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23.1 图形的旋转(2)
学习目标
1.通过观察具体实例认识旋转,探索它的基本性质.
2.了解图形旋转的特征,并能根据这些特征绘制出旋转后的几何图形.
重点难点
重点:图形的旋转的基本性质及其应用.
难点:利用旋转的性质解决相关问题.
教学过程
一、自学指导.(10分钟)
动手操作:在硬纸板上挖下一个三角形的洞,再挖一个点O作为旋转中心,把挖好的硬纸板放在黑板上,先在黑板上描出这个挖掉的三角形图案(△ABC),然后围绕旋转中心O转动硬纸板,在黑板上再描出这个挖掉的三角形(△A′B′C′),移去硬纸板.
(分组讨论)根据图回答下面问题:(一组推荐一人上台说明)
1.线段OA与OA′,OB与OB′,OC与OC′有什么关系?
2.∠AOA′,∠BOB′,∠COC′有什么关系?
3.△ABC与△A′B′C′的形状和大小有什么关系?
点拨精讲:
(1)OA=OA′,OB=OB′,OC=OC′,也就是对应点到旋转中心距离相等.
(2)∠AOA′=∠BOB′=∠COC′,我们把这三个相等的角,即对应点与旋转中心所连线段的夹角称为旋转角.
(3)△ABC和△A′B′C′形状相同且大小相等,即全等.
归纳:(1)对应点到旋转中心的距离相等;
(2)对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角;
(3)旋转前、后的图形全等.
二、自学检测:学生自主完成,小组内展示,点评,教师巡视.(6分钟)
如图,四边形ABCD是边长为1的正方形,且DE=eq \f(1,4),△ABF是△ADE的旋转图形.
(1)旋转中心是哪一点?
(2)旋转了多少度?
(3)AF的长度是多少?
(4)如果连接EF,那么△AEF是怎样的三角形?
分析:由△ABF是△ADE的旋转图形,可直接得出旋转中心和旋转角,要求AF的长度,根据旋转前后的对应线段相等,只要求AE的长度,由勾股定理很容易得到.△ABF与△ADE是完全重合的,所以△AEF是等腰直角三角形.
解:(1)旋转中心是A点;
(2)∵△ABF是由△ADE旋转而成的,
∴B是D的对应点,
∴∠DAB=90°就是旋转角;
(3)∵AD=1,DE=eq \f(1,4),
∴AE=eq \r(12+(\f(1,4))2)=eq \f(\r(17),4).
∵对应点到旋转中心的距离相等且F是E的对应点,
∴AF=eq \f(\r(17),4);
(4)∵∠EAF=90°(与旋转角相等)且AF=AE,
∴△EAF是等腰直角三角形.
合作探究
一、小组合作:小组讨论交流解题思路,小组活动后,小组代表展示活动成果.(8分钟)
1.如图,E是正方形ABCD中CD边上任意一点,以点A为中心,把△ADE顺时针旋转90°,
画出旋转后的图形.
点拨精讲:关键是确定△ADE三个顶点的对应点的位置.
2.已知线段AB和点O,画出AB绕点O逆时针旋转100°后的图形.
作法:1.连接OA;
2.在逆时针方向作∠AOC=100°,在OC上截取OA′=OA;
3.连接OB;
4.在逆时针方向作∠BOD=100°,在OD上截取OB′=OB;
5.连接A′B′.
∴线段A′B′就是线段AB绕点O按逆时针方向旋转100°后的对应线段.
点拨精讲:作图应满足三要素:旋转中心、旋转角、旋转方向.
二、跟踪练习:学生独立确定解题思路,小组内交流,上台展示并讲解思路.(9分钟)
1.如图,AD=DC=BC,∠ADC=∠DCB=90°,BP=BQ,∠PBQ=90°.
(1)此图能否旋转某一部分得到一个正方形?
(2)若能,指出由哪一部分旋转而得到的?并说明理由.
(3)它的旋转角多大?并指出它们的对应点.
解:(1)能;
(2)由△BCQ绕B点旋转得到.理由:连接AB,易证四边形ABCD为正方形.再证△ABP≌△CBQ.可知△QCB可绕B点旋转与△ABP重合,从而得到正方形ABCD.
(3)90°.点C对应点A,点Q对应点P.
2.如图,△ABC绕C点旋转后,顶点A的对应点为点D,试确定顶点B对应点的位置,以及旋转后的三角形.
解:(1)连接CD;
(2)以CB为一边作∠BCE,使得∠BCE=∠ACD;
(3)在射线CE上截取CB′=CB,则B′即为所求的B的对应点;
(4)连接DB′,则△DB′C就是△ABC绕C点旋转后的图形.
点拨精讲:绕C点旋转,A点的对应点是D点,那么旋转角就是∠ACD,根据对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角,即∠BCB′=∠ACD,又由对应点到旋转中心的距离相等,即CB=CB′,就可确定B′的位置.
3.如图,K是正方形ABCD内一点,以AK为一边作正方形AKLM,使L,M在AK的同旁,连接BK和DM,试用旋转的思想说明线段BK与DM的关系.
解:∵四边形ABCD、四边形AKLM是正方形,
∴AB=AD,AK=AM,且∠BAD=∠KAM为
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