高中数学直线中对称问题归类解析
高中数学直线的对称问题终结版知识讲解题型专练总结

直线中的对称问题知识讲解题型一、点关于点成中心对称对称中心是这两点为端点的线段的中点,因此中心对称的问题是线段中点坐标公式的应用问题. 设),(00y x P ,对称中心为),(b a A ,则P 关于A 的对称点为)2,2('00y b x a P --.题型二、点与点关于直线成轴对称问题对称轴即为两对称点连线的“垂直平分线”利用“垂直”(位置关系)“平分”(数量关系)这两个条件建立方程组,就可求出对顶点的坐标一般情形如下:设点),(00y x P 关于直线b kx y +=的对称点为)','('y x P ,则有0000'1'''22y y k x x y y x x k b -⎧⋅=-⎪-⎪⎨++⎪=⋅+⎪⎩,可求出'x 、'y . 特殊地,点),(00y x P 关于直线a x =的对称点为),2('00y x a P -;点),(00y x P 关于直线b y =的对称点为)2,(00y b x P -.题型三、曲线关于点、曲线关于直线的中心或轴对称问题一般是转化为点的中心对称或轴对称结论如下:(1)曲线0),(=y x f 关于已知点),(b a A 的对称曲线的方程是0)2,2(=--y b x a f .(2)曲线0),(=y x f 关于直线b kx y +=的对称曲线的求法:设曲线0),(=y x f 上任意一点为),(00y x P ,P 点关于直线b kx y +=的对称点为),('y x P ,则由(2)知,P与'P 的坐标满足0000'1'''22y y k x x y y x x k b -⎧⋅=-⎪-⎪⎨++⎪=⋅+⎪⎩,从中解出0x 、0y ,代入已知曲线0),(=y x f ,应有0),(=y x f 利用坐标代换法就可求出曲线0),(=y x f 关于直线b kx y +=的对称曲线方程.题型四、两点关于点对称、两点关于直线对称的常见结论:(1)点),(y x 关于x 轴的对称点为),(y x -.(2)点),(y x 关于y 轴的对称点为),(y x -.(3)点),(y x 关于原点的对称点为),(y x --.(4)点),(y x 关于直线x -y =0的对称点为),(x y .(5)点),(y x 关于直线x +y =0的对称点为),(x y --.(6)点),(y x 关于直线x -y+c =0的对称点为),(c x c y +-.(7)点),(y x 关于直线x +y+c =0的对称点为),(x c y c ----.例1.求圆22412390x y x y ++-+=关于直线3450x y --=的对称圆方程.例2.求直线042:=-+y x a 关于直线0143:=-+y x l 对称的直线b 的方程.例3.自点)3,3(-A 发出的光线l 射到x 轴上,被x 轴反射,其反射光线所在的直线与圆2244x y x y +-- 70+=相切,求光线l 所在的直线方程.例4.已知点)5,3(M ,在直线022:=+-y x l 和y 轴上各找一点P 和Q ,使MPQ △的周长最小.变式练习1.圆4)1()1(22=-+-y x 关于直线:220l x y --=对称的圆的方程 .变式练习2.试求直线01:1=-+y x l 关于直线033:2=--y x l 对称的直线l 的方程.课后作业1.已知点)3,1(A 、)2,5(B ,在x 轴上找一点P ,使得PB PA +最小,则最小值为_________,P 点的坐标为_________.2.已知点),(b a M 与N 关于x 轴对称,点P 与点N 关于y 轴对称,点Q 与点P 关于直线0=+y x 对称,则点Q 的坐标为( )A .),(b aB .),(a bC .),(b a --D .),(a b --3.已知直线05:1=++my x l 和直线0:2=++p ny x l ,则1l 、2l 关于y 轴对称的充要条件是( )A .n p m =5B .5-=pC .n m -=且5-=pD .nm 11-=且5-=p 4.点)5,4(A 关于直线l 的对称点为)7,2(-B ,则l 的方程为____________.5.设直线054=-+y x 的倾斜角为θ,则它关于直线03=-y 对称的直线的倾斜角是___________.6.已知圆C 与圆1)1(22=+-y x 关于直线x y -=对称,则圆C 的方程为( )A .1)1(22=++y xB .122=+y xC .1)1(22=++y xD .1)1(22=-+y x 7.与直线012=-+y x 关于点)11(-,对称的直线方程为( ) A .052=--y xB .032=-+y xC .032=++y xD .012=--y x 8.一条光线从点(-2,-3)射出,经y 轴反射后与圆(x+3)2+(y-2)2=1相切,则反射光线所在直线的斜率为_______-9.两直线x y 33=和1=x 关于直线l 对称,直线l 的方程是___________.10.直线042=--y x 上有一点P ,它与两定点)1,4(-A 、)4,3(B 的距离之差最大,则P 点的坐标是________.11.直线x y 2=是△ABC 中C ∠的平分线所在的直线,若A 、B 坐标分别为)2,4(-A 、)1,3(B ,求点C 的坐标,并判断△ABC 的形状.12.已知△ABC 的一个顶点)4,1(--A ,B ∠、C ∠的平分线所在直线的方程分别为01:1=+y l ,01:2=++y x l ,求边BC 所在直线的方程13. 已知两点)3,2(A 、)1,4(B ,直线022:=-+y x l ,在直线l 上求一点P .(1)使PB PA +最小;(2)使PB PA -最大.。
例析“直线关于直线对称”问题

例析“直线关于直线对称”问题2019-10-21⾼中数学解析⼏何《直线⽅程》部分涉及点关于点、直线关于点、点关于直线、直线关于直线对称四类问题,现就个⼈在教学中有关直线关于直线对称问题加以分析:(⼀)求已知直线与对称轴平⾏的直线⽅程例求已知直线L1:2x+3y-4=0关于直线2x+3y-6=0的对称直线L的⽅程。
解:由题意知:L1与对称直线2x+3y-6=0平⾏可设其对称直线的⽅程为2x+3y+C=0L1到2x+3y-6=0的距离等于L到对2x+3y-6=0的距离所求直线L的⽅程为:2x+3y-8=0评析:此题为求已知直线与对称轴平⾏的对称问题,解题时,只需利⽤平⾯⼏何知识,即平⾏间的距离相等便能使问题得到解决。
(⼆)求已知直线与对称轴相交的直线⽅程例求已知直线L1:x-y-1=0关于直线2x-y=0的对称直线L的⽅程。
解法1:由x-y-1=02x-y=0得x=-1y=-2(-1,-2)为两已知直线交点,且(-1,-2)也在直线L上。
设所求直线L的斜率为k,则:所求直线L的⽅程为y+2=7(x+1)即为:7x-y+5=0解法2:由解法1知交点为(-1,-2),在L1:x-y-1=0上设其⼀点为(1,0),则(1,0)关于2x-y=0对称点B(x0,y0)即:直线L1:x-y-1=0关于直线2x-y=0对称直线L的⽅程为7x-y+5=0解法3:设所求直线L上任意⼀点P(x0,y0),P点关于2x-y=0的对称点为P1(x1,y1),则P1在直线x-y-1=0上。
即:7x-y+5=0为所求直线L的⽅程评析:此类问题为求已知直线与对称轴相交的直线⽅程,⽅法有3种,各有优势。
其中第1种解法是由轴对称性质,对称轴与两条直线夹⾓相等,然后使⽤到⾓公式求出直线斜率,再利⽤点斜式求出所求直线⽅程;第⼆种⽅法是在已知直线上任找⼀点(特殊点也可),从⽽求出该点关于定直线的对称点,然后根据两点式求出直线⽅程,充分利⽤垂直平分来求解对称的直线⽅程;第三种⽅法由两条直线关于定直线对称,则这两条直线中任何⼀条直线上任意⼀点关于对称轴的点必在另⼀条直线上,对称轴是这两点的中垂线,由此可写出两点坐标间的关系式,⽤代⼊法求出直线⽅程。
浅论直线中的对称问题

浅论直线中的对称问题对称问题是高中数学中的基本问题之一,也是考试的热点和难点之一。
遗憾的是教材中仅有少量求直线对称的例题、习题,而求直线中的对称问题的方法也很少。
鉴于此,本文结合自己的教学实践,谈一下求直线中的对称问题的方法,权作抛砖引玉吧。
直线中的对称问题可以分为四类,即点关点对称、直线关于点对称、点关于直线对称和直线关于直线对称。
下面将依次将这四种对称问题的解题方法总结如下。
1 点关于点对称此类问题可用中点坐标公式求解。
解题方法:已知点A(x1,y1),B(x0,y0)求A 点关于点B的对称点C解:令C点坐标(x,y),则可由中点坐标公式得x=2x0-x1,y=2y0-y1所以点C(2x0-x1,2y0-y1)例1:求点A(2,2)关于点B(-2,-3)的对称点C,答案:(-6,-8)2 直线关于点对称此类问题可用距离公式或点关于点对称知识求解。
解题方法:已知直线l1:Ax+By+C=0,点P(x0,y0),求直线l1关于点p的对称直线l2的直线方程。
方法一:解:令所求对称直线l2的方程为:Ax+By+C1=0(C1≠C),则由两条平行线之间的距离公式可得直线l1,l2间距离d1=■,又由点P(x0,y0)可得点P到l1的距离d2=■,由对称知识知d1=2d2即■=2■,∴C-C1=2Ax0+By0+C0(去掉绝对值符号,根据对称知识排除一个C1值)例2:求直线2x+3y-6=0关于点A(1,-1)对称的直线方程,答案:2x+3y+8=0例3:求直线l:x-y-2=0关于点B(1,-4)对称的直线方程,答案:x-y-8=0方法二:解:在所求对称直线l2上任取一点Q(x,y),则点Q关于点P的对称点A(x1,y1),其中x1=2x0-x,y1=2y0-y,由对称知识知点A必在直线l1上,即满足A(2x0-x)+B(2y0-y)+C=0即所求对称直线方程为:-Ax-By+2Ax0+2By0+C=0 例4:求直线l:y=■x-1关于点A(2,3)对称的直线方程,答案:x-2y+10=0例5:求直线y=x+1关于原点对称的直线方程,答案:x-y-1=03 点关于直线对称此类问题可用直线垂直及中点公式求得。
高中数学专题---对称问题

高中数学专题--- 对称问题基本方法:对称问题是解析几何中的一个重要问题,主要类型有:1. 点关于点成中心对称问题(即线段中点坐标公式的应用问题)设点()000,P x y ,对称中心为(),A a b ,则点()000,P x y 关于(),A a b 的对称点为()002,2P a x b y '--.2. 点关于直线成轴对称问题由轴对称定义可知,对称轴即为两对称点连线的垂直平分线,利用“垂直”“平分”这两个条件建立方程,就可以求出对称点的坐标,一般情形如下:设点()000,P x y 关于直线y kx b =+的对称点为(),P x y ''',则有0000122y y k x x y y x x k b '-⎧⋅=-⎪'-⎪⎨''++⎪=⋅+⎪⎩,可求得(),P x y '''.特殊情形:①点()000,P x y 关于直线x a =对称的点为()002,P a x y '-;②点()000,P x y 关于直线y b =对称的点为()00,2P x b y '-;③若对称轴的斜率为1±,则可把()000,P x y 直接代入对称轴方程求得对称点P '的坐标.一、典型例题1.已知椭圆C :2214x y +=,A 为椭圆左顶点,设椭圆C 上不与A 点重合的两点D ,E 关于原点O 对称,直线AD ,AE 分别交y 轴于M ,N 两点.求证:以MN 为直径的圆被x 轴截得的弦长是定值.2.已知椭圆22143x y +=与直线y kx m =+相交于不同的两点,M N ,如果存在过点10,2P ⎛⎫- ⎪⎝⎭的直线l ,使得点M N ,关于l 对称,求实数m 的取值范围.二、课堂练习1.已知椭圆22184x y +=,上顶点为,P O 为坐标原点,设线段PO 的中点为M ,经过M 的直线l 与椭圆交于,A B 两点,()3,0C -,若点A 关于x 轴的对称点在直线BC 上,求直线l 方程.2.已知椭圆22:194x y C +=. 点P 为圆22:13M x y +=上任意一点,O 为坐标原点.设直线l 经过点P 且与椭圆C 相切,l 与圆M 相交于另一点A ,点A 关于原点O 的对称点为B ,证明:直线PB 与椭圆C 相切.三、课后作业1.已知椭圆:Γ221106x y+=.ABC∆的顶点都在椭圆Γ上,其中,A B关于原点对称,试问ABC∆能否为正三角形?并说明理由.2.已知椭圆2212yx+=,记椭圆的右顶点为C,点(),D m n(0n≠)在椭圆上,直线CD交y轴于点M,点E与点D关于y轴对称,直线CE交y轴于点N.问:x轴上是否存在点Q,使得OQM ONQ∠=∠(O为坐标原点)?若存在,求点Q坐标;若不存在,说明理由.3.已知椭圆22413yx+=,右顶点为A,设直线l:1x=-上两点P,Q关于x轴对称,直线AP与椭圆相交于点B(B异于点A),直线BQ与x轴相交于点D. 若APD线AP 的方程.。
对称问题直线中的几类对称问题高考数学专题讲座讲义

偶函数图像关于y轴对称
周期函数图像关于其周期对称
函数图像的平移、旋转和伸缩 变换
感谢观看
汇报人:XX
函数图像:考察 对称性在判断函 数图像中的应用
几何图形:考察 对称性在判断几 何图形中的应用
概率统计:考察 对称性在概率统 计问题中的应用
04
对称问题的解题思路和技巧
解题思路
识别对称:确定问题中的对称性, 明确对称轴或对称中心。
利用性质:利用对称性质,如对 称点的距离相等或对称轴上的点 具有相同的坐标。
性质:对称直线的斜率互为相反数,且与对称轴的交点坐标相同。
应用:在几何、代数、解析几何等领域中都有广泛应用,是解决对称问题的重要方法之一。
举例:在解析几何中,直线关于线对称的应用可以解决一些与直线相关的对称问题,例如求两 条直线的中点坐标、求两条直线的交点等。
直线关于面对称
定义:直线关于某平面对称,是指该直线上的任意一点关于该平面对 称的点仍在直线上。
对称性在数学中 的重要性:对称 性是数学中一个 重要的概念,它 不仅在代数中有 广泛的应用,还 在几何、分析等 领域中有重要的 应用。
对称性问题在数 学中的发展:随 着对称性在数学 中的不断发展, 对称性问题已经 成为数学研究的 一个重要方向, 对于推动数学的 发展具有重要意 义。
函数图像中的对称问题
对称问题涉及到对称性、对 称变换、对称群等概念。
对称问题可以通过对称操作、 对称元素、对称轴等来描述
和分类。
对称问题的常见类型
点对称:点关于点对称,如几何图形中的中心对称 线对称:线关于线对称,如平行线、垂直线等 面对称:面关于面对称,如平面几何中的轴对称 旋转对称:图形绕某点旋转一定角度后与自身重合,如正多边形和圆
直线中的四类对称问题及讲解

直线中的几类对称问题对称问题,是解析几何中比较典型,高考中常考的热点问题. 对于直线中的对称问题,我们可以分为:点关于点的对称;点关于直线的对称;直线关于点的对称,直线关于直线的对称.一、点关于点的对称问题点关于点的对称问题,是对称问题中最基础最重要的一类,其余几类对称问题均可以化归为点关于点的对称进行求解. 熟练掌握和灵活运用中点坐标公式是处理这类问题的关键.例1 求点A (2,4)关于点B (3,5)对称的点C 的坐标.分析 易知B 是线段AC 的中点,由此我们可以由中点坐标公式,构造方程求解.解 由题意知,B 是线段AC 的中点,设点C (x ,y ),由中点坐标公式有⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=245223x x ,解得⎩⎨⎧==64y x ,故C (4,6). 点评 解决点关于点的对称问题,我们借助中点坐标公式进行求解. 另外此题可以利用中点的性质AB=BC ,以及A ,B ,C 三点共线的性质去列方程来求解.二、点关于直线的对称问题点关于直线的对称问题是点关于点的对称问题的延伸,处理这类问题主要抓住两个方面:①两点连线与已知直线斜率乘积等于-1,②两点的中点在已知直线上.例2 求点A (1,3)关于直线l :x+2y-3=0的对称点A ′的坐标.分析 因为A ,A ′关于直线对称,所以直线l 是线段AA ′的垂直平分线. 这就找到了解题的突破口.解 据分析,直线l 与直线AA ′垂直,并且平分线段AA ′,设A ′的坐标为(x ,y ),则AA ′的中点B 的坐标为.13,23,21•x y •k •y ••x A A --=⎪⎭⎫ ⎝⎛++' 由题意可知,⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-∙--=-+⨯++121130323221x y y x , 解得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=5153y x . 故所求点A ′的坐标为.51,53•••⎪⎭⎫ ⎝⎛--三、直线关于某点对称的问题直线关于点的对称问题,可转化为直线上的点关于某点对称的问题,这里需要注意到的是两对称直线是平行的. 我们往往利用平行直线系去求解.例3 求直线2x+11y+16=0关于点P (0,1)对称的直线方程.分析 本题可以利用两直线平行,以及点P 到两直线的距离相等求解,也可以先在已知直线上取一点,再求该点关于点P 的对称点,代入对称直线方程待定相关常数.解法一 由中心对称性质知,所求对称直线与已知直线平行,故可设对称直线方程为2x+11y+c=0. 由点到直线距离公式,得2222112|11|112|1611|++=++c ,即|11+c|=27,得c=16(即为已知直线,舍去)或c= -38. 故所求对称直线方程为2x+11y-38=0.解法二 在直线2x+11y+16=0上取两点A (-8,0),则点A (-8,0)关于P (0,1)的对称点的B (8,2). 由中心对称性质知,所求对称直线与已知直线平行,故可设对称直线方程为2x+11y+c=0.将B (8,2)代入,解得c=-38.故所求对称直线方程为2x+11y-38=0.点评 解法一利用所求的对称直线与已知直线平行,再由点(对称中心)到此两直线距离相等,而求出c ,使问题解决;解法二是转化为点关于点对称问题,利用中点坐标公式,求出对称点坐标,再利用直线系方程,写出直线方程.四、直线关于直线的对称问题直线关于直线对称问题,包含有两种情形:①两直线平行,②两直线相交. 对于①,我们可转化为点关于直线的对称问题去求解;对于②,其一般解法为先求交点,再用“到角”,或是转化为点关于直线对称问题.例4 求直线l 1:x-y-1=0关于直线l 2:x-y+1=0对称的直线l 的方程.分析 转化为点关于直线的对称问题,再利用平行直线系去求解,或者利用距离相等寻求解答.解 设直线l 的方程为x-y+c=0,在直线l 1:x-y-1=0上取点M (1,0),则易求得M 关于直线l 2:x-y+1=0的对称点N (-1,2),将N 的坐标代入方程x-y+c=0,解得c=3,故所求直线l 的方程为x-y+3=0.点评 此题也可以先利用平行直线系方程写出直线l 的形式,然后再在直线l 2上任取一点,在根据该点到互相对称的两直线的距离相等去待定相关常数.例5 试求直线l 1:x-y-2=0关于直线l 2:3x-y+3=0对称的直线l 的方程.直线l 的方程为7x+y+22=0.方法提示:本题可以先求l 1,l 2的交点A ,再在直线l 1上取异于点A 的任意点B ,再求点B 关于点A 的对称点B ′,最后由A ,B ′两点写出直线l 的方程.。
直线中的对称问题6种考法

直线中的对称问题一、点关于点的对称问题1、实质:该点是两对称点连线段的中点2、方法:利用中点坐标公式平面内点()00,y x A 关于()b a P ,对称点坐标为()002,2y b x a --,平面内点()11,y x A ,()22,y x A '关于点⎪⎭⎫⎝⎛++2,22121y y x x P 对称二、直线关于点的对称问题 1、实质:两直线平行2、法一:转化为“点关于点”的对称问题(在l 上找两个特殊点(通常取直线与坐标轴的交点),求出各自关于A 对称的点,然后求出直线方程)法二:利用平行性质解(求一个对称点,且斜率相等或设平行直线系,利用点到直线距离相等) 三、点关于直线的对称问题1、实质:轴(直线)是对称点连线段的中垂线2、(1)当直线斜率存在时:方法:利用”垂直“和”平分“这两个条件建立方程组,就可求出对称点的坐标,一般地:设点()00,x y 关于直线0++=Ax By C 的对称点(),x y '',则'0'0''01022⎧-⎛⎫-=- ⎪⎪-⎪⎝⎭⎨++⎪++=⎪⎩y y A x x B x x y y A B c (2)当直线斜率不存在时:点()00,x y 关于m x =的对称点为()002,-m x y 2、常见的点关于直线的对称点(1)点()00,x y 关于x 轴的对称点为()00,x y -; (2)点()00,x y 关于y 轴的对称点为()00,x y -; (3)点()00,x y 关于直线y x =的对称点为()00,y x ; (4)点()00,x y 关于直线y x =-的对称点为()00,y x --;(5)点()00,x y 关于直线x m =的对称点为()002,m x y -; (6)点()00,x y 关于直线y n =的对称点为()00,2x n y -;(7)点()00,x y 关于直线0x y m -+=的对称点为()00,,y m x m -+; (8)点()00,x y 关于直线0x y m +-=的对称点为()00,,y m x m ---+; 四、直线关于直线的对称问题1、当1l 与l 相交时:此问题可转化为“点关于直线”的对称问题;求直线1:0l ax by c ++=,关于直线2:0l dx ey f ++=(两直线不平行)的对称直线3l 第一步:联立12l l ,算出交点00()P x y ,第二步:在1l 上任找一点(非交点)11()Q x y ,,求出关于直线对称的点22()Q x y ', 第三步:利用两点式写出3l 方程2、当1l 与l 平行时:对称直线与已知直线平行.两条对称直线到已知直线的距离相等,利用平行线间距离公式建立方程即可解得。
解析几何:直线中的对称问题

一:直线关于直线对称【结论】直线0ax by c ++=关于直线=0Ax By C ++对称的直线方程为:222+2ax by c aA bB Ax By C A B ++=+++ 如此对称漂亮的等式相信对于各位的记忆并不困难吧!当然最后你别忘了将之化成直线方程的标准形式二:直线关于点对称这个要简单好多,首先直线关于某点对称的直线,其斜率保持一致(前提是该直线不过此点),再借助点到两直线的距离相等即可解决问题。
由于距离公式涉及到绝对值符号,很多同学在处理这一步的时候走了点弯路,还去讨论情况什么的,甚至还有人进行两边平方,实际上我们很容易知道,绝对值符号内的部分肯定是互为相反数——因为相等的情况就是该直线本身。
【例】求直线0ax by c ++=关于点00P(x ,y )对称的直线方程解:设所求直线方程0ax by d ++=,其中d 由方程0000()(ax by c)0ax by d +++++=来求三:点关于直线已知点M(x 0,y 0)和直线 l :Ax+By+C=0(A≠0,B≠0),求点M 关于直线l 对称的对称点M′的坐标,这是高中数学教学中常见的问题。
其求法是简单的,设M′(x,y),利用直线l 是线段MM′的中垂线,列出方程组,解方程组便可求得M′点的坐标。
由于在教学中遇到此类问题很多,屡屡列方程组并解之不胜其烦,所以不如做一回傻事,就一般情况推导出其坐标公式,“毕其功于一役”,省得以后劳苦再三。
但需说明的是,此公式虽如此优美,但仅适合于教师使用。
而不提倡学生使用此公式(额外增加了记忆负担)。
定理:已知点M(x 0,y 0)和直线 l :Ax+By+C=0(A≠0,B≠0),点M 关于直线l 对称的对称点M′的坐标(x ,y),则 00022000222(x ,y )2(x ,y )Af x x A B Bf y y A B =-+=-+ 其中(x,y)Ax By f C =++证明:设点M 关于直线l 对称的对称点M′的坐标是(x ,y),∵ l⊥MM′,∴ [(y -y 0)/(x-x 0)](-A/B)=-1,∴ y=y 0+B(x-x 0)/A , ①∵ 线段MM′的中点在直线l 上,∴ A(x+x 0)/2+B(y+y 0)/2+C=0,∴Ax+By+C+Ax 0+By 0+C=0,即 Ax+By+C+f(x 0,y 0)=0, ②将①代入②,得Ax+B[y 0+B(x-x 0)/A]+C+f(x 0,y 0)=0,∴ A 2x+B[Ay 0+B(x-x 0)]+AC+Af(x 0,y 0)=0,∴ A 2x+ABy 0+B 2x-B 2x 0+AC+Af(x 0,y 0)=0,∴ (A 2+B 2)x-A 2x 0-B 2x 0+A 2x 0+ABy 0+AC+Af(x 0,y 0)=0,即 (A 2+B 2)x-(A 2+B 2)x 0+2Af(x 0,y 0)=0,∴ x=x 0-2Af(x 0,y 0)/(A 2+B 2),把上式代入①,得y=y 0+B[-2Af(x 0,y 0)/A(A 2+B 2)]=y 0-2Bf(x 0,y 0)/(A 2+B 2).(证毕)例1 已知点M(3,4)和直线 l : x-y=0,点M 关于直线l 对称的对称点M′的坐标。
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直线中对称问题归类解析
直线中的对称问题主要有:点关于点对称;点关于直线对称;直线关于点对称;直线关于直线对称。
下面谈谈各类对称问题的具体求解方法。
1、点关于点的对称
例1已知点A (-2,3),求关于点P (1,1)的对称点B (o x ,o y )。
分析:利用点关于点对称的几何特性,直接应用中点坐标公式求解。
解:设点A (-2,3)关于点P (1,1)的对称点为B (o x ,o y ),则由中点坐标公式得
⎪⎩⎪⎨⎧=+=+-12
3122o o y x 解得⎩⎨⎧-==14o o y x 所以点A 关于点P (1,1)的对称点为B (4,-1)。
评注:利用中点坐标公式求解完之后,要返回去验证,以确保答案的准确性。
2、直线关于点的对称
例2求直线043:1=--y x l 关于点P (2,-1)对称的直线2l 的方程。
解法1:(用点到直线距离公式)
分析:由已知条件可得出所求直线与已知直线平行,所以可设所求直线方程为03=+-b y x 。
解:由直线2l 与043:1=--y x l 平行,故设直线2l 方程为03=+-b y x 。
由已知可得,点P 到两条直线距离相等,得1
316134
1622+++=+-+b 解得10-=b ,或4-=b (舍)。
则直线2l 的方程为0
103=--y x 评注:充分利用直线关于点对称的特性:对称直线与已知直线平行且点P 到两条直线的距离相等。
几何图形特性的灵活运用,可为解题寻找一些简捷途径。
解法2:(利用中点坐标法)
分析:设已知直线1l 上任意点A (a ,b ),对称点P(x 0,y 0)即为中点坐标,则对称点A ’(a x -02,b y -02)在与已知1l 的对称直线2l 上,两直线平行,可设为03=+-b y x ,带入即可求出2
l 解:设A (1,-1)在直线043:1=--y x l 上,关于点P (2,-1)的对称点A ’(3,-1)
把点A ‘(3,-1)带入直线03=+-b y x 得b=-10.则直线2l 为0
103=--y x 解法3:(利用图像平移法)
分析:取已知直线上与对称点P 相同的横坐标或纵坐标,求出点A 坐标,根据AP 之间距离可得AA ‘之间距离’,已知两直线平行,可让原直线根据方向平移既得直线
解:取直线043:1=--y x l 与对称点P(2,-1)相同的横坐标的点A 为(2,2),则AP 之间的距离为3,可知直线需要向下平移6个单位,带入043=--y x 可得直线为0
103=--y x 注:如果是纵坐标呢?
3、点关于直线的对称
例3求点A (2,2)关于直线0942=+-y x 的对称点坐标。
解法1(利用中点转移法):设点A (2,2)关于直线0942=+-y x 的对称点为A′(0x ,0y ),则直线AA′与已知直线垂直,故可设直线AA′方程为024=++c y x ,把A (2,2)坐标代入,可求得c=-12。
∴直线AA′方程为062=-+y x 。
由方程组⎩⎨⎧=-+=+-0
620942y x y x 解得AA′中点M (23,3)。
由中点坐标公式得
23220=+x ,3220=+y ,解得10=x ,40=y ∴所求的对称点坐标为(1,4)。
评注:解题时,有时可先通过求中间量,再利用中间量求解结果。
解法2(相关点法)分析:设B (a ,b )是A (2,2)关于直线
的对称点,则直线AB
与l 垂直,线段AB 中点在直线上。
解:设B (a ,b )是A (2,2)关于直线0942=+-y x 的对称点,根据直线AB 与l 垂直,线段AB 中点在直线0942=+-y x 上,则有⎪⎩
⎪⎨⎧=++⋅-+⋅-=--⋅09224222121b a b
解得
∴所求对称点的坐标为(1,4)。
评注:①中点在0942=+-y x 上;②所求点与已知点的连线与0942=+-y x 垂直。
4、直线关于直线的对称
例4求直线02:1=--y x l 关于直线033:0=+-y x l 对称的直线2l 的方程。
解法1(动点转移法)分析:设所求直线1l 上任一点为P (1x ,1y ),求其对称点坐标,并将其对称点坐标代入直线1l 方程进行求解。
解:设所求直线1l 上任意一点P (1x ,1y )(P 不在2l 上)关于2l 的对称点为Q (2x ,2y ),
则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=--=++-+⋅10
322312122121x x y y y y x x 解得⎪⎩
⎪⎨⎧++=-+-=53435934221221y x y y x x 又因为点P 在1l 上运动,则02=--y x 代入P 点的
02534359342222=-++--+-y x y x ,解得0227=++y x 。
即直线2l 的方程为0227=++y x 。
评注:直线关于直线对称实质是点关于线的对称。
此题还可在直线上任取一点(非两直线交点)并求其关于直线的对称点,则该对称点与两直线交点的连线便是所求对称直线。
解法2(特殊点法)分析:三条直线共同点为O (5-,9-),设直线1l 上任意一点A (2,0)而2l 上的对称点A ’(a ,b)则中点坐标为(22+a ,2b ),中点代入0l ,利用k 值构造方程解出解:公共点为O (25-,29-),A ’(a ,b),中点坐标为(22+a ,2
b )得⎪⎩⎪⎨⎧-=-=+-+⋅10
323b b a 解得a=-3.4,b=1.8,再利用两点法求出直线0227=++y x 解法3:(角平分线法)分析:三条直线共点O (25-,29-),此刻0l 为1l 、2l 的角平分线,利用角平分线性质,可设0l 上的点P (1,6)到1l 、2l 的距离相等,设2l 为29)25(-+=x k y ,用点到直线公式解决解:共点O (5-,9-),0l 上的点P (1,6),设2l 为9)5(-+=x k y 可得1126112
96)251(2+--=+--+=k k d 解得k=-7,k=1(舍)所以得0
227=++y x 解法4:(到角公式法)
解:共点O (25-,29-),设2l 为29)25(-+=x k y 即为02
925=-+-k y kx ,02:1=--y x l 的k 1=1,033:0=+-y x l 的k 0=3由题意可知1l 到1l 与0l 到2l 的角相等,
(到角公式:1l 到0l 角为α,则1
0101tan k k k k --=α)则k
k 3133113+-=+-,解得k=-7所以得2l :0227=++y x 注:如果直线与直线对称且直线平行则利用直线关于点对称的类似方法解
习题:
1、已知直线033:=+-y x l ,求
(1)点P (4,5)关于l 的对称点坐标;
(2)直线l 关于点A (3,2)的对称直线方程;
(3)直线2-=x y 关于l 的对称直线方程。
2、直线033:1=+-y x l 关于直线05:0=+-y x l 的对称直线2l 的方程
3、直线042:1=+-y x l 关于直线02:0=-+y x l 的对称直线2l 的方程
4、直线01032:1=+-y x l 关于直线0243:0=-+y x l 的对称直线2l 的方程。