(3)在直角坐标系中,把一个图形进行平移、轴对称、旋转和位似变换,对应点的坐标都有各自的变化规律:
平移变换是横坐标或纵坐标加上(或减去)平移的距离;
轴对称变换,以x轴为对称轴,则对应点的横坐标相等,纵坐标互为相反数;以y轴为对称轴,则对应点的纵坐标相等,横坐标互为相反数;
在旋转变换中,一个图形绕着原点旋转
,旋转前后两个图形上的对应点的横纵坐标都互为相反数;
位似变换中,当原点为位似中心时,变换前后两个图形上的对应点的横(或纵)坐标之比等于相似比
四、例题精析
【例题1】
【题干】如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的顶点坐标分别为O(0,0),A(2,0),B(2,1),C(0,1),以坐标原点O为位似中心,将矩形OABC放大为原图形的2倍,记所得矩形为OA1B1C1,B为对应点为B1,且B1在OB的延长线上,则B1的坐标为 .
【答案】解:
∵B点坐标为(2,1),
而B为对应点为B1,且B1在OB的延长线上,
∴B1的坐标为(2×2,1×2),即B1(4,2).
故答案为(4,2).
【解析】利用以原点为位似中心的位似图形的坐标之间的关系求解.本题考查了位似变换:
在平面直角坐标系中,如果位似变换是以原点为位似中心,相似比为k,那么位似图形对应点的坐标的比等于k或﹣k.
【例题2】
【题干】如图,△ABC经过位似变换得到△DEF,点O是位似中心且OA=AD,则△ABC与△DEF的面积比是( )
A.1:
6B.1:
5C.1:
4D.1:
2
【答案】C
【解析】∵△ABC经过位似变换得到△DEF,点O是位似中心且OA=AD,
∴AC∥DF,
∴△OAC∽△ODF,
∴AC:
DF=OA:
OD=1:
2,
∴△ABC与△DEF的面积比是1:
4.
【例题3】
【题干】已知在平面直角坐标系中,点A(﹣3,﹣1)、B(﹣2,﹣4)、C(﹣6,﹣5),以原点为位似中心将△ABC缩小,位似比为1:
2,则点B的对应点的坐标为 .
【答案】解:
∵点B的坐标为(﹣2,﹣4),以原点为位似中心将△ABC缩小,位似比为1:
2,
∴点B的对应点的坐标为(1,2)或(﹣1,﹣2),
故答案为:
(1,2)或(﹣1,﹣2).
【解析】根据在平面直角坐标系中,如果位似变换是以原点为位似中心,相似比为k,那么位似图形对应点的坐标的比等于k或﹣k解答.
【例题4】
【题干】下列说法中正确的是( )
A.位似图形一定是相似图形 B.相似图形一定是位似图形
C.两个位似图形一定在位似中心的同侧D.位似图形中每对对应点所在的直线必互相平行
【答案】A
【解析】根据位似图形的定义可知:
A位似图形一定是相似图形,故A选项正确;
B相似图形不一定是位似图形,故B选项错误;
C两个位似图形可以在位似中心的同侧或异侧,故C选项错误;
D位似图形中每对对应点所在的直线必交于一点,故D选项错误.
故选A.
【例题5】
【题干】如图,在边长为1的小正方形组成的网格中,建立平面直角坐标系,△ABC的三个顶点均在格点(网格线的交点)上.以原点O为位似中心,画△A1B1C1,使它与△ABC的相似比为2,则点B的对应点B1的坐标是 .
【答案】解:
如图所示:
△A1B1C1和△A′B′C′与△ABC的相似比为2,
点B的对应点B1的坐标是:
(4,2)或(﹣4,﹣2).
故答案为:
(4,2)或(﹣4,﹣2).
【解析】直接利用位似图形的性质得出符合题意的图形进而得出答案.
【例题6】
【题干】如图,△ABC与△DEF位似,位似中心为点O,且△ABC的面积等于△DEF面积的
,则AB:
DE= .
【答案】解:
∵△ABC与△DEF位似,位似中心为点O,
∴△ABC∽△DEF,
∴△ABC的面积:
△DEF面积=(
)2=
,
∴AB:
DE=2:
3,
故答案为:
2:
3.
【解析】由△ABC经过位似变换得到△DEF,点O是位似中心,根据位似图形的性质,即可得AB∥DE,即可求得△ABC的面积:
△DEF面积=
,得到AB:
DE═2:
3.
【例题7】
【题干】如图,△ABC与△A1B1C1为位似图形,点O是它们的位似中心,位似比是1:
2,已知△ABC的面积为3,那么△A1B1C1的面积是 .
【答案】解:
∵△ABC与△A1B1C1为位似图形,
∴△ABC∽△A1B1C1,
∵位似比是1:
2,
∴相似比是1:
2,
∴△ABC与△A1B1C1的面积比为:
1:
4,
∵△ABC的面积为3,
∴△A1B1C1的面积是:
3×4=12.
故答案为:
12.
【解析】由△ABC与△A1B1C1为位似图形,位似比是1:
2,即可得△ABC与△A1B1C1为相似三角形,且相似比为1:
2,又由相似三角形面积的比等于相似比的平方,即可求得答案.
【例题8】
【题干】如图,方格纸中有一条美丽可爱的小金鱼.
(1)在同一方格纸中,画出将小金鱼图案绕原点O旋转180°后得到的图案;
(2)在同一方格纸中,并在
轴的右侧,将原小金鱼图案原点O为位似中心放大,使它们的位似比为1:
2,画出放大后小金鱼的图案.
【答案】
(1)如图所示:
(2)如图所示:
【解析】
(1)直接根据旋转作图的方法作图即可;
(2)根据位似作图的方法作图,,确定能代表所作的位似图形的关键点;顺次连接上述各点,得到放大的图形.
【例题9】
【题干】如图,在平面直角坐标系中,△ABC的顶点坐标分别为(4,0),(8,2),(6,4).已知△A1B1C1的两个顶点的坐标为(1,3),(2,5),若△ABC与△A1B1C1位似,则△A1B1C1的第三个顶点的坐标为 .
【答案】解:
设直线AC的解析式为:
y=kx+b,
∵△ABC的顶点坐标分别为(4,0),(8,2),(6,4),
∴
,
解得:
,
∴直线AC的解析式为:
y=2x﹣8,
同理可得:
直线AB的解析式为:
y=
x﹣2,直线BC的解析式为:
y=﹣x+10,
∵△A1B1C1的两个顶点的坐标为(1,3),(2,5),
∴过这两点的直线为:
y=2x+1,
∴过这两点的直线与直线AC平行,
①若A的对应点为A1(1,3),C的对应点为C1(2,5),
则B1C1∥BC,B1A1∥BA,
设直线B1C1的解析式为y=﹣x+a,直线B1A1的解析式为y=
x+b,
∴﹣2+a=5,
+b=3,
解得:
a=7,b=
,
∴直线B1C1的解析式为y=﹣x+7,直线B1A1的解析式为y=
x+
,
则直线B1C1与直线B1A1的交点为:
(3,4);
②若C的对应点为A1(1,3),A的对应点为C1(2,5),
则B1A1∥BC,B1C1∥BA,
设直线B1C1的解析式为y=
x+c,直线B1A1的解析式为y=﹣x+d,
∴
×2+c=5,﹣1+d=3,
解得:
c=4,d=4,
∴直线B1C1的解析式为y=
x+4,直线B1A1的解析式为y=﹣x+4,
则直线B1C1与直线B1A1的交点为:
(0,4).
∴△A1B1C1的第三个顶点的坐标为(3,4)或(0,4).
故答案为:
(3,4)或(0,4).
【解析】首先由题意可求得直线AC、AB、BC的解析式与过点(1,3),(2,5)的直线的解析式,即可知过这两点的直线与直线AC平行,则可分别从①若A的对应点为A1(1,3),C的对应点为C1(2,5)与②若C的对应点为A1(1,3),A的对应点为C1(2,5)去分析求解,即可求得答案.
【例题10】
【题干】如图,以点O为位似中心,将五边形ABCDE放大后得到五边形A′B′C′D′E′,已知OA=10cm,OA′=20cm,则五边形ABCDE的周长与五边形A′B′C′D′E′的周长的比值是 1:
2 .
【答案】解:
∵五边形ABCDE与五边形A′B′C′D′E′位似,OA=10cm,OA′=20cm,
∴五边形ABCDE∽五边形A′B′C′D′E′,且相似比为:
OA:
OA′=10:
20=1:
2,
∴五边形ABCDE的周长与五边形A′B′C′D′E′的周长的比为:
OA:
OA′=1:
2.
故答案为:
1:
2.
【解析】由五边形ABCDE与五边形A′B′C′D′E′位似,可得五边形ABCDE∽五边形A′B′C′D′E′,又由OA=10cm,OA′=20cm,即可求得其相似比,根据相似多边形的周长的比等于其相似比,即可求得答案.
课程小结
1.知识结构及要点小结:
2.解题方法及技巧小结:
(1)位似图形是增加了条件的相似图形
(2)求两个位似图形的相似比,首先要确定好相似的顺序,然后确定相似比
(3)画一个图形的位似图形的方法不唯一,在具体的问题中,可以根据画图的需要选择适当的画图方法