旋轉(順/逆時針 90°)

基礎

圖形繞一點轉 90°,方向改變。

適合:小五數學 · 單元:圖形與空間 · 建議學習路徑第 16/36 課

學完呢課,你會識:
  • 講旋轉要講齊:中心、方向、角度
  • 順時針跟鐘行:上轉 90° 到右
  • 逆時針倒轉行:上轉 90° 到左
數學Mathematics

1重點摘要 Summary

圖形繞一點轉 90°,方向改變。

2生字卡 Vocabulary

R
Rotation旋轉

圖形繞住一點轉動。

C
Clockwise順時針

和鐘行方向一樣:上 → 右 → 下 → 左。

A
Anticlockwise逆時針

和鐘方向相反:上 → 左 → 下 → 右。

C
Centre of rotation旋轉中心

轉動那時固定不動那點。

R
Right angle (90°)直角(90°)

四分一轉這麼多。

D
Direction方向

順時針定逆時針,一定要講明。

O
Orientation朝向

圖形轉完指向改變,但形狀大小不變。

Q
Quarter turn四分一轉

90° 就是轉四分一個圈。

3逐步講解 Steps

  1. 第1步:旋轉的三個要素描述一次旋轉要講清楚三件事:繞著哪一點轉,這是旋轉中心;向哪個方向轉,順時針或逆時針;轉多少度,例如 90°。為什麼三個要素缺一不可?因為少說任何一件,圖形的新位置都不能確定:不說中心,不知道繞哪裡轉;不說方向,順時針與逆時針結果不同;不說角度,不知道轉多少。例如「把三角形繞點 O 順時針旋轉 90°」是完整描述,只說「旋轉 90°」就不完整。常見錯法:描述時漏掉旋轉中心,或者忘記寫方向;做題之前先檢查三個要素是否齊全,就像寫地址要有街名、座數、樓層三項一樣。
  2. 第2步:順時針 90°順時針就是時鐘指針行走的方向。一個向上的箭嘴順時針轉 90°,就像時鐘的分針由 12 走到 3,結果變成向右。按這個次序記:向上轉成向右,向右轉成向下,向下轉成向左,向左轉成向上。為什麼用時鐘記憶最可靠?因為時鐘人人都熟悉,鐘面上 12 到 3 正好是四分之一圈,對應 90°,想像指針行走,方向立刻清楚。例如分針由指 3 走到指 6,同樣是順時針轉了 90°。常見錯法:分不清順時針與逆時針,把向上的箭嘴順時針轉成向左;判斷之前先在紙上畫一個小鐘面,想像指針由 12 行到 3,方向就不會亂。
  3. 第3步:逆時針 90°逆時針與時鐘行走方向相反,就像時鐘倒行:同一個向上的箭嘴逆時針轉 90°,分針由 12 倒行到 9,結果變成向左。對照記憶:向上的箭嘴順時針轉變向右、逆時針轉變向左,兩個方向結果不同,不能混淆。為什麼要兩個方向一起記?因為題目常常同時考兩個方向,靠對比記憶最牢固,也方便互相檢查:兩個方向的轉動應該得到相反的結果。例如向右的箭嘴逆時針轉 90° 變成向上,順時針轉 90° 則變成向下。常見錯法:讀錯題目,把逆時針看成順時針,整題方向全部出錯;作答之前用筆尖在圖上比劃一次轉動方向,確認與題目一致。
  4. 第4步:相反方向互相抵消一個向右的箭嘴先順時針轉 90° 變成向下,再逆時針轉 90° 又回到向右。為什麼會回到原位?因為相反方向的兩個 90° 旋轉正好互相抵消,先轉出去的量又被轉回來,圖形回到原位。這個特點可以用來檢查旋轉的結果:把答案往相反方向轉一次,若不能回到原圖形,中間某一步一定出錯。例如向上的箭嘴逆時針轉 90° 得向左,再順時針轉 90°,應該正好回到向上。常見錯法:以為連續轉兩次之後就是 180° 的效果;其實只有方向相同時兩個 90° 才合成 180°,方向相反的 90° 加 90° 等於沒有轉,角度相等、方向相反才會抵消。
  5. 第5步:旋轉整個圖形把一個開口向右的 L 形順時針轉 90°,開口變成向下,因為 L 形的每一條邊都同時轉了 90°,整個圖形一起轉動。為什麼只改變方向不改變形狀?因為旋轉時圖形上每一點都繞同一個中心轉過同樣的角度,任意兩點之間的距離不變,所以邊長、角度與大小全部保持原樣,轉出來的圖形與原來的完全一樣,只是朝向不同。例如一個長 3 格、寬 2 格的長方形,旋轉 90° 之後變成長 2 格、寬 3 格的擺放方向,但仍然是同一個長方形。常見錯法:旋轉後把圖形畫變形,邊長對不上原圖;在方格紙上逐條邊數格檢查,確保每一條邊的長度都不變。
  6. 第6步:動手驗證動手操作是最好的驗證方法:用筆尖按住圖形的一個角作為旋轉中心,把紙張順時針轉四分之一圈,看看圖形變成什麼方向;再向相反方向轉,比較兩次的結果。為什麼動手比想像可靠?因為旋轉是空間運動,單靠腦海想像容易混淆方向,親手轉一轉,順時針與逆時針的區別一目了然,而且印象深刻、容易記住。例如把一本書繞一角順時針轉 90°,再逆時針轉 90°,觀察它正好回到原位。常見錯法:操作時按住的手指移動了位置,旋轉中心變了,結果跟着出錯;整個過程中針尖或筆尖必須牢牢按住同一點,這正是旋轉中心的意義。

4圖解 Diagrams

旋轉 90° Rotation原 Up順 CW逆 CCW90°順時針 = 跟時針同一方向(向右) 逆時針 = 跟時針相反(向左)
圖 1:旋轉 90°

5例題示範 Example

例題:一個箭嘴向上(指向北),順時針轉 90° 之後指向哪裡?接着再逆時針轉 90°,又指向哪裡?

  1. 第一步:順時針 90°,就像鐘面由 12 行到 3,方向由北變成東,箭嘴指向右。
  2. 第二步:再逆時針 90°,時鐘由 3 倒行回 12,方向由東變回北。
  3. 檢查:順時針 90° 加逆時針 90°,方向相反、角度相同,正好互相抵消。
  4. 用鐘面驗證:12 到 3 是順時針,3 倒回 12 是逆時針,兩步的判斷都正確。
  5. 答案:箭嘴順時針轉 90° 之後指向東(即右邊),再逆時針轉 90° 之後回到北(即原來的方向)。順時針 90° 與逆時針 90° 方向相反,正好互相抵消,所以圖形轉了一個來回又回到原位。用鐘面 12 到 3 以及 3 回 12 的走向驗證,兩步的結果都正確。

6常見錯誤 Mistakes

✗ 順逆方向調轉:順時針 90° 以為箭嘴向左。
✓ 順時針跟鐘行:上 → 右(12 → 3)。
✗ 不理旋轉中心,圖形成個飛了去第度。
✓ 中心點固定不動,圖形繞住它轉。
✗ 90° 當 180° 轉:向上轉完當向下。
✓ 90° 是四分一轉:向上 → 向右;180° 先是向上 → 向下。
✗ 以為圖形轉完會變形。
✓ 旋轉只改朝向,形狀大小完全不變。

75 題快測 Quick check

Q1順時針是哪個方向行?

Q2向上箭嘴順時針轉 90°,指邊?

Q3向上箭嘴逆時針轉 90°,指邊?

Q490° 是整個圈的幾分之幾?

Q5圖形旋轉之後,形狀和大小會不會變?

8重點回顧 Recap

  • 講旋轉要講齊:中心、方向、角度
  • 順時針跟鐘行:上轉 90° 到右
  • 逆時針倒轉行:上轉 90° 到左
  • 90° = 四分一轉 = 一個直角
  • 旋轉不會改變圖形的形狀和大小

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