2020届中考数学专题复习-几何三大变换之平移探讨.pdf
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1、 1 最新 2020 届中考数学专题复习:几何三大变换之平移探讨 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 2019 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.(2019 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
3、 个单位后得到的A1B1C1,ABC 向上平移过程中,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。2【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.(2019 黑龙江龙东地区 6 分)如图,方格纸
4、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:(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:3 由勾股定理可知,2211B C1417,2901717S 3604扇形。线段 B1C1旋
5、转过程中扫过的面积为174。【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 A1、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.(2019 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,
6、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。4 根据勾股定理,A1C1=222+3=13,旋转过程中 C1所经过的路程为901313=1802。【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
7、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 4.(2019 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 A
8、B 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:5 (2)作图如上,AB=10,AD=10,BD=2 5,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.(2019 海南省 8 分)
9、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 .6【答案】解:(1)ABC 关于原点 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
10、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.(2019 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,ABC 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A1
11、B1C1绕点 A1顺时针旋转 90得到A1B2C2(1)在网格中画出A1B1C1和A1B2C2;7(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,22AC 222 2。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所扫过的面积是以 A1为圆心以以2 2为
12、半径,圆心角为 90的扇形的面积,重叠部分是以 A1为圆心,以2 2为半径,圆心角为 45的扇形的面积,去掉重叠部分,面积为:2452 2=360 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.(2019 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【】8 A B C D【答案】A。【考点】生活中的平移现象。【分析】根
13、据平移的性质,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.(2019 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
14、与DEF 拼接成一个平行四边形(非正方形)。写出符合要求的变换过程。3.(2019 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kyx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kyx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.9 4.(2019 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
15、 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.(2019 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A2B2C2 6.(2019 四川凉山 6 分)如图,梯形 ABCD 是直角梯形(1)直接
16、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)10 7.(2019 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A
17、2BC2的面积 二、点的平移:典型例题:例 1.(2019 广东肇 庆 3 分)点 M(2,1)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(2,3)【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。11 例 2.(2019 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
18、】(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.(2019 江苏泰州 3 分)如图,数轴上的点 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.(2019 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
19、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=x,AP=2x,BPA=60,AB=3(2x),APB 的面积23y(2x)2,(0 x2)。PAB 的面积 y 关于 x 的函数图像是经过(2,0)的抛物线在 0 x2 的部分。故选 D。12 例4.(2019浙江嘉兴
20、、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,
21、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.(2019 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,连接 CM
22、,M 是 AB 的中点,13 SACM=SBCM=12SABC,开始时,SMPQ=SACM=12SABC;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=14SABC;结束时,SMPQ=SBCM=12SABC。MPQ 的面积大小变化情况是:先减小后增大。故选 C。例 6.(2019 湖北黄石 3 分)如图所示,已知 A11(,y)2,B2(2,y)为反比例函数1yx图像上的两点,动 点 P(x,0)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.1(,0)2 B.(1,0)C.
23、3(,0)2 D.5(,0)2【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 A11(,y)2,B2(2,y)分别代入反比例函数1yx 得:y1=2,y2=12,A(12,2),B(2,12)。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:12=k+b21=2k+b2,解得:k=15b=2。直线 AB 的解析式是5yx2 。当 y=0 时,x=52,
24、即 P(52,0)。故选 D。14 例 7.(2019 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】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,平移的性质,二次函数的性质。【分析】抛物线的点 P 在折线 CDE 上移动,且点 B 的横坐标的最小值为 1,观察可知,当点 B 的横坐标的最小时,点 P 与点 C 重合。C(1,4),设当点 B 的横坐标
25、的最小时抛物线的解析式为2y=a x+1+4。B(1,0),20=a 1+1+4,解得 a=1。当点 B 的横坐标的最小时抛物线的解析式为2y=x+1+4。观察可知,当点 A 的横坐标的最大时,点 P 与点 E 重合,E(3,1),当点 A 的横坐标的最大时抛物线的解析式为2y=x3+1。令y=0,即2x3+1=0,解得x=2或x=4。点 A 在点 B 的左侧,此时点 A 横坐标为 2。故选 B。点 A 的横坐标的最大值为 2。例 8(2019 北京市 5 分)操作与探究:(1)对数轴上的点 P 进行如下操作:先把点 P 表示的数乘以13,再把所得数对应的点向右平移 1 个 单位,得到点 P
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