典例③ 图①~④中的图形2是由图形1经过翻折、平移、旋转这三种运动变换而得到的,请分别分析出它们是如何运动变换的.(图中每个小方格的边长为1个单位长度)

【思路点拨】如图①,图形1,2中点A,B,C所在直线上的各对应点重合,因此是翻折得到的,对应点所在的直线即为对称轴;如图②,两个图形的方向没有改变,因此是平移得到的;如图③,两个图形的方向改变,因此是旋转得到的.又点C的位置没有改变,所以点C是旋转中心.又AB和它的对应边在一条直线上,因此旋转角度是$180°$;如图④,两个图形的方向改变,因此是旋转得到的.又点B的位置没有改变,所以点B是旋转中心.又AB和它的对应边在一条直线上,因此旋转角度是$180°$.
【答案】图①中的图形2是由图形1经过翻折变换得到的(以AC所在的直线为对称轴);图②中的图形2是由图形1先向右平移3个单位长度,再向上平移3个单位长度得到的(平移方式不唯一);图③中的图形2是由图形1绕点C按顺时针(或逆时针)方向旋转$180°$得到的;图④中的图形2是由图形1绕点B按顺时针(或逆时针)方向旋转$180°$得到的.
【名师大招】解决图形变换类问题要注意图形变换后的方向.一般来说,平移不改变方向,翻折和旋转会改变方向.
解析:
【分析】
解决这类问题首先要明确翻折、平移、旋转三种图形变换的核心特征:翻折(轴对称)的两个图形沿某条直线对折后可完全重合;平移不改变图形的方向,所有对应点的移动方向、移动距离均相同;旋转是图形绕某一定点转动一定角度,旋转过程中定点位置不变,对应点到定点的距离相等。
再逐个分析四个图形:
1. 图①中图形1和图形2沿AC所在直线对折后完全重合,符合翻折特征;
2. 图②中图形2与图形1方向完全一致,对应点均存在"右移3格、上移3格"的位置变化,符合平移特征;
3. 图③中两个图形方向相反,仅点C位置不变,其余对应点都在点C两侧、与C共线且到C距离相等,符合绕C旋转180°的特征;
4. 图④中两个图形方向相反,仅点B位置不变,其余对应点都在点B两侧、与B共线且到B距离相等,符合绕B旋转180°的特征。
【解析】
结合三种变换的特征逐一判断:
1. 图①:图形1与图形2关于AC所在直线对称,因此图形2是图形1以AC所在直线为对称轴翻折得到的;
2. 图②:对比两个图形的对应点,所有点先向右平移3个单位长度、再向上平移3个单位长度即可重合,因此图形2可由图形1按该平移方式得到,平移顺序可调整,方式不唯一;
3. 图③:两个图形的公共点C为旋转中心,旋转后对应点与C共线,因此图形2是图形1绕点C顺时针(或逆时针)旋转180°得到的;
4. 图④:两个图形的公共点B为旋转中心,旋转后对应点与B共线,因此图形2是图形1绕点B顺时针(或逆时针)旋转180°得到的。
【答案】
图①中的图形2是由图形1经过翻折变换得到的,以AC所在的直线为对称轴;
图②中的图形2是由图形1先向右平移3个单位长度,再向上平移3个单位长度得到的,平移方式不唯一;
图③中的图形2是由图形1绕点C按顺时针(或逆时针)方向旋转$180°$得到的;
图④中的图形2是由图形1绕点B按顺时针(或逆时针)方向旋转$180°$得到的。
【知识点】
图形的翻折变换、图形的平移变换、图形的旋转变换
【点评】
本题是几何变换的基础题型,核心考查三种常见几何变换的识别方法,解题关键是牢记不同变换的特征,通过观察对应点的位置变化快速判断变换类型,掌握特征即可轻松求解。
【难度系数】
0.8