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23.2.2 中心对称图形
(1)这些图形有什么共同的特征?
都是旋转对称图形.
(2)这些图形的不同点在哪?分别绕旋转中心旋转
了多少度?
第一个图形的旋转角度为120°或240 °,第二个图形的旋转角度为72°或144°或216°或288°。后三个图形的旋转角度都为180°,第二,三个是轴对称图形.
后三个图形都是旋转1800后能与自身重合
复习与思考
(1)如图,将线段AB绕它的中点旋转180°,你有什么发现?
A
B
可以发现:线段AB绕它的中点旋转180°后与本身重合
(2)如图将 ABCD绕它的两条对角线的交点O旋转180°,你有什么发现?
A
B
C
D
O
如果旋转后的图形能够与原来的图形重合, 那么这个图形叫做中心对称图形.
A
B
A
B
C
D
0
0
0
这个点就是它的对称中心.
由上面的观察可以得到,线段、平行四边形是中心对称图形.
O
如果一个图形绕一个点旋转180°后,能和原来的图形互相重合,那么这个图形叫做中心对称图形;这个点叫做它的对称中心;互相重合的点叫做对称点.
观察与发现
B
A
C
D
图中_________是中心对称图形
对称中心是______
点O
点A的对称点是______
点D的对称点是______
点C
点B
中心对称图形形状匀称美观,很多建筑物和工艺品上常采用这种图形作装饰图案,另外,具有中心对称图形形状的物体,能够所在的平面内绕对称中心平稳地旋转,在生产中旋转的零部件的现状常设计成中心对称图形,如水泵叶轮等.
练习
1.回忆我们学过的图形,你能说出一些中心对称图形吗?
2.如图的汽车标志中,哪些是中心对称图形?再举出几个中心对称图形的实例 ?
是
是
是
不是
不是
若两个图形关于某一点成中心对称,那么下列说法:
对称点的连线必过对称中心;
这两个图形一定全等;
对应线段一定平行且相等;
将一个图形绕对称中心旋转180°必定与另一个图形重合。
其中正确的是( ).
(A) ①② (B) ①③ (C) ①②④ (D) ①②③④
如图,如果正方形CDEF旋转后能与正方形ABCD重合,那么图形所在的平面上可以作为旋转中心的点共有( ).
(A) 4 (B) 3 (C) 2 (D) 1
C
B
运用
判断下列说法是否正确
(1)轴对称图形也是中心对称图形.( )
(2)旋转对称图形也是中心对称图形.( )
(3)平行四边形、长方形和正方形都是中心对称图形,对角线的交点是它们的对称中心.( )
(4)角是轴对称图形也是中心对称图形.( )
(5)在成中心对称的两个图形中,对应线段平行
(或在同一直线上)且相等. ( )
×
√
×
√
×
巩固
旋转前后的图形完全重合
轴对称图形
中心对称图形
1
2
图形绕对称中心旋转
180°
3
翻转前后的图形完全重合
中心对称图形与轴对称图形有什么区别与联系?
总结巩固
小结
链接中考
1.(2013•潍坊)下面的图形是天气预报的图标,其中既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
2.(2013•天津)下列标志中,可以看作是中心对称图形的是( )
3.在正方形、直角三角形、梯形这三个图形中,为中心对称图形的是 。
4.(2013•绍兴)矩形ABCD中,AB=4,AD=3,P,Q是对角线BD上不重合的两点,点P关于直线AD,AB的对称点分别是点E、F,点Q关于直线BC、CD的对称点分别是点G、H.若由点E、F、G、H构成的四边形恰好为菱形,则PQ的长为 .
要使EFGH为菱形,首先要保证EH=FG。
由于EH=ED+DH=DP+DQ=2DP+PQ
同理FG=FB+BG=BP+BQ=2BQ+PQ
所以由EH=FG得:2BQ+PQ=2DP+PQ
所以BQ=DP。这一条保证了EH=FG,而且已知EH//HG,所以EFGH是平行四边形。
现在设BQ=DP=x。则DE=x,DH=DQ=5-x。
所以EH=ED+DH=5。
EP=8x/5,PF=6(5-x)/5。
EFGH是菱形,则EF=EH
由勾股定理EP2+PF2=EF2=EH2
解方程得:x=2.5或者1.1
当x=2.5时PQ=0,不合题意,舍去
所以x=1.1,PQ=5-2x=2.8
分析: 如解答图所示,本题要点如下:
(1)证明矩形的四个顶点A、B、C、D均在菱形EFGH的边上,且点A、C分别为各自边的中点;
(2)证明菱形的边长等于矩形的对角线长;
(3)求出线段AP的长度,证明△AON为等腰三角形;
(4)利用勾股定理求出线段OP的长度;
(5)同理求出OQ的长度,从而得到PQ的长度.
解:由矩形ABCD中,AB=4,AD=3,可得对角线AC=BD=5.
依题意画出图形,如右图所示.
由轴对称性质可知,∠PAF+∠PAE=2∠PAB+2∠PAD=2(∠PAB+∠PAD)=180°,
∴点A在菱形EFGH的边EF上.同理可知,点B、C、D均在菱形EFGH的边上.
∵AP=AE=AF,∴点A为EF中点.同理可知,点C为GH中点.
连接AC,交BD于点O,则有AF=CG,且AF∥CG,
∴四边形ACGF为平行四边形,
∴FG=AC=5,即菱形EFGH的边长等于矩形ABCD的对角线长.
∴EF=FG=5,
∵AP=AE=AF,∴AP= AF=2.5.
∵OA= OC=2.5,
∴AP=AO,即△APO为等腰三角形.
过点A作AN⊥BD交BD于点N,则点N为OP的中点.
由S△ABD= AB•AD= AC•AN,可求得:AN=2.4.
在Rt△AON中,由勾股定理得:ON= 0.7, ∴OP=2ON=1.4;
同理可求得:OQ=1.4,
∴PQ=OP+OQ=1.4+1.4=2.8.故答案为:2.8.
(2013•镇江)【阅读】如图1,在平面直角坐标系xOy中,已知点A(a,0)(a>0),B(2,3),C(0,3).过原点O作直线l,使它经过第一、三象限,直线l与y轴的正半轴所成角设为θ,将四边形OABC的直角∠OCB沿直线l折叠,点C落在点D处,我们把这个操作过程记为FZ[θ,a].
【理解】若点D与点A重合,则这个操作过程为FZ[ , ];【尝试】(1)若点D恰为AB的中点(如图2),求θ;(2)经过FZ[45°,a]操作,点B落在点E处,若点E在四边形0ABC的边AB上,求出a的值;若点E落在四边形0ABC的外部,直接写出a的取值范围;
【探究】经过FZ[θ,a]操作后,作直线CD交x轴于点G,交直线AB于点H,使得△ODG与△GAH是一对相似的等腰三角形,直接写出FZ[θ,a].
解答:解:【理解】若点D与点A重合,由折叠性质可知,OA=OC=3,θ=12∠AOC=45°,∴FZ[45°,3].
(1)如答图1所示,连接CD并延长,交x轴于点F.在△BCD与△AFD中,∠BDC=∠ADFBD=AD∠CBD=∠FAD∴△BCD≌△AFD(ASA).∴CD=FD,即点D为Rt△COF斜边CF的中点,∴OD=12CF=CD.又由折叠可知,OD=OC,∴OD=OC=CD,∴△OCD为等边三角形,
∠COD=60°,∴θ=12∠COD=30°;
(2)经过FZ[45°,a]操作,点B落在点E处,则点D落在x轴上,AB⊥直线l,如答图2所示:若点E在四边形0ABC的边AB上,由折叠可知,OD=OC=3,DE=BC=2.∵AB⊥直线l,θ=45°,∴△ADE为等腰直角三角形,∴AD=DE=2,∴OA=OD+AD=3+2=5,∴a=5;由答图2可知,当0<a<5时,
点E落在四边形0ABC的外部.
【探究】FZ[30°,2+ ],FZ[60°,2+ ].如答图3、答图4所示.