人教版初三数学旋转模型(含详细解析)
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知识结构
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s o 【例题】 如图:(1-1):设是等边内的一点,PA=3, PB=4,PC=5,的度数是P ABC ∆APB ∠________.
1509060.
3,'''''''=+=+∠=∠∴≅==∠=∠PB P APP APB RT PBP APP CAP BAP B P AP AP CAP BAP ABC △
为为正三角形,△。易证△△则△,连结且的外侧,作简解:在△‘
(二)正方形类型
在正方形中,P 为正方形内一点,将绕点按顺时针方向旋转,使
ABCD ABCD ABP ∆B 90
得与重合。经过旋转变化,将图(2-1-a )中的、、三条线段集中于图(2-1-b )BA BC PA PB PC 中的中,此时为等腰直角三角形。
'
CPP ∆'
CPP ∆【例题】 如图(2-1):是正方形内一点,点到正方形的三个顶点、、的距离分
P ABCD P A B C
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s o 别为PA=1,PB=2,PC=3。求此正方形ABCD 。
面. 82
92132
324422*********,2
3,21,,,=++
=++=∴==
==+=++=∴∴=+=∠+∠+∠=∠∴=∠+∠∠=∠∠=∠==∴=≅≅=∠=∠S S S S PFC RT EPA RT EPF RT ABCD RT EPF FP EP EF EPF DF DF ED EF F D E ADC FDC EDA EDF PBC PBA PBC FDC PBA EDA PF PE AP EAP BPC DFC DFC ABP ADE EP AP AE BAP DAE AED △△△正方形△
为可知△由勾股定理的逆定理,,,中,在△,
在一条直线上
、、点又同理,为等腰三角形,又易证△。
△且有△同样方法,作△△则△连结使作△简解:
(三)等腰直角三角形类型
在等腰直角三角形中, , 为内一点,将绕点按逆时针
ABC ∆90C ∠=
P ABC ∆APC ∆C 方向旋转,使得与重合。经过这样旋转变化,在图(3-1-b )中的一个为等腰直角
90
AC BC '
PCP ∆三角形。
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m 【例题】如图,在中,∠ ACB =900,BC=AC ,P 为内一点,且PA=3,PB=1,PC=2。ABC ∆ABC ∆求的度数。
BPC ∠
13590459022132,''''''''''=+=∠+∠=∠∴=∠===≅==∠=∠PB P CPP BPC PB P RT PB P PP BP BP PBP CPP RT ACP BCP P P CP CP ACP BCP ABC RT △,为知,△由勾股定理的逆定理可,
,,中,在△为等腰直角三角形,
△。易证△则△,,连结且的外侧,作△简解:在’‘
典型例题
利用旋转的特征,可巧妙解决很多数学问题,如一.求线段长.
例1. 如图,已知长方形ABCD 的周长为20,AB=4,点E 在BC 上,且 AE ⊥EF ,AE=EF ,求CF
的长。
【解析】:将 △ABE 以点E 为旋转中心,顺时针旋转90°,此时点B 旋转到点B' 处,AE 与EF 重合,
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由旋转特征知:B'E⊥BC ,
四边形B'ECF 为长方形,∴CE=BF '=AB ∵CF+CE=B 'E+CE=BE+EC=BC=6
∴CF=BC-CE=6-4=2二.求角的大小
例2. 如图,在等边 中,点、分别为、上的两点,且,与交ABC ∆E D AB BC BE CD =AD CE 于点,求的大小。
M AME ∠
【解析】:
因为,,BC AC =60ABC ACD ∠=∠=
BE CD
=所以以的中心(等边三角形三条中线的交点)为旋转ABC ∆O 中心,将顺时针旋转就得到了,
ADC ∆120
CEB ∆∴∠AME=180°-∠AMC=180°-120°=60°
三.进行几何推理
例3. 如图,点在正方形的边上,平分,请说明成立的理F ABCD BC AE DAF ∠DE AF BF =-由 。
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s o m 数学思想是解数学题的精髓和重要的指导方法,在平移和旋转中的应用也相当的广泛,一般可以归结为两种思想——对称的思想和旋转的思想,具体的分析如下:
例4、如图,正方形ABCD 内一点P ,∠PAD=∠PDA=15°,连结PB 、PC ,请问:ΔPBC 是等边三角
形吗?为什么?
【分析】:本题关键是说明∠PCD=∠PBA=30°,利用条件可以设想将ΔAPD 绕点D 逆时针方向旋转90°,而使A 与C 重合,此时问题得到解决.
【解析】:将ΔAPD 绕点D 逆时针旋转90°,得ΔDP’C,再作ΔDP’C 关于DC 的轴对称图形ΔDQC,得ΔCDQ 与ΔADP 经过对折后能够重合。 ∵PD=QD∴∠PDQ=90°-15°-15°=60°,
∴△PDQ 为等边三角形,∴∠PQD=60°.
∵∠DQC=∠APD=180°-15°-15°=150°,
∴∠PQC=360°-60°-150°=150°=∠DQC,,
∵PQ=QD=CQ ,∴∠PCQ=∠DCQ=15° ∴∠PCD=30°∴∠PCB=60°