从摩天轮的转动,寻找旋转中心。
说清一次旋转,要讲三件事
对应点到旋转中心的距离相等
转 180°:关于原点对称
旋转中心、旋转方向、旋转角,少一个都说不清。
配套动画:旋转:绕哪转、往哪转、转多少,约 1 分钟。点击播放。
按 2024 人教版九年级上册第二十八章目录编排。28.1 分为旋转性质、作图与应用两个学习课时;28.2 的三个小节各设一个课时。
五课时,把规则学扎实
先读“学什么”,再用易错反例检查自己。
学什么
把一个平面图形绕着平面内某一点 转动一个角度,叫图形的旋转。点 叫旋转中心,转动的角叫旋转角。
说清一次旋转,要讲三件事(三要素):绕哪个点转(旋转中心)、往哪边转(顺时针还是逆时针)、转多少度(旋转角)。
旋转的三条性质:
- 对应点到旋转中心的距离相等。
- 对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角。
- 旋转前、后的图形全等。
钟表的指针绕中心旋转。考点
- 找旋转角:找一组对应点,分别和旋转中心连线,夹角就是旋转角。
- 由性质得等腰三角形:, 是等腰三角形;旋转角是 60° 时它是等边三角形,是 90° 时它是等腰直角三角形。
- 旋转前后对应边相等、对应角相等,可以直接拿来用。
易错点
旋转角找错。旋转角是“对应点—旋转中心—对应点”的角,比如 ,不是图形里随便一个角。
只说“旋转 90°”,没说方向。顺时针和逆时针转出来的位置不一样。
第2课时
28.1 图形的旋转
旋转作图、坐标与构造全等
学什么
作旋转图形:在图形上找几个关键点,一个一个转。转一个点 :连 ,以 为一边按方向画出旋转角,再用圆规在新射线上截取 。像圆规一样,“一脚在中心,画弧找对应点”。
坐标系里绕原点旋转:
点 (a,b) 绕原点旋转| 旋转方式 | 对应点 |
|---|
| 逆时针 90° | (−b,a) |
| 顺时针 90° | (b,−a) |
| 180° | (−a,−b) |
记不住就画图,用两个全等的直角三角形推出来,见例题2的图。
观察风车的叶片,思考图形旋转后的重合。考点
- 点 A(3,1) 绕原点逆时针旋转 90°,得 (−1,3)。
- 正方形、等边三角形里常用旋转把分散的线段“搬”到一起,得到全等三角形。
- 正方形 ABCD 中把 △ABE 绕 A 旋转使 AB 与 AD 重合,旋转角是 90°。
易错点
坐标旋转时只交换坐标、忘了变号,或者变错了号。转完画一下,看点在哪个象限,最容易发现错误。
第3课时
28.2.1 中心对称及其性质
两个图形成中心对称
学什么
把一个图形绕着某一点旋转 180°,如果它能与另一个图形重合,就说这两个图形关于这个点对称,也叫中心对称。这个点叫对称中心。
性质:
- 成中心对称的两个图形全等。
- 对称点所连线段都经过对称中心,并且被对称中心平分。
找对称中心:取一对不同的对称点,所连线段的中点就是对称中心;也可以连接两组对称点,在两条连线是不同直线时取交点。
考点
易错点
以为全等的两个图形一定成中心对称。还要位置对:转 180° 能重合才行。
学什么
一个图形绕着某一点旋转 180° 后能与自身重合,这个图形叫中心对称图形,这个点叫它的对称中心。
区分两个说法:“中心对称”说的是两个图形之间的关系;“中心对称图形”说的是一个图形自己的性质。
常见图形| 图形 | 轴对称图形 | 中心对称图形 |
|---|
| 线段 | 是 | 是 |
| 等边三角形 | 是 | 不是 |
| 平行四边形 | 一般不是 | 是 |
| 矩形、菱形、正方形 | 是 | 是 |
| 正五边形 | 是 | 不是 |
| 正六边形 | 是 | 是 |
| 圆 | 是 | 是 |
正 边形绕中心至少旋转 就能与自身重合。边数是偶数的正多边形才是中心对称图形。
从窗花剪纸中,寻找对称与旋转的图案。考点
- 平行四边形是中心对称图形,对称中心是对角线的交点;它一般不是轴对称图形。
- 既是轴对称又是中心对称的:线段、矩形、菱形、正方形、正六边形、圆。
- 正六边形绕中心至少旋转 60° 与自身重合。
易错点
把等边三角形当成中心对称图形。它转 120° 能和自己重合,但转 180° 不能。
把平行四边形当成轴对称图形。一般的平行四边形沿任何直线对折都不能重合。
第5课时
28.2.3 关于原点对称的点的坐标
横、纵坐标都取相反数
学什么
坐标系里,关于原点对称的两个点,横、纵坐标都互为相反数: 与 。
对应点的连线经过原点,并被原点平分。先分别列出横、纵坐标互为相反数的等式,再求参数。
考点
- 点 (3,−2) 关于原点的对称点是 (−3,2)。
- 与 关于原点对称:,,得 ,。
易错点
关于原点对称只改一个坐标的符号。关于 轴对称才只改纵坐标,关于原点对称两个都要改。
先自己想,再看下一步
六道例题。每次只展开一步,也可以从头看。
例题1:旋转性质:等腰直角三角形
在 中,,,。把 绕点 逆时针旋转 90° 得到 (点 A 的对应点是 D,点 B 的对应点是 E)。求 、,以及 的长和 的度数。
Rt△ACB 绕点 C 逆时针旋转 90° 得到 △DCE
旋转前后图形全等,对应边相等:
AB 用勾股定理:AB=√(3²+4²)=5,所以 DE=5。
A 和 D 是对应点,旋转角是 ∠ACD=90°,并且 CA=CD=3,△ACD 是等腰直角三角形。
等腰直角三角形的底角是 45°:
完整讲解如下;启用脚本后可以逐步展开。
例题2:坐标系里绕原点旋转
点 。① 绕原点逆时针旋转 90° 得 ,求 的坐标;② 绕原点旋转 180° 得 ,求 的坐标。
① 从 A 向 x 轴作垂线,得到一个直角三角形:横向 3,竖向 1。整个三角形绕原点逆时针转 90°,“横向 3”变成竖向向上 3,“竖向 1”变成横向向左 1。
所以 A′ 在原点左边 1、上边 3:
对照规律 (a,b)→(−b,a),a=3,b=1,得 (−1,3)。
② 旋转 180° 就是关于原点对称,两个坐标都变号:
检验:三个点到原点的距离都是 √(3²+1²)=√10,符合“到旋转中心距离相等”。
点 A(3,1) 绕原点旋转点图上的虚线圆圈,查看每个关键点的含义。
三个点到原点的距离都等于 √10:旋转不改变到旋转中心的距离。
完整讲解如下;启用脚本后可以逐步展开。
例题3:正方形中的旋转
正方形 的边长为 4,点 在 上,。把 绕点 旋转,使 与 重合,得到 。① 旋转角是多少度?② 判断 的形状;③ 求 。
正方形 ABCD 中,△ABE 绕点 A 旋转到 △ADFAB 转到 AD,旋转角是 ∠BAD=90°;E 转到 F,AE=AF,∠EAF=90°。
① B 的对应点是 D,旋转角是 ∠BAD。正方形每个角都是 90°,所以旋转角是 90°。
② E 的对应点是 F:AE=AF(到旋转中心距离相等),∠EAF=90°(等于旋转角)。△AEF 是等腰直角三角形。
③ 在 Rt△ABE 中:
等腰直角三角形的斜边是直角边的 √2 倍:
补充:∠ADF=∠B=90°,∠ADC=90°,所以 F、D、C 在同一条直线上,F 在 CD 的延长线上。
完整讲解如下;启用脚本后可以逐步展开。
例题4:中心对称:平行四边形里的等线段
平行四边形 的对角线交于点 ,过 的直线分别交 、 于点 、。说明 。
平行四边形 ABCD 关于对角线交点 O 中心对称绕 O 转 180°:A 到 C,D 到 B,所以直线 AD 转到直线 CB,E 落在 F 上。
平行四边形的对角线互相平分:OA=OC,OB=OD。所以平行四边形关于点 O 中心对称。
绕 O 旋转 180°:A 转到 C,D 转到 B,所以线段 AD 转到线段 CB。
E 在 AD 上,又在过 O 的直线上,转 180° 后仍在这条直线上、又在 CB 上,所以 E 落在 F 上。对称点的连线被对称中心平分:
也可以用全等证:∠OAE=∠OCF(内错角),OA=OC,∠AOE=∠COF,△AOE≌△COF(ASA),得 OE=OF。中心对称只是把这个全等“看出来”了。
完整讲解如下;启用脚本后可以逐步展开。
例题5:哪些是中心对称图形
在线段、等边三角形、平行四边形、正方形、正五边形、圆中,哪些是中心对称图形?哪些既是轴对称图形又是中心对称图形?
逐个想“绕中心转 180° 能不能和自己重合”:
- 线段:绕中点转 180°,两端互换,能。
- 等边三角形:转 180° 后顶点朝下,不能。
- 平行四边形:绕对角线交点转 180°,能。
- 正方形:能。
- 正五边形:边数是奇数,转 180° 后顶点对着边,不能。
- 圆:绕圆心转任何角度都能。
中心对称图形:线段、平行四边形、正方形、圆。
再看是否轴对称:平行四边形一般不是轴对称图形,其余三个都是。
既是轴对称又是中心对称:线段、正方形、圆。
完整讲解如下;启用脚本后可以逐步展开。
例题6:关于原点对称求参数
点 与点 关于原点对称,求 的值。
关于原点对称,横坐标互为相反数,纵坐标也互为相反数。
横坐标:
纵坐标:
检验:P(2,3),Q(−2,−3),确实关于原点对称。
完整讲解如下;启用脚本后可以逐步展开。
知识点速看
- 旋转三要素:旋转中心、方向、角度。
- 对应点到中心距离相等;对应点与中心连线的夹角等于旋转角。
- 旋转 60° 常得等边三角形,旋转 90° 常得等腰直角三角形。
- 关于原点对称:(x,y)→(-x,-y),(3,-2)→(-3,2)。
- 绕原点逆时针转 90°:(x,y)→(-y,x),(3,1)→(-1,3)。
巧算妙招
这一章有 3 个小窍门,学会了算得又快又对。每个都先问一个问题,再说怎么做,然后做一道例题,最后说什么时候能用、哪里容易错。
先想一想
△ABC 绕点 A 旋转 60° 得到 △AB′C′,AB = 4,BB′ 是多少?
怎么做
旋转后,对应点到旋转中心的距离相等,对应点与中心的连线所成的角等于旋转角。所以 AB = AB′,∠BAB′ = 60°,△ABB′ 是等腰三角形,又有一个角是 60°,就是等边三角形。旋转 90° 时,会得到等腰直角三角形。
例题
△ABC 绕 A 旋转 60° 得 △AB′C′,AB = 4,求 BB′。
- AB = AB′ = 4,∠BAB′ = 60°。
- △ABB′ 是等边三角形,BB′ = 4。
什么时候能用
旋转中求线段、角度;把分散的线段「转」到一起。
容易用错的地方
- 旋转角找错,用了 ∠BAC。旋转角是对应点与中心连线的夹角。
- 以为旋转改变了图形大小。
先想一想
点(3,-2)关于原点对称的点是?关于 x 轴对称呢?
怎么做
关于原点对称(绕原点旋转 180°),横、纵坐标都变成相反数:(x,y)→(-x,-y)。关于 x 轴对称,只有纵坐标变号;关于 y 轴对称,只有横坐标变号。
例题
点(3,-2)关于原点、x 轴、y 轴的对称点。
- 关于原点:(-3,2)。
- 关于 x 轴:(3,2)。
- 关于 y 轴:(-3,-2)。
什么时候能用
中心对称的坐标;判断图形是不是中心对称图形(绕中心转 180° 与自身重合)。
容易用错的地方
- 三种对称混在一起。
- 平行四边形是中心对称图形,但一般不是轴对称图形。
3妙招 3
绕原点逆时针转 90°,(x,y)变成(-y,x)
先想一想
点(3,1)绕原点逆时针旋转 90°,到哪里?
怎么做
从点向 x 轴作垂线,得到一个直角三角形,两条直角边是 3 和 1。旋转 90° 后,这个三角形也转了 90°:横着的边变成竖着的,竖着的边变成横着的。所以逆时针转 90°:(x,y)→(-y,x);顺时针转 90°:(x,y)→(y,-x)。
例题
点(3,1)绕原点逆时针旋转 90°。
- 按规律:(-1,3)。
- 检查:原点到两点的距离都是 ;两条连线互相垂直(3 ×(-1)+ 1 × 3 = 0,可以画图看出来)。
容易用错的地方
- 逆时针和顺时针的公式弄反。记不住时,画个图看点转到了哪个象限。
- 只交换了坐标,没变号。
轮到你,把方法用出来
12 题,每题 1 分,第一次检查计分。答完会给出提示与完整解法,做完可重做。
填空只填一个数(度数不写“°”,负数带负号),根号可写 sqrt(2),如 2sqrt(2)。也可点输入框下的符号按钮。
第1题
查看解法
旋转只改变图形的位置,不改变大小和形状。确定一次旋转需要旋转中心、旋转方向和旋转角。
第2题
绕点 逆时针旋转 50° 得到 , 等于多少度?
查看解法
是对应点与旋转中心连线的夹角,等于旋转角 50°。
第3题
绕点 旋转 60° 得到 ,,连接 , 的长是多少?
查看解法
,, 是等边三角形,。
第4题
绕点 顺时针旋转 90° 得到 ,,连接 , 的长是多少?
查看解法
第5题
查看解法
→ 。A 是关于 x 轴对称,B 是关于 y 轴对称。
第6题
点 与点 关于原点对称, 等于多少?
查看解法
第7题
等边三角形、平行四边形、正方形中,是中心对称图形的有?
查看解法
等边三角形转 180° 不能与自身重合,不是中心对称图形;平行四边形和正方形都是。
第8题
查看解法
等边三角形、正五边形只是轴对称图形;平行四边形一般只是中心对称图形;矩形两个都是。
第9题
正方形 中, 绕点 旋转后与 重合,旋转角是多少度?
查看解法
第10题
查看解法
第11题
点 绕原点逆时针旋转 90° 得到点 , 的横坐标是多少?
查看解法
,横坐标 −1。点从第一象限转到了第二象限。
第12题
查看解法
全等的两个图形,位置不一定满足“绕某点转 180° 重合”,所以 D 错误。
作答只在本页内存中处理,不保存、不上传。刷新页面后重新开始。
教材节名与学习说明
正式节名为:28.1 图形的旋转;28.2 中心对称(28.2.1 中心对称及其性质、28.2.2 中心对称图形、28.2.3 关于原点对称的点的坐标)。本页共五个学习课时,课时副标题为学习提示;绕原点旋转 90° 作为旋转的应用。
节名按已核对的 2024 人教版九年级上册公开目录整理。例题与练习由鼓捣星球编写,并非原书原题;本页不是出版社官方网站,请以学校发放的课本为准。
转完一个点,量一量它到旋转中心的距离。暂时卡住时,先问自己:旋转中心是哪个点?旋转角是哪个角?