張磊

[摘 要]翻折、平移、旋轉(zhuǎn)與縮放這四種圖形的運(yùn)動(dòng)，都是圖形變換.圖形變換的作圖包括軸對(duì)稱作圖、平移作圖、旋轉(zhuǎn)作圖與位似作圖.探析圖形變換中的作圖問題，可以讓學(xué)生熟悉各種類型的作圖方法，明白各類作圖的原理;可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，讓學(xué)生直觀感受圖形變化后位置關(guān)系和數(shù)量關(guān)系的變化，在圖形變換的新情境問題中游刃有余.

[關(guān)鍵詞]初中數(shù)學(xué);圖形變換;作圖問題

[中圖分類號(hào)]? ? G633.6? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058（2020）29-0029-02

翻折、平移、旋轉(zhuǎn)與縮放這四種圖形的運(yùn)動(dòng)都是圖形變換.圖形變換的引入，使圖形運(yùn)動(dòng)進(jìn)入數(shù)學(xué)課程，要求學(xué)生從圖形運(yùn)動(dòng)的角度看全等三角形、平行四邊形、圓等幾何圖形，由過去的靜態(tài)幾何轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)幾何.在圖形變換里，不僅學(xué)習(xí)了圖形變換的概念、性質(zhì)與應(yīng)用，還學(xué)習(xí)了圖形變換的作圖，包括軸對(duì)稱作圖、平移作圖、旋轉(zhuǎn)作圖與位似作圖.學(xué)生由已知圖形作出關(guān)于某一直線或某一點(diǎn)的變換圖形，能直觀感受圖形變化后位置關(guān)系和數(shù)量關(guān)系的變化，從而在圖形變換的新情境問題中游刃有余.

一、軸對(duì)稱作圖

由已知圖形與直線，如何作已知圖形關(guān)于此直線對(duì)稱的圖形呢？第一步，找出圖形中的關(guān)鍵點(diǎn);第二步，過關(guān)鍵點(diǎn)作對(duì)稱軸的垂線;第三步，延長垂線，在垂線的另一端取相等的線段，得到對(duì)應(yīng)點(diǎn);第四步，其他關(guān)鍵點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)以此類推，順次聯(lián)結(jié)各點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn).軸對(duì)稱作圖的類型包括在網(wǎng)格圖里作已知圖形的軸對(duì)稱圖形.在既定圖形里以某邊為對(duì)稱軸作軸對(duì)稱圖形;在平面內(nèi)作已知圖形的軸對(duì)稱圖形.

（1）在圖1格點(diǎn)中找一點(diǎn)E，由A、B、C、E四點(diǎn)構(gòu)成的四邊形，如果是軸對(duì)稱圖形，那么符合題意的圖形有多少個(gè)？并寫出點(diǎn)E的坐標(biāo)以及四邊形的面積;

評(píng)注：作軸對(duì)稱圖形重要的是找對(duì)稱軸，對(duì)稱軸可以是水平的、豎直的，也可以是傾斜的，本題的兩條對(duì)稱軸就是一水平一豎直.在已知直線上確定一點(diǎn)，使入射角等于反射角，方法就是找其中一個(gè)點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)，將另一點(diǎn)與對(duì)稱點(diǎn)連成直線，所作直線與原始直線有一個(gè)交點(diǎn)，這個(gè)交點(diǎn)就是求作的點(diǎn).

二、平移作圖

平移作圖的一般步驟是：（1）找出圖形中的關(guān)鍵點(diǎn);（2）經(jīng)過關(guān)鍵點(diǎn)作直線，這條直線要與已知線段平行;（3）在平行線上截取平移距離的長度，得到對(duì)應(yīng)點(diǎn);（4）順次聯(lián)結(jié)各對(duì)應(yīng)點(diǎn)得到的圖形就是所求作的圖形.平移作圖的類型包括在網(wǎng)格圖中平移作圖，在既定圖形里平移圖形中的一部分，在平面內(nèi)按指定的方向和距離平移作圖，等等.

[例2]如圖6，三角形ABC可通過平移得到三角形DEF，此時(shí)點(diǎn)A落在點(diǎn)D.

（1）請(qǐng)描述三角形ABC經(jīng)過兩次平移后得到三角形DEF的過程.

（2）平移三角形ABC使點(diǎn)B落在點(diǎn)D，在圖7中作出平移后的三角形.

分析：（1）先沿水平方向平移再沿豎直方向平移;或者先沿豎直方向平移再沿水平方向平移.△ABC經(jīng)過兩次平移后得到△DEF的過程為第一步向右平移，第二步向下平移，平移的單位分別為3個(gè)和6個(gè)單位長度;

（2）根據(jù)點(diǎn)B的對(duì)應(yīng)點(diǎn)是點(diǎn)D，得到平移的方法，再依據(jù)平移方法將點(diǎn)A、C平移.如圖8所示.

評(píng)注：在網(wǎng)格里作圖，要充分利用網(wǎng)格里的水平線與豎直線所指示的方向，利用每個(gè)小正方形的邊長是1的距離，數(shù)一數(shù)格數(shù)就可以確定距離.題中顯示了平移作圖的兩種考法，一是已知平移作圖的結(jié)果，確定平移的方法;二是已知其中一點(diǎn)平移后的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，觀察得到平移方法，然后平移圖形.

三、旋轉(zhuǎn)作圖

旋轉(zhuǎn)作圖的一般步驟是：（1）找出圖形中的關(guān)鍵點(diǎn);（2）聯(lián)結(jié)關(guān)鍵點(diǎn)與旋轉(zhuǎn)中心;（3）將連線按要求的方向與角度繞中心旋轉(zhuǎn)一定的角度;（4）在連線上截取相等的線段，得到對(duì)應(yīng)點(diǎn);（5）順次聯(lián)結(jié)各對(duì)應(yīng)點(diǎn)得到的圖形就是所求作的圖形.

評(píng)注：從這里可以看出，旋轉(zhuǎn)與平移的關(guān)系，即一次旋轉(zhuǎn)加一次平移相當(dāng)于一次旋轉(zhuǎn).軸對(duì)稱、平移、旋轉(zhuǎn)之間的相互關(guān)系還包括如果對(duì)稱軸互相平行，那么兩次軸對(duì)稱相當(dāng)于一次平移;如果對(duì)稱軸相交于一點(diǎn)，那么兩次軸對(duì)稱相當(dāng)于一次旋轉(zhuǎn).

圖形變換的作圖還包括位似作圖，即將一個(gè)圖形放大或縮小，它要求根據(jù)相似圖形對(duì)應(yīng)邊成比例，在經(jīng)過關(guān)鍵點(diǎn)與位似中心的直線上截取幾倍或幾分之一的線段.在圖形變換作圖中，一方面考查了學(xué)生的動(dòng)手操作能力，另一方面也考查了圖形變換的性質(zhì)，因?yàn)閳D形變換的性質(zhì)是圖形變換作圖的依據(jù).熟悉各種類型的作圖方法，明白各類作圖的原理，才能讓學(xué)生在圖形變換的新情境問題中游刃有余.

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 吳志鵬，陳玉蘭.快速作圖的四種策略[J].河北理科教學(xué)研究，2018（3）：27-29+45.

[2]? 張安軍.基于等邊三角形的尺規(guī)作圖下“圖形變換”的復(fù)習(xí)[J].數(shù)學(xué)教學(xué)，2018（3）：14-16.

[3]? 解榮蘭. 初中生數(shù)學(xué)作圖能力的研究[D].濟(jì)南：山東師范大學(xué)，2017.

[4]? 仇玉祥.透視中考? 聚焦網(wǎng)格? 巧妙作圖[J].新高考（升學(xué)考試），2014（2）：48-50.

（責(zé)任編輯 黃桂堅(jiān)）