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解析几何中的对称问题
一般地,对称问题包括点关于点的对称,点关于直线的对称,直线关于点的对称,曲线关于直线的对称等情况,上述各种对称问题,最终化归为点的对称问题.其中点关于直线的对称是最基本的对称,解决这类对称问题要抓住两条:一是已知点与对称点的连线与对称轴垂直;二是以已知点和对称点为端点的线段中点在对称轴上.
1.点点对称:
点的坐标
对称中心
对称后点的坐标
(x0,y0)
(0,0)
(-x0,-y0)
(x0,y0)
(m,n)
(2m-x0,2n-y0)
2.点线对称:
点的坐标
对称轴
对称后点的坐标
(x0,y0)
x轴
(x0,-y0)
(x0,y0)
y轴
(-x0,y0)
(x0,y0)
直线y=x+b
(y0-b,x0+b)
(x0,y0)
直线y=-x+b
(b-y0,b-x0)
(x0,y0)
直线Ax+By+C=0
(x0-2At,y0-2Bt)
t=(对称系数)
证明和书写过程如下:若点(x0,y0)关于直线Ax+By+C=0对称后的点为(x,y),则由方程组:可解的(对称系数t=),注意解答题的书写不要出现对称系数的说法;
3.线点对称:
曲线f(x,y)=0关于点(m,n)对称的曲线为:f(2m-x,2n-y)=0.
4.线线对称:
曲线f(x,y)=0关于直线Ax+By+C=0对称的曲线的方程为:f(x-2At,y-2Bt)=0,特别的直线ax+by+c=0关于直线Ax+By+C=0对称的直线方程满足:ax+by+c=(Ax+By+C).
例1.已知入射光线经过点M(-3,4),被直线l:x-y+3=0反射,反射光线经过点N(2,6),则反射光线所在直线的方程为 .
常规解法:
设点M(-3,4)关于直线l:x-y+3=0的对称点为
M′(a,b),则反射光线所在直线过点M′,所以
,
解得a=1,b=0.又反射光线经过点N(2,6),故所求直线的方程为=,
即6x-y-6=0.
快速解法:
x=4-3=1,y=-3+3=0,故反射光线经过点(1,0)和(2,6),故所求直线的方程为6x-y-6=0.
例2.已知直线l:x-2y+8=0和两点A(2,0),B(-2,-4),若直线l上存在点P使|PA|+|PB|最小