【2013年中考攻略】专题10:几何三大变换之平移探讨.doc
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1、【2013年中考攻略】专题10:几何三大变换之平移探讨锦元数学工作室 编辑轴对称、平移、旋转是平面几何的三大变换。平移变换是指在同一平面内,将一个图形(含点、线、面)整体按照某个直线方向移动一定的距离,这样的图形变换叫做图形的平移变换,简称平移。平移由移动的方向和距离决定。经过平移,平移前后图形的形状、大小不变,只是位置发生改变;平移前后图形的对应点所连的线段平行且相等;平移前后图形的对应线段平行且相等,对应角相等。在初中数学以及日常生活中有着大量的平移变换的知识,是中考数学的必考内容。结合2011和2012年全国各地中考的实例,我们从下面七方面探讨平移变换:(1)构造平移图形;(2)点的平移
2、;(3)直线(线段)的平移;(4)曲线的平移;(5)三角形的平移;(6)四边形的平移;(7)圆的平移。一、构造平移图形:典型例题:例1. (2012黑龙江黑河、齐齐哈尔、大兴安岭、鸡西6分)顶点在网格交点的多边形叫做格点多边形,如图,在一个9 X 9的正方形网格中有一个格点ABC设网格中小正方形的边长为l个单位长度(1)在网格中画出ABC向上平移4个单位后得到的AlBlCl(2)在网格中画出ABC绕点A逆时针旋转900后得到的AB2C2(3)在(1)中ABC向上平移过程中,求边AC所扫过区域的面积【答案】解:(1)、(2)如图所示:(3)ABC向上平移4个单位后得到的A1B1C1,ABC向上平
3、移过程中,边AC所扫过区域是以4为边长,以2为高的平行四边形, 边AC所扫过区域的面积=42=8。【考点】作图(旋转和平移变换),平行四边形的判定和性质。【分析】(1)根据图形平移的性质画出平移后的A1B1C1即可。(2)根据图形旋转的性质画出ABC绕点A逆时针旋转90后得到的AB2C2。(3)根据ABC向上平移4个单位后得到的A1B1C1,ABC向上平移过程中,求边AC所扫过区域是以4为边长,以2为高的平行四边形,由平行四边形的面积公式即可得出结论。例2.(2012黑龙江龙东地区6分)如图,方格纸中每个小正方形的边长都是单位1,ABC的三个顶点都在格点上,结合所给的平面直角坐标系解答下列问题
4、:(1)将ABC向右平移3个单位长度再向下平移2个单位长度,画出两次平移后的A1B1C1;(2)写出A1、C1的坐标;(3)将A1B1C1绕C1逆时针旋转90,画出旋转后的A2B2C1,求线段B1C1旋转过程中扫过的面积(结果保留)。【答案】解:(1)两次平移后的A1B1C1如图所示:(2)由A1B1C1在坐标系中的位置可知,A1(0,2);C1(2,0)。(3)旋转后的图形如图所示:由勾股定理可知,。线段B1C1旋转过程中扫过的面积为。【考点】作图(旋转和平移变换),扇形面积的计算。【分析】(1)根据图形平移的性质画出两次平移后的A1B1C1即可。(2)根据A1B1C1在坐标系中的位置写出A
5、1、C1的坐标;(3)根据图形旋转的性质画出旋转后的A2B2C1,再根据勾股定理求出B1C1的长,由扇形的面积公式即可计算出线段B1C1旋转过程中扫过的面积。例3.(2012贵州六盘水10分)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RtABC的顶点均在格点上,建立平面直角坐标系后,点A的坐标为(4,1),点B的坐标为(1,1)(1)先将RtABC向右平移5个单位,再向下平移1个单位后得到RtA1B1C1试在图中画出图形RtA1B1C1,并写出A1的坐标;(2)将RtA1B1C1绕点A1顺时针旋转90后得到RtA2B2C2,试在图中画出图形RtA2B2C2并计算RtA1B1C1在上述
6、旋转过程中C1所经过的路程【答案】解:(1)如图所示,A1B1C1即为所求作的三角形。点A1的坐标为(1,0)。(2)如图所示,A2B2C2即为所求作的三角形。根据勾股定理,A1C1=,旋转过程中C1所经过的路程为。【考点】网格问题,作图(旋转和平移变换),勾股定理,弧长的计算。【分析】(1)根据网格结构找出点ABC平移后的对应点A1、B1、C1的位置,然后顺次连接即可,再根据平面直角坐标系写出点A1的坐标即可。(2)根据网格结构找出点A1、B1、C1绕点A1顺时针旋转90后的对应点A2、B2、C2的位置,然后顺次连接即可,再根据勾股定理求出A1C1的长度,然后根据弧长公式列式计算即可得解。例
7、4.(2012安徽省8分)如图,在边长为1个单位长度的小正方形组成的网格中,给出了格点ABC(顶点是网格线的交点)和点A1.(1)画出一个格点A1B1C1,并使它与ABC全等且A与A1是对应点;(2)画出点B关于直线AC的对称点D,并指出AD可以看作由AB绕A点经过怎样的旋转而得到的.【答案】解:(1)答案不唯一,如图,平移即可:(2)作图如上,AB=,AD=,BD=,AB2+AD2=BD2。ABD是直角三角形。AD可以看作由AB绕A点逆时针旋转90得到的。【考点】作图(平移变换、轴对称变换),全等图形,旋转和轴对称的性质,勾股定理和逆定理。【分析】(1)利用ABC三边长度,画出以A1为顶点的
8、三角形三边长度即可,利用图象平移,可得出A1B1C1。(2)利用点B关于直线AC的对称点D,得出D点坐标,根据勾股定理和逆定理可得出AD与AB的位置关系。例5.(2012海南省8分)如图,在正方形网络中,ABC的三个顶点都在格点上,点A、B、C的坐标分别为(2,4)、(2,0)、(4,1),结合所给的平面直角坐标系解答下列问题:(1)画出ABC关于原点O对称的A1B1C1.(2)平移ABC,使点A移动到点A2(0,2),画出平移后的A2B2C2并写出点B2、C2的坐标.(3)在ABC、A1B1C1、A2B2C2中,A2B2C2与 成中心对称,其对称中心的坐标为 .【答案】解:(1)ABC关于原
9、点O对称的A1B1C1如图所示:(2)平移后的A2B2C2如图所示: 点B2、C2的坐标分别为(0,2),(2,1)。(3)A1B1C1;(1,1)。【考点】网格问题,作图(中心对称变换和平移变换),中心对称和平移的性质。【分析】(1)根据中心对称的性质,作出A、B、C三点关于原点的对称点A1、B1、C1,连接即可。 (2)根据平移的性质,点A(2,4)A2(0,2),横坐标加2,纵坐标减2,所以将B(2,0)、C(4,1)横坐标加2,纵坐标减2得到B2(0,2)、C2(2,1),连接即可。 (3)如图所示。例6.(2012江苏泰州10分)如图,在边长为1个单位长度的小正方形组成的网格中,AB
10、C的顶点A、B、C在小正方形的顶点上,将ABC向下平移4个单位、再向右平移3个单位得到A1B1C1,然后将A1B1C1绕点A1顺时针旋转90得到A1B2C2(1)在网格中画出A1B1C1和A1B2C2;(2)计算线段AC在变换到A1C2的过程中扫过区域的面积(重叠部分不重复计算)【答案】解:(1)如图所示:(2)图中是边长为1个单位长度的小正方形组成的网格,。将ABC向下平移4个单位AC所扫过的面积是以4为底,以2为高的平行四边形的面积:42=8。再向右平移3个单位AC所扫过的面积是以3为底,以2为高的平行四边形的面积:42=6。当A1B1C1绕点A1顺时针旋转90到A1B2C2时,A1C1所
11、扫过的面积是以A1为圆心以以为半径,圆心角为90的扇形的面积,重叠部分是以A1为圆心,以为半径,圆心角为45的扇形的面积,去掉重叠部分,面积为: 线段AC在变换到A1C2的过程中扫过区域的面积=86=14+。【考点】作图(平移和旋转变换),平移和旋转的性质,网格问题,勾股定理,平行四边形面积和扇形面积的计算。【分析】(1)根据图形平移及旋转的性质画出A1B1C1及A1B2C2即可。 (2)画出图形,根据图形平移及旋转的性质分三部分求取面积。 例7.(2012甘肃白银3分)将如图所示的图案通过平移后可以得到的图案是【 】 A B C D【答案】A。【考点】生活中的平移现象。【分析】根据平移的性质
12、,平移只改变图形的位置,不改变图形的形状与大小。观察各选项图形可知,A选项的图案可以通过平移得到。故选A。练习题:1. (2012江苏常州6分)在平面直角坐标系xOy中,已知ABC和DEF的顶点坐标分别为A(1,0)、B(3,0)、C(2,1)、D(4,3)、E(6,5)、F(4,7)。按下列要求画图:以点O为位似中心,将ABC向y轴左侧按比例尺2:1放大得ABC的位似图形A1B1C1,并解决下列问题:(1)顶点A1的坐标为 ,B1的坐标为 ,C1的坐标为 ;(2)请你利用旋转、平移两种变换,使A1B1C1通过变换后得到A2B2C2,且A2B2C2恰与DEF拼接成一个平行四边形(非正方形)。写
13、出符合要求的变换过程。3.(2012福建泉州9分)如图,在方格纸中(小正方形的边长为1),反比例函数与直线的交点A、B均在格点上,根据所给的直角坐标系(点O是坐标原点),解答下列问题:(1)分别写出点A、B的坐标后,把直线AB向右平移平移5个单位,再在向上平移5个单位,画出平移后的直线AB.(2)若点C在函数的图像上,ABC是以AB为底边的等腰三角形,请写出点C的坐标.4.(2012湖北武汉7分)如图,在平面直角坐标系中,点A、B的坐标分别为(1,3)、(4,1),先将线段AB沿一确定方向平移得到线段A1B1,点A的对应点为A1,点B1的坐标为(0,2),在将线段A1B1绕远点O顺时针旋转90
14、得到线段A2B2,点A1的对应点为点A2(1)画出线段A1B1、A2B2;(2)直接写出在这两次变换过程中,点A经过A1到达A2的路径长5.(2012湖南张家界6分)如图,在方格纸中,以格点连线为边的三角形叫格点三角形,请按要求完成下列操作:先将格点ABC向右平移4个单位得到A1B1C1,再将A1B1C1绕点C1点旋转180得到A2B2C26.(2012四川凉山6分)如图,梯形ABCD是直角梯形(1)直接写出点A、B、C、D的坐标;(2)画出直角梯形ABCD关于y轴的对称图形,使它与梯形ABCD构成一个等腰梯形(3)将(2)中的等腰梯形向上平移四个单位长度,画出平移后的图形(不要求写作法)7.
15、(2012辽宁丹东8分)已知:ABC在坐标平面内,三个顶点的坐标分别为A(0,3),B(3,4),C(2,2).(正方形网格中, 每个小正方形的边长是1个单位长度)(1)画出ABC向下平移4个单位得到的A1B1C1,并直接写出C1点的坐标;(2)以点B为位似中心,在网格中画出A2BC2,使A2BC2与ABC位似,且位似比为21,并直接写出C2点的坐标及A2BC2的面积二、点的平移:典型例题:例1. (2012广东肇庆3分)点M(2,)向上平移2个单位长度得到的点的坐标是【 】A(2,0) B(2,1) C(2,2) D(2,)【答案】B。【考点】坐标平移。【分析】根据坐标的平移变化的规律,左右
16、平移只改变点的横坐标,左减右加。上下平移只改变点的纵坐标,下减上加。因此,点M(2,-1)向上平移2个单位长度,12=1。平移后的点坐标是(2,1)。故选B。例2. (2012辽宁鞍山3分)在平面直角坐标系中,将点P(1,4)向右平移2个单位长度后,再向下平移3个单位长度,得到点P1,则点P1的坐标为 【答案】(1,1)。【考点】坐标平移。【分析】根据坐标的平移变化的规律,左右平移只改变点的横坐标,左减右加。上下平移只改变点的纵坐标,下减上加。因此,点P(1,4)向右平移2个单位长度,向下平移3个单位长度,1+2=1,43=1。点P1的坐标为(1,1)。例2.(2012江苏泰州3分)如图,数轴
17、上的点P表示的数是1,将点P向右移动3个单位长度得到点P,则点P表示的数是 【答案】2。【考点】数轴和数,平移的性质。【分析】如图,根据平移的性质,点P表示的数是2。例3.(2012安徽省4分)如图,A点在半径为2的O上,过线段OA上的一点P作直线,与O过A点的切线交于点B,且APB=60,设OP= x,则PAB的面积y关于x的函数图像大致是【 】 【答案】D。【考点】动点问题的函数图象,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值。【分析】利用AB与O相切,BAP是直角三角形,把直角三角形的直角边表示出来,从而用x表示出三角形的面积,根据函数解析式确定函数的图象: AB与O相切,BAP=90,OP=
18、x,AP=2x,BPA=60,AB=,APB的面积,(0x2)。PAB的面积y关于x的函数图像是经过(2,0)的抛物线在0x2的部分。故选D。例4.(2012浙江嘉兴、舟山4分)如图,正方形ABCD的边长为a,动点P从点A出发,沿折线ABDCA的路径运动,回到点A时运动停止设点P运动的路程长为长为x,AP长为y,则y关于x的函数图象大致是【 】ABC D【答案】D。【考点】动点问题的函数图象。【分析】因为动点P按沿折线ABDCA的路径运动,因此,y关于x的函数图象分为四部分:AB,BD,DC,CA。 当动点P在AB上时,函数y随x的增大而增大,且y=x,四个图象均正确。 当动点P在BD上时,函
19、数y在动点P位于BD中点时最小,且在中点两侧是对称的,故选项B错误。 当动点P在DC上时,函数y随x的增大而增大,故选项A,C错误。 当动点P在CA上时,函数y随x的增大而减小。故选项D正确。故选D。例5.(2012浙江温州4分)如图,在ABC中,C=90,M是AB的中点,动点P从点A出发,沿AC方向匀速运动到终点C,动点Q从点C出发,沿CB方向匀速运动到终点B.已知P,Q两点同时出发,并同时到达终点.连结MP,MQ,PQ.在整个运动过程中,MPQ的面积大小变化情况是【 】A.一直增大 B.一直减小 C.先减小后增大 D.先增大后减小【答案】C。【考点】动点问题的函数图象。【分析】如图所示,连
20、接CM,M是AB的中点,SACM=SBCM=SABC,开始时,SMPQ=SACM=SABC;由于P,Q两点同时出发,并同时到达终点,从而点P到达AC的中点时,点Q也到达BC的中点,此时,SMPQ=SABC;结束时,SMPQ=SBCM=SABC。MPQ的面积大小变化情况是:先减小后增大。故选C。例6.(2012湖北黄石3分)如图所示,已知A,B为反比例函数图像上的两点,动点P在x正半轴上运动,当线段AP与线段BP之差达到最大时,点P的坐标是【 】A. B. C. D. 【答案】D。【考点】反比例函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,三角形三边关系。【分析】把A,B分别代入反比例函数
21、 得:y1=2,y2= ,A( ,2),B(2, )。在ABP中,由三角形的三边关系定理得:|APBP|AB,延长AB交x轴于P,当P在P点时,PAPB=AB,即此时线段AP与线段BP之差达到最大。设直线AB的解析式是y=kx+b,把A、B的坐标代入得: ,解得:。直线AB的解析式是。当y=0时,x= ,即P( ,0)。故选D。例7.(2012辽宁大连3分)如图,一条抛物线与x轴相交于A、B两点,其顶点P在折线CDE上移动,若点C、D、E的坐标分别为(1,4)、(3,4)、(3,1),点B的横坐标的最小值为1,则点A的横坐标的最大值为【 】A.1 B.2 C.3 D.4【答案】B。【考点】二次
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