第二十三章 · 第一节
图形的旋转
探索图形旋转的奥秘与规律

📖 知识点学习

🎯 学习目标

  • 理解旋转的概念,掌握旋转三要素
  • 掌握旋转的性质并能进行旋转作图
  • 能运用旋转性质解决线段、角度的计算问题
知识点一:旋转的概念
📐 定义
把一个平面图形绕着平面内某一点 O 转动一个角度,叫做图形的旋转。 点 O 叫做旋转中心,转动的角叫做旋转角。 如果图形上的点 P 经过旋转变为点 P',那么这两个点叫做这个旋转的对应点
知识点二:旋转的三要素
要素含义说明
旋转中心图形绕着转动的固定点 O旋转中心是唯一不动的点
旋转方向顺时针或逆时针决定旋转的朝向
旋转角度转动的角的大小通常记作 θ
💡 重要提示
旋转三要素缺一不可。旋转中心、旋转方向和旋转角共同决定一个旋转。 只要其中一个不同,得到的旋转图形就不同。
知识点三:旋转的性质
  • 性质1:对应点到旋转中心的距离相等(OP = OP')。
  • 性质2:对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角(∠POP' = θ)。
  • 性质3:旋转前后的图形全等(对应线段相等,对应角相等)。
知识点四:旋转作图步骤
  • 第1步:确定旋转中心、旋转方向和旋转角。
  • 第2步:依次找出图形各关键点的对应点(以 O 为圆心,OP 为半径画弧,作旋转角,在弧上截取 P')。
  • 第3步:顺次连接各对应点,得到旋转后的图形。

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📝 例题精讲

💡 提示:点击「下一步」按钮,逐步查看详细解题过程
例题 1 已知旋转中心和旋转角,画旋转后的图形
如图,△ABC 绕点 O 逆时针旋转 90°,画出旋转后的 △A'B'C'。
旋转中心:O 旋转方向:逆时针 旋转角:90°
🔍 解题过程
1 确定三要素:旋转中心为 O,逆时针方向,旋转角 90°。分别找 A、B、C 的对应点。
2 作对应点:以 O 为圆心,OA 为半径画弧;从 OA 方向逆时针作 90° 角,弧上截取点 A',使 OA' = OA。同理作出 B'、C'。
3 连接成图:顺次连接 A'、B'、C',△A'B'C' 即为所求。由旋转性质知 △A'B'C' ≌ △ABC。
✅ 依次作出 A'、B'、C'(OA'=OA,∠AOA'=90°,逆时针),连接即得旋转后的三角形
例题 2 找出旋转中心和旋转角
△ABC 旋转后得到 △A'B'C',其中 A 与 A'、B 与 B' 是对应点。已知 ∠AOA' = 60°,如何确定旋转中心和旋转角?
对应点:A↔A',B↔B' ∠AOA' = 60°
🔍 解题过程
1 找旋转中心:由性质 OA = OA',旋转中心在 AA' 的垂直平分线上;同理也在 BB' 的垂直平分线上。两垂直平分线的交点即为旋转中心 O。
2 定旋转角:连接 OA、OA',则 ∠AOA' = 60° 即为旋转角(对应点与旋转中心连线段的夹角等于旋转角)。
3 定方向:观察 A 旋转到 A' 的方向(顺时针或逆时针),即为旋转方向。
✅ 旋转中心 = AA' 与 BB' 垂直平分线的交点;旋转角 = 60°
例题 3 利用旋转性质求线段长度
△ABC 绕点 O 旋转 90° 得到 △A'B'C',已知 OA = 5,OB = 3,求 OA'、OB' 的长及 △ABC 与 △A'B'C' 的关系。
OA = 5,OB = 3,旋转角 90° → OA' = ?,OB' = ?
🔍 解题过程
1 应用性质1:对应点到旋转中心的距离相等,所以 OA' = OA = 5OB' = OB = 3
2 应用性质3:旋转前后图形全等,所以 △ABC ≌ △A'B'C',对应边 AB = A'B',对应角相等。
3 结论:OA' = 5,OB' = 3,且 ∠AOA' = ∠BOB' = 90°(都等于旋转角)。
✅ OA' = 5,OB' = 3,△A'B'C' ≌ △ABC

🚀 拓展提升

🔗 旋转与平移、轴对称的关系

平移、轴对称、旋转都是图形的全等变换——变换前后图形的形状和大小不变,只是位置发生变化。

  • 平移:沿某方向移动一定距离,由方向和距离决定。
  • 轴对称:关于某直线翻转,由对称轴决定。
  • 旋转:绕某点转动一个角,由旋转中心、方向、角度决定。
三者都是全等变换 | 对应线段相等,对应角相等

📐 旋转在几何证明中的应用

利用旋转可以把分散的线段或角集中到一起,是证明线段相等、角相等的重要方法。

例如:在正三角形或正方形中,常通过旋转 60° 或 90° 把一条线段转到与另一条线段共线的位置,从而利用"对应线段相等"完成证明。旋转法的核心是把已知条件中的图形旋转到便于比较的位置。

🔄 恒等旋转与特殊旋转角

旋转角为 时,图形位置不变(恒等变换);旋转角为 360° 时,图形回到原位置。旋转角为 180° 的特殊旋转就是下一节要学习的"中心对称"。

✏️ 练习巩固

💡 提示:每道题作答后会立即显示解析,请认真思考后再作答
第 1 题 ★☆☆ 基础
下列关于旋转的说法,正确的是?
A旋转中心在旋转过程中会移动
B旋转不改变图形的形状和大小
C旋转后任意两点间距离都改变
D旋转只需要旋转中心就能确定
第 2 题 ★☆☆ 基础
时钟的指针从 3 点整走到 6 点整,分针的旋转角是?
A90°
B1080°
C180°
D360°
第 3 题 ★★☆ 巩固
点 P 绕点 O 旋转 90° 得到点 P',若 OP = 7,则 OP' = ______。
第 4 题 ★★☆ 巩固
△ABC 绕点 O 旋转得到 △A'B'C',下列结论错误的是?
AOA = OA'
B∠AOA' = 旋转角
CAB ≠ A'B'
D△ABC ≌ △A'B'C'
第 5 题 ★★☆ 巩固
正方形绕其中心至少旋转 ______ 度能与自身重合。

🧠 知识点问答

老师来考考你!下面的问题都来自本节课的知识点,看看你掌握了多少。每次点击"再考一次"题目顺序都会随机打乱哦!
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课程完成!

恭喜你完成了「图形的旋转」的学习!

📌 本节核心要点回顾:
① 旋转:图形绕某点转动一个角,三要素为旋转中心、方向、角度
② 旋转性质:对应点到旋转中心等距;连线夹角=旋转角;图形全等
③ 旋转作图:定三要素→找对应点→顺次连接
④ 旋转是全等变换,与平移、轴对称并列

✏️ 做练习题