將一個(gè)圖形旋轉(zhuǎn),圖形上的每一個(gè)點(diǎn)都繞著中心沿著相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)了相同的角度.任意一對(duì)對(duì)應(yīng)點(diǎn)與旋轉(zhuǎn)中心的連線所成的角都是旋轉(zhuǎn)角,對(duì)應(yīng)點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)中心的距離相等;旋轉(zhuǎn)前后的兩個(gè)圖形是全等形,對(duì)應(yīng)邊、對(duì)應(yīng)角都相等.另一方面,一些圖形又可看成是由一個(gè)圖形旋轉(zhuǎn)而成的.這些特點(diǎn)都給解題創(chuàng)造了有利的條件.
一、利用旋轉(zhuǎn)的基本性質(zhì)解師
例1(2007年·寧德)如圖1所示,點(diǎn)O是等邊△ABC內(nèi)一點(diǎn),∠AOB=110°,∠BOC=α.將△BOC繞點(diǎn)C按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)60°得△ADC,連接OD.
(1)求證:△COD是等邊三角形.
(2)當(dāng)α=150°時(shí),試判斷△AOD的形狀,并說明理由.
(3)探究:當(dāng)α為多少時(shí),△AOD是等腰三角形?
解析:可以利用旋轉(zhuǎn)的基本性質(zhì),找出旋轉(zhuǎn)前后的對(duì)應(yīng)線段、對(duì)應(yīng)角.抓住旋轉(zhuǎn)前后的圖形是全等形這一性質(zhì)進(jìn)行解題.
(1)CO=CD,∠OCD=60°,故△COD是等邊三角形.
(2)當(dāng)α=150°,即∠BOC=150°時(shí),因△BOC≌△ADC,故∠ADC=∠BOC=150°.又△COD是等邊三角形,故∠ODC=60°.所以∠ADO=90°.△AOD是直角三角形.
(3)首先,∠AOD=360°-110°-60°-α=190°-α,∠ADO=α-60°.若△AOD是等腰三角形,按每兩邊相等可以有三種情況:
①要使AO=AD,需∠AOD=∠ADO.故190°-α=α-60°. α=125°.
②要使OA=OD,需∠OAD=∠ODA.因∠OAD=180°-(∠AOD+∠ADO)=180°-(190°-α+α-60°)=50°,∠ODA=α-60°,所以α-60°=50°. α=110°.
③要使DO=DA,需∠OAD=∠AOD.所以(由②的一個(gè)結(jié)論)50°=190°-α. α=140°.
綜上所述,當(dāng)α為125°,110°或140°時(shí),△AOD是等腰三角形.
二、利用旋轉(zhuǎn)整合圖形解題
在解決幾何問題時(shí),常常將某個(gè)圖形旋轉(zhuǎn)一定的角度,通過這種旋轉(zhuǎn)對(duì)圖形進(jìn)行割補(bǔ),把不規(guī)則圖形整合為規(guī)則圖形,使問題的條件由分散變得相對(duì)集中,從而順利解決問題.
例2如圖2,在正方形ABCD中,P、Q分別是BC、CD上的點(diǎn),∠PAQ=45°.試說明BP+DQ=PQ.
解析:如圖3,將△ADQ繞A點(diǎn)順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°到△ABE,由旋轉(zhuǎn)的基本性質(zhì):
∠EAB=∠QAD,BE=DQ,
∠EAQ=∠BAD=90°.
所以,∠EAP=45°=∠PAQ.
由于AD=AB,∠EBA=∠D=90°,所以E、B、P三點(diǎn)在一條直線上.易知△EAP≌△QAP(SAS),所以PQ=PE.而PE=BP+BE,所以BP+DQ=PQ.
三、旋轉(zhuǎn)變換與作圖
利用旋轉(zhuǎn)的基本性質(zhì)作圖,是中考中出現(xiàn)頻率較高的題型.解題關(guān)鍵還是要抓住旋轉(zhuǎn)過程中的不變量.
例3(2007年·云南)如圖4,在所給網(wǎng)格圖(每小格均為邊長是1的正方形)中完成下列各題:
(1)作出格點(diǎn)△ABC關(guān)于直線DE對(duì)稱的圖形△A1B1C1;
(2)作出△A1B1C1繞點(diǎn)B1順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°后的圖形△A2B2C2 .
解析:略.
四、中考鏈接,請(qǐng)你試一試
1. (2007年·西安)如圖5,在等邊△ABC中,AC=9.點(diǎn)O在AC上,且AO=3.點(diǎn)P是AB上一動(dòng)點(diǎn).連接OP,將線段OP繞點(diǎn)O逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)60°得到線段OD.要使點(diǎn)D恰好落在BC上,則AP的長是().
A. 4B. 5C. 6D. 8
答案:C
提示:注意到這時(shí)將會(huì)有△PBD≌△OAP(AAS),BP=AO=3.
2. (2007年·徐州)如圖6,將兩張相同的正方形紙片完全重合地疊放在一起,中心都是點(diǎn)O.按住下面的紙片不動(dòng),將上面的紙片繞點(diǎn)O順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)15°,所得重疊部分的圖形().
A. 既不是軸對(duì)稱圖形也不是中心對(duì)稱圖形
B. 是軸對(duì)稱圖形但不是中心對(duì)稱圖形
C. 是中心對(duì)稱圖形但不是軸對(duì)稱圖形
D. 既是軸對(duì)稱圖形也是中心對(duì)稱圖形
答案:D
3. (2007年·衢州)一副三角板按圖7所示疊放在一起.現(xiàn)固定△AOB,將△ACD繞著公共頂點(diǎn)A,按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)α角(0°<α<180°).當(dāng)△ACD的一邊與△AOB的某一邊平行時(shí),相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角α是___.
答案:30°,45°,75°,135°,165°
提示:AC只能平行于BO,AD只能平行于BO,CD可平行于△AOB的三邊.
中學(xué)生數(shù)理化·八年級(jí)數(shù)學(xué)人教版2008年7期