吳遠(yuǎn)梅 鄒興平
幾何變換就是根據(jù)確定的法則,對(duì)給定的圖形(或其一部分)施行某種位置變換,然后在新的圖形中分析有關(guān)圖形之間的關(guān)系. 幾何變換的相關(guān)知識(shí)是中考的重要組成部分,而旋轉(zhuǎn)、平移和翻折是幾何變換中的三種基本變換.
一、旋轉(zhuǎn)
1. 旋轉(zhuǎn)變換前后圖形的性質(zhì):對(duì)應(yīng)點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)中心的距離相等,對(duì)應(yīng)點(diǎn)與旋轉(zhuǎn)中心的連線所成的角等于旋轉(zhuǎn)角,對(duì)應(yīng)線段相等,對(duì)應(yīng)線段的夾角等于旋轉(zhuǎn)角,對(duì)應(yīng)線段的垂直平分線都經(jīng)過旋轉(zhuǎn)中心.
2. 旋轉(zhuǎn)模型:等腰三角形中的旋轉(zhuǎn),如圖1;等邊三角形中的旋轉(zhuǎn),如圖2;四邊形中的旋轉(zhuǎn),如圖3;正方形中的旋轉(zhuǎn),如圖4、圖5;二分之一角的旋轉(zhuǎn),如圖6. (同學(xué)們能找出這6個(gè)圖形中的旋轉(zhuǎn)變換嗎?)
3.旋轉(zhuǎn)類型題目
(1)等邊三角形類型:在等邊三角形ABC中,P為△ABC內(nèi)一點(diǎn),將△ABP繞點(diǎn)A按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)60°,使得AB與AC重合. 經(jīng)過這樣的旋轉(zhuǎn)變化,將圖7①中的PA,PB,PC三條線段集中于圖7②中的△P'CP,此時(shí)△P'AP也為等邊三角形.
(2)正方形類型:在正方形ABCD中,P為正方形ABCD內(nèi)一點(diǎn),將[△ABP]繞B點(diǎn)按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°,使得BA與BC重合. 經(jīng)過這樣的旋轉(zhuǎn)變化,將圖8①中的PA,PB,PC三條線段集中于圖8②中的△CPP'中,此時(shí)△BPP'為等腰直角三角形.
(3)等腰直角三角形類型:如圖9①在等腰直角三角形ABC中,∠ACB = 90°,P為△ABC內(nèi)一點(diǎn),將△APC繞點(diǎn)C按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°,使得AC與BC重合. 經(jīng)過這樣的旋轉(zhuǎn)變化,在圖9②中的△P'CP為等腰直角三角形.
二、平移
1.平移前后圖形的性質(zhì):圖形上的每一點(diǎn)都沿著同一個(gè)方向移動(dòng)了相同的距離,對(duì)應(yīng)線段平行(或在同一條直線上)且相等,對(duì)應(yīng)點(diǎn)連線平行(或在同一條直線上)且相等,圖形的形狀與大小都不變(全等),圖形的頂點(diǎn)字母的排列順序的方向不變.
2.判別平移圖形有三種方法.
方法①:根據(jù)平移的定義判別.
方法②:根據(jù)平移的特征,只要具備三點(diǎn),即兩個(gè)圖形必須是全等形,兩個(gè)全等形的對(duì)應(yīng)線段必須互相平行(或在同一條直線上),兩個(gè)全等形的對(duì)應(yīng)點(diǎn)連線必須互相平行(或在同一條直線上).
方法③:兩個(gè)圖形必須是全等形;這兩個(gè)全等形的對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)字母的排列順序在圖中的方向必須相同(同為順時(shí)針或同為逆時(shí)針);這兩個(gè)全等形的對(duì)應(yīng)點(diǎn)連線必須互相平行(或在同一條直線上).
三、翻折
1. 翻折變換前后圖形的性質(zhì):翻折和折疊的實(shí)質(zhì)就是軸對(duì)稱,折疊前后圖形的形狀和大小不變,位置變化;翻折后重合的兩個(gè)圖形全等,對(duì)應(yīng)邊相等,對(duì)應(yīng)角相等;對(duì)應(yīng)點(diǎn)連線被折痕所在直線(對(duì)稱軸)垂直平分;對(duì)應(yīng)線段或延長線相交的交點(diǎn)在折痕所在直線上.
2. 解答翻折類型題目時(shí),常常運(yùn)用翻折的性質(zhì). 若遇到難度較大的問題,還需要綜合運(yùn)用題中條件,多種情況討論,準(zhǔn)確畫圖,才能正確解答.
例(2019·河南)在矩形ABCD中,AB=1,BC=a,點(diǎn)E在邊BC上,且BE=[35]a. 連接AE,將△ABE沿AE折疊,若點(diǎn)B的對(duì)應(yīng)點(diǎn)B′落在矩形ABCD的邊上,則a的值為 .
解析:①當(dāng)點(diǎn)B′落在AD邊上,如圖10,
∵∠BAD=∠B=90°,∠BAE=[12]∠BAD=45°,∴∠BAE = ∠BEA,∴BE=AB,∴ [35]a=1解得a=[53];
②當(dāng)點(diǎn)B′落在CD邊上時(shí),如圖11,由矩形ABCD得∠BAD=∠B=∠C=∠D=90°,AD=BC=a.
由折疊知∠AB′E=∠B=90°,AB′=CD=AB=1,EB′=EB=[35]a,
由勾股定理得DB′=[B'A2-AD2] =[1-a2],
∴CB′=DC? -? DB′=1 - [1-a2],EC=BC - BE=a - [35]a=[25]a.
在Rt△B′CE中,CB′2 + CE2 = EB′2,即(1 - [1-a2])2 + [25a]2 = [35a]2,解得a =[ 53].
故應(yīng)填[ 53],[ 53].
初中生學(xué)習(xí)指導(dǎo)·提升版2020年7期