夏濟(jì)軍
圖形的變換主要以圖形為載體,通過(guò)對(duì)圖形的平移、翻折、旋轉(zhuǎn)等方式,將圖形的位置改變,并以此考查同學(xué)們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力?,F(xiàn)結(jié)合2020年中考試題,從命題者的角度談?wù)劥祟?lèi)題目的設(shè)計(jì)思路及應(yīng)對(duì)策略,希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助。
一、設(shè)計(jì)對(duì)稱(chēng)
例1 (2020·江蘇鹽城)如圖1,已知點(diǎn)A(5,2),B(5,4),C(8,1),直線l⊥x軸,垂足為點(diǎn)M(m,0),其中m<[52],若△A′B′C′與△ABC關(guān)于直線l對(duì)稱(chēng),且△A′B′C′有兩個(gè)頂點(diǎn)在函數(shù)y=[kx](k≠0)的圖像上,則k的值為。
【命題思路】(1)本題考查坐標(biāo)的對(duì)稱(chēng)變換,由m的取值范圍m<[52],得△A′B′C′的3個(gè)頂點(diǎn)落在第二象限;(2)△A′B′C′有兩個(gè)頂點(diǎn)落在反比例函數(shù)y=[kx](k≠0)的圖像上,考查了同學(xué)們分類(lèi)討論的意識(shí)。
【應(yīng)對(duì)策略】第一步:因?yàn)椤鰽′B′C′與△ABC關(guān)于直線x=m對(duì)稱(chēng),所以縱坐標(biāo)不變,橫坐標(biāo)之和的一半等于m,不妨設(shè)A′(x′,2),則[x′+52]=m,所以x′=2m-5,所以A′(2m-5,2)、B′(2m-5,4)。同理可求出C′(2m-8,1)。
第二步:分類(lèi)討論。當(dāng)函數(shù)圖像經(jīng)過(guò)A′、C′兩點(diǎn)時(shí),k=xy=2(2m-5)=1(2m-8);當(dāng)函數(shù)圖像經(jīng)過(guò)B′、C′時(shí),k=xy=4(2m-5)=1(2m-8);當(dāng)函數(shù)圖像經(jīng)過(guò)B′、A′時(shí),這種情況不存在。分別解得m=1或2,所以k=-6或-4。
二、設(shè)計(jì)平移
例2 (2020·河南)如圖2,在△ABC中,∠ACB=90°,邊BC在x軸上,頂點(diǎn)A、B的坐標(biāo)分別為(-2,6)和(7,0)。將正方形OCDE沿x軸向右平移,當(dāng)點(diǎn)E落在AB邊上時(shí),點(diǎn)D的坐標(biāo)為()。
A.([32],2)B.(2,2)
C.([114],2)D.(4,2)
【命題思路】通過(guò)平移變換、坐標(biāo)與線段長(zhǎng)度之間的轉(zhuǎn)化,著重考查了同學(xué)們動(dòng)手操作的能力和對(duì)正方形的性質(zhì)、基本的相似圖形以及銳角三角函數(shù)的運(yùn)用能力,同時(shí)還考查了一次函數(shù)方面的有關(guān)知識(shí)。
【應(yīng)對(duì)策略】首先將點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為線段長(zhǎng),由點(diǎn)A(-2,6)可知OC=2,即正方形OCDE的邊長(zhǎng)為2,所以正方形OCDE沿x軸向右平移不改變點(diǎn)D的縱坐標(biāo)2。如圖3,先畫(huà)出平移后點(diǎn)E落在AB上的示意圖,思路1:抓住相似三角形的基本圖形(正A型),由△BO′E
∽△BCA可求得O′B=3,從而推算出點(diǎn)D的坐標(biāo)為(2,2);思路2:分別在Rt△ABC和Rt△EBO′中表示出tan∠ABC=tan∠EBO′得解;思路3:在求得直線AB函數(shù)表達(dá)式的基礎(chǔ)上,令縱坐標(biāo)等于2,求得點(diǎn)E的橫坐標(biāo),由正方形邊長(zhǎng)為2,可以推算出點(diǎn)D的坐標(biāo)。
三、設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)
例3 (2020·江蘇蘇州)如圖4,在△ABC中,∠BAC=108°,將△ABC繞點(diǎn)A按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)得到△AB′C′。若點(diǎn)B′恰好落在BC邊上,且AB′=CB′,則∠C′的度數(shù)為()。
A.18° B.20° C.24° D.28°
【命題思路】利用三角形旋轉(zhuǎn)的不變性(三角形形狀、大小不改變,對(duì)應(yīng)點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)中心的距離不變),如∠C′=∠C、AB=AB′,構(gòu)造等腰三角形,考查了同學(xué)們對(duì)旋轉(zhuǎn)變換的理解和運(yùn)用方程解決問(wèn)題的意識(shí)。
【應(yīng)對(duì)策略】“設(shè)小表大”,列方程求解。所謂“設(shè)小表大”,就是設(shè)較小角的度數(shù)為x,并用含x的代數(shù)式表示出與之相關(guān)的較大角,然后從中找出相等關(guān)系并列出方程,最終解決問(wèn)題。設(shè)∠C′的度數(shù)為x,則∠C=x,因?yàn)锳B′=CB′,所以∠B′AC=x。接著利用△AB′C的外角表示出∠AB′B=2x,由旋轉(zhuǎn)得AB=AB′,所以∠B=∠AB′B=2x。在△ABC中,據(jù)三角形的內(nèi)角和等于180度可列方程x+2x+108=180,所以x=24,即∠C′的度數(shù)為24°。
圖形的變換歷來(lái)是中考考查的重要內(nèi)容,我們只要抓住圖形變化過(guò)程中變化的特征和規(guī)律,找準(zhǔn)變化前與變化后始終保持不變的量,就能以不變應(yīng)萬(wàn)變,解決多種問(wèn)題。
(作者單位:江蘇省東臺(tái)市教師發(fā)展中心)