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【2024-2025北京四中九年级期中28】【新定义问题】【轴对称】【旋转】【平移】

 八旗娃娃 2025-01-20 发布于河南

试题内容

解法分析(1)

初步理解

作点B(-1,0)关于轴的对称点B(1,0),
将点B(1,0)绕点C(2,0)旋转180°,得到点B(3,0),
B关于轴和点C的“正对称点”的坐标为(3,0).

解法分析(2)

深入应用

作点B关于直线的对称点B
将点B绕点C旋转180°,得到点B.

1.轴对称→点B的运动路径
由轴对称的性质得:直线垂直平分BB
∴OB=OB=1,
∴点B在以点O为圆心,1为半径的圆上运动.

2.中心对称→点B的运动路径1
将点O绕点C旋转180°,得到点P.
由中心对称的性质得:CP=CO,CB=CB1.
易证:△OBC≅△PBC
∴PB=OB=1,
∴点B在以点P为圆心,1为半径的圆上运动.

3.平移→点B的运动路径2
当点C从(2,0)平移到(2,0.5)时,
点P从P(4,0)平移到P(4,1),
∴圆P扫过的部分就是点B的运动轨迹.

4.计算部分
如图:当直线与圆P相切于点M时,
易求得:点M的坐标为(4+,-),
=-=-4-.

当直线与圆P相切于点N时,
易求得:点N的坐标为(4-,1+),
=-=-3+.

结合图形可得
的取值范围是:-4-≤-3+.

解法分析(3)直接求法

拓展延伸

作点B关于直线OH的对称点B
将点B绕点E旋转180°,得到点B.

1.轴对称→点B的运动路径
与(2)同理可证:
点B在以点O为圆心,1为半径的圆上运动.
因为点H在射线上运动,所以点B在半圆BM(不含端点)上运动.

2.中心对称→点B的运动路径1
将半圆BM(不含端点)绕点E旋转180°,得到半圆B'M'(不含端点).
与(2)同理可证:
点B在半圆B'M'(不含端点)上运动.

3.瓜豆现象→点B的运动路径2
点M'在以(5,0)为圆心,2为半径的圆上运动,
点B'在以(7,0)为圆心,2为半径的圆上运动(记为圆Q),

半圆B'M'(不含端点)扫过的部分(红色区域)就是点B的运动轨迹.

4.计算部分
易求得:红色区域外部边界最低点的坐标为(0,-3),
当圆F经过(0,-3)时,=-.

当圆F与圆Q内切时,连接FQ,
由勾股定理得:FP=
=-.

易求得:红色区域内部边界最高点的坐标为(0,1),
当圆F经过(0,1)时,=.

当圆F与圆Q外切时,连接FQ,
由勾股定理得:FP=
=.

结合图形可得
的取值范围是:-<-<.

解法分析(3)间接求法

拓展延伸

1.轴对称→点B的运动路径
与方法1同理可证:
点B在半圆BM(不含端点)上运动.

2.中心对称→圆F的运动路径1(逆向思考)
将圆F绕点E旋转180°,得到圆F'.
将点F绕点C旋转180°,得到点N.
易证:点N的坐标为(0,-),
点F'在以点N为圆心,2为半径的圆上运动.

3.问题转化
当圆F'扫过的部分(圆环区域)与半圆BM(不含端点)有公共点时,求的取值范围.

4.平移→计算部分
当点N在轴上运动时,圆环区域会沿轴平移.

当圆环的外部边界经过点B时,连接BN,
由勾股定理得:ON=
=.
当圆环的内部边界经过点(0,1)时,ON=
=.

当圆环的内部边界经过点B时,连接BN,
由勾股定理得:ON=
=-.

当圆环的外部边界经过点(0,1)时,ON=
=-.

结合图形可得:
的取值范围是:-<-<.

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