七年级数学下册 5.2 旋转 一道图形旋转的典型例题及其变式素材 (新版)湘教版
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旋转的趣味应用在平时的生活学习当中,有很多旋转的例子.通过我们对旋转概念和基本知识的学习,不仅增加了基本的思维方式,同时也锻炼的我们的空间想像能力.下边是一些趣味的“旋转”题:例1找出下列图形中的旋转中心,旋转角以及旋转的“基本图案”.解图(1)的旋转中心为点O,旋转角是120°,“基本图案”是图(2)的旋转中心为点O,旋转角是90°,“基本图案"是OABC围成的图案.图(3)的旋转中心为点O,旋转角是72°,“基本图案"是四边形OABC.图(4)的旋转中心是O,旋转角是60°,“基本图案"是弧ABO.例2(1)钟表的时针与分针每分钟各转多少度角?每5分钟各转多少度角?(2)从1点到1点25分,分针转了多少度角?时针转了多少度角?1点25分时针与分针的夹角是多少度?(3)从8点到8点40分,分针转了多少度角?时针转了多少度角?8点40分时针与分针的夹角是多少度?解: 钟表的时针12小时旋转一周,也就是12小时旋转360°,每小时旋转,这样就可求出每分钟旋转多少度,然后根据题意计算出时针旋转的角度.分针每小时旋转一周,也就是60分钟旋转360°,则每分钟旋转 ,然后就可根据题意计算出分针旋转的角度.(1)时针每分钟旋转,分针每分钟旋转.时针每5分钟,分针每5分钟旋转.(2)1时整,时针与分针的夹角为30°.从1点到1点25分,时针又旋转了,从1点到1点25分,分针又旋转了6°×25=150°.所以1点25分,分针与时针的夹角为150°-30°-12.5°=107.5°.(3)8时整,时针与分针的夹角为120°.从8点到8点40分,时针又旋转了.从8点到8点40分,分针又旋转了6°×40=240°.所以8点40分,分针与时针的夹角为(360°-120°)+20°-240°=20°.例3 如图,下列各图形各围绕哪一点,最低需要旋转多少度之后,能够与它的自身相重合?解(1)180°;(2);(3).总结:这类题首先要观察它是不是旋转对称图形,肯定之后再看它是由多少个相同的“单位”组成的,例如有n个.那么为使图形重合旋转的最低角度就是尊敬的读者:本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来,本文档在发布之前我们对内容进行仔细校对,但是难免会有不尽如人意之处,如有疏漏之处请指正,希望本文能为您解开疑惑,引发思考。
图形的旋转中考创新题图形的旋转是新课标的重要内容,它既有利于考查学生的动手操作能力和空间思维能力,又培养了学生的创新意识和综合运用知识的能力,因此成为近年来中考命题的热点。
列举几例一起来感受一下。
例1. (扬州市)如图1,ABC △中(23)A -,,(31)B -,,(12)C -,. (1)将ABC △向右平移4个单位长度,画出平移后的111A B C △;(2)画出ABC △关于x 轴对称的222A B C △;(3)将ABC △绕原点O 旋转180,画出旋转后的333A B C △;(4)在111A B C △,222A B C △,333A B C △中,△______与△______成轴对称,对称轴是______;△______与△______成中心对称,对称中心的坐标是______.解:图略(4)222A B C △与333A B C △成轴对称,对称轴是y 轴.333A B C △与111A B C △成中心对称,对称中心的坐标是(20)-,.点评:此类题以格点网络为背景,通过三角形的平移、旋转考查学生发散思维的能力,本题有利于激发学生探究新问题的兴趣,还以亲切自然的语气引导学生进入活动情景,无疑是一道课改好题。
例2.(安阳)如图2,半圆M 的直径AB 为20cm ,现将半圆M 绕着点A 顺时针旋转180°。
(1)请你画出旋转后半圆M 的图形; (2)求出在整个旋转过程中,半圆M 所扫过区域的面积(结果精确到1cm 2)。
分析:半圆M 所扫过的区域是由半圆M 和以A 为圆心,AB 长为半径的半圆两部分组成的,正确找出这样的区域是解题的关键。
解:(1)画图略。
(2)半圆M 所扫过的面积)cm (75825010212021222≈=⨯⨯+⨯⨯=πππ 例3.(福建三明市)在如图3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)。
5.2 旋转核心笔记: 1.旋转及相关概念:将一个平面图形F上的每一个点,绕这个平面内一定点O旋转同一个角α(即把图形F上每一个点与定点的连线绕定点O旋转角α),得到图形F',图形的这种变换叫做旋转,这个定点O叫旋转中心,角α叫做旋转角.原位置的图形F叫做原像,新位置的图形F'叫做图形F在旋转下的像.图形F上的每一个点P与它在旋转下的像点P'叫做在旋转下的对应点.2.旋转的性质:(1)一个图形和它经过旋转所得到的图形中,对应点到旋转中心的距离相等,两组对应点分别与旋转中心的连线所成的角相等.(2)旋转不改变图形的形状和大小.基础训练1.下列现象中属于旋转的有( )①摩托车急刹车时向前滑动;②公路上高速行驶的汽车;③风车的转动;④荡秋千运动;⑤钟摆的运动.A.2个B.3个C.4个D.5个2.将数字“6”旋转180°,得到数字“9”,将数字“9”旋转180°,得到数字“6”,现将数字“69”旋转180°,得到的数字是( )A.96B.69C.66D.993.已知如图①所示的四张牌,若将其中一张牌旋转180°后得到图②,则旋转的牌是( )4.如图,将三角形AOB绕点O按逆时针方向旋转55°后得到三角形A'OB',若∠AOB=15°,则∠AOB'的度数是( )A.25°B.40°C.35°D.45°5.如图所示,将一个含30°角的直角三角板ABC绕点A旋转,使得点B,A,C'在同一条直线上,则三角板ABC旋转的角度是( )A.60°B.90°C.120°D.150°6.如图,正方形ABCD绕O点旋转后,顶点A的对应点为A1,试确定B,C,D 的对应点的位置,以及旋转后的正方形.培优提升1.如图,点A,B,C,D,O都在方格纸的格点上,若三角形AOB绕点O按逆时针方向旋转到三角形COD的位置,则旋转的角度为( )A.30°B.45°C.90°D.135°2.如图所示的图形绕着点O旋转多少度后不能和它自身重合( )A.45°B.60°C.90°D.135°3.如图,如果△ABC旋转后能与△A'B'C重合,且∠B=90°,∠A=30°,那么哪一点是旋转中心,沿什么方向旋转了多少度( )A.C点,逆时针,90°B.C点,逆时针,30°C.B点,逆时针,30°D.B点,逆时针,90°4.关于图形的旋转,下列说法中错误的是( )A.图形上各点的旋转角度相同B.对应点到旋转中心的距离相等C.由旋转得到的图形也一定可以由平移得到D.旋转不改变图形的形状和大小5.如图,△ABC绕着A点经过逆时针旋转后能够与△AED重合得到图①,再将图①绕着A点经过逆时针旋转得到图②,两次旋转的角度分别为( )A.45°,90°B.90°,45°C.60°,30°D.30°,60°6.如图,某战士在训练场上练习射击,发现子弹均击中靶子上的阴影部分,若整个圆形靶子的面积为20,则阴影部分的面积是___________.7.如图,已知在三角形ABC和三角形AEF中,∠B=∠E,AB=AE,BC=EF,∠EAB=25°,∠F=57°.(1)试说明∠EAB=∠FAC;(2)三角形AEF可以经过图形的变换得到三角形ABC,请你描述这个变换;(3)求∠AMB的度数.8.如图所示,不用量角器,将方格纸中的四边形绕着点O按逆时针方向旋转90°,画出旋转后的图形.(不用写过程,直接画出图形即可)参考答案【基础训练】1.【答案】B2.【答案】B3.【答案】A4.【答案】B解:因为将三角形AOB绕点O按逆时针方向旋转55°后得到三角形A'OB',所以∠A'OA=55°,∠A'OB'=∠AOB=15°,所以∠AOB'=∠A'OA-∠A'OB'=55°-15°=40°,故选B.5.【答案】D6.解:如图,步骤:(1)连接OA,OA1,OB,OC,OD;(2)分别以OB,OC,OD为一边按顺时针方向作∠BOB',∠COC',∠DOD',使得∠BOB'=∠COC'=∠DOD'=∠AOA1;(3)分别在射线OB',OC',OD'上截取OB1=OB,OC1=OC,OD1=OD.点B1,C1,D1即为B,C,D的对应点;(4)连接B1C1,C1D1,D1A1,A1B1.正方形A1B1C1D1就是旋转后的正方形. 【培优提升】1.【答案】C解:观察题图可知,∠DOB为旋转角,而∠DOB=90°,所以旋转的角度为90°,故选C.2.【答案】B3.【答案】A4.【答案】C5.【答案】A6.【答案】5解:通过旋转,阴影部分可以合成四分之一个圆靶,故阴影部分的面积为圆靶面积的四分之一.7.解:(1)在三角形ABC和三角形AEF中,因为∠B=∠E,AB=AE,BC=EF,所以三角形ABC和三角形AEF是以A点为旋转中心,以∠EAB或∠FAC 为旋转角组合而成的图形,因为∠EAB和∠FAC都是旋转角,所以∠EAB=∠FAC.(2)由(1)知,三角形ABC是由三角形AEF以A为旋转中心,以∠EAB或∠FAC为旋转角沿逆时针方向旋转得到的.(3)因为∠EAB=∠FAC=25°,∠F=∠C=57°,在三角形AMC中,∠AMC=180°-25°-57°=98°,而∠AMB+∠AMC=180°,所以∠AMB=82°.8.解:如图所示.四边形A'B'C'D'就是旋转后的图形.。
一道图形旋转的典型例题及其变式
典例 已知:如图1,E 、F 分别是正方形ABCD 的边BC 、CD 上的点,且∠EAF =45°. 求证: BE +FD =EF
分析:可把△ADF 绕点A 旋转至图2所示位置则F ′B =FD ,再证△AF ′E ≌△AFD ,则
EF ′=EF ,又E F ′=BE +F ′B =BE +FD 所以,BE +FD =EF .
证明:如图2,把△ADF 绕点A 顺时针旋转90︒,到△ADF ′的位置. ∵AD =AB ,∠DAB =90° ∴点B 与D ′重合
∵∠ABE +∠ABF ′=180°,∴F ′、B 、E 在一条直线上,即F ′E =BE +DF ∵∠EAF =45°,∴∠BAE +∠DAF =45° ∴∠F ′AB +∠BAE =45°, ∴∠F ′AB =∠FAE =45°
又∵AF =AF ′,AE =AE ,∴△F ′AE ≌△FAE ∴EF =EF ′,∴BE +FD =EF
点拨:本题解题方法体现了转化的数学思想,利用图形的旋转将分散了的条件转化为整体的.
本题为一经典旋转题,它其实是人教课标数学九上课本P64页例题的变式。
以本典例为原型的中考题近几年出现很多,下面例举两道,供同学们学习参考。
变式1 (牡丹江市)已知:正方形ABCD 中,45MAN ∠=,MAN ∠绕点A 顺时针旋转,它的两边分别交CB DC ,(或它们的延长线)于点M N ,. 当MAN ∠绕点A 旋转到BM DN =时(如图3),易证BM DN MN +=.
(1)当M A N ∠绕点A 旋转到BM DN ≠时(如图4),线段BM DN ,和MN 之间有怎样的数量关系?写出猜想,并加以证明.
(2)当MAN ∠绕点A 旋转到如图5的位置时,线段BM DN ,和MN
之间又有怎样的数
图2
量关系?请直接写出你的猜想.
解:(1)BM DN MN +=成立.
如图4,把AND △绕点A 顺时针90,得到ABE △, (证明过程与典例相同,所以略)。
(2)DN BM MN -=
点拨:本题是典例的变式,第(1)小题与典例完全相同;第(2)小题是在典例的基础上,变换MAN ∠的位置,如图5.
变式2 (甘肃陇南)四边形ABCD 、DEFG 都是正方形,连接AE 、CG . (1)求证:AE =CG ;
(2)观察图形,猜想AE 与CG 之间的位置关系, 并证明你的猜想. (1) 证明: 如图6,
∵ AD =CD ,DE =DG ,∠ADC =∠GDE =90o
, 又 ∠CDG =90o
+∠ADG =∠ADE , ∴ △ADE ≌△CDG . ∴ AE =CG . (2)猜想: AE ⊥CG . 证明: 如图6,
设AE 与CG 交点为M ,AD 与CG 交点为N . ∵ △ADE ≌△CDG , ∴ ∠DAE =∠DCG . 又∵ ∠ANM =∠CND , ∴ △AMN ∽△CDN . ∴ ∠AMN =∠ADC =90o
.∴ AE ⊥CG .
点评:本题也是典例的一个变式题,不仅有正方形旋转的情形(正方形ABCD 可绕点D 旋转),还隐含着三角形的旋转(△ADE 绕点D 旋转某一角度与△CDG 重合).第一小题是常规题,只需找到相应的全等三角形即可证明,较易解决;第(2)小题是一开放探索题,可大胆猜想,细
M
B
C
N
A D
图3
图4
图5
M B C
N
A D E
A
C
N
D
图6
心求证.。