-4-16,在平面直角坐标系中,已知点A (2,4),过点A 作AB ⊥x 轴于点B .以坐标原点O 为位似中心将△AOB 缩小为原图形的12,得到△COD ,则CD 的长是( )图22-4-16A .1B .2C .4D .2 55.如图22-4-17,等腰三角形OBA 和等腰三角形ACD 是位似图形,则这两个等腰三角形位似中心的坐标是________.图22-4-176.在平面直角坐标系中有四个点A (0,-2),B (3,2),C (1,-1),D (-2,3).如果将各点的横、纵坐标都乘3,得到点A ′,B ′,C ′,D ′,那么四边形A ′B ′C ′D ′与四边形ABCD 的相似比为________.7.如图22-4-18,正方形OABC 与正方形ODEF 是位似图形,点O 为位似中心,相似比为1∶ 2.若点A 的坐标为(0,1),则点E 的坐标是________.图22-4-188.在平面直角坐标系中,已知A (8,4),B (8,0)两点,以坐标原点O 为位似中心,相似比为14,把线段AB 缩小后得到线段A ′B ′,则线段A ′B ′的长等于________.知识点 2 在平面直角坐标系中画位似图形9.如图22-4-19,△ABC 三个顶点的坐标分别为A (0,-3),B (3,-2),C (2,-4),正方形网格中,每个小正方形的边长是1个单位.(1)画出△ABC 向上平移6个单位得到的△A 1B 1C 1;(2)以点C 为位似中心,在网格中画出△A 2B 2C 2,使△A 2B 2C 2与△ABC 位似,且△A 2B 2C 2与△ABC 的相似比为2∶1,并直接写出点A 2的坐标.图22-4-1910.如图22-4-20,已知点O是坐标原点,B,C两点的坐标分别为(3,-1),(2,1).(1)以点O为位似中心在y轴的左侧将△OBC放大为原来的2倍(即新图形与原图形的相似比为2∶1),得到△OB′C′,画出图形;(2)分别写出B,C两点的对应点B′,C′的坐标;(3)如果△OBC内部一点M的坐标为(x,y),写出点M的对应点M′的坐标.图22-4-2011.若△ABC 的顶点坐标分别为(3,2),(4,3),(6,5),△DEF 的顶点坐标分别为(32,1),(2,32),(3,52),则△DEF 与△ABC 的对应边的比为( )A .2∶1B .1∶2C .1∶3D .1∶412.2018·潍坊在平面直角坐标系中,P (m ,n )是线段AB 上一点,以原点O 为位似中心把△AOB 放大到原来的2倍,则点P 的对应点的坐标为( )A .(2m ,2n )B .(2m ,2n )或(-2m ,-2n )C .(12m ,12n )D .(12m ,12n )或(-12m ,-12n )13.如图22-4-21,在△ABC 中,A ,B 两个顶点在x 轴的上方,点C 的坐标是(-1,0),以点C 为位似中心,在x 轴的下方作△ABC 的位似图形△A ′B ′C ,并把△ABC 的边长放大到原来的2倍.设点B 的对应点B ′的横坐标是a ,则点B 的横坐标是( )图22-4-21A .-12aB .-12(a +1)C .-12(a -1)D .-12(a +3)14.如图22-4-22,正方形ABCD和正方形OEFG中,点A和点F的坐标分别为(3,2),(-1,-1),则两个正方形的位似中心的坐标是________.图22-4-2215.如图22-4-23,在平面直角坐标系中,△ABC的顶点坐标分别为(4,0),(8,2),(6,4).已知△A1B1C1的两个顶点坐标分别为(1,3),(2,5).若△ABC和△A1B1C1是位似图形,则△A1B1C1的第三个顶点的坐标为________.图22-4-2316.如图22-4-24,在平面直角坐标系xOy中,点A,B的坐标分别为(3,0),(2,-3),△AB′O′是△ABO关于点A的位似图形,且点O′的坐标为(-1,0),则点B′的坐标为________.图22-4-2417.如图22-4-25,△ABC的顶点坐标分别为A(1,3),B(4,2),C(2,1).(1)作出与△ABC 关于x 轴对称的△A 1B 1C 1,并写出点A 1,B 1,C 1的坐标; (2)以原点O 为位似中心,在原点的另一侧画出△A 2B 2C 2,使AB A 2B 2=12.图22-4-25教师详解详析1.A [解析] 由A(6,3),B(6,0),知线段AB =3.因为AB ⊥x 轴,线段AB 到线段CD 的变换是以原点O 为位似中心且相似比为13的位似变换,所以CD =1,OD =2,即C(2,1).故选A.2.C3.C [解析] 如图所示,点P 即为所求,故点P 的坐标为(-3,2).4.B 5.(-2,0) 6.3∶1 7.(2,2)8.1 [解析] 根据A(8,4),B(8,0)可得AB =4.因为相似比为14,所以把线段AB 缩小后的线段A′B′的长等于14AB =1.9.解:(1)如图所示,△A 1B 1C 1即为所求.(2)如图所示,△A 2B 2C 2即为所求.点A 2的坐标为(-2,-2).10.解:(1)分别延长BO ,CO 到点B′,C′,使OB′,OC′的长度是OB ,OC 长度的2倍,顺次连接三点即可.如图.(2)B′(-6,2),C′(-4,-2).(3)点M 的对应点M′的坐标为(-2x ,-2y). 11.B12.B [解析] 通过位似把△AOB 放大到原来的两倍,则对应点的横、纵坐标分别乘2或-2,故点P(m ,n)的对应点的坐标为(2m ,2n)或(-2m ,-2n).13.D [解析] 把图形向右平移1个单位,则点C 与坐标原点O 重合,点B′的横坐标变为a +1,此时△ABC 以原点为位似中心的位似图形是△A′B′C ,则与点B′对应的点B 的横坐标为-12(a +1),把该点向左平移1个单位,则得到点B 的坐标为-12(a +1)-1,即为-12(a +3).14.(1,0) 或(-5,-2) 15.(3,4)或(0,4)16.(53,-4) [解析] 如图,作出△AOB 的位似图形△AO′B′,过点B′作x 轴的垂线,垂足为C ,过点B 作x 轴的垂线,垂足为E.∵△AB′O′是△ABO 关于点A 的位似图形, ∴AO AO′=BEB′C. ∵点A 的坐标为(3,0),点O′的坐标为(-1,0),点B 的坐标为(2,-3), ∴AO =3,AO′=4,BE =3,∴34=3B′C ,∴B′C =4.易得△O′B′C ∽△OBE ,∴OE CO′=BEB′C ,即2CO′=34,∴CO′=83,∴OC =83-1=53, ∴点B′的坐标为(53,-4).17.解:(1)△A 1B 1C 1如图所示,A 1(1,-3),B 1(4,-2),C 1(2,-1).(2)△A 2B 2C 2如图所示.。
2020中考数学冲刺专题平面直角坐标系下的图形变化(含答案)1. 如图,在平面直角坐标系中,点A(3,0),B(0,-4),C是x轴上一动点,过C作CD∥AB 交y轴于点D.(∥)求OCOD的值;(∥)若以A,B,C,D为顶点的四边形的面积等于54,求点C的坐标;(∥)将∥AOB绕点A按顺时针方向旋转90°得到∥AO′B′,设D的坐标为(0,n),当点D落在∥AO′B′内部(包括边界)时,求n的取值范围.(直接写出答案即可)第1题图解:(∥)∥点A的坐标是(3,0),B的坐标是(0,-4),∥OA=3,OB=4.∥CD∥AB,∥∥AOB∥∥COD,∥OCOD=OAOB=34;(∥)设OC=3x,则OD=4x,则AC=3+3x,BD=4+4x,当点C 在x 轴负半轴上时: ∥四边形ABCD 的面积是54,∥12AC ·BD =54,即12(3+3x )(4+4x )=54, 解得:x =2或-4(舍去). 则点C 的坐标是(-6,0); 当点C 在x 轴的正半轴上时, S 四边形ABCD =12×3x ·4x -12×3×4=54, 解得:x =10或x =-10(舍去). 则点C 的坐标是(310,0); (∥)O ′的坐标是(3,3),则O ′B ′与y 轴的交点坐标是(0,3); 则B ′的坐标是(-1,3).设直线AB ′的解析式是y =kx +b , 根据题意得:⎩⎪⎨⎪⎧3k +b =0-k +b =3,解得:⎩⎪⎨⎪⎧k =-34,b =94,则直线AB ′的解析式是y =-34x +94, 当x =0时,y =94.即直线AB′与y轴的交点是(0,94).则n的范围是94≤n≤3.第1题解图2. 在平面直角坐标系中,点A(-2,0),B(2,0),C(0,2),点D,点E分别是AC,BC的中点,将∥CDE绕点C逆时针旋转得到∥CD′E′,旋转角为α,连接AD′,BE′.(∥)如图∥,若0°<α<90°,当AD′∥CE′时,求α的大小;(∥)如图∥,若90°<α<180°,当点D′落在线段BE′上时,求sin∥CBE′的值;(∥)若直线AD′与直线BE′相交于点P,求点P的横坐标m的取值范围.第2题图解:(∥)∥A(-2,0),B(2,0),C(0,2),∥OA=OB=OC,∥∥ACB=90°,∥∥CD′E′是∥CDE旋转得到的,∥∥D ′CE ′=90°,∥AD ′∥CE ′,∥∥AD ′C =∥D ′CE ′=90°, ∥D 为AC 的中点,∥CD =12AC , ∥CD =CD ′,∥CD ′=12AC , 在Rt∥ACD ′中,cos α=CD ′AC =12, ∥α=60°;(∥)设F 为D ′E ′的中点,连接CF ,如解图∥, ∥CD ′=CE ′,∥E ′CD ′=90°, ∥CF ∥BE ′,CF =12D ′E ′=1, 又∥BC =OB 2+OC 2=22,∥在Rt∥BCF 中,sin∥CBE ′=CF BC =24;(∥)如解图∥,以C 为圆心,CD ′为半径作∥C ,当AD ′与∥C 相切时AP 最长,易得四边形CD ′PE ′是正方形,作PH ∥AB 于点H . ∥CD ′=CD =12AC =2, ∥∥C 的半径为2, ∥在Rt ∥ACD ′中,AD ′=(22)2-(2)2=6,∥AP =AD ′+PD ′=6+2,∥cos∥P AB=APAB=AHAP,∥AH=2+3,∥点P横坐标的最大值为 3.如解图∥,当BE′与∥C相切时AP最短,易得四边形CD′PE′是正方形,作PH∥AB于点H.根据对称性可知OH=3,∥点P横坐标的最小值为-3,∥点P横坐标的取值范围为-3≤m≤ 3.图∥ 图∥ 图∥第2题解图3. 在平面直角坐标系中,一张矩形纸片OBCD按图∥所示放置,已知OB=10,BC=6,将这张纸片折叠,使点O落在边CD上,记作点A,折痕与边OD(含端点)交于点E,与边OB(含端点)或其延长线交于点F.(∥)如图∥,若点E的坐标为(0,4),求点A的坐标;(∥)将矩形沿直线y=-12x+n折叠,求点A的坐标;(∥)将矩形沿直线y=kx+n折叠,点F在边OB上(含端点),直接写出k的取值范围.第3题图解:(∥)∥点E的坐标为(0,4),∥OE=AE=4,∥四边形OBCD是矩形,∥OD=BC=6,∥DE=2,∥AD=AE2-DE2=23,∥点A的坐标为(23,6);(∥)由于直线EF解析式是y=-12x+n,∥OE=n,点F的坐标为(2n,0),连接OA,如解图∥,则EF垂直平分OA,易得∥AOD∥∥EFO,∥ADOD =OEOF=12,则AD=12OD=3,∥点A的坐标为(3,6);(∥)-1≤k≤-1 3.【解法提示】当点F与点B重合时,AB=OB=10,∥AC=102-62=8,则AD=2,易得∥ADE∥∥BCA,则ADBC =DEAC,即26=DE8,∥DE=83,∥OE=103,∥n=103,直线EF的解析式为y=kx+103,令x=10,则y=0,即0=10k+103,∥k=-13;当点E与点D重合时,如解图∥,点F(6,0),易得直线EF的解析式为y=-x+6,此时k=-1,综上所述,k的取值范围是-1≤k≤-13.第3题解图4. 如图,在平面直角坐标系xOy中,O为坐标原点,直线y=-x+4与x轴交于点A,与y轴交于点B.(∥)求点A,B的坐标;(∥)在直线AB上是否存在点P,使∥OAP是以OA为底边的等腰三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.(∥)若将Rt∥AOB折叠,使OB边落在AB上,点O与点D重合,折痕为BC,求折痕BC所在直线的解析式.第4题图解:(∥)在y=-x+4中,令x=0可得y=4,令y=0可求得x=4,∥A(4,0),B(0,4);(∥)如解图∥,作线段OA的垂直平分线,交x轴于点E,交AB于点P,则OP=P A,即P点即为满足条件的点,∥OA=4,∥OE=2,在y=-x+4中,当x=2时,可得y=2,∥P点坐标为(2,2);(∥)如解图∥,设C(t,0),则AC=OA-OC=4-t,∥OA=OB=4,∥AB=42,由折叠的性质可得BD=OB=4,CD=OC=t,∥ADC=∥BOC=90°,∥AD =AB -BD =42-4,在Rt∥ACD 中,由勾股定理可得AC 2=AD 2+CD 2,即(4-t )2=t 2+(42-4)2,解得t =42-4, ∥C (42-4,0),设直线BC 解析式为y =kx +b , ∥⎩⎪⎨⎪⎧b =4(42-4)k +b =0, 解得⎩⎪⎨⎪⎧k =-1-2b =4,∥折痕BC 的解析式为y =-(1+2)x +4.第4题解图5. 如图,在平面直角坐标系中,O 是坐标原点,点A 的坐标为(-8,0),直线BC 经过点B (-8,6),C (0,6),将四边形OABC 绕点O ,按顺时针方向旋转α度得到四边形OA ′B ′C ′,此时直线OA ′,直线B ′C ′分别与直线BC 相交于点P 、Q .(∥)如图∥,当四边形OA ′B ′C ′的顶点B ′落在y 轴正半轴上时,求BPBQ 的值; (∥)如图∥,当四边形OA ′B ′C ′的顶点B ′落在直线BC 上时,求∥OPB ′的面积:(∥)在四边形OABC 旋转过程中,当0°<a ≤180°时,是否存在这样的点P 和点Q ,使BP =12BQ ?若存在,请直接写出....点P 的坐标;若不存在,请说明理由.第5题图解:(∥)∥∥POC=∥B′OA′,∥PCO=∥B′A′O=90°,∥∥POC∥∥B′OA′,∥CPA′B′=OCOA′,即CP6=68,∥CP=92,BP=BC-CP=8-92=72,同理∥B′CQ∥∥B′C′O,∥CQC′O=B′CB′C′,即CQ6=10-68,∥CQ=3,BQ=BC+CQ=11,∥BPBQ=7211=722;(∥)在∥COP和∥A′B′P中,∥∥CPO=∥A′PB′,∥OCP=∥A′=90°,OC=B′A′,∥∥COP∥∥A′B′P(AAS),∥OP=B′P,设B′P=OP=x,在Rt∥COP中,CP2+CO2=OP2,即(8-x)2+62=x2,解得x =254,∥S ∥OPB ′=12×254×6=754;(∥)存在这样的点P 和点Q ,使BP =12BQ ,点P 的坐标是(-9-362,6),(-74,6). 【解法提示】过点Q 作QH ∥OA ′于点H ,连接OQ , 则QH =OC ′=OC ,∥S ∥POQ =12PQ ·OC ,S ∥POQ =12OP ·QH , ∥PQ =OP .设BP =x ,∥BP =12BQ ,∥BQ =2x ,∥如解图∥,当点P 在点B 左侧时,OP =PQ =BP +BQ =3x , 在Rt∥COP 中,PC 2+CO 2=OP 2,即(8+x )2+62=(3x )2, 解得x 1=1+362,x 2=1-362(舍去), ∥PC =BP +BC =9+362, ∥P (-9-362,6);∥如解图∥,当点P 在点B 的右侧时, OP =PQ =BQ -BP =x ,PC =8-x , 在Rt∥COP 中,PC 2+CO 2=PO 2, 即(8-x )2+62=x 2,解得x =254,∥PC=BC-BP=8-254=74,∥P(-74,6),综上所述,存在点P(-9-362,6),P(-74,6),使BP=12BQ.图∥ 图∥第5题解图6. 如图,在平面直角坐标系中,已知∥AOB是等边三角形,点A的坐标是(0,4),点B在第一象限,点P是x轴上的一个动点,连接AP,并把∥AOP绕着点A按逆时针方向旋转,使边AO 与AB重合,得到∥ABD.(∥)求点B的坐标;(∥)当点P运动到点(t,0)时,试用含t的式子表示点D的坐标;(∥)是否存在点P,使∥OPD的面积等于34,若存在,请求出符合条件的点P的坐标(直接写出结果即可).第6题图解:(∥)如解图∥,过点B作BE∥y轴于点E,作BF∥x轴于点F,由已知得BF=OE=2,OF=42-22=23,∥点B的坐标是(23,2);第6题解图∥(∥)∥∥ABD由∥AOP旋转得到,∥∥ABD∥∥AOP,∥AP=AD,∥DAB=∥P AO,∥∥DAP=∥BAO=60°,∥∥ADP是等边三角形,∥DP=AP=16+t2,如解图∥,过点D作DH∥x轴于点H,延长EB交DH于点G,则BG∥DH,∥在Rt∥BDG中,∥BGD=90°,∥DBG=60°,∥BG=BD·cos60°=t×12=t2,DG=BD·sin60°=t×32=32t,∥OH=EG=23+t2,DH=2+32t,∥点D的坐标为(23+t2,2+32t);第6题解图∥(∥)存在,点P 的坐标为(21-233,0),(-33,0),(-3,0),(-21-233,0).【解法提示】假设存在点P ,使∥OPD 的面积等于34,设点P 为(t ,0),下面分三种情况讨论: ∥当t >0时, BD =OP =t ,DG =32t , ∥DH =2+32t ,∥∥OPD 的面积等于34, ∥12t (2+32t )=34, 解得t 1=21-233,t 2=-21-233(舍去),∥点P 1的坐标为(21-233,0 );∥当-433<t ≤0时,BD =OP =-t ,BG =-32t , ∥DH =2-(-32t )=2+32t , ∥∥OPD 的面积等于34, ∥-12t (2+32t )=34, 解得t 1=-33,t 2=-3,∥点P 2的坐标为(-33,0),点P 3的坐标为(-3,0); ∥当t ≤-433时,BD =OP =-t ,DG =-32t , ∥DH =-32t -2, ∥∥OPD 的面积等于34, ∥12t (2+32t )=34,解得t 1=21-233(舍去),t 2=-21-233,∥点P 4的坐标为(-21-233,0)综上所述,点P 的坐标分别为P 1(21-233,0)、P 2(-33,0)、P 3(-3,0)、P 4(-21-233,0).7. 如图∥,等腰直角∥ABC 的斜边AB 长为4,矩形ODEF 的边OD 长为2,DE 长为4,将等腰直角∥ABC 沿x 轴向右平移得到等腰直角∥A ′B ′C ′.(∥)当线段A ′C ′所在直线经过点E 时,求此时直线A ′C ′的解析式;(∥)连接C ′F ,C ′E ,当线段C ′F 和线段C ′E 之和最短时,求矩形ODEF 和等腰直角∥A ′B ′C ′重叠部分的面积;(∥)当矩形ODEF 和等腰直角∥A ′B ′C ′重叠部分的面积为2.5时,求直线A ′C ′与y 轴交点的坐标(直接写出答案即可).第7题图解:(∥)当A ′C ′所在直线经过点E ,如解图∥. ∥∥CAB =45°, ∥∥C ′A ′B ′=45°, 在Rt∥EA ′D 中,DE =4, ∥A ′D =4, ∥OD =2, ∥A ′O =2, ∥A ′(-2,0),设直线A ′C ′的解析式为y =kx +b ,将两点A ′(-2,0),E (2,4)代入 得⎩⎪⎨⎪⎧-2k +b =02k +b =4,解得⎩⎪⎨⎪⎧k =1b =2. ∥A ′C ′此时的解析式为y =x +2;第7题解图∥(∥)∥点C的运动轨迹为直线y=2.∥点E关于点C′的运动轨迹的对称点为点D.连接FD,如解图∥,当C运动到FD的中点时,FC′+C′D最小,即FD的长,即FC′+EC′最小.∥此时A′C′与OF交于M,B′C′与DE交于N,∥OA′=OM=1,B′D=DN=1,即S∥B′DN=S∥A′OM=1.则S五边形ODNC′M=S∥A′B′C′-S∥B′DN-S∥A′OM=4×2×12-1×1×12-1×1×12=4-1=3.第7题解图∥(∥)直线A′C′与y轴交点的坐标为(0,2+22)或(0,2-22).【解法提示】当C在y轴上时,此时B′与D重合,∥矩形ODEF与∥A′B′C′重合部分为∥COB.∥S ∥COB =12×2×2=2<2.5,故当重叠部分面积为2.5时,C ′必在矩形ODEF 内部,此时重合部分面积S =S ∥A ′B ′C ′-S ∥B ′DN -S ∥A ′OM =2.5,∥4-S ∥B ′DN -S ∥A ′OM =2.5, 即12OM 2+12DN 2=1.5, ∥OM 2+DN 2=3, 而OM =OA ′,DN =DB ′, OA ′+DB ′=A ′B ′-OD =2, ∥OM +DN =2,DN =2-OM , ∥OM 2+(2-OM )2=3, OM 2+OM 2-4OM +4-3=0, 2OM 2-4OM +1=0,解得OM =2+22或OM =2-22, 故当重合部分面积为2.5时,直线A ′C ′与y 轴交点的坐标为(0,2+22)或(0,2-22).8. 在平面直角坐标系中,O 为原点,四边形OABC 是矩形,点A 、C 的坐标分别为(3,0)、(0,1),点D 是边BC 上的动点(与端点B 、C 不重合),过点D 作直线y =-12x +b 交边OA 于点E . (∥)如图∥,求点D 和点E 的坐标(用含b 的式子表示);(∥)如图∥,若矩形OABC关于直线DE的对称图形为矩形O1A1B1C1,试探究矩形O1A1B1C1与矩形OABC的重叠部分的面积是否发生变化?若不变,求出重叠部分的面积;若改变,请说明理由;(∥)矩形OABC绕着它的对称中心旋转,如果重叠部分的形状是菱形,请直接写出这个菱形的面积的最小值和最大值.第8题图解:(∥)∥四边形OABC是矩形,∥CB∥x轴,由点A、C的坐标分别为(3,0)、(0,1)可得点D的纵坐标为1,当y=1时,-12x+b=1,解得:x=2b-2,∥点D的坐标为(2b-2,1),当y=0时,-12x+b=0,解得:x=2b,∥点E的坐标为(2b,0);(∥)如解图,设CB与O1A1的交点为点M,C1B1与OA的交点为点N,∥四边形OABC,四边形O1A1B1C1是矩形,∥CB∥OA,C1B1∥O1A1,∥四边形DMEN是平行四边形,∥矩形OABC关于直线DE的对称图形为矩形O1A1B1C1,∥∥1=∥2,∥CB∥OA,∥∥2=∥3,∥∥1=∥3,∥DM=ME,∥平行四边形DMEN是菱形,过点D作DH∥OA于点H,由D(2b-2,1),E(2b,0)可知CD=2b-2,OE=2b,OH=CD=2b-2,DH=1,∥EH=OE-OH=2b-(2b-2)=2,设菱形DMEN的边长为m,在Rt∥DHN中,DH=1,HN=EH-NE=2-m,DN=m,由DH2+HN2=DN2,得:12+(2-m)2=m2,解得m=54,∥S菱形DMEN=NE·DH=54×1=54,∥重叠部分菱形DMEN 的面积不变,为54;第8题解图(∥)当NE =1时,菱形面积的最小值是1; 当NE =53时,菱形面积的最大值是53.(D 与C 重合,A 与E 重合,设DN =AN =x , 在Rt∥DNO 中利用勾股定理列出方程计算)9. 如图,在平面直角坐标系中,已知点A 的坐标为(0,2),∥ABO 为等边三角形,P 是x 轴上的一个动点(不与O 点重合),将线段AP 绕A 点按逆时针方向旋转60°,P 点的对应点为点Q . (∥)求点B 的坐标;(∥)当点P 在x 轴负半轴运动时,求证:∥ABQ =90°;(∥)连接OQ ,在点P 运动的过程中,当OQ ∥AB 时,求点P 的坐标.第9题图解:(∥)如解图∥,过点B 作BC ∥x 轴于点C ,∥∥AOB 为等边三角形,且OA =2, ∥∥AOB =60°,OB =OA =2, ∥∥BOC =30°,而∥OCB =90°, ∥BC =12OB =1,OC =3, ∥点B 的坐标为B (3,1);(∥)由题意得AP =AQ, AO =AB, ∥P AQ =∥OAB , ∥∥P AO =∥QAB=60°.在∥APO 与∥AQB 中,⎩⎪⎨⎪⎧AP =AQ ∥P AO =∥QAB AO =AB ,∥∥APO ∥∥AQB , ∥∥ABQ =∥AOP =90°; (∥)当点P 在x 轴正半轴上时, ∥∥OAB =60°,∥将AP 绕点A 逆时针旋转60°时,点Q 在点B 上方, ∥OQ 和AB 必相交,当点P 在x 轴负半轴上时,点Q 在点B 的下方, ∥AB ∥OQ ,∥BQO =90°,∥BOQ =∥ABO =60°. 在Rt∥BOQ 中,OB =2,∥OBQ =90°-∥BOQ =30°, ∥BQ =3,由(∥)可知,∥APO∥∥AQB,∥OP=BQ=3,∥此时点P的坐标为(-3,0).第9题解图10. 如图∥,平面直角坐标系中,矩形OABC,B(5,4),将矩形沿过点C的直线翻折,使点B 落在线段OA上的点D处,折痕交AB于点E,P(m,0)是射线OA上一动点过点P作x轴的垂线,分别交直线CE和直线CB于点Q和点R.(∥)求点E的坐标;(∥)在点P的运动过程中,求CRQR的值;(∥)设直线CE交x轴于点F,直线PR交直线CD于点K,连接KE,当∥CKE=∥CFO时,求出m的值和线段CQ的长.图∥ 备用图第10题图解:(∥)设E(5,y),∥AE =y ,BE =4-y ,由旋转得CD =BC =5,DE =BE =4-y , 在Rt∥COD 中,CO =4,OD =CD 2-CO 2=3,∥AD =AO -DO =5-3=2, 在Rt∥DAE 中,DE 2=AD 2+AE 2, ∥(4-y )2=22+y 2, 解得y =32, ∥E (5,32);(∥)如解图∥,∥PQ ∥x 轴, ∥PQ ∥AB , ∥∥CQR ∥∥CEB , ∥CR QR =CB EB =54-32=2;图∥ 图∥第10题解图(∥)如解图∥,∥∥CKE =∥CFO ,∥KCE =∥FCD ,∥∥KCE∥∥FCD,∥CKCF=CECD.∥C(0,4),E(5,3 2),∥直线CE的解析式为y=-12x+4,CE=52+(4-32)2=552.∥F(8,0).∥CF=CO2+FO2=4 5.∥C(0,4),D(3,0),∥直线CD的解析式为y=-43x+4.设K(m,-43m+4),∥KR=|-43m+4-4|=43m,∥CR=m,∥CK=CR2+KR2=m2+(43m)2=53m,∥CKCF=CECD,∥53m45=5525,解得m=6;∥Q在直线CE上,∥Q(6,1),∥CQ=CR2+QR2=62+(4-1)2=3 5.。
平面直角坐标系变化规律一、平面直角坐标系中的平移变化规律1. 点的平移- 在平面直角坐标系中,将点(x,y)向右(或左)平移a个单位长度,可以得到对应点(x + a,y)(或(x - a,y));- 将点(x,y)向上(或下)平移b个单位长度,可以得到对应点(x,y + b)(或(x,y - b))。
- 例如:点A(2,3)向右平移3个单位长度,得到点A'(2 + 3,3)=(5,3);点A(2,3)向下平移2个单位长度,得到点A''(2,3 - 2)=(2,1)。
2. 图形的平移- 图形的平移实际上就是图形上各个点的平移。
例如,三角形ABC三个顶点A(x_1,y_1)、B(x_2,y_2)、C(x_3,y_3),将三角形ABC向右平移a个单位长度,再向上平移b个单位长度,则A点变为A'(x_1 + a,y_1 + b),B点变为B'(x_2+a,y_2 + b),C点变为C'(x_3 + a,y_3 + b),新的三角形A'B'C'就是原三角形ABC平移后的图形。
二、平面直角坐标系中的对称变化规律1. 关于x轴对称- 点(x,y)关于x轴对称的点的坐标为(x,-y)。
- 例如:点P(3,4)关于x轴对称的点P'(3,-4)。
- 对于图形来说,图形关于x轴对称,就是图形上所有点关于x轴对称后得到的新图形。
如三角形ABC关于x轴对称,A(x_1,y_1)变为A''(x_1,-y_1),B(x_2,y_2)变为B''(x_2,-y_2),C(x_3,y_3)变为C''(x_3,-y_3),新的三角形A''B''C''就是三角形ABC关于x轴对称后的图形。
2. 关于y轴对称- 点(x,y)关于y轴对称的点的坐标为( - x,y)。
平面直角坐标系中的形变换在我们学习数学的旅程中,平面直角坐标系就像是一个神奇的舞台,而形变换则是这个舞台上的精彩表演。
那么,什么是平面直角坐标系中的形变换呢?让我们一起来揭开它神秘的面纱。
想象一下,在一个平面上,我们画出两条互相垂直的数轴,一条水平的称为 x 轴,一条垂直的称为 y 轴。
它们的交点就是原点,用 O 表示。
这个由 x 轴和 y 轴构成的平面就是平面直角坐标系。
而形变换,简单来说,就是图形在这个坐标系中的位置、形状或者大小发生了改变。
常见的形变换包括平移、旋转和缩放。
先来说说平移。
平移就像是把一个图形在这个平面上整体地移动一段距离。
比如说,一个三角形原来在坐标系中的位置是某个地方,我们可以让它沿着 x 轴方向向右移动 5 个单位,或者沿着 y 轴方向向上移动 3 个单位。
在这个过程中,三角形的形状和大小都没有改变,只是位置发生了变化。
我们怎么用数学的方式来描述平移呢?假设三角形的三个顶点坐标分别是 A(x₁, y₁),B(x₂, y₂),C(x₃, y₃)。
如果要将这个三角形沿着x 轴向右平移 a 个单位,沿着 y 轴向上平移 b 个单位,那么平移后三个顶点的新坐标就分别变成了 A'(x₁+ a, y₁+ b),B'(x₂+ a, y₂+b),C'(x₃+ a, y₃+ b)。
再看看旋转。
旋转就像是让图形围绕着一个点转动一定的角度。
比如说,一个矩形围绕着原点旋转 90 度。
在旋转的过程中,图形上每个点到旋转中心的距离是不变的,只是位置发生了改变。
那旋转又怎么用数学来表达呢?以原点为旋转中心,将点 P(x, y) 绕原点逆时针旋转θ 角度,旋转后的点坐标为 P'(x', y'),则 x' = x cosθ y sinθ ,y' = x si nθ +y cosθ 。
最后是缩放。
缩放就是让图形变大或者变小。
比如把一个圆形按照一定的比例放大或者缩小。
平面直角坐标系中的几何变换在数学中,几何变换是一种将图形从一个位置或形状转移到另一个位置或形状的方法。
在平面直角坐标系中,有许多常见的几何变换,如平移、旋转、缩放和翻转等。
这些变换不仅在数学中有着重要的应用,也在计算机图形学、物理学和工程学等领域中扮演着重要的角色。
平移是最简单的几何变换之一。
它通过将图形的每个点沿着指定的向量移动一定的距离来改变图形的位置。
在平面直角坐标系中,平移可以通过将图形的每个点的坐标分别增加或减少相同的数值来实现。
例如,将一个三角形沿着向量(2, 3)平移,可以将每个点的x坐标增加2,y坐标增加3。
这样,原来的三角形将平移至新的位置。
旋转是另一种常见的几何变换。
它通过围绕一个点或围绕坐标轴旋转图形来改变图形的方向。
在平面直角坐标系中,旋转可以通过将图形的每个点绕着指定的旋转中心旋转一定的角度来实现。
旋转的角度可以是正数或负数,正数表示逆时针旋转,负数表示顺时针旋转。
例如,将一个矩形绕着原点逆时针旋转90度,可以通过将每个点的坐标(x, y)变换为(-y, x)来实现。
缩放是改变图形大小的几何变换。
它通过乘以一个比例因子来增加或减少图形的尺寸。
在平面直角坐标系中,缩放可以通过将图形的每个点的坐标分别乘以相同的数值来实现。
如果缩放因子大于1,图形将变大;如果缩放因子小于1,图形将变小。
例如,将一个圆的半径缩小为原来的一半,可以将每个点的坐标乘以0.5。
翻转是将图形沿着某个轴对称的几何变换。
它通过改变图形的左右或上下位置来改变图形的方向。
在平面直角坐标系中,翻转可以通过将图形的每个点的坐标的一个分量取反来实现。
例如,将一个三角形关于x轴翻转,可以将每个点的y坐标取反。
除了以上几种常见的几何变换,还有一些其他的变换,如错切、投影和仿射变换等。
错切是通过将图形的每个点的坐标的一个分量增加或减少与另一个分量成比例的数值来改变图形的形状。
投影是将三维图形映射到二维平面上的几何变换。
仿射变换是一种将图形进行平移、旋转、缩放和错切等组合的变换。
小专题(四):平面直角坐标系中图形旋转的变换规则1. 引言平面直角坐标系中,图形的旋转是一种常见的几何变换。
本文介绍了图形旋转的变换规则。
2. 图形旋转的基本概念图形旋转是指将一个图形绕一个中心点旋转一定角度后得到新的图形。
旋转的中心点可以位于坐标原点或任意其他点。
3. 旋转变换的规则根据旋转变换的规则,对于同一图形的旋转变换,可以得到以下规律:- 旋转360度(或2π弧度)等于恢复原状,即旋转后的图形与原图形完全相同。
- 旋转180度(或π弧度)等于将图形沿旋转中心点对称。
- 旋转90度(或π/2弧度)等于将图形逆时针旋转90度。
- 旋转270度(或3π/2弧度)等于将图形顺时针旋转90度。
4. 旋转的计算方法为了进行图形的旋转变换,可以利用旋转矩阵进行计算。
旋转矩阵是一个二维的矩阵,在平面直角坐标系中描述了图形的旋转变换。
旋转矩阵的公式如下:R = | cosθ -sinθ || sinθ cosθ |其中,θ表示旋转的角度。
5. 应用举例以矩形图形为例,假设原始矩形的坐标为A(x₁, y₁), B(x₂,y₁), C(x₂, y₂), D(x₁, y₂)。
若要将该矩形逆时针旋转90度得到新的矩形A'(x₁', y₁'), B'(x₂', y₁'), C'(x₂', y₂'), D'(x₁', y₂'),可以通过旋转矩阵计算得出新的坐标。
新的坐标计算公式如下:x₁' = x₁ * cos90 - y₁ * sin90y₁' = x₁ * sin90 + y₁ * cos90x₂' = x₂ * cos90 - y₁ * sin90y₂' = x₂ * sin90 + y₁ * cos906. 结论图形在平面直角坐标系中的旋转变换遵循一定的规则和计算方法。
通过理解和应用这些规则和计算方法,我们可以对图形进行准确的旋转变换。
平面直角坐标系一、坐标1.已知点A 在y 轴左侧,距y 轴5•个单位长度,•距x•轴4•个单位长度,•则A•点的坐标为 ,A 点到原点的距离为________.2.点M (a-1,a-3)在y 轴上,则a 的值为( )A .-1B .-3C .1D .33.若点A (x ,0)与B (2,0)的距离为5,则x=_______.4.点P (x 2+1,y 2+2)的位置( )A .有可能在第二象限B .有可能在第三象限C .必在第一象限D .有可能在第四象限5.已知点P 的坐标为(1+a ,-2-a ),则P 点所在的象限是( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限6、 以方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =-x +2,y =x -1的解为坐标的点(x ,y )在平面直角坐标系中的位置是( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限二、平移变换7.(2011·广州)将点A (2,1)向左平移2个单位长度得到点A ′,则点A ′的坐标是( )A. (0,1) B .(2,-1) C .(4,1) D .(2,3)8.(2011·潜江)将点A (-3,-2)先沿y 轴向上平移5个单位,再沿x 轴向左平移4个单位得到点A ′,则点A ′的坐标是________.9.(2011·宿迁)在平面直角坐标系中,已知点A (-4,0)、B (0,2),现将线段AB 向上平移,使A 与坐标原点O 重合,则B 平移后的坐标是________.三、旋转变换10.(2011·大理)如图,在10×10正方形网格中,每个小正方形的边长均为1个单位.将△ABC 向下平移4个单位,得到△A ′B ′C ′,再把△A ′B ′C ′绕点C ′顺时针旋转90°,得到△A ″B ″C ′,请你画出△A ′B ′C ′和△A ″B ″C ′(不要求写画法).11.(2011·江西)如图,△DEF 是由△ABC 绕着某点旋转得到的,则这点的坐标是________. 12.(2011·泰安)若点A 的坐标为(6,3),O 为坐标原点,将OA 绕点O 按顺时针方向旋转90°得到OA ′,则点A ′的坐标是( )A .(3,-6)B .(-3,6)C .(-3,-6)D .(3,6)13.(2011·德州)点P (1,2)关于原点的对称点P ′的坐标为__________.14.(2011·济宁)如图,△PQR 是△ABC 经过某种变换后得到的图形.如果△ABC 中任意一点M 的坐标为(a ,b ),那么它的对应点N 的坐标为____________.15.(2011·凉山)在平面直角坐标系中,已知△ABC 三个顶点的坐标分别为A ()-1,2,B ()-3,4,C ()-2,9.(1)画出△ABC ;(2)画出△ABC 绕点A 顺时针旋转90°后得到的△A 1B 1C 1,并求出△ABC 在上述旋转过程中扫过的面积.16.(2010·连云港)如图,正方形网格中的每一个小正方形的边长都是1,四边形ABCD 的四个顶点都在格点上,O 为AD 边的中点,若把四边形ABCD 绕着点O 顺时针旋转180°,试解释下列问题:(1)画出四边形ABCD 旋转后的图形;(2)求点C 旋转过程中所经过的路径长;三、轴对称变换17.点M (-2,5)关于y 轴对称的点的坐标为________.18.已知点P 1(a-3,6)和P 2(4,b+2)关于x 轴对称则(a+b )100=_______.19.若点P (a-1,b-2)关于x 轴对称与关于y 轴对称的点坐标相同,则P 点坐标为( )A .(-1,-2)B .(-1,0)C .(0,-2)D .(0,0)四、阅读题20.(2010·台州)类比学习:一动点沿着数轴向右平移3个单位,再向左平移2个单位,相当于向右平移1个单位.用实数加法表示为 3+(-2)=1.若坐标平面上的点作如下平移:沿x 轴方向平移的数量为a (向右为正,向左为负,平移||a 个单位),沿y 轴方向平移的数量为b (向上为正,向下为负,平移||b 个单位),则把有序数对{a ,b }叫做这一平移的“平移量”;“平移量”{a ,b }与“平移量”{c ,d }的加法运算法则为{a ,b }+{c ,d }={a +c ,b +d }.解决问题:(1)计算:{3,1}+{1,2};{1,2}+{3,1}.(2)①动点P 从坐标原点O 出发,先按照“平移量”{3,1}平移到A ,再按照“平移量”{1,2}平移到B ; 若先把动点P 按照“平移量”{1,2}平移到C ,再按照“平移量”{3,1}平移,最后的位置还是点B 吗? 在图1中画出四边形OABC .②证明四边形OABC 是平行四边形.(3)如图2,一艘船从码头O 出发,先航行到湖心岛码头P (2,3),再从码头P 航行到码头Q (5,5),最后回到出发点O . 请用“平移量”加法算式表示它的航行过程.五、分类讨论21.在平面直角坐标系xOy 中,已知点P (2,2),点Q 在y 轴上,△PQO 是等腰三角形,则满足条件的点Q 共有几个?请写出他们的坐标.六、极坐标系22.(2010·本溪)已知在坐标平面上的机器人接受指令“[a ,A ]”(a ≥0,0°<A <180°)后行动结果为:在原地顺时针旋转A 后,再向面对方向沿直线前行a .若机器人的位置是在原点,面对方向是y 轴的负半轴,则它完成一次指令[2,30°]后所在位置的坐标是( )A .(-1,-3)B .(-1,3)C .(-3,-1)D .(-3,-1)七、找规律23.(2010·武汉)如图,所有正方形的中心均在坐标原点,且各边与x 轴或y 轴平行.从内到外,它们的边长依次为2,4,6,8,…,顶点依次用A 1,A 2,A 3,A 4,…表示,则顶点A 55的坐标是( )A .(13,13)B .(-13,-13)C .(14,14)D .(-14,-14)x A O P 2(P 3)PB P 1P 4y……24.如图,已知A l (1,0),A 2(1,1),A 3(-1,1),A 4(-1,-1),A 5(2,-1),….则点A 2012的坐标为______.25.(2006年浙江省绍兴市)如图,将边长为1的正方形OAPB 沿z 轴正方向连续翻转2 006次,点P 依次落在点P 1,P 2,P 3,P 4,…,P 2006的位置,则P 2006的横坐标x 2006=__________.。
平面直角坐标旋转变换公式1. 绪论大家好,今天我们来聊聊一个数学界的小魔法——平面直角坐标的旋转变换公式。
听起来是不是有点高深莫测?别担心,今天我就用最简单易懂的方式给大家讲明白。
旋转变换就像给坐标系穿上新衣服,让它们换个角度看世界,感觉就像给生活来点调味料,瞬间变得精彩纷呈!好,咱们话不多说,赶紧进入正题。
2. 什么是旋转变换?2.1 理解坐标系首先,大家要知道,平面直角坐标系就像是我们生活中的一个地图,X轴和Y轴把这个平面划分得清清楚楚。
在这个坐标系里,每一个点都能找到自己的位置,就像每个人在朋友圈里都有自己的定位。
但是,有时候我们想要改变这些点的位置,让它们“转个身”,这样就需要用到旋转变换了。
2.2 旋转的意义那么,旋转变换到底是个啥意思呢?简单来说,就是把某个点围绕原点转动一个特定的角度。
就像你在舞池中跳舞,旋转的同时也得保持优雅。
通过旋转,坐标点的位置会发生变化,但它们与原点之间的距离不会变,哎,这就像是我们保持自己的个性,却在不同的场合中展现不同的自我,妙不可言啊!3. 旋转变换公式3.1 公式解析接下来,我们来聊聊具体的旋转变换公式。
这就有点技术性了,不过别担心,我们简单一点。
假设我们有一个点P,坐标是(x, y),我们想把它旋转θ角度。
这个时候,新坐标P'就会变成:P' = (x', y') = (x cdot costheta y cdot sintheta, x cdot sintheta + y cdot costheta) 。
看,这就是旋转变换的公式啦!简直就像是你在做一道菜,按照配方一步一步来,最后得到美味的成果。
3.2 公式的理解这里的“θ”就是你想转的角度,比如说,你想把点转90度,那就让θ等于90°。
在数学上,cos和sin这两个小伙伴就像调味品,帮我们把这个旋转变得更美味。
简单来讲,x和y的值经过这个公式变换后,就得到了新的坐标,这就像是给生活换了一种全新的视角,简直让人耳目一新!4. 应用实例4.1 生活中的旋转变换好啦,现在咱们来看看这个公式在生活中是怎么运作的。
平面直角坐标系下的图形变换
王建华
图形变换是近几年来中考热点,除了选择题、解答题外,创新探索题往往以“图形变换”为载体,将试题设计成探索性问题、开放性问题综合考察学生的逻辑推理能力,一般难度较大。
在平面直角坐标系中,探索图形坐标的的变化和平移、对称、旋转和伸缩间的
关系,是中考考查平面直角坐标系的命题热点和趋势,这类试题设计灵活
平移: 上下平移横坐标不变,纵坐标改变
左右平移横坐标改变,纵坐标不变
对称: 关于x轴对称横坐标不变,纵坐标改变
关于y轴对称横坐标不变,纵坐标不变
关于中心对称横坐标、纵坐标都互为相反数
旋转:改变图形的位置,不改变图形的大小和形状
旋转角旋转半径弧长公式L=nπR/180
一、平移
例1,如图1,已知△ABC的位置,画出将ABC向右平移5个单位长度后所得的ABC,并写出三角形各顶点的坐标,平移后与平移前对应点的坐标有什么变化?
解析:△ABC的三个顶点的坐标是:A(-2,5)、B(-4,3)、C(-1,2).
向右平移5个单位长度后,得到的△A′B′C′对应的顶点的坐标是:A′(3,5,、B′(1,3)、C′(4,2).
比较对应顶点的坐标可以得到:沿x轴向右平移之后,三个顶点的纵坐标都没有变化,而横坐标都增加了5个单位长度.
友情提示:如果将△ABC沿y轴向下平移5个单位,三角形各顶点的横坐标都不变,而纵坐标都减少5个单位.(请你画画看).例2. 如图,要把线段AB平移,使得点A到达点A'(4,2),点B到达点B',那么点B'的坐标是_______。
析解:由图可知点A移动到A/可以认为先向右平移4个单位,再向上平移1个单位,∴)3,3(B经过相同的平移后可得)4,7(/B
反思:①根据平移的坐标变化规律:
★左右平移时:向左平移h个单位)
,
(
)
,
(b
h
a
b
a-
→
向右平移h个单位)
,
(
)
,
(b
h
a
b
a+
→
★上下平移时:向上平移h个单位)
,
(
)
,
(h
b
a
b
a+
→
向下平移h个单位)
,
(
)
,
(h
b
a
b
a-
→
二、旋转
例3.如图2,已知△ABC,画出△ABC关于坐标原点
0旋转180°后所得△A′B′C′,并写出三角形各顶点的
坐标,旋转后与旋转前对应点的坐标有什么变化?
解析:△ABC三个顶点的坐标分别是:
A(-2,4),B(-4,2),C(-1,1).
△A′B′C′三个顶点的坐标分别是:
图2
图1
B/
图
2
图1
A′(2,-4),B′(4,-2),C′(1,-1).
比较对应点的坐标可以发现:将△ABC沿坐标原点旋转180°后,各顶点的坐标分别是原三角形各顶点坐标的相反数.
例3如图,在直角坐标系中,△ABO的顶点A、B、O的坐标分别为(1,0)、(0,1)、(0,0).点列P1、P2、P3、…中的相邻两点都关于△ABO的一个顶点对称:点P1与点P2关于点A对称,点P2与点P3关于点B对称,点P3与P4关于点O对称,点P4与点P5关于点A对称,点P5与点P6关于点B对称,点P6与点P7关于点O 对称,….对称中心分别是A、B,O,A,B,O,…,且这些对称中心依次循环.已知点P1的坐标是(1,1),试求出点P2、P7、P100的坐标.
分析:本题是一道和对称有关的探索题,是在中心对称和点的坐标知识基础上的拓宽题,由于是规律循环的对称,所以解决问题的关键是找出循环规律.如图,标出P1到P7各点,可以发现点P7和点P1重合,继续下去可以发现点P8和点P2循环,所以6个点循环一次,这样可以求出各点的坐标.
解:如图P2(1,-1),P7(1,1),因为100除以6余4,所以点P100和点P4的坐标相同,所以P100的坐标为(1,-3).
三、对称
例4.如图3,已知△ABC,画出△ABC关于x轴对称的△A′B′C′,并写出各顶点的坐标.关于x轴对称的两个三角形对应顶点的坐标有什么关系?
解析:△ABC三个顶点的坐标分别是:
A(1,4),B(3,1),C(-2,2).
△A′B′C′三个顶点的坐标分别是:
A′(1,-4),B′(3,-1),C′(-2,-2).
观察各对应顶点的坐标可以发现:关于x轴对称两个三角形的对应顶点的横坐标不变,纵坐标互为相反数.
友情提示:关于y轴对成的两个图形,对称点的纵坐标不变,横坐标互为相反数.在直角坐标系中,ABC
△的三个顶点的位置如图3所示.
(1)请画出ABC
△关于y轴对称的A B C
'''
△(其中A B C
'''
,,分别是A B C
,,的对应点,不写画法);
(2)直接写出A B C
'''
,,三点的坐标:
(_____)(_____)(_____)
A B C
'''
,,.
析解:如图4,根据关于y轴对称的点的纵坐标不变,横坐标为原横坐标的相反数,即横坐标乘以1
-,故可得(2)(23)
A',,(31)
B',,(12)
C'--
,
反思:★关于x轴对称的点的横坐标不变,纵坐标为原纵坐标的相反数,即纵坐标乘以1
-
★关于y轴对称的点的纵坐标不变,横坐标为原横坐标的相反数,即横坐标乘以1
-
★关于原点成中心对称的点的,横坐标为原横坐标的相反数,纵坐标为原纵坐标的相反数,即横坐标、纵坐标同乘以1
-
四、位似
例4 如图4,已知△ABC,画出△ABC以坐标原点0为位似中心的位似△A′B′C′,
使△A′B′C′在第三象限,与△ABC 的位似比为
2
1
,写出三角形各顶点的坐标,位似变换后对应顶点发生什么变化?
解析:△ABC三个顶点的坐标分别是:
A(2,2),B(6,4),C(4,6).
△A′B′C′三个顶点的坐标分别是:
A′(-1,-1),B′(-3,-2),C′(-2,-3).
图3
1 2 x
O
1
-1
A
B
C
y
1 2 x
O
1
-1
A
B
C
A'
B'
C'
y
图3 图4
C B A
A 2C 2
A 1
B 1
C 1
O
观图形可知,△A ′B ′C ′各顶点的坐标分别是△ABC
对应各顶点坐标2
1
的相反数.
友情提示: △ABC 以坐标原点0为位似中心的位
似△A ′B ′C ′,当△A ′B ′C ′与△ABC 的位似比为2
1
,
且△A ′B ′C ′在第一象限时, △A ′B ′C ′各顶点的坐标
分别是△ABC 各顶点坐标的2
1
.
课前练习:在如图的方格纸中,每个小方格都是边长为1个单位的正方形,△ABC 的三个顶点都在格点上(每个小方格的顶点叫格点). ⑴画出△ABC 向下平移4个单位后的△A 1B 1C 1;
⑵画出△ABC 绕点O 顺时针旋转90°后的△A 2B 2C 2,并求出A 旋转到A 2所经过的路
线长.
解:⑴画出△A 1B 1C 1;
⑵画出△A 2B 2C 2, ,连接OA 1、OA 2,OA=2
2
23+=13
点A 旋转到A 2,所经过的路线长为:ι=901313
1802
ππ⋅=
点评:图形的变换可以转化为点的问题,即找到顶点变换后的对应点,再顺次连接
这些点即可得到图形.旋转变换要明确旋转中心、旋转方向、旋转半径、旋转角
度;平移变换要明确平移的方向和距离;作一个图形关于某点的中心对称图形要明
确对应点的连线经过对称中心,且对应点到对称中心的距离相等;作一个图形关于
某一条直线的的对称图形,要明确对应点的连线被对称轴平分,且对应点到对称轴
的距离相等。
图4。