师:同学们,大家好。今天我们学习九年级上册 23 章旋转第四课时——中心对称图形。这是本课的学习目标:掌握中心对称图形的定义,并会判断一个图形是否为中心对称图形;掌握中心对称图形的有关结论及其应用;通过学习中心对称图形与中心对称的区别与联系,体会类比、转化等数学思想方法。学习重点是中心对称图形的定义与结论的应用。
下面我们一起看这样的场景。每到秋收的时候,远处蔚蓝的天空下涌动着金色的麦浪,农民伯伯们总会露出满意的笑容。沉甸甸的麦粒浓缩着丰收的喜悦和一年辛苦的成果。然而,曾经在一些地方发生了神秘的麦田怪圈事件。请同学们欣赏这些巨大而神奇的图案。对于这些超自然现象,有人说这是人类的恶作剧,有人说这是大自然的力量,还有人说这是外星人的杰作。我们今天不是来解密的,而是要研究这些图案,它们不仅很壮观,还透着数学美。现在,一起来学习今天的新知识。
师:请看活动一,观察发现。将下图中的两个图形分别绕 O 点旋转 180 度,你会有什么发现呢?线段 AB 绕 O 点旋转 180 度,平行四边形 ABCD 绕 O 点旋转 180 度。很明显,它们都回到了原来的位置,也就是与原图形重合。那么请大家思考,这两个运动的共同特征是什么呢?
生:在这两个运动中都只有一个图形参与,都绕某一点旋转 180 度,都与原图形重合。
师:在数学中,我们把具有这种特殊性质的图形起了个名字,叫中心对称图形。归纳一下,它的定义是:把一个图形绕着某一个点旋转 180 度,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形叫做中心对称图形,这个点就是它的对称中心。显然,线段和平行四边形都是中心对称图形,线段的对称中心是中点,平行四边形的对称中心是对角线的交点。
师:根据定义,我们来完成课本上的练习,一起来看活动二,辨别图形。例一,下面哪个图形是中心对称图形,对称中心是什么?第一组是正多边形,同时旋转 180 度。我们发现正方形、正六边形能与自身重合,它们是中心对称图形,对称中心分别是对角线的交点 A 和 B 。正三角形不是中心对称图形。
师:第二组是带有图案的标志牌,同时旋转 180 度。旋转后要看形状和图案能否都重合,中间这个标志牌符合要求,它是中心对称图形,对称中心是图中对角线的交点 C 。第一个图形状不能重合,第三个图案不能重合,它们都不是中心对称图形。
师:第三组是生活中的实际物体,同时旋转 180 度,禁止标志、风轮叶片能与自身重合,它们是中心对称图形,对称中心是图中的点 D 和点 E 。三叶风扇不是中心对称图形。怎么样,你都判断对了吗?真棒!老师还准备了几张扑克牌,我们一起看。
师:例 2 ,如图所示的四张纸牌中的某一张旋转 180 度后的牌面将与原牌面不同。请问旋转的是哪一张?方片、梅花 5 、黑桃 J 还是红桃 2 呢?我们把它们全都旋转 180 度看看。观察一下,原来与原牌面不同的是第二张梅花 5 ,因为中间的那个梅花的方向反了。这个问题本质上考察的就是中心对称图形的定义。因此老师再次强调,判断一个图形是否是中心对称图形,必须满足三个条件:一个图形参与;绕一点,旋转 180 度;与原图形重合,包括图案。
师:通过前面的两个活动,大家对中心对称图形有了比较清晰的了解,现在我们一起看活动 3 。请大家思考,中心对称图形和上节课学的中心对称一样吗?
生:根据定义,中心对称是两个图形之间的一种位置关系,中心对称图形是一个图形特有的属性,从而导致了对称点位置的不同,显然它们是有区别的。
师:但是如果我们把左边呈中心对称的两个三角形看成一个整体,右边的平行四边形是一个中心对称图形,把它看成两个三角形会有什么发现呢?我来演示一下。把左边两个三角形看成一个整体,二合一,绕点 E 旋转 180 度,能与自身重合,说明这个整体是一个中心对称图形。把右边一个平行四边形一分二,看成黄色与红色两个三角形。让黄色三角形绕点 F 旋转 180 度,它能与红色三角形重合,说明这两个三角形呈中心对称关系。因此可以得到结论,中心对称图形与中心对称关系可以互相转化。
师:准确地说,就是关于中心对称的两个图形看成一个整体,就是一个中心对称图形;而一个中心对称图形的对称部分看成两个图形,呈中心对称的关系,这是它们的联系。既然它们是可以转化的,那么上节课学习的中心对称的性质显然也适用于中心对称图形。类比可得中心对称图形的相关结论:一、中心对称图形上的每一对对应点所连的线段都被对称中心平分;二、一个中心对称图形可以分成两个全等的部分。
师:现在我们通过活动 4 深入探究,用中心对称图形的相关结论解决图形的面积等分问题。你能把一个平行四边形分成面积相等的两部分吗?
