有關圖形的平移與旋轉(zhuǎn)問題比較常見,一般考查同學們對圖形的平移和旋轉(zhuǎn)的定義、性質(zhì)的掌握情況.我們知道,將圖形沿直線從一個位置移動到另一個位置的運動叫做平移.平移前后,圖形的大小不變、方向不變,只是位置發(fā)生了改變.旋轉(zhuǎn)是指圖形繞著一個點或一條固定軸做圓周運動.旋轉(zhuǎn)的方向可以是順時針,也可以是逆時針.圖形旋轉(zhuǎn)時,本身的形狀、大小不變,但是方向發(fā)生了改變.本文主要探討一下如何解答兩類與圖形的平移與旋轉(zhuǎn)有關的問題.
一、有關圖形的平移與旋轉(zhuǎn)的作圖問題
在解答圖形的平移與旋轉(zhuǎn)問題時,要把握兩點:一是明確平移、旋轉(zhuǎn)的方向;二是確定平移的距離及旋轉(zhuǎn)的角度.作圖的基本思路是:先在原圖形中選取幾個關鍵點,并確定其位置或坐標;再根據(jù)平移或旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)作出它們的對應點;然后連接各個點,即可作出變換后的圖形.需要注意的是,無論是平移圖形還是旋轉(zhuǎn)圖形,都不能改變圖形的大小和形狀.
例 1 如圖 1 所示,△ABC 的邊長為 1cm. 在小正方形組成的網(wǎng)格中,將△ABC沿y軸正方向向上平移5個單位長度,得到△A1B1C1 ,請作出△A1B1C1 .
解
評注:在平移圖形時要注意三點:①確定原圖形中各個點的坐標和位置;②確定平移的方向和距離(格子數(shù));③把各個點按相同方向平移相同的格子數(shù).
例2
解
評注:解答本題,需明確旋轉(zhuǎn)圖形的性質(zhì):①對應點到旋轉(zhuǎn)中心的距離相等,即 AO = A1O 、BO = B1O 、CO = C1O ;②對應點與旋轉(zhuǎn)中心所連線的夾角等于旋轉(zhuǎn)的角度,即∠AOA1 = ∠BOB1 = ∠COC1 = 180° ,就是說 A、O、 A1 三點,B、O、B1 三點,C、O、C1 三點均在一條直線上;③旋轉(zhuǎn)前、后的圖形全等.
二、有關圖形的平移與旋轉(zhuǎn)的計算問題
1.有關圖形平移的計算問題
一般地,圖形經(jīng)過平移變換后,對應點所連的線段平行(或在同一條直線上)且相等,對應角、對應邊長以及平移前后的圖形面積均相等.解答有關圖形平移的計算問題,要注意三點:(1)靈活運用平移變換圖形的性質(zhì);(2)弄清平移的方向;(3)明確平移的距離.
例3
解
評注:將△ABC 平移到△DEF,由平移變換圖形的性質(zhì)可知 EG ∥ AB .而在平移的過程中,點A與點D、點B與點E對應,那么對應點的連線平行且相等,即 AD ∥ BC ,且 AD = BE,由此可推出△AGD ∽△CGE,△CEG ∽△CBA ,然后根據(jù)相似三角形的性質(zhì)來解題.
2. 有關圖形旋轉(zhuǎn)的計算問題
在旋轉(zhuǎn)變換中,原圖上所有的點都繞一個固定的點,向同一個方向轉(zhuǎn)動同一個角度. 那么把一個平面圖形繞著平面內(nèi)某一點轉(zhuǎn)動一個角度后,要把握以下幾點:①旋轉(zhuǎn)前后的圖形全等,且圖形的形狀和大小不改變;②對應點到旋轉(zhuǎn)中心的距離都相等;③對應點與旋轉(zhuǎn)中心的連線的夾角都等于旋轉(zhuǎn)角.解答有關圖形的旋轉(zhuǎn)的計算問題,要明確圖形旋轉(zhuǎn)的三要素:旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)中心、旋轉(zhuǎn)角度.
例4
解
評注:由旋轉(zhuǎn)變換圖形的性質(zhì)可知,將射線OM繞點O逆時針旋轉(zhuǎn)90°,得到射線ON,則線段的長度不變,即OM=ON,且旋轉(zhuǎn)角度∠MON=90°,即可根據(jù)等腰直角三角形的性質(zhì)作垂線,構造出多個直角,由此得出△DOM 與△EON 全等、△DOM 與△EON 相似,利用全等三角形、相似三角形的性質(zhì)即可解題.
解答有關圖形的平移與旋轉(zhuǎn)問題,關鍵要熟悉平移與旋轉(zhuǎn)變換圖形的性質(zhì),明確圖形變換過程中變化的量和不變的量,據(jù)此找到解題的依據(jù)和思路.