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平移知识点全解析:概念、公式、题型与易错点深度讲解专项练习题库

适用年级

初一

难度等级

⭐⭐⭐

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最近更新

2025-12-21

💡 阿星精讲:平移 原理

  • 核心概念:想象一下,你有一张印着精美图案的透明胶片(比如一个三角形、一朵小花)。现在,你把这张胶片在桌面上,不旋转、不翻转、也不拉扯,只是整体地滑到另一个位置。这个过程就是“平移”!阿星把它叫做“图案还原”——因为你滑动的只是图案的位置,图案本身的形状和大小没有一丝一毫的改变。更神奇的是,原来图案上的每一个点(比如三角形的三个顶点),都沿着相同的方向,移动了相同的距离。连接新旧位置对应点的线段,不仅长度相等,而且互相平行(或者在同一条直线上)。这就是“连接各点的线段平行且相等”的生动体现。
  • 计算秘籍:在坐标系中,平移被量化了。平移的方向和距离由一个“指挥棒”——平移向量 来决定。假设这个向量是 \( \vec{v} = (a, b) \),那么图形上任意一点 \( P(x, y) \) 平移后的新位置 \( P'(x', y') \) 可以通过一个简单的“加减法口诀”找到:
    • 横坐标变化:\( x' = x + a \)
    • 纵坐标变化:\( y' = y + b \)

    口诀:“向量指挥,横纵相加”。如果 \( a \) 是正数,向右移;负数则向左。如果 \( b \) 是正数,向上移;负数则向下。

  • 阿星口诀:平移图形像搬家,大小形状不变卦。对应点间连线段,平行相等是密码。

📐 图形解析

下图展示了三角形 \( ABC \) 在平移向量 \( \vec{v} \) 的“指挥”下,平移到新位置 \( A'B'C' \) 的过程。

A B C 向量v A' B' C' BB' CC'

观察图形:\( \triangle ABC \cong \triangle A'B'C' \),且 \( AA' \parallel BB' \parallel CC' \),\( AA' = BB' = CC' \)。若测得向量 \( \vec{v} \) 的坐标约为 \( (110, -40) \),则平移规律为:\( (x', y') = (x + 110, y - 40) \)。

⚠️ 易错警示:避坑指南

  • 错误1:平移时,只移动了图形的一部分点,导致图形“散架”或变形。
    正解:平移是图形上所有点整体、一致运动。必须确保每一个点都按照相同的规则(相同的平移向量)移动。
  • 错误2:在网格题中,数错平移的格子数,或者弄错方向(左右、上下混淆)。
    正解:选定一个关键点(如顶点),追踪它移动的轨迹。先看水平方向:向左还是向右,移动几格;再看垂直方向:向上还是向下,移动几格。用“\( (水平变化, 垂直变化) \)”来记录平移向量。

🔥 三例题精讲

例题1:坐标中的直接平移

在平面直角坐标系中,将点 \( P( -2, 3) \) 先向右平移4个单位长度,再向下平移5个单位长度,则平移后点 \( P' \) 的坐标是什么?

📌 解析:

  1. 确定平移向量:向右4个单位即横坐标 \( +4 \),向下5个单位即纵坐标 \( -5 \)。所以平移向量为 \( (4, -5) \)。
  2. 应用公式 \( (x', y') = (x + a, y + b) \):
    • \( x' = -2 + 4 = 2 \)
    • \( y' = 3 + (-5) = -2 \)
  3. 所以,平移后点 \( P' \) 的坐标为 \( (2, -2) \)。

✅ 总结:将文字描述的平移转化为平移向量 \( (a, b) \),再对坐标进行加法运算。

例题2:网格中的图形平移

如图,将 \( \triangle ABC \) 在方格纸中平移,使点A移动到点 \( A' \) 的位置,画出平移后的 \( \triangle A'B'C' \)。

A B C A'

📌 解析:

  1. 找平移向量:观察点 \( A(80, 140) \) 到点 \( A'(200, 60) \)(以像素估测网格)。水平方向:\( 200 - 80 = 120 \),向右移动12格(每格20像素)。垂直方向:\( 60 - 140 = -80 \),向下移动8格。所以平移向量为 \( (12, -8) \)(网格格数)。
  2. 找对应点:根据“所有点移动相同”,点 \( B \) 和点 \( C \) 也执行相同的移动。
    • \( B'(x, y) = B(5, 5) + (12, -8) = (17, -3) \)(此处用网格坐标,原点在左上)
    • \( C'(x, y) = C(6, 7) + (12, -8) = (18, -1) \)
  3. 连接 \( A', B', C' \) 即可得到平移后的三角形。

✅ 总结:网格中平移,关键是通过一对对应点确定平移向量,再将此向量应用到其他所有点上。

例题3:平移与函数图像

将一次函数 \( y = 2x + 1 \) 的图像向上平移3个单位长度,求所得新图像对应的函数解析式。

📌 解析:

  1. 理解本质:函数图像是点的集合 \( (x, y) \),其中 \( y = 2x + 1 \)。图像向上平移3个单位,意味着图像上每一个点的纵坐标都增加了3,而横坐标不变。
  2. 设原图像上任意一点为 \( (x, y) \),平移后的对应点为 \( (x', y') \)。根据平移规则:
    • \( x' = x \)
    • \( y' = y + 3 \)
  3. 由于原有点满足 \( y = 2x + 1 \),且 \( x = x' \),\( y = y' - 3 \),代入原解析式:
    \[ y' - 3 = 2x' + 1 \]
  4. 整理得到新解析式:
    \[ y' = 2x' + 4 \]
    通常写作 \( y = 2x + 4 \)。

✅ 总结:函数图像平移的“口诀”:“上加下减,左加右减”作用于整个函数解析式上。 向上平移 \( k \) 个单位,则 \( y \) 变成 \( y - k \)(即 \( y_{\text{新}} = y_{\text{旧}} + k \)),所以是 \( y = 2x + 1 + 3 \)。

🚀 阶梯训练

第一关:基础热身(10道)

  1. 点 \( M(5, -1) \) 向左平移2个单位,得到的点坐标是______。
  2. 点 \( N(-3, 4) \) 先向右平移3个单位,再向上平移2个单位,得到的点坐标是______。
  3. 如果一个图形上所有点都向下平移了5个单位,那么这个图形上某一点 \( (a, b) \) 平移后的坐标是______。
  4. (看图题)下图中,小船向( )平移了( )格。
    (配简图:网格中左边一艘小船,右边一艘一模一样的小船)
  5. 平移不改变图形的______和______,只改变其______。
  6. 连接平移前后图形对应点的线段,其关系是______且______。
  7. 将三角形ABC平移,顶点A从 (1, 1) 移到了 (4, 5),则平移向量是______。
  8. 点 \( P(0, 0) \) 经过平移向量 \( (-2, 7) \) 平移后,坐标变为______。
  9. 判断题:平移后的图形一定与原图形全等。( )
  10. 判断题:平移的方向只能是水平或垂直的。( )

第二关:中考挑战(10道)

  1. (网格综合)在平面直角坐标系中,已知 \( \triangle ABC \) 三个顶点的坐标分别为 \( A(-1, 2), B(-3, 1), C(0, -1) \)。将 \( \triangle ABC \) 平移后得到 \( \triangle A'B'C' \),若点 \( A' \) 的坐标为 \( (2, 3) \),则点 \( B' \) 的坐标为______。
  2. (确定平移方式)如图,将 \( \triangle ABC \) 沿射线BC方向平移,使点B与点C重合,得到 \( \triangle DCE \)。若 \( AB=5, BC=3, AC=4 \),则平移的距离为______,线段AD的长为______。
  3. (求面积)在坐标系中,将梯形OABC平移得到梯形O‘A’B‘C’。已知原梯形面积为8,则平移后梯形面积为______。
  4. (函数图像平移)将抛物线 \( y = x^2 \) 向左平移2个单位,再向下平移1个单位,所得抛物线的解析式为______。
  5. (逆向思维)在平面直角坐标系中,线段AB两端点的坐标分别为 \( A(-2, 1), B(1, 3) \),将线段AB平移后,端点A的对应点 \( A' \) 坐标为 \( (3, -1) \),则端点B的对应点 \( B' \) 坐标为______。
  6. (几何证明)如图,已知 \( \triangle ABC \cong \triangle DEF \),且点B, E, C, F在同一直线上。求证:四边形ABED是平行四边形。(提示:利用平移性质证明线段平行且相等)
  7. (找规律)第一个图案由4个基础图形组成,第二个图案由7个组成,第三个由10个组成…若每个基础图形通过平移得到下一个,则第n个图案中基础图形的个数是______。
  8. (最短路径-平移应用)如图,在直线l同侧有两点A, B。在l上找一点P,使 \( AP + BP \) 最短。(提示:利用平移将其中一点移到直线另一侧)
  9. (坐标系中的面积不变性)三角形顶点为 \( A(0,0), B(3,0), C(1,2) \),将其平移后,顶点A‘落在 (2, 3),求平移后的三角形与原三角形重叠部分的面积(假设不重叠)。
  10. (综合应用)某公园的长方形花坛要进行扩建,设计方案是将原花坛(如图中实线)向东平移4米,再向南平移3米得到新花坛(虚线)。已知原花坛长为10米,宽为6米,求新花坛比原花坛面积增大了多少平方米?

第三关:生活应用(5道)

  1. (电梯移动)你站在匀速上升的电梯里。从3楼到8楼,这个过程可以看作是你相对于地面做了一次______运动。你的______和______没有变,但______改变了。
  2. (推拉门设计)商场的一扇推拉门,其每一扇门板在滑轨上的运动是______运动。设计师要确保门板上的装饰图案在门开合时保持完整美观,利用了平移______的性质。
  3. (汽车入库)司机将汽车笔直地倒入车位。如果把汽车看作一个整体图形,这个过程近似于一次______。为了不刮蹭,司机需要保证汽车在移动过程中不发生______。
  4. (印刷排版)打印机在打印一行文字时,打印头沿水平方向的移动可以看作是______运动。为了保证每个字符对齐,每次移动的距离必须是______的。
  5. (传送带运输)工厂传送带上的产品从A工位运送到B工位。假设产品在传送带上没有翻滚滑动,这个运输过程对产品而言是一次______。产品在A、B两个工位上的朝向是______的。

🤔 常见疑问 FAQ

💡 专家问答:平移 的深度思考

问:为什么很多学生觉得这一块很难?

答:难点往往不在计算,而在空间想象和概念转化。一是难以在头脑中构建图形“整体搬家”的动态过程;二是容易混淆平移与旋转、对称;三是在复杂图形或网格中,找不准“对应点”,导致平移向量判断错误。解决的关键是多用实物演示(如滑动橡皮),并始终坚持“追踪关键点”的策略,把图形运动转化为点的坐标运算 \( (x', y') = (x + a, y + b) \)。

问:学习这个知识点对以后的数学学习有什么帮助?

答:平移是几何变换的基石,影响深远。1. 函数图像: 所有基本函数(一次、二次、反比例、三角函数)图像的变换都源于平移。理解了 \( y = f(x) \) 到 \( y = f(x-a) + b \) 的平移,就掌握了函数图像变换的半壁江山。2. 向量: 平移向量就是向量的直观体现,为高中学习平面向量打下基础。3. 解析几何: 通过坐标变换(平移)可以简化曲线方程,例如将圆 \( (x-h)^2 + (y-k)^2 = r^2 \) 的圆心平移到原点。4. 全等与证明: 平移是证明图形全等、线段平行且相等的重要工具。

问:有什么一招必胜的解题"套路"吗?

答:有!核心套路就是“抓点代公式”。无论题目是描述性的、图形化的还是函数类的,都按以下三步:

  1. 确定平移向量 \( \vec{v} = (a, b) \): 找到图形上任意一对新旧对应点 \( P(x_1, y_1) \) 和 \( P'(x_2, y_2) \),则 \( a = x_2 - x_1 \), \( b = y_2 - y_1 \)。
  2. 应用通用公式: 对于任何点 \( Q(x, y) \),其对应点 \( Q'(x', y') \) 满足 \( x' = x + a \), \( y' = y + b \)。
  3. 回归问题所求: 将需要求的坐标、解析式或图形,通过步骤2的公式计算或画出。

记住这个模型:\( (旧坐标) + (平移向量) = (新坐标) \)。几乎所有平移问题都可纳入此框架解决。


答案与解析

第一关:基础热身

  1. \( (3, -1) \) (解析:向左平移,横坐标减2)
  2. \( (0, 6) \) (解析:\( (-3+3, 4+2) = (0, 6) \))
  3. \( (a, b-5) \) (解析:向下平移,纵坐标减5)
  4. 右,7 (解析:以船头最顶端一点计数)
  5. 形状,大小,位置
  6. 平行,相等
  7. \( (3, 4) \) (解析:\( (4-1, 5-1) = (3, 4) \))
  8. \( (-2, 7) \) (解析:直接应用向量加法)
  9. × (解析:平移可以是任意方向)

第二关:中考挑战

  1. \( (0, 2) \) (解析:由 \( A(-1,2) \) 到 \( A'(2,3) \) 得向量 \( (3, 1) \),则 \( B' = (-3+3, 1+1) = (0, 2) \))
  2. 3, 8 (解析:平移距离为BC长3;AD = AB + BC + CD = 5+3+?, 由全等知CD=AC=4, 故AD=5+3+4=12? 更正:沿BC方向平移到B与C重合,则平移距离=BC=3。A对应D,则AD平行且等于BC?不对。因为B与C重合,所以是将三角形整体沿BC移动了距离BC=3。点A移动到了D,所以AA‘=3,且AA’平行于BC。四边形ABCA‘是平行四边形吗?不,是梯形?更严谨:B到C是平移,则向量为 \( \vec{BC} \),所以 \( \vec{AD} = \vec{BC} \),所以AD平行等于BC=3。所以AD=3?题目给AB=5,AC=4,BC=3,三角形是直角三角形(\(3^2+4^2=5^2\))。平移后,A到D,B到C,C到E。所以BC是平移距离=3。AD的长度等于平移的距离吗?连接对应点的线段平行且相等,所以AD平行等于BE?B和E不是对应点。对应点是A和D,B和C,C和E。所以AD平行等于BC?不对,A对应D,B对应C,所以向量AD=向量BC。所以AD=BC=3。而AB=5,DC=AB=5(因为平移)。求AD?AD=BC=3。但三角形ABC平移到了DCE,所以四边形ABED是平行四边形吗?A对D,B对C,所以AB平行等于DC。A、D、E、B不构成四边形。题目问AD,即点A平移后的起点到终点的距离,等于平移向量的模,即BC=3。若问线段AD的长度,就是3。所以答案:平移距离3,AD长3。原解析有误,特此更正。)
  3. 8 (解析:平移不改变面积)
  4. \( y = (x+2)^2 - 1 \) (解析:左加右减,上加下减)
  5. \( (6, 1) \) (解析:由 \( A(-2,1) \) 到 \( A'(3,-1) \) 得向量 \( (5, -2) \),则 \( B' = (1+5, 3-2) = (6, 1) \))
  6. 证明:∵ \( \triangle ABC \cong \triangle DEF \) 且由图形位置知是平移得到,∴ \( AB \parallel DE \) 且 \( AB = DE \),根据一组对边平行且相等的四边形是平行四边形, ∴ 四边形ABED是平行四边形。
  7. \( 3n+1 \) (解析:等差数列,首项4,公差3)
  8. 解析:作点B关于直线l的对称点B‘,连接AB’交l于点P,即为所求。此方法本质是将折线APB转化为线段AB‘,利用了两点之间线段最短。其中,将BP“平移”或“对称”到了B’P。
  9. 0 (解析:平移后的三角形与原三角形位置不同,无重叠)
  10. 解析:原面积 \( S_{\text{原}} = 10 \times 6 = 60 \) 平方米。新花坛仍是长方形,长宽不变,面积仍为60平方米。平移不改变形状大小,所以面积不变,增大了0平方米。题目可能意在考察平移性质,而非面积增大。

第三关:生活应用

  1. 平移,形状,大小,高度(位置)
  2. 平移,形状大小不变
  3. 平移,旋转
  4. 平移,固定(或相等)
  5. 平移,相同

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