軸對(duì)稱、平移與旋轉(zhuǎn)屬于“圖形與變換”的內(nèi)容,這三種基本變換在初中數(shù)學(xué)教材中出現(xiàn)過(guò),也是初中課程中“空間與圖形”領(lǐng)域的一個(gè)內(nèi)容。“圖形與變換”在近年來(lái)中考考題中出現(xiàn)的次數(shù)逐漸增多,且傾向于利用軸對(duì)稱、平移、旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)圖案,利用軸對(duì)稱、平移、旋轉(zhuǎn)的特征解決日常生活中的相關(guān)問(wèn)題,現(xiàn)實(shí)生活中常有這樣與軸對(duì)稱、平移、旋轉(zhuǎn)等變換的題材,提高這類問(wèn)題的解決能力,能拓展學(xué)生的思考和探索空間,可以提高學(xué)生的空間思維能力和想象能力,豐富數(shù)學(xué)的生活題材,提高我們的審美意識(shí),利用書本的數(shù)學(xué)知識(shí)解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。
一、利用對(duì)稱性解決生活問(wèn)題
軸對(duì)稱:如果一個(gè)圖形沿某一直線折疊能與另一個(gè)圖形重合,那么就說(shuō)這兩個(gè)圖形關(guān)于這條直線對(duì)稱。
題1(軸對(duì)稱知識(shí)):將一塊正方形紙片沿對(duì)角線折疊一次,然后在得到的三角形的三個(gè)角上各挖去一個(gè)圓洞,最后將正方形紙片展開(kāi)得到的圖案是上( )【答案:C】
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題2(軸對(duì)稱知識(shí)):有兩所學(xué)校A與B被一條河隔開(kāi),現(xiàn)在要架一座橋MN,使由A到B的路程最短,問(wèn)橋應(yīng)架在什么地方?
解將A沿垂直于河岸的方向平移至A′,使AA′等于河寬,連接A′B,與靠近B點(diǎn)的河岸交于點(diǎn)N,在N處架橋MN,則路程AMNB最短。(這兩道題都是生活中常見(jiàn)題材,解決的知識(shí)是初中教材軸對(duì)稱知識(shí))。
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題3(軸對(duì)稱知識(shí)):從平面鏡里看到背墻上的電子鐘示數(shù)如圖1,這時(shí)間應(yīng)是:
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二、利用中心對(duì)稱的知識(shí)解決的題材
中心對(duì)稱:把一個(gè)圖形繞著某個(gè)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180°,如果它能夠和另一個(gè)圖形重合,那么這兩個(gè)圖形關(guān)于這一中心對(duì)稱。
題4(中心對(duì)稱知識(shí)):魔術(shù)師把4張撲克牌放在桌上,然后蒙住眼睛,請(qǐng)一位觀眾上臺(tái),把某一張牌旋轉(zhuǎn)180°,魔術(shù)師解除蒙具后,看到四張撲克牌如下圖所示,他很快確定哪張被旋轉(zhuǎn)過(guò),你能嗎?【答:轉(zhuǎn)過(guò)的牌是:A 理由是:方塊4是中心對(duì)稱圖形,旋轉(zhuǎn)180°能與原圖形重合】
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題5(中心對(duì)稱知識(shí)):如圖,一塊方角形的木板能不能在圖中畫一條直線,將它分成面積相等的兩部分(不寫作法,在圖中直接畫出,保留痕跡)試試看,并盡可能多地把你的想法畫出來(lái)。
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解■
三、平移變換
某一基本的平面圖形沿著一定方向移動(dòng),這種圖形的平行移動(dòng),簡(jiǎn)稱平移,它由移動(dòng)的方向和距離所決定。平移具有對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線平行且相等的性質(zhì),探索它的基本性質(zhì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的平面圖形平移,進(jìn)行圖案設(shè)計(jì),認(rèn)識(shí)和欣賞平移在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用具有重要意義。
題6(平移的知識(shí)):觀察下圖,在A、B、C、D四幅圖案中能通過(guò)圖案(1)平移得到的是( )
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題7(平移的知識(shí)):如圖將△ABC平移到△A′B′C′,在整個(gè)圖形中相等的角有組( )【答:3組】
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四、旋轉(zhuǎn)對(duì)稱圖形
如果某圖形繞著某一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度后能與自身重合,那么這種圖形就叫做旋轉(zhuǎn)對(duì)稱圖形,它與中心對(duì)稱圖形的區(qū)別是旋轉(zhuǎn)的角度不確定。
題8(旋轉(zhuǎn)對(duì)稱圖形):某產(chǎn)品的標(biāo)志圖案如圖中(a)所示,要在所給的圖像圖(b)中把A、B、C三個(gè)菱形通過(guò)一種或幾種變換使之成為圖(a)一樣的圖案:①請(qǐng)?jiān)趫D(b)中作出變換后的圖案(最終圖案用實(shí)線表示);②你所用的變換方法是: 。
(在以下變換方法中選擇一種正確的填到橫線上,也可用自己的話表述)Ⅰ.將菱形B向上平移;Ⅱ.將菱形B繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)120°;Ⅲ.將菱形B繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180°【①答:略 ②答:選擇Ⅰ或Ⅲ】。
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本題:利用旋轉(zhuǎn)或平移變換的知識(shí)進(jìn)行解題。
題9:觀察下面兩組圖形,它們有什么共同的特點(diǎn)?你能旋轉(zhuǎn)每組中的一個(gè)圖形,使每組圖形都變成一個(gè)長(zhǎng)方形嗎?
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【分析與解】我們通過(guò)觀察各組圖形,發(fā)現(xiàn)兩組圖形中的每?jī)蓚€(gè)小圖形都有一個(gè)共同點(diǎn),所以我們就以這一點(diǎn)為定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)圖形。第一組圖:我們可以把左邊的圖形繞A點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°或?qū)⒂疫叺膱D形繞A點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°。
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第二組圖:把左邊的梯形繞A點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°或?qū)⒂疫叺奶菪卫@A點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°。
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總之,“圖形與變換”的知識(shí)在日常生活中應(yīng)用較廣,只要我們留心就會(huì)發(fā)現(xiàn)它的作用。所以必須認(rèn)真、總結(jié)、觀察、歸納這些知識(shí),使它能得到真正的運(yùn)用,體現(xiàn)數(shù)學(xué)存在于生活。
?誗編輯 李建軍