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1、
福建省漳州市薌城中學(xué)高中數(shù)學(xué) 3對稱問題專題訓(xùn)練 新人教A版必修2
目標(biāo):能運(yùn)用直線方程的知識解決與直線有關(guān)的對稱和最值問題。
一、基本對稱:
x軸
y軸
原點(diǎn)
直線y = x
直線y = - x
點(diǎn)(1 , 2)
P (x0 , y0)
直線Ax + By + C = 0
練習(xí):2x + 3y – 6 = 0
方程:f (x , y) = 0
函數(shù)y = f (x)
規(guī)律
圖象
應(yīng)用:y =
2、 x2 + 2x + 3
(x –1)2 + (y +1)2 = 4
二、點(diǎn)對稱(中心對稱)——圖像旋轉(zhuǎn)180后重合
1、舉出中心對稱的例子:
如:正方形、正多邊形、圓、奇函數(shù)的圖像。
2、點(diǎn)與點(diǎn)對稱:
例1:點(diǎn)M(4,3)關(guān)于N(5,– 3)的對稱點(diǎn)是 。
一般結(jié)論:點(diǎn)P (x0 , y0) 關(guān)于點(diǎn)Q (a , b) 的對稱點(diǎn)是 。
解題思路:中點(diǎn)坐標(biāo)公式。
3、直線關(guān)于點(diǎn)對稱:
例2:直線y = 3x - 4關(guān)于點(diǎn) (1 , 1) 對稱的直線方程是
3、 。
解題思路:(1)直線上任取兩點(diǎn),求關(guān)于 (1 , 1) 的對稱點(diǎn)——確定一條直線;
(2)兩對稱直線平行,直線的方程可設(shè)為3x – y + m = 0,由點(diǎn)到直線的距離相等可得;
(3)設(shè)P (x0 , y0)為直線y = 3x - 4上任一點(diǎn),∴ y0 = 3x0 – 4 …… ①,
又P (x0 , y0)關(guān)于 (1 , 1) 的對稱點(diǎn)為P (x , y),得
代入 ① 即得。
注:本題用(2)較簡單,但(3)為一般解法,適用于所有的函數(shù)和方程。
練習(xí):1、方程x2 + y2 = 1關(guān)于點(diǎn)(1,1)對稱的方程為 。
4、
2、點(diǎn)A (3,– 1) 關(guān)于點(diǎn)B(2,1)的對稱點(diǎn)是 。
3、直線2x – y + 1 = 0關(guān)于點(diǎn) (2 , 4) 對稱的直線方程是 。
直線x + y + 1 = 0關(guān)于點(diǎn) (2 , 3) 對稱的直線方程是 。
三、軸對稱(直線)——沿直線翻折后圖像重合
1、舉出軸對稱的例子:
如:正多邊形、圓、偶函數(shù)的圖像、互為反函數(shù)的圖像。
2、點(diǎn)關(guān)于直線對稱:
例3:點(diǎn)M (2 , 4) 關(guān)于直線l: 2x – y + 1 = 0的對
5、稱點(diǎn)是 。
解題思路:設(shè)N (x0 , y0),則l為MN的垂直平分線,得
聯(lián)立方程組求解。
練習(xí):1、點(diǎn)M (2 , 3) 關(guān)于直線x + y + 1 = 0的對稱點(diǎn)是 。
2、點(diǎn) (4 , 0 ) 關(guān)于直線5x + 4y + 21 = 0的對稱點(diǎn)是 。
3、點(diǎn)A (4 , 5) 關(guān)于直線l的對稱點(diǎn)是B (- 2 , 7),則l的方程是 。
3、直線關(guān)于直線對稱:
例4:直線l1: x – y – 2 = 0關(guān)于直線l2: 3x – y + 3 = 0對稱的直線
6、方程為 。
解題思路:(1)夾角相等——求斜率;過交點(diǎn)——解方程組。
(2)l1上任取一點(diǎn),求關(guān)于l2的對稱點(diǎn)坐標(biāo),所求直線必過對稱點(diǎn)及交點(diǎn)。
(3)設(shè)P (x0 , y0) 是l1上的任一點(diǎn),∴ x – y – 2 = 0 …… ①
P關(guān)于直線l2的對稱點(diǎn)為Q (x , y), 得:
把x , y看成常數(shù),求得x0 , y0,代入 ① 即得。
注:本題用(1)較簡單,但(3)為一般解法,適用于所有的函數(shù)和方程。
練習(xí):1、求直線2x + 3y – 6 = 0關(guān)于直線x + y – 1 = 0的對稱直線方程。
2、已知直線l: x
7、+ y – 2 = 0,一束光線過點(diǎn)P (0 ,) 以120的傾斜角投射到l上,經(jīng)l反射后,求反射線所在直線的方程。
3、有一光線從點(diǎn)A (2 , 13) 射到直線l: 3x – 4y – 4 = 0以后,再反射到點(diǎn)
B (- 3 , 3) ,求這條光線的入射線的反射線所在直線的方程以及這條光線從A到B所經(jīng)過的路程。
4、光線沿著斜率為的直線l1射在斜率為的直線l2上反射,若l1和l2的交點(diǎn)為點(diǎn) (- 1 , 2) ,求反射線所在的直線方程。
一般結(jié)論:求直線Ax + By + C = 0關(guān)于直線y = x + b的對稱直線的方程。
設(shè)P (x0 , y0),則
8、Ax0 + By0 + C = 0,P關(guān)于直線y = x + b的對稱點(diǎn)為Q (x , y),
則有或。
注:在解答題中,把滿足的條件(方程組)寫出后,可直接得出結(jié)論。
如:練習(xí)1,2。(檢驗(yàn))
四、最值問題
例5:已知P為x軸上一動點(diǎn),A (0 , 3) , B (4 , 5) 為兩定點(diǎn),求 |PA| + |PB| 的最小值。
引申:求函數(shù)的值域。
練習(xí):1、求函數(shù)的值域。
2、求函數(shù)的值域。
例6:在直線l: x + y – 8 = 0上求一點(diǎn)M,使之與兩定點(diǎn)A (- 4 , 0) 及B (4 , 0) 的距離之和最短。
9、
五、高考題選
1(93)和直線3x – 4y + 5 = 0關(guān)于x軸對稱的直線方程是 。
2(90)如果直線y = ax + 2與直線y = 3x - b關(guān)于直線y = x對稱,那么a = ,
b = 。
3(92)已知直線l1和l2夾角的平分線為y = x,如果l1的方程是ax + by + c = 0 (ab > 0),那么l2的方程是 。
4(91)點(diǎn)P (2 , 5) 關(guān)于直線x + y = 0的對稱點(diǎn)坐標(biāo)是 。
5(92)原點(diǎn)關(guān)
10、于直線8x + 6y = 25的對稱點(diǎn)坐標(biāo)為 。
6(92上海)如果直線l與直線x + y – 1 = 0關(guān)于y軸對稱,那么直線l的方程是 。
7(97)橢圓C與橢圓關(guān)于直線x + y = 0對稱,則橢圓C的方程是 。
小結(jié)歸納:
對稱問題分為點(diǎn)對稱及軸對稱,點(diǎn)對稱僅用中點(diǎn)坐標(biāo)公式即可,軸對稱用對稱點(diǎn)連線的中垂線就是對稱軸,根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式及斜率的關(guān)系即可解決。特別是關(guān)于原點(diǎn)對稱、坐標(biāo)軸對稱、直線x y = 0對稱都要熟練掌握。
最值問題常用的方法是目標(biāo)函數(shù)法和幾何法。
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