1 圖形旋轉(zhuǎn)角度問題
對于圖形中有關(guān)角度的旋轉(zhuǎn)問題,要在掌握構(gòu)圖的基礎(chǔ)上,準(zhǔn)確掌握旋轉(zhuǎn)痕跡的位置,尤其要注意旋轉(zhuǎn)中心是否為某條邊的中點,折痕是否為某個角的角平分線或某條邊的中垂線等,這些特殊的位置對于解決這類問題往往是非常有用的,畢竟利用這些折痕我們往往可以建立起與新的基本圖形之間的關(guān)系,也為后續(xù)計算旋轉(zhuǎn)以后新的圖形中的某些量做好鋪墊[1].
例1閱讀材料:我們知道,角是由一條射線繞著它的端點旋轉(zhuǎn)而成的圖形.射線在單位時間內(nèi)以固定的角度繞其端點沿某一方向旋轉(zhuǎn),經(jīng)過不同的旋轉(zhuǎn)時間都會形成不同的角.在行程問題中,我們知道:運動路程=運動速度×運動時間.類似的,在旋轉(zhuǎn)問題中,我們規(guī)定:旋轉(zhuǎn)角度=旋轉(zhuǎn)角速度×旋轉(zhuǎn)時間.
例如(如圖1),射線OM從射線OA出發(fā),以10°/s的旋轉(zhuǎn)速度(稱為“旋轉(zhuǎn)角速度”)繞點O逆時針旋轉(zhuǎn).旋轉(zhuǎn)1 s得旋轉(zhuǎn)角度∠MOA=10°×1=10°,旋轉(zhuǎn)2 s得旋轉(zhuǎn)角度∠MOA=10°×2=20°,……,旋轉(zhuǎn)t s得旋轉(zhuǎn)角度∠MOA=10°×t=(10t)°.
問題解決:如圖2,射線OA上有兩點M,N.將射線OM以10°/s的旋轉(zhuǎn)角速度繞點O逆時針旋轉(zhuǎn)(OM最多旋轉(zhuǎn)9 s);射線OM旋轉(zhuǎn)3 s后,射線ON開始以20°/s的旋轉(zhuǎn)角速度繞點O逆時針旋轉(zhuǎn),如圖3所示.設(shè)射線ON的旋轉(zhuǎn)時間為t s.
(1)當(dāng)∠MON=20°時,求t的值;
(2)如圖4,OM,ON總是在某個角∠AOB的內(nèi)部旋轉(zhuǎn),且當(dāng)ON為∠AOB的三等分線時,OM恰好平分∠AOB,求∠AOB的度數(shù).
解:(1)當(dāng)∠MON=20°時,10(t+3)-20t=20或20t-10(t+3)=20,解得t=1或5.
(2)由題意,可得∠AOB=2∠MOA,∠AOB=3∠NOA或∠AOB=3/2∠NOA,所以2×10(t+3)=3×20t或2×10(t+3)=3/2×20t,解得t=3/ 2或6,則∠AOB=90°或180°
點評:本題主要是有關(guān)幾何變換的綜合題,考查旋轉(zhuǎn)變換問題,解決這類問題的核心點是學(xué)會用參數(shù)構(gòu)建方程,在此基礎(chǔ)上利用分類討論的思想解決問題.
2 圖形旋轉(zhuǎn)面積問題
對于某些旋轉(zhuǎn)之后求面積的問題,關(guān)鍵是將題目中的有些線段在用設(shè)定的字母表示出來的基礎(chǔ)上,利用這些線段求出相應(yīng)圖形的面積.在利用求得的線段長度表示圖形的面積時,往往涉及旋轉(zhuǎn)以后的圖形的有關(guān)性質(zhì),如矩形、菱形、直角三角形、切線的性質(zhì)及等邊三角形等知識點,對學(xué)生的觀察能力、運算能力及推理能力要求都比較高.
點評:本題考查了全等三角形的判定和性質(zhì)、軸對稱的性質(zhì)、等腰三角形的判定和性質(zhì)、解直角三角形等知識,解決問題的關(guān)鍵是作輔助線,構(gòu)造全等三角形.
3 圖形旋轉(zhuǎn)周長問題
對于有關(guān)求解旋轉(zhuǎn)圖形的周長問題,需要熟練掌握矩形以及軸對稱圖形的有關(guān)性質(zhì),在準(zhǔn)確理解幾何圖形特征的基礎(chǔ)上,準(zhǔn)確抓住旋轉(zhuǎn)前后圖形中不變的量,尤其是不變的線段和不變的角度,圖9然后結(jié)合三角形全等或者相似的知識點,找出所要求的圖形中有關(guān)線段的長度,從而可以求得所求圖形的周長[2].
點評:本題是有關(guān)圖形旋轉(zhuǎn)幾何變換中一道綜合題,涉及了直角三角形、軸對稱的性質(zhì)、等邊三角形的判定與性質(zhì)、全等三角形的判定與性質(zhì)、求二次函數(shù)的最值等基本知識點,解決問題的核心仍然是在合理作出輔助線的基礎(chǔ)上,充分利用參數(shù)構(gòu)建二次函數(shù),然后利用二次函數(shù)的有關(guān)性質(zhì)來解決問題.
參考文獻:
[1]趙一曼.旋轉(zhuǎn)法在初中平面幾何題中的解題運用[J].數(shù)理化解題研究(初中版),2014(12):19.
[2]劉國慶.初中幾何旋轉(zhuǎn)問題的教學(xué)思考[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué),2012(4):21-23.