初中数学华师大版九年级上册2. 图形的变换与坐标学案设计
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1、坐标轴上的坐标的特征
2、对称点的坐标特征
点P关于轴对称的点的坐标是,关于轴对称的点的坐标是.
3、图形坐标变换规律
平移: 上下平移:横坐标不变,纵坐标改变; 左右平移:横坐标改变,纵坐标不变.
对称: 关于x轴对称:横坐标不变,纵坐标改变;关于y轴对称:横坐标不变,纵坐标不变.
关于原点中心对称:横坐标、纵坐标都互为相反数.
旋转:改变图形的位置,不改变图形的大小和形状.
名师导学互动
典例精析:
知识点1:建坐标系求点的坐标
例1、如图的围棋盘放在某个平面直角坐标系内,白棋②的坐标为(-7,-4),白棋④的坐标为(-6,-8),那么黑棋①的坐标应该是___________.
【解题思路】只要我们能找出坐标系的原点,问题即可很快解决.由白棋②的坐标为(-7,-4),白棋④的坐标为(-6,-8),可得x轴正方向向右,y轴正方向向上,从④坐标开始向右平移3个,再向上平移1个即到黑棋①的位置,可得坐标(-3,-7).
【解】(-3,-7)
【方法归纳】在同一个图形中,建立不同的坐标系,点的坐标也不同,但如果点的坐标知道了,那么坐标系也就确定了.在解题时,要根据题目特点建立适当的平面直角坐标系来描述物体的位置.
对应练习:如图,平行四边形的中心在原点,AD∥BC,D(3,2),C(1,-2),则其他点的坐标为_________________________.
答案:A(-1,2),B(-3,-2)
知识点2:对称变换
例2、在直角坐标系中,的三个顶点的位置如图所示.(1)请画出关于轴对称的(其中分别是的对应点,不写画法);(2)直接写出三点的坐标:.
【解题思路】如图,根据关于y轴对称的点的纵坐标不变,横坐标为原横坐标的相反数,即横坐标乘以,可求出相应点的坐标,之后再连线画出对称变换后的图形.
【解】(1)如上图;(2),,
【方法归纳】关于x轴对称的点的横坐标不变,纵坐标为原纵坐标的相反数,即纵坐标乘以;关于y轴对称的点的纵坐标不变,横坐标为原横坐标的相反数,即横坐标乘以;关于原点成中心对称的点的,横坐标为原横坐标的相反数,纵坐标为原纵坐标的相反数,即横坐标、纵坐标同乘以.
对应练习:如图,在平面直角坐标系中,,,.
(1)求出的面积.(2)在图中作出关于轴的对称图形.
(3)写出点的坐标.
答案:(1)(或7.5)(平方单位);(2)如图(2);(3)A1(1,5),B1(1,0),C1(4,3)
知识点3:位似变换
例3如图,已知O是坐标原点,B、C两点的坐标分别为(3,-1)、(2,1).
(1)以0点为位似中心在y轴的左侧将△OBC放大到两倍(即新图与原图的相似比为2),画出图形;
(2)分别写出B、C两点的对应点B′、C′的坐标;
(3)如果△OBC内部一点M的坐标为(x,y),写出M的对应点M′的坐标.
【解题思路】本题是一道在直角坐标系内画位似图形的试题,根据位似比为2∶1,可延长BO到B′,使OB′=2BO,延长CO到C′,使C′O=2CO,连结B′C′,则△OB′C′即位所作的位似图形.进一步可以求到B′、C′点的坐标.
【解】(1)延长BO到B′,使B′O=2BO,延长CO到C′,使C′O=2CO,连结B′、C′.则△OB′C′即为△OBC的位似图形(如图).(2)观察可知B′(-6,2),C′(-4,-2).(3)M′(-2x.-2y).
【方法归纳】若以点O为位似中心在y轴的左侧将△OBC放大到n倍,则对应点坐标为原坐标的倍;
若以点O为位似中心在y轴的右侧将△OBC放大到n倍,则对应点坐标为原坐标的倍.
对应练习:如图,方格纸中有一条美丽可爱的小金鱼.(1)在同一方格纸中,画出将小金鱼图案绕原点O旋转180°后得到的图案;(2)在同一方格纸中,并在轴的右侧,将原小金鱼图案以原点O为位似中心放大,使它们的位似比为1:2,画出放大后小金鱼的图案.
答案:如图:
知识点4:根据已知点坐标求对称点坐标
例4、点A(-1,2)关于x轴的对称点坐标是__________;点A关于y轴的对称点坐标是__________;点A关于原点的对称点的坐标是____________.
【解题思路】本题考查关于x轴、y轴、原点对称点的坐标的特征,关于x轴对称的点,横坐标不变,纵坐标互为相反数;关于y轴对称的点,纵坐标不变,横坐标互为相反数;关于原点对称的点,横、纵坐标均互为相反数.
【解】(-1,-2) (1,2) (1,-2)
【方法归纳】根据已知点坐标求对称点坐标在中考题中出现的频率较高,有时会结合其他知识点来考查,但只要我们记住它的变化规律就不会出错了.规律为:关于什么轴对称,什么轴的坐标就不变;关于原点对称横坐标、纵坐标都要改变.
对应练习:M(1,2)关于x轴对称的点的坐标为( )
A.(-1,2) B.(-1,-2) C.(1,-2) D.(2,-1)
答案:C
知识点5:旋转变换
例5.如图,在直角坐标系中,△ABO的顶点A、B、O的坐标分别为(1,0)、(0,1)、(0,0).点列P1、P2、P3、…中的相邻两点都关于△ABO的一个顶点对称: 点P1与点P2关于点A对称,点P2与点P3关于点B对称,点P3与P4关于点O对称,点P4与点P5关于点A对称,点P5与点P6关于点B对称,点P6与点P7关于点O对称,….对称中心分别是A、B,O,A,B,O,…,且这些对称中心依次循环.已知点P1的坐标是(1,1),试求出点P2、P7、P100的坐标.
【解题思路】本题是一道和对称有关的探索题,是在中心对称和点的坐标知识基础上的拓宽题,由于是规律循环的对称,所以解决问题的关键是找出循环规律.如图,标出P1到P7各点,可以发现点P7和点P1重合,继续下去可以发现点P8和点P2循环,所以6个点循环一次,这样可以求出各点的坐标.
【解】如图P2(1,-1), P7(1,1),因为100除以6余4,所以点P100和点P4的坐标相同,所以P100的坐标为(1,-3).
【方法归纳】一般而言,对于这样的图形旋转及点的坐标的问题,通过画图来探究可以达到一目了然之效.
对应练习:如图,在一个的正方形DEFG网格中有一个.
(1)在网格中画出向下平移3个单位得到的;
(2)在网格中画出绕C点逆时针方向旋转得到的;
(3)若以所在直线为x轴,所在的直线为y轴建立直角坐标系,写出,两点的坐标.
解:(1)、(2)见图;(3),,
知识点6:确定图形变换后图形中点的坐标
例6、(1)请在如图所示的方格纸中,将向上平移格,再向右平移格,得,再将绕点按顺时针方向旋转,得,最后将以点为位似中心放大到倍,得;
(2)请在方格纸的适当位置画上坐标轴(一个小正方形的边长为个单位长度),在你所建立的直角坐标系中,点的坐标分别为: 点( ),点( ),点( ).
【解题思路】本题求解的步骤为:首先按要求画出相应的图形,再建立适当的坐标系,最后观察坐标系中的各个图形中所求点的位置,即求出相应点的坐标.
【解】(1)小题的答案见上图;(2)小题的答案不唯一,略.
【方法归纳】本题是一道集平移、旋转、位似图形知识和直角坐标系知识为一体的考题,考察了综合利用所学知识求解问题的能力.
例7、如图,在12×12的正方形网格中,△TAB的顶点坐标分别为T(1,1),A(2,3),B(4,2) .
(1)以点T(1,1)为位似中心,按比例尺(TA∶TA)3∶1在位似中心的同侧将△TAB放大为△TA′B,放大后点A,B的对应点分别为A,B.画出△TA′B,并写出点A′,B的坐标;
(2)在(1)中,若C(a,b)为线段AB上任一点,写出变化后点C的对应点C 的坐标.
【解题思路】利用位似的方法将一个图形放大,从特殊到一般,探究、归纳位置变换后点的坐标的变化.也可利用相似的性质,进一步验证.
【解】(1)如图所示,点A,B的坐标分别为(4,7),(10,4);(2)变化后点C的对应点C′的坐标为.
【方法归纳】将图形放入平面直角坐标系里,通过量化的方式来研究图形和图形之间的关系,体现了形与数的统一,它是用代数方法研究图形的起始与基础.如果题目中“在位似中心的同侧”这一条件去掉,那么还要考虑两种情况.
对应练习:如图,将三角形向右平移2个单位长度,再向上平移3个单位长度,则平移后三个顶点的坐标是( )
A.(2,2),(3,4),(1,7) B.(-2,2),(4,3),(1,7)
C.(-2,2),(3,4),(1,7) D.(2,-2),(3,3),(1,7)
答案:C.
知识点七:平移变换
例8、如图,要把线段AB平移,使得点A到达点A'(4,2),点B到达点B',那么点B'的坐标是_______.
【解题思路】平移时点的坐标变化规律是:左右平移,横变纵不变;上下平移,纵变横不变.点向上(右)移为加法,点向下(左)移为减法.
【解】由图可知点A移动到A/可以认为先向右平移4个单位,再向上平移1个单位,∴经过相同的平移后可得.
【方法归纳】平移时点的坐标变化规律:左右平移时:向左平移个单位,向右平移 个单位;上下平移时:向上平移个单位,向下平移 个单位.
对应练习:在平面直角坐标系内,把点P(-2,1)向右平移一个单位,则得到的对应点P′的坐标是( )
A.(-2,2) B.(-1,1) C.(-3,1) D.(-2,0)
答案:B
课堂练习评测
考点1:旋转变换
1、正方形ABCD在坐标系中的位置如图所示,将正方形ABCD绕D点顺时针方向旋转后,B点的坐标为( )
A. B. C. D.
考点2:平移变换
2、如图,把图①中的△ABC经过一定的变换得到图②中的△A′B′C′,如果图①中△ABC上点P的坐标为(a,b),那么这个点在图②中的对应点P′的坐标为( )
A.(a-2,b-3) B.(a-3,b-2) C.(a+3,b+2) D.(a+2,b+3)
3、如图,在直角坐标系中,右边的图案是由左边的图案经过平移以后得到的.左图案中左右眼睛的坐标分别是(-4,2),(-2,2),右图中左眼的坐标是(3,4),则右图案中右眼的坐标是 .
考点3:对称变换
4、已知点P(5,a)与P′(b,-1)是关于原点的对称点,则a、b的值是( ).
A.a=1,b=5 B.a=1,b=-5 C.a=-1,b=5 D.a=-1,b=-5
考点4:位似变换
5、已知:如图,,,以为位似中心,按比例尺,把缩小,则点的对应点的坐标为( )
A.或B.或 C. D.
考点5:综合应用
6、如图,方格纸中的每个小方格都是边长为1个单位的正方形,在建立平面直角坐标系后,△ABC的顶点均在格点上,点B的坐标为(1,0).
①画出△ABC关于x轴对称的△A1B1C1;
②画出将△ABC绕原点O按逆时针旋转90°所得的△A2B2C2;
③△A1B1C1与△A2B2C2成轴对称图形吗?若成轴对称图形,画出所有的对称轴;
④△A1B1C1与△A2B2C2成中心对称图形吗?若成中心对称图形,写出所有的对称中心的坐标.
7、在平面内,先将一个多边形以点为位似中心放大或缩小,使所得多边形与原多边形对应线段的比为,并且原多边形上的任一点,它的对应点在线段或其延长线上;接着将所得多边形以点为旋转中心,逆时针旋转一个角度,这种经过和旋转的图形变换叫做旋转相似变换,记为,其中点叫做旋转相似中心,叫做相似比,叫做旋转角.
(1)填空: ①如图1,将以点为旋转相似中心,放大为原来的2倍,再逆时针旋转,得到,这个旋转相似变换记为(,);
②如图2,是边长为的等边三角形,将它作旋转相似变换,得到,则线段的长为;
(2)如图3,分别以锐角三角形的三边,,为边向外作正方形,,,点,,分别是这三个正方形的对角线交点,试分别利用与,与之间的关系,运用旋转相似变换的知识说明线段与之间的关系.
课后作业练习
基础训练
一、选择题(每小题3分,共30分)
1、点M(-5,y)向下平移5个单位的像关于x轴对称,则y的值是( )
A、-5 B、5 C、 D、-
2、在直角坐标系中,点A(2,1)向左平移2个单位长度后的坐标为( )
A、(4,1) B、(0,1) C、(2,3) D、(2,-1)
3、观察图(1)与(2)中的两个三角形,可把(1)中的三角形的三个顶点,怎样变化就得到(2)中的三角形的三个顶点( )
A、每个点的横坐标加上2 B、每个点的纵坐标加上2
C、每个点的横坐标减去2 D、每个点的纵坐标减去2
4、如图,小明从点O出发,先向西走40米,再向南走30米到达点M,如果点M的位置用(-40,-30)表示,那么(10,20)表示的位置是( )
A.点A B.点B C.点C D.点D
5、在平面直角坐标系中,将点A(1,2)的横坐标乘以-1,纵坐标不变,得到点A´,则点A与点A´的关系是( )
A、关于x轴对称 B、关于y轴对称
C、关于原点对称 D、将点A向x轴负方向平移一个单位得点A´
6、如图,一个机器人从O点出发,向正东方向走到达点,再向正北方向走到达点,再向正西方向走到达点,再向正南方向走到达点,再向正东方向走到达点.按如此规律走下去,当机器人走到点时,离O点的距离是( )
A、 10 B、 12 C、 15 D、 20
二、填空题:
7、将点P(-3,y)向下平移3个单位,向左平移2个单位后得到点Q(x,-1),则xy=___________.
8、如图,在平面直角坐标系中,线段是由线段平移得到的,已知两点的坐标分别为,,若的坐标为,则的坐标为 .
9、若B地在A地的南偏东500方向,5km处,则A地在B地的 方向 处.
10、已知点A(a,-3),B(4,b)关于y轴对称,则a-b= .
三、解答题:
11、如图,在直角坐标系中,第一次将△OAB变换成△OA1B1,第二次将△OA1B1变换成△OA2B2,第三次将△OA2B2变换成△OA3B3.已知A(1,3),A1(2,3),A2(4,3),A3(8,3),B(2,0),B1(4,0),B2(8,0),B3(16,0);.
(1)观察每次变换前后的三角形有何变化,找出规律,按此变换规律再将△OA3B3变换成△OA4B4,则的坐标是________,的坐标是________.
(2)若按第(1)题找到的规律将△OAB进行了次变换,得到△OAnBn,比较每次变换中三角形顶点坐标有何变化,找出规律,推测的坐标是________,的坐标是________.
12、在某河流的北岸有A、B两个村子,A村距河北岸的距离为1千米,B村距河北岸的距离为4千米,且两村相距5千米,现以河北岸为x轴,A村在y轴正半轴上(单位:千米).
(1)请建立平面直角坐标系,并描出A、B两村的位置,写出其坐标.
(2)近几年,由于乱砍滥伐,生态环境受到破坏,A、B两村面临缺水的危险.两村商议,共同在河北岸修一个水泵站,分别向两村各铺一条水管,要使所用水管最短,水泵站应修在什么位置?在图中标出水泵站的位置,并求出所用水管的长度.
23.6.2图形的变换与坐标作业参考答案:
1、D
2、C
3、(5,4)
4、B
5、A
6、解:如下图所示,(4)对称中心是(0,0)
7、解:(1)①,; ②;
(2)经过旋转相似变换,得到,此时,线段变为线段;经过旋转相似变换,得到,此时,线段变为线段.,,,.
课后作业参考答案
一、选择题
CBBBB C
二、填空题:
7、-10;
8、(2,2)
9、北偏西500,5km;
10、-1;
三、解答题:
11、(1) (16,3),(32,0); (2) (2n,3),(2n+1,0);
12、(1)如图,点A(0,1),点B(4,4);
(2)找A关于x轴的对称点A′,连结A′B交x轴于点P,则P点即为水泵站的位置, PA+PB=PA′+PB=A′B且最短(如上图).过B、A′分别作x轴、y轴的垂线交于E,作AD⊥BE,垂足为D,则BD=3,
在Rt△ABD中,AD==4,所以A点坐标为(0,1),B点坐标为(4,4);A′点坐标为(0,-1),由A′E=4,BE=5,在Rt△A′BE中,A′B==. 故所用水管最短长度为千米.点P所在位置
轴
轴
原点
点P的坐标
初中数学华师大版九年级上册23.4 中位线导学案: 这是一份初中数学华师大版九年级上册23.4 中位线导学案,共4页。学案主要包含了新知预习,课堂小结等内容,欢迎下载使用。
华师大版23.2 相似图形导学案: 这是一份华师大版23.2 相似图形导学案,共5页。学案主要包含了新知预习,课堂小结等内容,欢迎下载使用。
数学九年级上册1. 成比例线段导学案: 这是一份数学九年级上册1. 成比例线段导学案,共5页。学案主要包含了新知预习,课堂小结等内容,欢迎下载使用。