Giải SGK Toán 9 CD Bài 2. Phép quay có đáp án
12 câu hỏi
Bạn Ánh cắt một miếng bìa có dạng hình tròn tâm O, ghim miếng bìa đó lên bảng tại tâm O và gắn một đầu của chiếc kim vào tâm O của hình tròn (Hình 23).
Giả sử chiếc kim đi qua điểm A thuộc đường tròn (O). Bạn Ánh quay chiếc kim quanh điểm O, theo chiều kim đồng hồ, sao cho chiếc kim đi qua điểm B thuộc đường tròn (O) với cung AmB có số đo 60°.
Phép quay như trên biến một điểm M khác điểm O thành điểm nào?
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°.
Cho điểm O cố định.
Xét điểm M tuỳ ý (khác điểm O) và đường tròn tâm O bán kính OM. Hãy tìm điểm M’ thuộc đường tròn (O; OM) sao cho chiều quay từ tia OM đến tia OM’ cùng chiều quay của kim đồng hồ và cung MnM’ có số đo 120°.
⦁ 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).
Cho điểm O cố định.
Xét điểm N tuỳ ý (khác điểm O) và đường tròn tâm O bán kính ON. Hãy tìm điểm N’ thuộc đường tròn (O; ON) sao cho chiều quay từ tia ON đến tia ON’ ngược chiều quay của kim đồng hồ và cung NpN’ có số đo 300°.
⦁ 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).
Cho hình vuông ABCD tâm O. Chỉ ra phép quay thuận chiều tâm O sao cho phép quay đó biến mỗi điểm A, B, C, D thành điểm đối xứng với nó qua tâm O.
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.
Cắt một miếng bìa có dạng hình lục giác đều A1A2A3A4A5A6 với tâm O và ghim miếng bìa đó lên bảng tại điểm O (Hình 27).
Quay miếng bìa đó theo phép quay thuận chiều 60° tâm O (Hình 28a). Hãy cho biết qua phép quay trên:
– Các điểm A1, A2, A3, A4, A5, A6 lần lượt quay đến vị trí mới là các điểm nào.
– Hình lục giác đều A1A2A3A4A5A6 sau khi quay đến một hình mới có trùng với chính nó hay không.
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.
Cắt một miếng bìa có dạng hình lục giác đều A1A2A3A4A5A6 với tâm O và ghim miếng bìa đó lên bảng tại điểm O (Hình 27).
Quay miếng bìa đó theo phép quay ngược chiều 60° tâm O (Hình 28b). Hãy cho biết qua phép quay trên:
– Các điểm A1, A2, A3, A4, A5, A6 lần lượt quay đến vị trí mới là các điểm nào.
– Hình lục giác đều A1A2A3A4A5A6 sau khi quay đến một hình mới có trùng với chính nó hay không?
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.
Cho hình vuông ABCD có tâm O (Hình 30).
Phép quay thuận chiều tâm O biến điểm A thành điểm D thì các điểm B, C, D tương ứng biến thành các điểm nào?
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.
Cho hình ngũ giác đều ABCDE có tâm O (Hình 31).
Phép quay ngược chiều tâm O biến điểm A thành điểm E thì các điểm B, C, D, E tương ứng biến thành các điểm nào?
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.
Cho hình ngũ giác đều ABCDE có tâm O (Hình 31).
Chỉ ra các phép quay tâm O giữ nguyên hình ngũ giác đều đã cho.
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°.
Cho hình đa giác đều có 8 cạnh ABCDEGHK với tâm O (Hình 32).
Chỉ ra các phép quay tâm O giữ nguyên hình đa giác đều đã cho.
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:
Vẽ trên giấy 18 hình tam giác đều bằng nhau và ở vị trí như Hình 33 (còn gọi là hình chong chóng).
Hãy đánh dấu 6 điểm mút của hình chong chóng sao cho 6 điểm mút đó là các đỉnh của một hình lục giác đều tâm O.
Vẽ trên giấy 18 hình tam giác đều bằng nhau và ở vị trí như Hình 33 (còn gọi là hình chong chóng).
Hãy chỉ ra những phép quay tâm O giữ nguyên hình chong chóng.
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:
