【图形的旋转】是几何学中的一个重要概念,尤其在初中九年级的数学学习中占据着核心地位。在23.1这一章节,学生需要掌握图形旋转的基本性质和应用。以下是对这一主题的详细阐述:
图形的旋转是指在平面内,一个图形绕着一个固定点(称为**旋转中心**)按照一定的角度进行转动,旋转后图形的形状和大小不变,但位置发生了变化。例如,选择题中的第1题提到,26个英文大写字母中,有一些字母如H、I、N、O、X、M、U、V、W,通过旋转180°后能够与原字母重合,这就是旋转对称性的体现。
旋转的角度是关键参数,它决定了图形旋转后的相对位置。例如,选择题的第2题,分针从5点15分到5点20分,旋转了5分钟,因为分针每分钟旋转6°,所以总旋转角度为5×6°=30°。
对于解答题,图形旋转涉及的主要知识点包括:
1. **确定旋转角**:在题目中,如图1所示,Rt△ABC旋转后得到Rt△A'B'C',可以通过计算非直角边之间的角度差来确定旋转角。在这种情况下,由于∠A=40°,而∠ACB=90°,因此旋转角为90°-40°=50°。
2. **识别旋转中心**:填空题中,如果两个图形(如△ABC和△ADE)通过旋转可以重合,那么旋转中心是两图形共有的点。在给定的条件中,如果△ABC可以旋转到与△ADE重合,旋转中心可能是公共边上的点,如点E。
3. **判断旋转性质**:填空题的第3题,等边三角形ABC内一点D旋转后到达△ACP的位置,需要找出旋转中心、旋转角度和旋转后的图形性质。等边三角形的每个内角都是60°,因此旋转角度可能是60°或120°,具体取决于点D的位置。如果D是BC的中点,旋转中心就是点A,旋转120°后,ADP将是一个等边三角形。
4. **全等变换**:综合提高题中提到了全等变换的概念,包括平行移动、翻折和旋转。这些变换不改变图形的形状和大小,只改变其位置。在正方形ABCD中,如果以点A为旋转中心将△ABE逆时针旋转90°,则BE会与DF重合,且BE垂直于DF,这是旋转的一个典型应用。
5. **翻滚问题**:在翻滚问题中,图形沿着特定路径移动,如翻滚一次120°,五个等边三角形的翻滚路径形成一个完整的圆周。理解这一点有助于解决涉及到图形连续翻滚的问题。
图形的旋转是初中数学的重要组成部分,它涵盖了旋转角的计算、旋转中心的确定、旋转性质的应用以及全等变换的理解等多个方面。通过练习题的解答,学生可以加深对这些概念的认识,并提升解决问题的能力。