郭兴江
同平移、轴对称类似,旋转也是图形变换的一种重要方式.它只改变图形的位置,不改变图形的形状和大小.在2012年考查旋转知识点的中考试题中,有一类看似不起眼的选择题和填空题,其设计精巧、看似简单,解答时却有一定难度,值得玩味.
例1 (辽宁葫芦岛)正方形ABCD与正五边形EFGHM的边长相等,初始如图1所示,将正方形绕点F顺时针旋转使得BC与FG重合,再将正方形绕点G顺时针旋转使得CD与GH重合……按这样的方式将正方形依次绕点H、M、E旋转后,正方形中与EF重合的是()
A.AB
B.BC
C.CD
D.DA
解:因为在正方形ABCD中,其边长与正五边形EFGHM的边长相等,所以从BC与FG重合开始,正方形ABCD的各边依次与正五边形EFGHM的各边重合,而与EF重合是正方形的边与正五边形的边第五次重合,所以正方形中与EF重合的是BC.答案选B.
点评:本题实际是一道与旋转有关的规律探索题,相对简单,但也需要一定的想象能力.
例2 (贵州贵港)如图2,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠C=90°,AD=5,BC=9,以A为中心将腰AB顺时针旋转90°至AE,连接DE,则△ADE的面积等于()
A.10B.11
C.12D.13
分析:在△ADE中,已知AD=5,要求△ADE的面积,关键是求出AD边上的高.于是可过点E作EM⊥AD交AD的反向延长线于点M,只要求出EM即可.又由已知条件可知AB=AE,∠BAE=90°,联想到梯形有关的辅助线,可过点A作AN⊥BC于点N.
简解:过点A作AN⊥BC于点N,易知四边形ANCD是矩形.
∴BN=BC-CN=BC-AD=9-5=4.
过点E作EM⊥AD交AD的反向延长线于点M.
答案选A.
点评:△AEM可以看作由△ABN绕点A顺时针旋转90°得到,结合条件“以A为中心将腰AB顺时针旋转90°至AE”,这样便理所当然地想到过点A作AN⊥BC于点N.
AB=2.将△ABC绕顶点A顺时针方向旋转至△ABC的位置,B、A、C三点共线,则线段BC扫过的区域面积为______.
分析:线段BC扫过的区域面积即为图中阴影部分的面积,问题的关键是求出阴影部分的面积的表达式.
反思:从阴影部分的面积的表达式可以看出,阴影部分的面积等于以点A为圆心,150°为圆心角,分别以AB、AC为半径的两个扇形的面积之差,你知道这是为什么吗?你能尝试从图4进行解释吗?
分析:问题①②③比较简单,关键是④⑤.其中④中四边形AOBO的面积可以转化为△AOO和△BOO的面积和.问题⑤的解答有一定难度,不过有了解答问题④的基础,也可以采用旋转的方法巧妙求解.
正确的结论有①②③⑤,答案选A.