摘要:對(duì)稱(chēng)問(wèn)題是中學(xué)數(shù)學(xué)的一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn),也是近幾年高考中的熱點(diǎn),主要有點(diǎn)、直線、曲線關(guān)于點(diǎn)和直線對(duì)稱(chēng)兩種。中點(diǎn)坐標(biāo)公式或兩條直線垂直的條件是解決對(duì)稱(chēng)問(wèn)題的重要工具。解析幾何中的中心對(duì)稱(chēng)和軸對(duì)稱(chēng)問(wèn)題最終都可以歸結(jié)為關(guān)于點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)問(wèn)題加以解決。
關(guān)鍵詞:點(diǎn);直線;中心對(duì)稱(chēng);軸對(duì)稱(chēng)
對(duì)稱(chēng)思想是近幾年高考中的熱點(diǎn),它主要分為中心對(duì)稱(chēng)和軸對(duì)稱(chēng)兩種,解對(duì)稱(chēng)問(wèn)題要把握對(duì)稱(chēng)的實(shí)質(zhì),掌握其解題方法,提高解題的準(zhǔn)確性和解題的速度,它主要有以下幾種情況:
(一)中心對(duì)稱(chēng)
⒈ 點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱(chēng)
⒉ 直線關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱(chēng)
例1:求直線 x+y-2=0 關(guān)于點(diǎn)P(a,b)對(duì)稱(chēng)的直線方程.
分析一:在已知直線上z任取兩點(diǎn)A、B,再分別求出A、B關(guān)于P點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)A′、B′,然后由兩點(diǎn)式可得所求直線方程.
解:在直線x+y-2=0上取兩點(diǎn)A(0,2)、B(1,1),則它們關(guān)于P(a,b)對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)分別為 A′(2a,2b-2)、B(2a-1,2b-1),由兩點(diǎn)式得所求直線為:
分析二:中心對(duì)稱(chēng)的兩條直線是互相平行的,并且這兩條直線與對(duì)稱(chēng)中心的距離相等.
解:設(shè)所求直線方程為x+y+λ=0,則
點(diǎn)評(píng):方法三為相關(guān)點(diǎn)法,是求曲線方程的一種常用方法,可進(jìn)一步推廣:曲線C:f(x,y)=0關(guān)于點(diǎn)P(a,b)對(duì)稱(chēng)的曲線C′的方程為f(2a-x,2b-y)=0.特別的, 曲線f(x,y)=0關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的曲線方程為: f(-x,-y)=0.
(二)軸對(duì)稱(chēng)
⒈ 點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱(chēng)
例2:M(-1,3)關(guān)于直線:x+y-1=0的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)M′的坐標(biāo).
解二:過(guò)點(diǎn)M(-1,3)與直線l 垂直的直線的斜率k=1,則直線方程為x-y+4=0.
設(shè)M關(guān)于直線l 的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為M′,則E為線段MM′的中點(diǎn),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式知:M′的坐標(biāo)為(-2,2)
解三:設(shè)M′(a,b), 線段MM′的垂直平分線上的任意一點(diǎn)為A(x,y).
∵M(jìn)A=M′A , ∴(x+1)2+(y-3)2=(x-a)2+(y-b)2
這就是已知直線 l的方程
故點(diǎn)M′的坐標(biāo)為(-2,2)
⒉ 直線關(guān)于直線對(duì)稱(chēng)
例3:⑴求直線a:2x+y-4=0關(guān)于直線l :3x+4y-1=0對(duì)稱(chēng)的直線b的方程.
⑵求直線 l1:2x-y+3=0關(guān)于直線l :2x-y+4=0對(duì)稱(chēng)的直線l2 的方程.
分析:由平面幾何知識(shí)知,若a、b關(guān)于直線 l對(duì)稱(chēng),則應(yīng)具有以下性質(zhì):①當(dāng)a、b相交時(shí),則對(duì)稱(chēng)軸是a、b交角的平分線(且通過(guò)交點(diǎn)); 當(dāng)a、b平行時(shí),則a、b與對(duì)稱(chēng)軸的距離相等. ②若點(diǎn)A在直線a上,則點(diǎn)A關(guān)于直線 l的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)B一定在直線b上,并且AB⊥l ;AB的中點(diǎn)在l 上.
⑴解一:由
2x+y-4=03x+4y-1=0得a與l的交點(diǎn)E為(3,2)則E(3,-2)一定在b上,設(shè)b的斜率為k,于是
(三)特殊的對(duì)稱(chēng)關(guān)系
點(diǎn)(a,b)關(guān)于x軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為(a,-b);
點(diǎn)(a,b)關(guān)于y軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為(-a,b);點(diǎn)(a,b)關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為(-a,-b);點(diǎn)(a,b)關(guān)于直線y=x的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為(b,a);點(diǎn)(a,b)關(guān)于直線y=x+m的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為(b-m,a+m);點(diǎn)(a,b)關(guān)于直線y=-x+m的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為(m-b,m-a).
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。