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专题23.7 中心对称(知识梳理与考点分类讲解)
【知识点1】中心对称和中心对称图形
1.中心对称: 把一个图形绕着某一个点旋转180°,如果它能够与另一个图形重合,那么就说
这两个图形关于这个点对称或中心对称,这个点叫做对称中心.
这两个图形中的对应点叫做关于中心的对称点.
特别提醒:(1)有两个图形,能够完全重合,即形状大小都相同;
(2)位置必须满足一个条件:将其中一个图形绕着某一个点旋转180°能够与另一个图形
重合 (全等图形不一定是中心对称的,而中心对称的两个图形一定是全等的) .
2.中心对称图形: 把一个图形绕着某一个点旋转180°,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.
特别提醒:(1)中心对称图形指的是一个图形;(2)线段,平行四边形,圆等等都是中心对称
图形.
3.中心对称与中心对称图形的区别与联系:
中心对称 中心对称图形
①指一个图形本身成中心对
①指两个全等图形之间的相互
区 称.
位置关系.
别 ②对称中心是图形自身或内部
②对称中心不定.
的点.
如果将中心对称的两个图形看
如果把中心对称图形对称的部
联 成一个整体(一个图形),那
分看成是两个图形,那么它们
系 么这个图形就是中心对称图
又关于中心对称.
形.
【知识点2】关于原点对称的点的坐标特征
关于原点对称的两个点的横、纵坐标均互为相反数.即点 关于原点的对称点 坐标为
,反之也成立.
【知识点3】中心对称、轴对称、旋转对称
1.中心对称图形与旋转对称图形的比较:
2.中心对称图形与轴对称图形比较:特别提醒:中心对称图形是特殊的旋转对称图形;掌握三种图形的不同点和共同点是灵活
运用的前提.
【考点一】中心对称有关作图题
【例1】(2023秋·九年级课时练习)如图,已知 是 的中线.
(1)画出发点 为对称中心,与 成中心对称的三角形(点 的对称点为点 );
(2)如果 , ,那么 长的取值范围为_________.
【答案】(1)见分析;(2)
【分析】(1)根据中心对称图形的性质,延长 至点 ,使 ,连接 、 ,则 为
所求作的三角形;
(2)根据中心对称图形的性质,得到 ,进而得到 ,再利用三角形的三边关
系,即可求出 长的取值范围.
(1)解:如图,延长 至点 ,使 ,连接 、 ,则 为所求作的三角形;(2)解:由(1)可知, 和 成中心对称,
,
在 中, ,
,
,
故答案为: .
【点拨】本题考查了画中心对称图形,中心对称图形的性质,全等三角形的性质,三角形的三边关系,
灵活运用相关知识解决问题是解题关键.
【举一反三】
【变式1】(2023秋·九年级课时练习)如图, 是 的中线,画出以 为对称中心,与
成中心对称的三角形.
【分析】延长 到 使 ,则 为所作.
解:如图, 与 关于 点中心对称.
【点拨】本题考查了作图 旋转变换:根据旋转的性质可知,对应角都相等都等于旋转角,对应线段
也相等,由此可以通过作相等的角,在角的边上截取相等的线段的方法,找到对应点,顺次连接得出旋转
后的图形.
【变式2】(2023春·湖南常德·八年级常德市第五中学校联考期中)如图所示, 与 关于
点O中心对称,但点O不慎被涂掉了.
(1)请你找到对称中心O的位置.
(2)连接线段 和线段 ,试判断四边形 的形状,并说明理由.【答案】(1)见分析;(2)四边形 是平行四边形,理由见分析
【分析】(1)两个图形成中心对称,对应点的连线经过对称中心,且被对称中心平分;连接对应点
、 ,根据对应点的连线经过对称中心,则交点就是对称中心点O;
(2)由中心对称的性质可知: , ,再利用平行四边形的判定,即可解决问题.
(1)解:如图所示:
(2)四边形 是平行四边形
由中心对称的性质可得 , ,
∴四边形 是平行四边形.
【点拨】本题主要考查对中心对称等考点的理解,解答此题要根据中心对称的意义进行解答.
【考点二】利用中心对称的性质求值或证明
【例2】(2022秋·广西河池·九年级统考期末)如图, 与 关于C点成中心对称,若
, , ,求 的长【答案】
【分析】根据 与 关于C点成中心对称,可得 ,即可得
, , ,进而有 ,在 中,利用勾股定理即可
求解.
解:∵ 与 关于C点成中心对称,
∴ ,
∴ , , ,
∵ , , ,
∴ , , ,
∴ ,
∴在 中,有: .
即 .
【点拨】本题考查了中心对称图形的性质,全等的性质,勾股定理等知识,根据 与 关于
C点成中心对称,得到 ,是解答本题的关键.
【举一反三】
【变式1】(2023秋·全国·九年级专题练习)如图, 与 关于O点成中心对称,点E、F在
线段 上,且 .求证: .【分析】依据题意, 与 关于O点成中心对称,证出 , ,再根据条件
AF=CE,推出OF=OE,最后证出四边形 是平行四边形,从而证出结论.
解:证明:如图,连接 、 ,
∵ 与 关于O点成中心对称,
∴ , ,
∵ ,
∴ ,
∴四边形 是平行四边形,
∴ , .
【点拨】此题考查了中心对称图形的性质,平行四边形的判定及性质,熟练掌握中心对称图形的性质
是解题关键.
【变式2】(2022春·福建三明·八年级统考期中)如图,直线 : 与y轴交于点A,与直线 :
交于点B,直线 与y轴交于点C,点 在射线 上,过点P作直线 轴,垂足为
E,直线 交直线 于点Q.
(1)求点B的坐标及线段 的长;
(2)当点P在线段 的延长线上,且线段 与 关于点B成中心对称时,求点P 的坐标;
(3)当 时,求m的取值范围.【答案】(1) , ;(2) ;(3) 或
【分析】(1)根据直线上点的坐标特征求得A、C的坐标,即可求得 ,解析式联立,解方程组
即可求得B点的坐标;
(2)根据题意得出 ,即可得到 ,解得m的值,即可求得P的坐标;
(3)根据 ,借助图象即可得到当 时,则 ,解得 ;当 时,则
,解得 .
解:(1)在直线 中,令 ,则 ,
∴ ,
在直线 中,令 ,则 ,
∴ ,
∴ ,
解 得, ,
∴ ;
(2)设 ,则 ,∵线段 与 关于点B成中心对称
∴ ,
∴ ,
解得 ,
∴ ;
(3)设 ,则 ,
由题意可知, ,
当 时,则 ,
解得 ;
当 时,则 ,
解得 ,
综上,m的取值范围是 或 .
【点拨】本题考查了两条直线相交或平行问题,中心对称的性质,根据题意表示出点的坐标是解题的
关键.
【考点三】中心对称图形
【例3】(2023春·辽宁锦州·八年级统考期末)如图,在平面直角坐标系中,已知 , ,
.
(1)画出将 沿着 轴的反方向平移 个单位得到的 ;(2)画出将 绕原点 旋转 后得到的 ,并写出点 的坐标;
(3)画出的 和 是中心对称图形吗?如果是,请写出对称中心的坐标,如果不是,请
说明理由.
【答案】(1)见分析;(2) ,图见分析;(3)是,
【分析】(1)利用平移的性质分别得出对应点位置进而得出答案;
(2)利用关于原点对称点的性质得出对应点位置进而得出答案;
(3)连接对应点即可求得.
(1)解:如图所示: 即为所求;
(2)如图所示: 即为所求,点 的坐标为: ;
(3) 和 是中心对称图形,对称中心的坐标为 .
【点拨】本题考查了根据旋转变换和平移变换作图,解答本题的关键是根据网格结构作出对应点.
【举一反三】
【变式1】(2023秋·九年级课时练习)如图, 是 边 的中点,连接 并延长到点 ,使
,连接 .连接 ,还能找出哪两个图形成中心对称?并判断四边形 是什么特殊的四边
形.
【答案】 与 成中心对称,平行四边形
【分析】根据 是 边 的中点得到 ,结合 ,即可得到答案;解:∵ 是 边 的中点,
∴ ,
∵ ,
∴ 绕点 旋转 能与 重合, 与 成中心对称;
∵ , ,
∴四边形 是平行四边形.
【点拨】本题考查中心对称图形的定义及平行四边形的判定.
【变式2】(2023春·江西抚州·八年级统考期中)如图,在平面直角坐标系中, 各顶点的坐标
为 , , , 各顶点的坐标为 , , .
(1)在图中作出 关于 轴对称的图形 ;
(2)若 与 关于点 成中心对称,则点 的坐标是______;
(3)在 轴上找一点 ,使得 最小,并写出 点的坐标.(不写解答过程,直接写出结果)
【答案】(1)作图见分析;(2) ;(3)作图见分析,
【分析】(1)由题意确定点 , , 的位置,再连线即可;(2)根据中心对称的性质求解即可;
(3)作点 关于 轴的对称点 ,连接 ,交 轴的交点即为所求的点 .
(1)解:如图所示:
即为所求;
(2)解: 由 与 关于点 成中心对称,如图所示,则 与 是对称点,
, ,
点的横坐标为 ,纵坐标为 ,即点 的坐标为 ,
故答案为: ;
(3)解:如图所示:
点 即为所求, .【点拨】本题考查作图 轴对称变换、轴对称 最短路线问题、中心对称,熟练掌握轴对称与中心对
称的性质是解答本题的关键.
【考点四】关于原点对称的点的坐标
【例4】(2023秋·九年级课时练习)如图,正方形网格中, 的顶点均在格点上,请在所给直
角坐标系中按要求解答下列问题:
(1)作出 并使它与 关于坐标原点O成中心对称,则 的坐标为 .
(2) 的面积为 .
(3)将 绕某点逆时针旋转 后,其对应点分别为 , , ,则旋转中心
的坐标为 .
【答案】(1) ;(2) ;(3)
【分析】(1)根据关于原点成中心对称的特征作出图形即可;
(2)利用坐标求出 三个点的坐标,然后计算出三边长度可证得 是等腰直角三角形,然后
计算面积即可;
(3)利用作图观察求解.
(1)解:如图所示, 为所求图形,由图可知 ;
(2)解:由图可知 , , ,
∴ , ,
,
∴ ,
∴ 是等腰直角三角形,
∴ ,
∵ 和 关于原点对称,
∴ ,
∴ ;
(3)根据旋转的性质,旋转中心在对称点的连线的垂直平分线上,所以两对对称点的垂直平分线的
交点就是旋转中心,如图,作 ,连接 和 ,然后分别作 和 的垂直平分线交于点P,由图可知点P坐标为 ,
∴旋转中心的坐标为: .
【点拨】本题考查作图-旋转变换,三角形的面积等知识,解题的关键是掌握旋转变换的性质,属于中
考常考题型.
【举一反三】
【变式1】(2023春·上海黄浦·七年级统考期末)如图,在直角坐标平面内,已知点 、
、 ,
(1)点C关于原点对称的点 的坐标是______;
(2) 的面积是______;
(3)在x轴负半轴上找一点D,使 ,则点D坐标为______.【答案】(1) ;(2)6;(3)
【分析】(1)根据关于原点对称的点的坐标特点进行求解即可;
(2)根据三角形的面积公式可得答案;
(3)根据面积相等列方程求解即可.
解:(1)∵点C的坐标为 ,
∴点C关于原点对称的点 的坐标为 .
故答案为: .
(2)连接 , , ,如图:
则 的面积为 .
故答案为:6.
(3)设点 的坐标为 ,则 ,
即 ,
解得: 或 (舍去)
则点D坐标为 .
故答案为: .
【点拨】本题考查了求关于原点对称的点的坐标,借助网格求三角形的面积等,掌握三角形的面积公式是解题的关键.
【变式2】(2023春·广东佛山·八年级校考期中)如图1,点 为平面直角坐标系的原点,点 在 轴
上, 是边长为 的等边三角形.
(1)求点 的坐标;
(2)若将 绕点 顺时针旋转 ,则点 的对应点 的坐标是______;
(3)将 沿着 轴向右平移到 处,如图 ,连接 , 交于点 .判断 的形状,
并说明理由.
【答案】(1) ;(2) ;(3) 是等腰三角形,理由见分析
【分析】(1)作高线 ,根据等边三角形的性质和勾股定理求 和 的长,写出 点的坐标,
注意象限的符号问题;
(2)根据关于原点对称的点的坐标特征即可求解;
(3)根据平移可得 ,证明 ,得出 ,等角对等边,即
可得出结论
(1)解:如图1,过 作 于 ,
∵ 是等边三角形,且 ,,
∴ ,
∴
(2)解:若将 绕点 顺时针旋转 ,则点 的对应点 的坐标是 ,
故答案为: .
(3)解: 是等腰三角形,理由如下,
∵平移,
∴ ,
∴ , ,
∴ ,
又∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ 是等腰三角形.
【点拨】本题考查了坐标与图形,等边三角形的性质,平移的性质,勾股定理,全等三角形的性质与
判定,等腰三角形的判定,熟练掌握以上知识是解题的关键.