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3. 中心对称

图形的旋转与中心对称 · 初三
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 平面内一个图形绕某点旋转180度后能与另一个图形重合,这两个图形关于该点成中心对称。

从哪来 它建立在“例题1:求顶点坐标与对称轴”之上。通过掌握二次函数图像的轴对称性质(关于直线对称),学生已具备“对称变换”的几何直觉,中心对称是将其推广为“关于点对称”的自然延伸。

为什么 中心对称的本质是旋转180度。在直角坐标系中,点 $(x, y)$ 绕原点旋转180度后,横纵坐标均变为相反数,即 $(-x, -y)$。这是因为旋转180度意味着方向完全反向,距离原点长度不变。理解这一点,就能从代数角度解释几何变换,避免死记硬背。

讲法
适合:直观型、空间感强的学生 使用物理模型演示。拿一张画有不对称图案的硬纸片,在中心点插一根钉子,将纸片绕钉子旋转180度。让学生观察图案位置变化。强调“绕点转动”而非“翻折”,区分中心对称与轴对称的动作差异。
讲法
适合:逻辑型、代数思维强的学生 从坐标推导入手。设点 $P(x, y)$ 关于原点 $O$ 的对称点为 $P'(x', y')$。由中点公式知 $O$ 是 $PP'$ 中点,故 $\frac{x+x'}{2}=0, \frac{y+y'}{2}=0$,解得 $x'=-x, y'=-y$。通过代数证明几何性质,建立数形结合。
讲法
适合:抽象思维较弱、需要具体情境的学生 利用“钟表指针”类比。想象时针指向12点,旋转180度后指向6点。12点和6点关于中心对称。再扩展到任意角度,如3点和9点。通过熟悉的生活实例建立“对径点”的概念,再迁移到坐标系中的点。
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练一道
基础题
已知点 $A(3, -2)$,求它关于原点 $O$ 的对称点 $A'$ 的坐标。
变式
已知 $\triangle ABC$ 的顶点坐标分别为 $A(1, 1), B(4, 2), C(2, 5)$,求 $\triangle ABC$ 关于原点 $O$ 对称的 $\triangle A'B'C'$ 的顶点坐标,并说明 $\triangle A'B'C'$ 与 $\triangle ABC$ 的关系。
试试手自己判
检测题
若点 $M(2a-1, 3)$ 与点 $N(5, b-2)$ 关于原点对称,求 $a$ 和 $b$ 的值。
看答案和判分标准
答案:由关于原点对称性质,对应坐标互为相反数: $2a - 1 = -5 \Rightarrow 2a = -4 \Rightarrow a = -2$ $3 = -(b - 2) \Rightarrow 3 = -b + 2 \Rightarrow b = -1$ 答:$a = -2, b = -1$。
判对标准:
1. 正确列出方程 $2a-1=-5$ 和 $3=-(b-2)$(或等价形式)。
2. 正确解出 $a=-2$ 和 $b=-1$。
3. 若只写结果无过程,给一半分;若符号错误,不得分。
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