动 会动的数学 人教版 · 九年级上册 · 第二十三章
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九年级上册 第二十三章 旋转 互动实验 × 2 小挑战 × 1 分层练习 × 3

旋转与中心对称

绕着一个点转,转多少度都行。转到 180°,它就跑到正对面去了——这叫中心对称。

这一节,你会做到

  • 说清旋转的三个要素:旋转中心、方向、角度;
  • 知道旋转前后,形状和大小都不变;
  • 分清中心对称(转 180°)和轴对称(对折)。

先看看,它藏在哪儿

转起来的东西,到处都是。

🎡 摩天轮 每个座舱都绕着中心转,方向、角度都一样。
🕐 钟表指针 分针一小时转一圈,这就是 360°。
🌀 风车 转 90° 看起来和原来一样,这种叫旋转对称。

动手玩一玩

先转一圈,再专门看 180°。

1

绕一个点,转多少度

灰色的原来是位置,蓝色是转过以后的位置。拖动滑块,图形就会绕着 O 点转。 注意:形状、大小一点没变,只是方向变了。

绕 O 点逆时针转 90° 形状和大小都没变
2

转到 180°:中心对称

转 180° 以后,每个点都跑到中心的正对面,而且 O 点正好在两点连线的中点。 这种关系叫中心对称,O 叫对称中心。

A、O、A′ 三点共线,且 OA = OA′ 对应点连线都过对称中心
?

小挑战:中心对称和轴对称是一回事吗?

一个是折叠,一个是转圈。

一句话结论

转 180°,跑到正对面

把一个图形绕某一点转动一个角度,叫旋转。旋转中心、旋转方向、旋转角度是它的三要素。 旋转前后,图形的形状和大小都不变。

中心对称 = 旋转 180°;对应点的连线都经过对称中心,并被它平分。

三个最容易踩的坑:
  • 把中心对称当轴对称。轴对称是对折,中心对称是转半圈,完全不同。
  • 旋转方向搞反。逆时针是正方向,顺时针要标清楚。
  • 对应点配错。转过去以后,A 还是对 A′,不是随便哪个点。

练一练

三道题,由易到难。先自己动笔,再点「下一步」看解法。

基础

转 180° 后

点 A(2, 3) 绕原点旋转 180°,新坐标是多少?

① 转 180° 就是跑到正对面。
② 横纵坐标都变号。
③ (2, 3) → (−2, −3)。
答:(−2, −3)。
提升

转 90° 后

点 A(3, 0) 绕原点逆时针旋转 90°,新坐标是多少?

① A 在 x 轴正半轴上,离原点 3。
② 逆时针转 90°,它跑到 y 轴正半轴上。
③ 距离不变,所以是 (0, 3)。
答:(0, 3)。
挑战

找对称中心

线段 AB 绕某点旋转 180° 后,A(1, 2) 到了 A′(−3, 4)。对称中心在哪?

① 中心对称时,对称中心是 AA′ 的中点。
② 中点坐标 = ((1 + (−3)) ÷ 2, (2 + 4) ÷ 2)。
③ = (−1, 3)。
答:对称中心是 (−1, 3)。

👨‍👩‍👧 家长提示

这一节最容易混的是“中心对称”和“轴对称”,一定要分清。

为什么这一节是整册的地基

旋转是“图形变换”家族的第三位(平移、轴对称、旋转)。它和前面的轴对称一起, 构成了初中几何的“变换三件套”,后面学圆、学相似、学三角函数都会用到。

更重要的是,中心对称引出了一个观念:图形可以“绕一点转半圈就重合”。 这个观念在高中会变成“函数的对称性”,在大学变成“群论”,是数学里很深的线索。

怎么讲(30 秒版)

拿一支笔,立在桌上当中心:

“把这张纸绕着笔转半圈,原来的图案会跑到对面去——这就是中心对称。”

再让他拖动实验一的滑块,从 0° 转到 180°,亲眼看它“翻过去”。

孩子最常错在这四处

  1. 中心对称当轴对称。让他用手比:一个是对折,一个是转半圈。
  2. 旋转方向说反。逆时针是正的,题目里常写“顺时针”,要看清。
  3. 对应点配错。转过去以后,A 对 A′,连线过中心。
  4. 以为旋转会改变大小。旋转只改方向,不改形状和大小。

检查口诀

中心、方向、角度,三样缺一不可;转 180°,跑到对面。

下一节预告:反比例函数 —— 一条永远碰不到坐标轴的曲线。

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