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平移与轴对称一样,也是图形的一种基本变换,在日常生活中的应用十分广泛.现举例说明.
一、求图形的面积
例1 如图1,在长方形ABCD中,横向阴影部分是长方形,另一阴影部分是平行四边形,根据图中标明的数据,计算空白部分的面积是多少?
简析:利用“平移不改变图形的形状和大小”这一性质可使本题得以迅速解答.由图形可知,四个空白四边形经过平移可以组成一个长方形,其长为(a-c),宽为(b-c),所以空白部分的面积为:(a-c)·(b-c)=ab-ac-bc+c2.
说明: 这里通过图形平移,避免了对图形的分割,使求解简捷、方便.
二、求线段的长度
例2如图2,某商场重新装修后,准备在大厅的主楼梯上铺设一种红色地毯,已知这种地毯的批发价为每平方米40元,主楼梯的宽为3米,其侧面如图2所示,则买地毯至少需要多少元?
简析:我们可以利用平移的知识,分别将楼梯水平方向的线段沿竖直方向平移到BC上,竖直方向的线段沿水平方向平移到AC上,于是铺地毯的横向线段的长度之和就等于横向直角边的长度,纵向线段的长度之和就等于纵向直角边的长度,所以地毯的总长度至少为5.6米+2.8米=8.4米,此总面积为8.4米×3米=25.2平方米,所以购买地毯至少需要25.2平方米×40元/平方米=1008元.
说明:这道题若要逐步计算,你会觉得比较复杂。而运用了平移的知识,问题就显得非常简单,因此,同学们在学习平移知识时一定要用心去体会.
三、说明角的关系
例3如图3,在四边形ABCD中,AD∥BC,AB=CD,AD<BC,则∠B与∠C的数量关系怎样?试说明你的理由.
简析:由于∠B与∠C的相隔较远,故考虑将∠B与∠C变换到同一个三角形中来.而AD∥BC,AD<BC,故将线段AB沿着AD的方向平移AD长,即点B平移到点E,此时有DE=AB,DE∥AB,所以∠DEC=∠B,于是,在△DEC中,因为DE=DC,所以∠DEC=∠C,故∠B=∠C.
说明:本题从平移的角度来思考问题,问题就变得简单了.
四、比较线段的大小
例4如图4,在△ABC中,E、F分别为AB、AC上的点,且BE=CF,则FE<BC吗?为什么?
简析: 由于已知条件中的线段BE、CF和结论中的线段EF、BC比较分散,所以我们可以考虑运用平移的知识将这四条线段相对集中,即将EF平移到BM,则此时BE平移到MF,这样只要说明BC>BM即可,而由于CF=BE=MF,再考虑到MF与CF的对称关系,作∠MFC的平分线交BC于点D,容易得到DM=DC,因为BD+DM>BM,所以BC>EF,即FE<BC.
说明: 若已知条件中出现相互平行且相等的线段,我们自然会想到利用平移知识解决问题,若条件中并没有出现,如果我们要想利用平移知识求解,则可通过平移使有关线段或角相对集中,从而可降低求解的难度.
五、设计最短路径
例5如图5,A、B两城市之间有一条国道,国道的宽为a,现要在国道上修建一座垂直于国道的立交桥,使通过A、B两城市的路程最近,请你设计建桥的位置,并说明理论依据.
简析: 不妨设国道的两边分别为l1、l2,桥为MN,那么从A到B要走的路线就是A→M→N→B了,如图5.而MN=a是一个定值,要使路径最短,只要AM+BN最短即可.此时两线段应在同一平行方向上,若设想先过桥,即平移MN于AC,从C到B应是余下的路程,连接BC的线段即为最短的,此时不难看出线段BC与国道边缘l2的交点N就是修桥的位置.
说明: 本题是关于设计建桥位置的问题,却隐含了平移的知识,体现了数学知识与社会生活的紧密联系,既能使我们在实际生活中分析、解决问题,又很好地培养和提高同学们的发散思维能力.
一、求图形的面积
例1 如图1,在长方形ABCD中,横向阴影部分是长方形,另一阴影部分是平行四边形,根据图中标明的数据,计算空白部分的面积是多少?
简析:利用“平移不改变图形的形状和大小”这一性质可使本题得以迅速解答.由图形可知,四个空白四边形经过平移可以组成一个长方形,其长为(a-c),宽为(b-c),所以空白部分的面积为:(a-c)·(b-c)=ab-ac-bc+c2.
说明: 这里通过图形平移,避免了对图形的分割,使求解简捷、方便.
二、求线段的长度
例2如图2,某商场重新装修后,准备在大厅的主楼梯上铺设一种红色地毯,已知这种地毯的批发价为每平方米40元,主楼梯的宽为3米,其侧面如图2所示,则买地毯至少需要多少元?
简析:我们可以利用平移的知识,分别将楼梯水平方向的线段沿竖直方向平移到BC上,竖直方向的线段沿水平方向平移到AC上,于是铺地毯的横向线段的长度之和就等于横向直角边的长度,纵向线段的长度之和就等于纵向直角边的长度,所以地毯的总长度至少为5.6米+2.8米=8.4米,此总面积为8.4米×3米=25.2平方米,所以购买地毯至少需要25.2平方米×40元/平方米=1008元.
说明:这道题若要逐步计算,你会觉得比较复杂。而运用了平移的知识,问题就显得非常简单,因此,同学们在学习平移知识时一定要用心去体会.
三、说明角的关系
例3如图3,在四边形ABCD中,AD∥BC,AB=CD,AD<BC,则∠B与∠C的数量关系怎样?试说明你的理由.
简析:由于∠B与∠C的相隔较远,故考虑将∠B与∠C变换到同一个三角形中来.而AD∥BC,AD<BC,故将线段AB沿着AD的方向平移AD长,即点B平移到点E,此时有DE=AB,DE∥AB,所以∠DEC=∠B,于是,在△DEC中,因为DE=DC,所以∠DEC=∠C,故∠B=∠C.
说明:本题从平移的角度来思考问题,问题就变得简单了.
四、比较线段的大小
例4如图4,在△ABC中,E、F分别为AB、AC上的点,且BE=CF,则FE<BC吗?为什么?
简析: 由于已知条件中的线段BE、CF和结论中的线段EF、BC比较分散,所以我们可以考虑运用平移的知识将这四条线段相对集中,即将EF平移到BM,则此时BE平移到MF,这样只要说明BC>BM即可,而由于CF=BE=MF,再考虑到MF与CF的对称关系,作∠MFC的平分线交BC于点D,容易得到DM=DC,因为BD+DM>BM,所以BC>EF,即FE<BC.
说明: 若已知条件中出现相互平行且相等的线段,我们自然会想到利用平移知识解决问题,若条件中并没有出现,如果我们要想利用平移知识求解,则可通过平移使有关线段或角相对集中,从而可降低求解的难度.
五、设计最短路径
例5如图5,A、B两城市之间有一条国道,国道的宽为a,现要在国道上修建一座垂直于国道的立交桥,使通过A、B两城市的路程最近,请你设计建桥的位置,并说明理论依据.
简析: 不妨设国道的两边分别为l1、l2,桥为MN,那么从A到B要走的路线就是A→M→N→B了,如图5.而MN=a是一个定值,要使路径最短,只要AM+BN最短即可.此时两线段应在同一平行方向上,若设想先过桥,即平移MN于AC,从C到B应是余下的路程,连接BC的线段即为最短的,此时不难看出线段BC与国道边缘l2的交点N就是修桥的位置.
说明: 本题是关于设计建桥位置的问题,却隐含了平移的知识,体现了数学知识与社会生活的紧密联系,既能使我们在实际生活中分析、解决问题,又很好地培养和提高同学们的发散思维能力.