M为什么实验室 · 小学数学
三、四年级 · 基础

图形运动

先会:方向、方格距离、直角

三至四年级先认生活中的平移、旋转和轴对称现象,说清它们怎样动。下面的对称轴条数、指定角度旋转和方格作图,可在理解这些现象后选学;2022 年课标把方格纸上的平移、旋转和补全轴对称图形安排在五至六年级。

平移只改位置,旋转绕一个点转,轴对称沿一条线翻折;三种运动都不改变图形的形状和大小。

平移、旋转和轴对称,各是怎样动的

平移:图形上每个点都朝同一方向移动同样的距离。像电梯上下、推拉窗左右。对应点之间的方向一致,距离相等,图形不会转头。

旋转:图形绕一个固定点转动一个角度。像钟表指针、风扇叶片。要说明三件事:绕哪个点、朝哪个方向(顺时针或逆时针)、转多少度。转 90°、180°、270° 后,形状和大小不变,方向变了。

轴对称:沿一条直线对折,直线两边的图形完全重合。这条直线叫对称轴。对称轴是一条直线,不是图形里面的一条线段。对应点到对称轴的距离相等,连线与对称轴垂直。

这样移动图形,任意两点之间的距离都没变,边长、角的大小和面积也没变。改变的只是图形的位置或朝向。

例子

例 1:平移

方格图中的一个三角形,每个顶点都向右移 4 格,再向下移 2 格。移动后,三条边的长度不变,三个角的大小不变,只是整个图形换了位置。

平移的距离要数“对应点走了几格”,不是数两个图形中间空了几格。

例 2:旋转

钟面上的指针从 12 指向 3,是绕中心顺时针旋转 90°;从 12 指向 6,是旋转 180°;转一圈 360°,回到原处。

一个图形绕中心顺时针转 90°,连续转 3 次,一共转 270°。

例 3:对称轴

非正方形的长方形有 2 条对称轴,分别经过两组对边的中点。

正方形有 4 条对称轴:两条经过对边中点,两条沿对角线。

一般的等腰三角形有 1 条对称轴,等边三角形有 3 条;圆有无数条对称轴。

易错

  • 平移数格子时,数两个图形之间的空格,而不是数对应点移动了几格。应找一组对应点来数。
  • 旋转只转图形的一部分,或者忘了说旋转中心和方向。
  • 把轴对称当成“左右一样”。对称要求沿对称轴翻折后完全重合,位置、距离都要对。
  • 没看长和宽是否相等就回答对称轴数量。非正方形的长方形有 2 条;正方形是特殊的长方形,有 4 条。
  • 认为平移或旋转后面积变了。三种运动都不改变面积。
  • 画对称图形时只连了顶点,没有检查对应点到对称轴的距离。

后续选学:在方格图上独立画

图中数字表示网格线:从左向右是第几列,从下向上是第几行,交点位置按列、行一起找;0 是起始线。每一小格边长相同,A 在第 1 列第 1 行,B 在第 3 列第 1 行,C 在第 1 列第 3 行。

方格上的三角形 ABC,虚线为第5列的竖直对称轴

  1. 把原三角形向右平移 4 格,再向上平移 1 格,画出三个对应顶点并连接。
  2. 另用一种颜色,画原三角形关于竖直虚线的对称图形。两题都从原图出发。
  3. 小明把第 1 题的 B 点向右移了 3 格,另两点都移 4 格,结果还是原图的平移吗?说明理由。

核对:平移后三点分别在第 5 列第 2 行、第 7 列第 2 行、第 5 列第 4 行。对称后三点分别在第 9 列第 1 行、第 7 列第 1 行、第 9 列第 3 行。第 3 题不是,因为各点移动的方向和距离必须相同。画完后,检查对应点移了几格、离对称轴几格,再看看整个图形是否画对。只写“大小不变”,还不能说明画对了。

练习

  1. 一个点先向右平移 5 格,再向左平移 2 格,最终相当于向右平移几格?
  2. 图形绕中心顺时针旋转 90°,连续转 3 次,一共转了多少度?
  3. 长和宽不相等的长方形有几条对称轴?
  4. 正方形有几条对称轴?
  5. 钟面上的指针从 12 转到 3,绕中心顺时针旋转了多少度?
  6. 一个三角形面积是 12 平方厘米,平移后面积是多少?

答案

  1. 5−2=3,向右 3 格。
  2. 90°×3=270°。
  3. 2 条。
  4. 4 条。
  5. 90°。
  6. 12 平方厘米,平移不改变面积。
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