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1、設點p(x,y)關于點(a,b)對稱點為p(x,y),x=2a—x。
由中點坐標公式可得:y=2b—y。
2、點p(x,y)關于直線l:ax+by+c=o的對稱點為:
x=x—(ax+by+c)
p(x,y)則
y=y—(ax+by+c)
事實上:∵ppl及pp的中點在直線l上,可得:ax+by=—ax—by—2c。
解此方程組可得結論。
(—)=—1(b0)。
特別地,點p(x,y)關于:
1、x軸和y軸的對稱點分別為(x,—y)和(—x,y)。
2、直線x=a和y=a的對標點分別為(2a—x,y)和(x,2a—y)。
3、直線y=x和y=—x的對稱點分別為(y,x)和(—y,—x)。
例1光線從a(3,4)發(fā)出后經(jīng)過直線x—2y=0反射,再經(jīng)過y軸反射,反射光線經(jīng)過點b(1,5),求射入y軸后的反射線所在的直線方程。
解:如圖,由公式可求得a關于直線x—2y=0的對稱點。
a(5,0),b關于y軸對稱點b為(—1,5),直線ab的方程為5x+6y—25=0。
`c(0,)。
`直線bc的方程為:5x—6y+25=0。
求已知曲線f(x,y)=0關于已知點或已知直線的對稱曲線方程時,只須將曲線f(x,y)=o上任意一點(x,y)關于已知點或已知直線的對稱點的坐標替換方程f(x,y)=0中相應的作稱即得,由此我們得出以下結論。
1、曲線f(x,y)=0關于點(a,b)的對稱曲線的方程是f(2a—x,2b—y)=0。
2、曲線f(x,y)=0關于直線ax+by+c=0對稱的曲線方程是f(x—(ax+by+c),y—(ax+by+c))=0。
特別地,曲線f(x,y)=0關于。
(1)x軸和y軸對稱的曲線方程分別是f(x,—y)和f(—x,y)=0。
(2)關于直線x=a和y=a對稱的曲線方程分別是f(2a—x,y)=0和f(x,2a—y)=0。
(3)關于直線y=x和y=—x對稱的曲線方程分別是f(y,x)=0和f(—y,—x)=0。
除此以外還有以下兩個結論:對函數(shù)y=f(x)的圖象而言,去掉y軸左邊圖象,保留y軸右邊的圖象,并作關于y軸的對稱圖象得到y(tǒng)=f(|x|)的圖象;保留x軸上方圖象,將x軸下方圖象翻折上去得到y(tǒng)=|f(x)|的圖象。
例2(全國高考試題)設曲線c的方程是y=x3—x。將c沿x軸y軸正向分別平行移動t,s單位長度后得曲線c1:
1)寫出曲線c1的方程。
2)證明曲線c與c1關于點a(,)對稱。
(1)解知c1的方程為y=(x—t)3—(x—t)+s。
(2)證明在曲線c上任取一點b(a,b),設b1(a1,b1)是b關于a的對稱點,由a=t—a1,b=s—b1,代入c的方程得:
s—b1=(t—a1)3—(t—a1)。
b1=(a1—t)3—(a1—t)+s。
b1(a1,b1)滿足c1的方程。
b1在曲線c1上,反之易證在曲線c1上的.點關于點a的對稱點在曲線c上。
曲線c和c1關于a對稱。
我們用前面的結論來證:點p(x,y)關于a的對稱點為p1(t—x,s—y),為了求得c關于a的對稱曲線我們將其坐標代入c的方程,得:s—y=(t—x)3—(t—x)。
y=(x—t)3—(x—t)+s。
此即為c1的方程,`c關于a的對稱曲線即為c1。
曲線f(x,y)=0為(中心或軸)對稱曲線的充要條件是曲線f(x,y)=0上任意一點p(x,y)(關于對稱中心或對稱軸)的對稱點的坐標替換曲線方程中相應的坐標后方程不變。
例如拋物線y2=—8x上任一點p(x,y)與x軸即y=0的對稱點p(x,—y),其坐標也滿足方程y2=—8x,`y2=—8x關于x軸對稱。
例3方程xy2—x2y=2x所表示的曲線:
a、關于y軸對稱b、關于直線x+y=0對稱。
c、關于原點對稱d、關于直線x—y=0對稱。
解:在方程中以—x換x,同時以—y換y得。
(—x)(—y)2—(—x)2(—y)=—2x,即xy2—x2y=2x方程不變。
曲線關于原點對稱。
函數(shù)圖象本身關于直線和點的對稱問題我們有如下幾個重要結論:
1、函數(shù)f(x)定義線為r,a為常數(shù),若對任意xr,均有f(a+x)=f(a—x),則y=f(x)的圖象關于x=a對稱。
這是因為a+x和a—x這兩點分別列于a的左右兩邊并關于a對稱,且其函數(shù)值相等,說明這兩點關于直線x=a對稱,由x的任意性可得結論。
例如對于f(x)若tr均有f(2+t)=f(2—t)則f(x)圖象關于x=2對稱。若將條件改為f(1+t)=f(3—t)或f(t)=f(4—t)結論又如何呢?第一式中令t=1+m則得f(2+m)=f(2—m);第二式中令t=2+m,也得f(2+m)=f(2—m),所以仍有同樣結論即關于x=2對稱,由此我們得出以下的更一般的結論:
2、函數(shù)f(x)定義域為r,a、b為常數(shù),若對任意xr均有f(a+x)=f(b—x),則其圖象關于直線x=對稱。
我們再來探討以下問題:若將條件改為f(2+t)=—f(2—t)結論又如何呢?試想如果2改成0的話得f(t)=—f(t)這是奇函數(shù),圖象關于(0,0)成中心對稱,現(xiàn)在是f(2+t)=—f(2—t)造成了平移,由此我們猜想,圖象關于m(2,0)成中心對稱。如圖,取點a(2+t,f(2+t))其關于m(2,0)的對稱點為a(2—x,—f(2+x))。
∵—f(2+x)=f(2—x)`a的坐標為(2—x,f(2—x))顯然在圖象上。
圖象關于m(2,0)成中心對稱。
若將條件改為f(x)=—f(4—x)結論一樣,推廣至一般可得以下重要結論:
3、f(x)定義域為r,a、b為常數(shù),若對任意xr均有f(a+x)=—f(b—x),則其圖象關于點m(,0)成中心對稱。
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