几何图形中的旋转变换

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图形的旋转 一.旋转的性质

(1)旋转前后的图形全等;

(2)对应点到旋转中心的距离相等;

(3)对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角;

例1.下列图形中,是中心对称图形但不是轴对称图形的是()

例2.Rt △ABC 中,已知∠C =90°,∠B =50°,点D 在边BC 上,BD =2CD .把△ABC 绕着点D 逆时针旋转m (0︒

例3.在Rt △ABC 中,∠ACB =90°,AC =BC ,C D 为AB 边上的中线.在Rt △AEF

中,∠AEF =90°,AE =EF ,AF

(1)如图1,点F 在△ABC 内,求证:CD =MN ;

(2)如图2,点F 在△ABC 外,依题意补全图2,连接CN ,EN ,判断CN 与EN 的数量

关系与位置关系,并加以证明;

(3)将图1中的△AEF 绕点A 旋转,若AC =a ,AF =b (b

最小值.

图1 图2 备用图

O

A '

C

A

B

D

E

F

C

A

B

D

解:(1)证明:在Rt △ABC 中,

∵CD 是斜边AB 上的中线. ∴CD =

2

1

AB . 在△ABF 中,点M ,N 分别是边AF ,BF 的中点,

∴MN =2

1

AB , ∴CD = MN .

(2)答:CN 与EN 的数量关系CN = EN ,

CN 与EN 的位置关系CN ⊥EN . ························································ 3分 证明:连接EM ,DN ,如图.

与(1)同理可得CD = MN ,EM = DN .

在Rt △ABC 中,CD 是斜边AB 边上的中线,

∴CD ⊥AB .

在△ABF 中,同理可证EM ⊥AF . ∴∠EMF =∠CDB = 90︒.

∵D ,M ,N 分别为边AB ,AF ,BF 的中点, ∴DN ∥AF ,MN ∥AB .

∴∠FMN =∠MND ,∠BDN =∠MND . ∴∠FMN =∠BDN .

∴∠EMF +∠FMN =∠CDB +∠BCN . ∴∠EMN =∠NDC . ∴△EMN ≌△DNC . ∴CN = EN ,∠1 =∠2. ∵∠1 +∠3 +∠EMN = 10︒, ∴∠2 +∠3 +∠FMN = 90︒.

∴∠2 +∠3 +∠DNM = 90︒,即∠CNE = 90︒. ∴CN ⊥EN .

(3)EN 的最大值为

22b a +,最小值为2

2b

a -.已知:E 是线段AC 上一点,AE =AB ,过点E 作直线EF ,在EF 上取一点D ,使得∠EDB =∠EAB ,联结AD .

(1)若直线EF 与线段AB 相交于点P ,当∠EAB =60°时,如图1,求证:ED =AD +BD ; (2)若直线EF 与线段AB 相交于点P ,当∠EAB = α(0º﹤α﹤90º)时,如图2,请你直接写

出线段ED 、AD 、BD 之间的数量关系(用含α的式子表示); (3)若直线EF 与线段AB 不相交,当∠EAB =90°时,如图3,请你补全图形,写出线段ED 、

AD 、BD 之间的数量关系,并证明你的结论.

(1)证明:作∠D AH =∠EAB 交D E 于点H .

∴∠D AB =∠HAE .

∵∠EAB =∠EDB ,∠APE =∠BPD , ∴∠ABD =∠AEH . ∵又AB =AE , ∴△ABD ≌△AEH . ∴BD =EH ,AD =AH . ∵∠D AH =∠EAB =60°, ∴△ADH 是等边三角形. ∴AD =HD . ∵ED =HD +EH ∴ED =AD +BD . (2)BD AD ED +=2

sin 2α

(3)ED=B D -2AD

作∠D AH =∠EAB 交DE 于点H . ∴∠DAB =∠HAE .

∵∠EDB =∠EAB =90°,

∴∠ABD +∠1=∠AEH +∠2 =90°. ∵∠1=∠2 ∴∠ABD =∠AEH . ∵又AB =AE ,

∴△ABD ≌△AEH .∴BD =EH ,AD =AH . ∵∠DAH =∠EAB =90°, ∴△ADH 是等腰直角三角形.

=HD . ∵ED =EH-HD

∴AD BD ED 2-=

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