师:同学们大家好,今天我们学习 10.4 平移第二课时。上课前,请准备好学习用品。
我们已经学过平移的定义:在平面内,一个图形沿某个方向移动一定的距离,这种图形的变换叫做平移。平移有两大要素:平移的方向和平移的距离。还有三条性质:一、平移只改变图形的位置,不改变图形的形状和大小;二、对应线段平行或在同一直线上且相等,对应角相等;三、连接各组对应点的线段平行或在同一直线上且相等。在图形平移过程中,前两条性质很容易验证。本节课,我们借助几何画板印证平移的第三条性质。
首先,连接平移过程中的对应点,得到对应连线段。任选一组对应点的连线段,比如 AA’、BB’、CC’ 。通过几何画板的度量工具度量它们的长度,根据度量结果,得到 AA’ = BB’ = CC’ = 9.92 厘米,从而验证了数量上的相等关系。
在第二个图形中,我们发现对应点的连线段 EE’、FF’ 在同一直线上。那如何验证其他不在同一直线上的对应点的连线段是平行的呢?我们任选两条对应点的连线段,比如 AA’ 和 CC’ ,来验证 AA’ 平行于 CC’ 。我们可以过点 C 构造 AA’ 的平行线,根据构造结果,发现所构造的平行线与 CC’ 重合,从而验证了 AA’ 平行于 CC’ 。
请同学们在网格纸上完成下面这个作图:如图,请将三角形 ABC 的顶点移到点 D 处,作出平移后的三角形 DEF 。大家是怎么做的?说说方法。
本题要做出三角形 DEF ,关键在于找到点 E 和点 F 的位置。因为三角形 DEF 是由三角形 ABC 平移得到的,所以点 E、F 分别是点 B、C 的对应点,我们只需通过点 A、点 D 这一组对应点确定平移的方向和距离即可。
此题中点 A 到点 D 的平移方式有两种:第一种,将点 A 向右平移 5 格,再向上平移 4 格,到达点 D 。同样的方式,将点 B 和点 C 分别向右平移 5 格,再向上平移 4 格,得到它们的对应点 E、F ,再连接 DE、EF、DF ,即得到三角形 DEF 。
第二种方式,连接 AD ,可以直接将点 A 沿 AD 的方向平移线段 AD 的长度至点 D 。根据平移的第三条性质,对应点的连线段平行或在同一直线上且相等,我们只需分别过点 B、点 C 作 AD 的平行线段即可得到它们的对应点 E、F 。按照做平行线的步骤:一放,将三角板靠放在 AD 上,使其与 AD 重合;二推;三画,从而作出 AD 的平行线 BM 。那如何使对应点的连线段等于 AD 呢?我们以点 B 为圆心,以 AD 的长为半径画弧,与射线 BM 的交点即为点 E 的位置。
同样,过点 C 做 AD 的平行线,在这条平行线上截取 CF 等于 AD ,即得到点 C 的对应点 F 。再作出对应线段 DE、EF、DF ,即得到三角形 DEF 。
如果本题撤掉网格,该怎么做出三角形 DEF 呢?通过刚才两种作图发现,第二种作图没借助网格条件,所以没有网格时,直接采用第二种作图。接下来请同学们根据刚才的作图过程,总结平移作图的步骤。
生:第一步确定平移的方向和距离;第二步找到各个关键点的对应点;第三步做出对应线段。
师:同学们,关于平移作图的步骤掌握了吗?请根据总结的步骤完成下面这道题。如图,平移三角形 ABC ,使得顶点 A 移到点 D 的位置。下面是小明的作业,做法完全正确,可不小心被墨汁沾染了作业本,请设法帮小明补全平移前后的三角形 ABC 和三角形 DEF 。
这题应该先补全三角形 ABC 。通过图可以发现,只需要延长三角形 ABC 不完整的两边,即可得到顶点 C 的位置。
接下来做出平移后的三角形 DEF ,根据平移作图步骤:第一步,连接 AD ,得到平移的方向是 AD 的方向,距离是 AD 的长度;第二步,分别过点 B、点 C 做 AD 的平行线,在这两条平行线上分别截取 BE、CF 等于 AD ,即得到点 B 和点 C 的对应点 E、F ;第三步,做出对应线段 DE、EF、DF ,即可得到三角形 DEF 。
接下来我们继续学习平移性质的应用。三角形 ABC 中,∠B = 90° ,把三角形 ABC 沿 BC 方向平移至三角形 DEF 的位置。若 AB = 4 ,BE = 2 ,求图中阴影部分的面积。请同学们思考两个问题:一、阴影部分是什么图形?二、根据所学知识和题目条件,能否直接求出阴影部分的面积?
生:根据平移的性质,AC 平行于 DF ,阴影部分是一个梯形。根据所学知识和题中条件,不能直接求出这个梯形的面积。但发现阴影部分梯形是三角形 DEF 的一部分,它与三角形 PEC 共同构成三角形 DEF ,而三角形 PEC 与四边形 ABEP 共同构成三角形 ABC 。
师:非常好。根据平移的第一条性质,平移只改变图形的位置,不改变图形的形状和大小,我们可以得到三角形 ABC 的面积等于三角形 DEF 的面积,也就是四边形 ABEP 的面积 + 三角形 PEC 的面积 = 阴影部分的面积 + 三角形 PEC 的面积。根据等式的基本性质,可得阴影部分的面积等于四边形 ABEP 的面积。那四边形 ABEP 是什么图形呢?它的面积在本题中可求吗?
生:根据平移的性质,∠DEF = ∠B = 90° ,所以 DE 平行于 AB ,又因为 ∠B = 90° ,所以四边形 ABEP 是一个直角梯形。
师:没错,这样我们就将阴影部分的面积转化为求直角梯形 ABEP 的面积。而且这个直角梯形的上底、下底、高在题中已给出,所以阴影部分的面积就等于直角梯形的面积 = 1/2 × (AB + PE) × BE ,代入数据得到它的面积等于 9 。
利用平移的性质还能简化一些复杂几何图形周长面积的求解,我们一起来看。如图,长方形 ABCD 的两边长分别为 AB = 8 ,BC = 10 。求图中 5 个小长方形的周长之和。
