图形旋转一看就懂!三步“烤串法”秒杀所有难题(零基础必看):典型例题精讲
适用年级
五年级
难度等级
⭐⭐⭐
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最近更新
2025-12-20
图形旋转:从烤串到时钟,三步搞定任何旋转题!
💡 阿星起步:图形旋转 的底层逻辑
想象一下,你手里有一串烤好的肉串,签子插在桌上固定不动,你用手去转动这根肉串。这个“固定的签子插进桌子的点”,就是旋转中心;你可以选择顺着时钟指针方向转(顺时针),或者反着转(逆时针),这就是方向;你决定转半圈还是转四分之一圈,这就是角度。
图形旋转和转烤串一模一样!本质就是让一个图形上的每一个点,都绕着那个固定的中心点,按照统一的方向,转动相同的角度。
那怎么操作呢?硬想整个图形怎么转,很容易晕。我们的秘诀是:“擒贼先擒王”——先抓住图形上关键的线段。 比如三角形,就先搞定它的三条边。你把每条边都当作一根“小烤签”,按照规则(中心、方向、角度)转好,这些转完后的新“小烤签”自然就能拼出旋转后的新图形了。这就是“先把线段旋转,再补全图形”的智慧。
🔥 三级跳挑战:从入门到大神
【入门例题】如图,将三角形 \(ABC\) 绕点 \(O\) 顺时针旋转 \(90^\circ\),画出旋转后的图形。
(假设图中点 \(O\) 为旋转中心,三角形 \(ABC\) 三个顶点位置已知)
阿星拆解:
第一步:找“烤串签子”——关键线段。 三角形由 \(A, B, C\) 三个点决定,所以关键是线段 \(OA\), \(OB\), \(OC\)。
第二步:转“第一根签子” \(OA\)。
1. 中心:点 \(O\)(固定不动)。
2. 方向:顺时针。
3. 角度:\(90^\circ\)。
操作:想象线段 \(OA\) 绕点 \(O\) 顺时针 转动一个直角。用三角板或量角器,找到点 \(A\) 旋转后的新位置,记作 \(A‘\)。确保 \(OA' = OA\)。
第三步:用同样方法转 \(OB\) 和 \(OC\)。 得到新点 \(B‘\) 和 \(C‘\)。
第四步:补全图形。 最后,连接 \(A‘B‘\), \(B‘C‘\), \(C‘A‘\),得到的新三角形 \(A‘B‘C‘\) 就是我们要的!
【进阶例题】在方格纸上,线段 \(AB\) 的两个端点坐标分别为 \(A(2, 3)\), \(B(4, 1)\)。将其绕原点 \(O(0,0)\) 逆时针旋转 \(90^\circ\),求旋转后线段两端点 \(A‘\) 和 \(B’\) 的坐标。
阿星敲黑板:
陷阱在这里! 看到坐标和旋转,千万别急着背复杂公式!一背就乱。我们坚持“转线段”的老办法,在纸上或脑子里画出简易坐标格,画图是最稳的!
化解大法:
1. 定位中心与线段: 中心是原点 \(O(0,0)\)。我们要旋转的线段是 \(OA\) 和 \(OB\)。
2. 转点 \(A\): 先在图上标出 \(A(2,3)\)。它相当于在原点右边2格,上边3格。
- 方向:逆时针(就是向左转)。
- 角度:\(90^\circ\)。
- 操作:把“从O到A的箭头”向左转一个直角。原来“右2上3”,向左转90度后,会变成“左3上2”吗?不对!我们来模拟:想象你自己站在O点,面向A点。逆时针左转90度后,你应该面向哪个方向?A点原来在你的右前方,左转90度后,它就在你的正前方了?不对...更可靠的方法是:把OA看作一个“L”形(横2竖3),把这个“L”逆时针旋转90度,会变成一个新的“L”形(横-3竖2)。所以新点 \(A‘\) 的坐标是 \((-3, 2)\)。
3. 转点 \(B\): 标出 \(B(4,1)\)(右4上1)。同样操作,将“横4竖1”的“L”逆时针旋转90度,得到“横-1竖4”。所以 \(B’\) 坐标为 \((-1, 4)\)。
4. 答案: \(A‘(-3, 2)\), \(B’(-1, 4)\)。旋转后的线段就是连接这两点。
【拔高例题】如图,一个钟面的中心点为 \(O\),时针 \(OP\) 指向数字“10”。若将整个钟面图形绕点 \(O\) 顺时针旋转 \(120^\circ\),请问旋转后,时针尖端 \(P\) 点将指向钟面上的哪个数字?
思维迁移:
看,题目换了个“钟表”的马甲,但内核一点没变!我们依旧掏出“中心、方向、角度、转线段”的法宝。
第一步:找中心与关键线段。 中心是钟心 \(O\)。要找到时针旋转后的位置,关键就是旋转线段 \(OP\)。
第二步:分析如何旋转 \(OP\)。
- 中心:点 \(O\)。
- 方向:顺时针(就是钟表指针自然走的方向)。
- 角度:\(120^\circ\)。
第三步:计算新位置。 钟面一圈 \(360^\circ\),共12小时,所以每格数字间隔 \(30^\circ\)。
时针从“10”出发。顺时针转 \(120^\circ\),相当于转动 \(120 \div 30 = 4\) 个大格。
从“10”开始,顺时针走4格:10→11→12→1→2。
所以,旋转后的时针指向数字“2”。
看,我们并没有被“整个钟面图形”吓到,因为我们知道,只要抓住了 时针这根“关键线段” 把它旋转到位,问题就解决了!这就是“转线段,再补全”思想的威力。
📝 阿星必背口诀:
旋转问题不用慌,三步拆解像盖章:
一找中心钉钉子,二定方向转签子。
关键线段先走位,图形补全出样子!
🚀 举一反三:变式挑战
将长方形 \(ABCD\) 绕其顶点 \(A\) 逆时针旋转 \(180^\circ\),请描述旋转后点 \(C\) 的新位置 \(C‘\) 与原位置 \(C\) 的关系。(提示:旋转中心是 \(A\),关键线段是 \(AC\))
已知线段 \(MN\) 绕点 \(O\) 旋转一定角度后,得到了线段 \(M‘N’\)。如果 \(O\) 是 \(MM‘\) 的中点,且 \(\angle MOM‘ = 90^\circ\),你能推断出这次旋转的角度和方向吗?
在边长为1的方格纸上,三角形 \(DEF\) 的顶点坐标为 \(D(1,1)\), \(E(3,1)\), \(F(2,3)\)。先将其向上平移3个单位,得到三角形 \(D_1E_1F_1\),再将三角形 \(D_1E_1F_1\) 绕点 \(D_1\) 顺时针旋转 \(90^\circ\),画出最终的图形,并写出点 \(F\) 最终位置的坐标。
解析与答案
【详尽解析】
三级跳答案:
入门例题:按步骤画图即可(图形略)。
进阶例题:\(A‘(-3, 2)\), \(B’(-1, 4)\)。
拔高例题:指向数字 2。
举一反三解析:
变式一: 点 \(C‘\) 在由点 \(A\)、点 \(C\) 所确定的直线上,且位于点 \(A\) 的另一侧,满足 \(AC’ = AC\)。因为旋转 \(180^\circ\) 相当于关于中心点 \(A\) 的中心对称。
变式二: 旋转角度为 \(90^\circ\)。因为 \(\angle MOM‘ = 90^\circ\) 已经直接给出了旋转角。方向需要看图判断,如果 \(M‘\) 是由 \(M\) 绕 \(O\) 逆时针 转动 \(90^\circ\) 得到,则方向为逆时针,反之则为顺时针。
变式三:
1. 先平移:\(D(1,1) \rightarrow D_1(1,4)\); \(E(3,1) \rightarrow E_1(3,4)\); \(F(2,3) \rightarrow F_1(2,6)\)。
2. 再旋转(绕 \(D_1(1,4)\) 顺时针 \(90^\circ\)):
- 旋转 \(F_1\):关键线段 \(D_1F_1\)。\(F_1\) 相对于 \(D_1\) 的位置是 \((1, 2)\)(即右0上2)。顺时针旋转 \(90^\circ\) 后,变为 \((2, 0)\)(即右2上0)。所以 \(F\) 的最终位置为 \((1+2, 4+0) = (3, 4)\)。
最终答案:点 \(F\) 最终位置的坐标是 \((3, 4)\)。
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