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旋转是几何变换中的重要概念。每个旋转变换都由三个要素确定:旋转中心、旋转角度和旋转方向。旋转中心是固定不动的点,图形绕这个点转动。旋转角度决定图形转动的幅度,旋转方向分为顺时针和逆时针。现在我们来看一个三角形绕点O旋转的过程。
旋转变换具有三个重要的基本性质。首先,旋转保持距离不变,也就是说对应点之间的距离在旋转前后保持相等。其次,旋转保持角度不变,图形中任意两条线段的夹角在旋转后不会改变。最后,旋转保持图形的形状和大小完全不变。让我们通过正方形的旋转来验证这些性质。
在旋转变换中,对应点具有重要的性质。首先,对应点到旋转中心的距离相等,比如点A和点A'到中心O的距离都是2.0。其次,对应点与旋转中心的连线夹角等于旋转角,这里A和A'与中心O的连线夹角是60度。这些性质是旋转变换的核心特征。
旋转的合成性质告诉我们,绕同一点的连续旋转等于绕该点旋转角度之和。比如先旋转30度再旋转60度,等于直接旋转90度。这个性质可以用公式表示。同时,每个旋转都有逆变换,即反向旋转相同角度可以回到原位置。
旋转对称是图形的重要性质。如果一个图形绕某点旋转一定角度后能与原图形完全重合,就称为旋转对称图形。正三角形的最小旋转角度是120度,正方形是90度,正六边形是60度。这些角度都等于360度除以图形的边数。