Giải SGK Toán 9 CD Bài 2. Phép quay có đáp án

Sau bài học này, chúng ta sẽ trả lời được câu hỏi trên như sau:

Phép quay như trên biến một điểm M khác điểm O thành điểm M’ thuộc đường tròn (O; OM) sao cho tia OM quay thuận chiều kim đồng hồ đến tia OM’ thì điểm M tạo nên cung MM’ có số đo 60°.

⦁ Vẽ đường tròn (O; OM).

⦁ Lấy điểm M’ thuộc (O; OM) sao cho chiều quay từ tia OM đến tia OM’ cùng chiều quay của kim đồng hồ. Xét đường tròn (O; ON) có là góc ở tâm chắn cung MnM’ nên  (Hình a).

⦁ Vẽ đường tròn (O; ON).

⦁ Lấy điểm N’ thuộc (O; ON) sao cho chiều quay từ tia ON đến tia ON’ ngược chiều quay của kim đồng hồ. Xét đường tròn (O; ON) có là góc ở tâm chắn cung nhỏ NN’, mà nên (Hình b).

Điểm đối xứng của mỗi điểm A, B, C, D qua tâm O lần lượt là C, D, A, B.

Khi đó, phép quay thuận chiều 180° tâm O sẽ biến mỗi điểm A, B, C, D thành điểm đối xứng với nó qua tâm O.

Phép quay thuận chiều 60° tâm O biến các điểm A1, A2, A3, A4, A5, A6 lần lượt thành các điểm A2, A3, A4, A5, A6, A1.

Hình lục giác đều A1A2A3A4A5A6 sau khi quay đến một hình mới trùng với chính nó.

Phép quay ngược chiều 60° tâm O biến các điểm A1, A2, A3, A4, A5, A6 lần lượt thành các điểm A6, A1, A2, A3, A4, A5.

Hình lục giác đều A1A2A3A4A5A6 sau khi quay đến một hình mới trùng với chính nó.

Vì ABCD là hình vuông nên AC = BD, AC ⊥ BD tại O và O là trung điểm của AC, BD.

Do đó OA = OB = OC = OD và

Ta có góc được tạo bởi khi quay tia OA đến tia OD thuận chiều quay của kim đồng hồ là:

Như vậy, phép quay thuận chiều 270° tâm O biến điểm A thành điểm D, biến các điểm B, C, D tương ứng thành các điểm A, B, C.

Vì ngũ giác đều ABCDE có tâm O nên OA = OB = OC = OD = OE.

Vì ABCDE là ngũ giác đều nên AB = BC = CD = DE = EA.

Xét ∆OAB và ∆OBC có:

OA = OB, OB = OC, AB = BC.

Do đó ∆OAB = ∆OBC (c.c.c).

Chứng minh tương tự ta có

∆OAB = ∆OBC = ∆COD = ∆DOE = ∆EOA.

Suy ra

Mà

Do đó

Suy ra

Như vậy, phép quay ngược chiều 72° tâm O giữ nguyên điểm O, biến điểm A thành điểm E thuộc đường tròn (O; OA) sao cho tia OA quay ngược chiều kim đồng hồ đến tia OE, điểm A tạo nên cung AE có số đo 72°.

Khi đó, phép quay ngược chiều 72° tâm O biến các điểm B, C, D, E tương ứng thành các điểm A, B, C, D.

Các phép quay giữ nguyên hình ngũ giác đều ABCDE là:

⦁ Năm phép quay thuận chiều α° tâm O với α° lần lượt nhận các giá trị 72°; 144°; 216°; 288°; 360°.

⦁ Năm phép quay ngược chiều α° tâm O với α° lần lượt nhận các giá trị 72°; 144°; 216°; 288°; 360°.

Hình đa giác đều ABCDEGHK có 8 cạnh nên ta có các phép quay thuận chiều α° tâm O và các phép quay ngược chiều α° tâm O, với α° lần lượt nhận các giá trị sau đây thì giữ nguyên đa giác đều đó:

Ta thấy rằng những phép quay tâm O giữ nguyên hình chong chóng chính là những phép quay tâm O giữ nguyên hình lục giác đều ABCDEG. Đó là các phép quay thuận chiều α° tâm O và các phép quay ngược chiều α° tâm O, với α° lần lượt nhận các giá trị sau đây: