1、1利用旋转变换的思想方法解题我们知道,旋转和轴对称、平移等一样,也是图形的一种基本变换,通过图形旋转变换,可以将一些比较复杂的问题变得较为简单的平面图形问题,再运用旋转物知识,使问题获得简单的解决.下面我们就举例说明.例 1 如图 1,正方形 ABCD 内一点 P, PAD PDA15,连结 PB、 PC,请问:PBC 是等边三角形吗?为什么?图 1简析 将 APD 绕点 D 逆时针旋转 90,得 DP C,再作 DP C 关于 DC 的轴对称图形 DQC,得 CDQ 与 ADP 经过对折后能够重合.所以 PD QD, PDQ90151560,所以 PDQ 为等边三角形,即 PQD60.又因为
2、 DQC APD1801515150,所以 PQC36060150150 DQC.又因为PQ QD CQ,所以 PCD DCP15.所以 PCD30, PBA30,所以 PCB PBC60.所以 PBC 为等边三角形.说明 旋转是几何变换中的基本变换,它一般先对给定的图形(或其中一部分),通过旋转,改变位置后得新组合,然后在新的图形中分析有关图形之间的关系,进而揭示条件与结论之间的内在联系,找出证题途径.例 2 如图 2,已知 AOB90,在 AOB 的平分线 OM 上有一点 C,将一个三角板的直角顶点与 C 重合,它的两条直角边分别与 OA、 OB(或它们的反向延长线)相交于点 D、 E.当
3、三角板绕点 C 旋转到 CD 与 OA 垂直时,如图(1) ,易证: OD+OE 2OC.当三角板绕点 C 旋转到 CD 与 OA 不垂直时,在图(2) 、图(3)这两种情况下,上述结论是否还成立?若成立,请给予证明;若不成立,线段 OD、 OE、 OC 之间又有怎样的数量关系?请写出你的猜想,不需证明.2(1) (2) (3)图 2QP简析 图 2 结论: OD+OE OC. 证明:过 C 分别作 OA、 OB 的垂线,垂足分别为P、 Q.则容易得到 CPD CQE,所以 DP EQ,即 OP OD+DP, OQ OE EQ,又由勾股定理,得 OP OQ 2OC,所以 OP+OQ 2OC,即
4、 OD+DP+OE EQ 2OC,所以 OD+OE 2OC.结论: OE OD OC.说明 这种探索型的问题,求解时一定要认真阅读题目,以动制静,并进行大胆地猜想、归纳、验证,从而使问题获解.例 3 如图 3,一等腰直角三角尺 GEF 的两条直角边与正方形 ABCD 的两条边分别重合在一起.现正方形 ABCD 保持不动,将三角尺 GEF 绕斜边 EF 的中点 O(点 O 也是 BD 中点)按顺时针方向旋转.(1)如图 3,当 EF 与 AB 相交于点 M, GF 与 BD 相交于点 N 时,通过观察或测量BM, FN 的长度,猜想 BM, FN 满足的数量关系,并证明你的猜想;(2)若三角尺
5、GEF 旋转到如图 3所示的位置时,线段 FE 的延长线与 AB 的延长线相交于点 M,线段 BD 的延长线与 G 的延长线相交于点 N,此时, (1)中的猜想还成立吗?若成立,请证明;若不成立,请说明理由A(G)B(E)CD(F) ONA GCDOMFEBFA B CD OEGMN图 33简析(1) BM FN.证明如下:因为 GEF 是等腰直角三角形,四边形 ABCD 是正方形,所以 ABD F45, OB OF.又 BOM FON,所以 OBM OFN.即 BM FN.(2)BM FN 仍然成立. 理由是:因为 GEF 是等腰直角三角形,四边形 ABCD 是正方形,所以 DBA GFE45, OB OF.所以 MBO NFO135.又 MOB NOF,所以 OBM OFN.所以 BM FN.说明 利用旋转的方法构建新图形来解决实际问题,是一种重要的思想方法.本题通过旋转将一般四边形旋转成特殊四边形(正方形),体现一般特殊的思想.