内容正文:
第11讲 点、线间的对称关系
【人教A版2019】
模块一
关于点的对称
1.点关于点的对称
求点P关于点A(a,b)的对称点P'的问题,主要依据A是线段PP′的中点来求解.
设P(x0,y0),对称中心为A(a,b),则P关于A的对称点为P'(2a-x0,2b-y0).
2.直线关于点的对称
求直线l关于点A(a,b)对称的直线l'的步骤:
(1)由平行直线系设出直线l'的方程;
(2)在l上任取一点P(x,y),求P关于A的对称点P'(2a-x,2b-y);
(3)将P'的坐标代入直线l'的方程,求出参数,得到l'的方程.
【题型1 点关于点的对称问题】
【例1】(24-25高二上·辽宁鞍山·阶段练习)点关于点的对称点的坐标是( )
A. B. C. D.
【变式1.1】(24-25高二上·北京·期中)点与点的对称中心是( )
A. B. C. D.
【变式1.2】(24-25高二·全国·课堂例题)已知不同的两点与关于点对称,则( )
A. B.14 C. D.5
【变式1.3】(24-25高二上·四川遂宁·期中)若A(4,0)与B点关于点(2,1)对称,则B点坐标为( )
A. B. C. D.
【题型2 直线关于点的对称问题】
【例2】(2025高三·全国·专题练习)与直线关于坐标原点对称的直线的方程为( )
A. B. C. D.
【变式2.1】(24-25高二上·江苏常州·期中)已知直线与直线关于点对称,则实数的值为( )
A.2 B.6 C. D.
【变式2.2】(24-25高二上·四川绵阳·阶段练习)直线关于点P(2,3)对称的直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【变式2.3】(24-25高二上·全国·期末)点在直线上,直线与关于点对称,则一定在直线上的点为( )
A. B. C. D.(1,0)
模块二
关于直线对称
1.两点关于某直线对称
设点A(x0,y0)关于直线l的对称点为B(x,y).
(1)直线l的斜率不存在时,设直线1:x=t,则.
(2)直线l的斜率为0时,设直线l:y=t,则.
(3)直线l的斜率存在且不为0时,设点A(x0,y0)关于直线l:Ax+By+C=0的对称点为B(x,y).
则,由此可求出B(x,y).
(4)几种特殊位置的对称:
点
对称轴
对称点坐标
P(a,b)
x轴
(a,-b)
y轴
(-a,b)
y=x
(b,a)
y=-x
(-b,-a)
x=m(m≠0)
(2m-a,b)
y=n(n≠0)
(a,2n-b)
2.直线关于直线对称
直线关于直线对称有两种类型:
(1)若已知直线l₁与对称轴l相交于点P,则交点P必在l₁关于l对称的直线l2上,再求出l₁上除点P外
任意一个已知点P₁关于l对称的点P2,那么经过交点P及点P2的直线就是l2.
(2)若已知直线l₁与对称轴l平行,则l₁关于l对称的直线l2到直线l的距离和l₁到直线l的距离相等,由
平行直线系和对称点即可求出l₁关于l对称的直线l2.
【题型3 求点关于直线的对称点】
【例3】(24-25高二上·福建·期中)点关于直线对称的点的坐标为( )
A. B.
C. D.
【变式3.1】(24-25高二上·广东佛山·期中)点关于直线对称的点的坐标为( )
A. B. C. D.
【变式3.2】(24-25高二上·北京·期中)若点关于直线的对称点在轴上,则满足的条件为( )
A. B.
C. D.
【变式3.3】(24-25高二上·江苏盐城·期中)已知直线,则点关于直线的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
【题型4 直线关于直线的对称问题】
【例4】(24-25高二上·广东清远·期中)已知直线,若关于对称的直线为,则直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【变式4.1】(24-25高二上·山东青岛·期中)直线关于x轴对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【变式4.2】(24-25高二上·广东深圳·期末)已知直线与直线关于直线对称,则的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式4.3】(24-25高二上·江苏苏州·期末)直线关于直线:对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【题型5 光线反射问题】
【例5】(24-25高二上·河北唐山·期中)一条光线从点射出,与轴相交于点,经x轴反射,则反射光线所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式5.1】(2025高三·全国·专题练习)光线自点射入,经倾斜角为的直线反射后经过点,则反射光线还经过点( )
A. B. C. D.
【变式5.2】(24-25高二上·吉林长春·阶段练习)已知光线从点射出,经直线反射,且反射光线所在直线过点,则反射光线所在直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【变式5.3】(24-25高二上·江苏南京·阶段练习)如图所示,已知点,从点射出的光线经直线AB反射后再射到直线OB上,最后经直线OB反射后又回到点,则光线所经过的路程是( )
A.3 B. C. D.
【题型6 将军饮马问题】
【例6】(24-25高二上·全国·单元测试)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句为“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,其中隐含了一个有趣的数学问题——“将军饮马”,即将军在白天观望烽火台之后黄昏时从山脚下某处出发,先到河边饮马再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,已知军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程为( )
A. B.5 C. D.
【变式6.1】(2025·陕西西安·一模)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程为( )
A. B.3 C. D.5
【变式6.2】(24-25高二上·上海奉贤·期末)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【变式6.3】(24-25高二上·上海奉贤·阶段练习)2023年暑期档动画电影《长安三万里》重新点燃了人们对唐诗的热情,唐诗中边塞诗又称出塞诗,是唐代汉族诗歌的主要题材,是唐诗当中思想性最深刻,想象力最丰富,艺术性最强的一部分,唐代诗人李颀的边塞诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”.诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设将军的出发点是,军营所在位置为,河岸线所在直线的方程为,若将军从出发点到河边饮马,再回到军营(“将军饮马”)的总路程最短,则( )
A.将军从出发点到河边的路线所在直线的方程是
B.将军在河边饮马的地点的坐标为
C.将军从河边回军营的路线所在直线的方程是
D.“将军饮马”走过的总路程为5
一、单选题
1.(24-25高二上·浙江杭州·期中)点关于直线的对称点坐标为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·重庆渝中·阶段练习)若点关于直线:(,)的对称点为,则( )
A. B. C.3 D.5
3.(24-25高二上·贵州贵阳·阶段练习)点关于直线的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·山东泰安·期中)已知直线与直线关于点对称,则恒过的定点为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二上·河南南阳·阶段练习)直线关于点对称的直线方程为( )
A.4x+3y-4=0 B.4x+3y-12=0
C.4x-3y-4=0 D.4x-3y-12=0
6.(24-25高二上·天津红桥·阶段练习)直线关于直线对称的直线方程是( )
A. B. C. D.
7.(24-25高二上·安徽·期中)已知入射光线所在的直线的倾斜角为,与y轴交于点,则经y轴反射后,反射光线所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
8.(24-25高二上·福建福州·期中)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线的方程为,则“将军饮马”的最短总路程为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(24-25高二上·河北保定·阶段练习)若点和点关于直线对称,则( )
A. B.
C. D.
10.(24-25高二·全国·课后作业)一光线过点(2,4),经倾斜角为135°的直线l:反射后经过点(5,0),则反射光线还经过下列哪些点( )
A. B.(14,1) C.(13,2) D.(13,1)
11.(24-25高二上·山西太原·期中)已知直线,则下列说法正确的是( )
A.直线与相交于点
B.直线和轴围成的三角形的面积为
C.直线关于原点O对称的直线方程为
D.直线关于直线对称的直线方程为
三、填空题
12.(24-25高二上·福建福州·期中)点关于直线的对称点坐标是 .
13.(24-25高二上·重庆·阶段练习)直线关于点对称的直线方程为 .
14.(24-25高二上·辽宁大连·期中)已知直线,,若直线与关于直线l对称,则直线l的方程为 .
四、解答题
15.(24-25高二上·江苏常州·期中)已知点,直线.
(1)求点到直线的距离;
(2)求点关于直线l的对称点的坐标.
16.(24-25高二上·全国·课前预习)已知,,直线.
(1)求点关于直线的对称点的坐标;
(2)求直线关于直线对称的直线方程.
17.(24-25高二上·广西南宁·阶段练习)已知直线和点
(1)求点关于直线的对称点的坐标;
(2)求直线关于点对称的直线方程.
18.(24-25高二·全国·课后作业)已知点的坐标为,直线的方程为,求:
(1)点关于直线的对称点的坐标;
(2)直线关于点的对称直线的方程.
19.(24-25高二上·江苏宿迁·期中)已知直线过点,直线:.
(1)若直线,求直线的方程;
(2)若直线为入射光线,经直线反射,其反射光线经过点,求的方程.
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第11讲 点、线间的对称关系
【人教A版2019】
模块一
关于点的对称
1.点关于点的对称
求点P关于点A(a,b)的对称点P'的问题,主要依据A是线段PP′的中点来求解.
设P(x0,y0),对称中心为A(a,b),则P关于A的对称点为P'(2a-x0,2b-y0).
2.直线关于点的对称
求直线l关于点A(a,b)对称的直线l'的步骤:
(1)由平行直线系设出直线l'的方程;
(2)在l上任取一点P(x,y),求P关于A的对称点P'(2a-x,2b-y);
(3)将P'的坐标代入直线l'的方程,求出参数,得到l'的方程.
【题型1 点关于点的对称问题】
【例1】(24-25高二上·辽宁鞍山·阶段练习)点关于点的对称点的坐标是( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据中点坐标公式求解即可.
【解答过程】设点坐标为,
则由题意可得,解得,
所以点坐标为,
故选:B.
【变式1.1】(24-25高二上·北京·期中)点与点的对称中心是( )
A. B. C. D.
【解题思路】由中点的坐标公式求解即可.
【解答过程】点与点的对称中心是的中点,
所以对称中心的坐标为,
故选:C.
【变式1.2】(24-25高二·全国·课堂例题)已知不同的两点与关于点对称,则( )
A. B.14 C. D.5
【解题思路】根据中点公式,列出方程,求得的值,进而求得的值.
【解答过程】因为两点与关于点对称,
可得,即,解得,
所以.
故选:C.
【变式1.3】(24-25高二上·四川遂宁·期中)若A(4,0)与B点关于点(2,1)对称,则B点坐标为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据中点坐标公式即可求解.
【解答过程】解:设,由题知,点和点的中点为,则
解得:,
所以点的坐标为
故选:B.
【题型2 直线关于点的对称问题】
【例2】(2025高三·全国·专题练习)与直线关于坐标原点对称的直线的方程为( )
A. B. C. D.
【解题思路】设出所求对称直线上的点的坐标,求出关于原点的对称点坐标,代入已知直线方程,即可.
【解答过程】设直线上一点关于坐标原点对称的点为,
则,,解得,,
代入,得,
即所求直线的方程为.
故选:D.
【变式2.1】(24-25高二上·江苏常州·期中)已知直线与直线关于点对称,则实数的值为( )
A.2 B.6 C. D.
【解题思路】根据线关于点对称即可得两直线平行,进而根据点的对称代入求解即可.
【解答过程】由于直线与直线关于点对称,
所以两直线平行,故,则,
由于点在直线上,关于点的对称点为,
故在上,代入可得,故,
故选:A.
【变式2.2】(24-25高二上·四川绵阳·阶段练习)直线关于点P(2,3)对称的直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】由题可得和平行,设出方程,根据点P到两直线距离相等即可求出.
【解答过程】因为和关于点对称,则两直线平行,可设方程为(),
点P到两直线的距离相等,则,解得或3(舍去),
所以直线的方程是.
故选:A.
【变式2.3】(24-25高二上·全国·期末)点在直线上,直线与关于点对称,则一定在直线上的点为( )
A. B. C. D.(1,0)
【解题思路】根据两直线关于点对称,利用中点坐标公式即可求直线上的对称点,且该点在直线上.
【解答过程】由题设关于对称的点为,若该点必在上,
∴,解得,即一定在直线上.
故选:C.
模块二
关于直线对称
1.两点关于某直线对称
设点A(x0,y0)关于直线l的对称点为B(x,y).
(1)直线l的斜率不存在时,设直线1:x=t,则.
(2)直线l的斜率为0时,设直线l:y=t,则.
(3)直线l的斜率存在且不为0时,设点A(x0,y0)关于直线l:Ax+By+C=0的对称点为B(x,y).
则,由此可求出B(x,y).
(4)几种特殊位置的对称:
点
对称轴
对称点坐标
P(a,b)
x轴
(a,-b)
y轴
(-a,b)
y=x
(b,a)
y=-x
(-b,-a)
x=m(m≠0)
(2m-a,b)
y=n(n≠0)
(a,2n-b)
2.直线关于直线对称
直线关于直线对称有两种类型:
(1)若已知直线l₁与对称轴l相交于点P,则交点P必在l₁关于l对称的直线l2上,再求出l₁上除点P外
任意一个已知点P₁关于l对称的点P2,那么经过交点P及点P2的直线就是l2.
(2)若已知直线l₁与对称轴l平行,则l₁关于l对称的直线l2到直线l的距离和l₁到直线l的距离相等,由
平行直线系和对称点即可求出l₁关于l对称的直线l2.
【题型3 求点关于直线的对称点】
【例3】(24-25高二上·福建·期中)点关于直线对称的点的坐标为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】设对称点,根据线段中点在直线上,所在直线与直线垂直,即斜率相乘为,代入坐标即可求解.
【解答过程】设的对称点坐标为,
则对称点与已知点连线的中点为,
由题意可得,解得.
所以对称点坐标为.
故选:B.
【变式3.1】(24-25高二上·广东佛山·期中)点关于直线对称的点的坐标为( )
A. B. C. D.
【解题思路】设点关于直线对称的点的坐标为,结合直线的垂直关系以及中点问题列出方程组,即可求得答案.
【解答过程】设点关于直线对称的点的坐标为,
则,解得,
故点关于直线对称的点的坐标为,
故选:B.
【变式3.2】(24-25高二上·北京·期中)若点关于直线的对称点在轴上,则满足的条件为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】由已知,设点关于直线的对称点为,再由垂直直线的斜率关系和点与点的中点在上,建立方程组,即可得到.
【解答过程】因为点关于直线的对称点在轴上,
设点关于直线的对称点为,
则有 ,解得.
故选:B.
【变式3.3】(24-25高二上·江苏盐城·期中)已知直线,则点关于直线的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
【解题思路】由对称可知直线,且中点在上,设点坐标,可得方程组,解方程组即可.
【解答过程】设,则中点,且,
由,两点关于直线对称,且,
则,解得,
即,
故选:B.
【题型4 直线关于直线的对称问题】
【例4】(24-25高二上·广东清远·期中)已知直线,若关于对称的直线为,则直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据条件判断,可设,利用对称性可知与间的距离等于与间的距离,列方程求解即得.
【解答过程】因为,所以,设直线的方程为且.
因为直线关于直线对称,所以与间的距离等于与间的距离.
由两平行直线间的距离公式,得,解得或(舍去).
所以直线的方程为.
故选:D.
【变式4.1】(24-25高二上·山东青岛·期中)直线关于x轴对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据两直线斜率之间的关系,以及所求直线过已知直线与x轴交于点可得.
【解答过程】直线的斜率为2,与x轴交于点,
则与关于x轴对称的直线斜率为,并过点,
所以,所求方程为,即.
故选:D.
【变式4.2】(24-25高二上·广东深圳·期末)已知直线与直线关于直线对称,则的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解题思路】分析可得三条直线互相平行,根据两平行的距离公式计算可得结果.
【解答过程】由题意得,直线,
∴两直线与直线间的距离相等,
∵方程可化为:,,
∴,解得.
故选:C.
【变式4.3】(24-25高二上·江苏苏州·期末)直线关于直线:对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】先求两直线的交点,再在直线取点,求点关于直线的对称点,依据两点,,可得所求直线的方程.
【解答过程】联立,解得.则交点坐标为.
取直线上一点,设点关于直线:的对称点为,
则由,且线段的中点在直线上,
得,解得.
故所求直线过点,.
所以所求直线方程为:,即.
故选:B.
【题型5 光线反射问题】
【例5】(24-25高二上·河北唐山·期中)一条光线从点射出,与轴相交于点,经x轴反射,则反射光线所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据对称点在反射光线上,即可根据两点求解斜率,即可得直线方程.
【解答过程】点关于轴的对称点为,
故,在反射光线所在的直线上,故,
直线方程为,即,
故选:C.
【变式5.1】(2025高三·全国·专题练习)光线自点射入,经倾斜角为的直线反射后经过点,则反射光线还经过点( )
A. B. C. D.
【解题思路】求出点关于直线的对称点的坐标,求出反射光线所在直线的方程,逐一验证各选项中的点是否在反射光线所在直线上,由此可得出正确的选项.
【解答过程】因为直线的倾斜角为,所以直线的斜率为,
设点关于直线的对称点为点,
则解得,
所以,反射光线经过点和点,反射光线所在直线的斜率为,
则反射光线所在直线的方程为,
当时,;当时,.
所以反射光线还经过点和点.
故选:D.
【变式5.2】(24-25高二上·吉林长春·阶段练习)已知光线从点射出,经直线反射,且反射光线所在直线过点,则反射光线所在直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】求出点关于直线的对称点,再利用反射光线过点,即可求解.
【解答过程】设点关于直线的对称点为,
则,解得,
故反射光线过点与点,
则反射光线所在直线的方程为,即.
故选:D.
【变式5.3】(24-25高二上·江苏南京·阶段练习)如图所示,已知点,从点射出的光线经直线AB反射后再射到直线OB上,最后经直线OB反射后又回到点,则光线所经过的路程是( )
A.3 B. C. D.
【解题思路】求出关于直线的对称点和它关于轴的对称点,则的长就是所求路程.
【解答过程】依题意,直线方程为,设关于直线的对称点,
则,解得,即,又关于轴的对称点为,
,光线所经过的路程即的周长,
而的周长为,
所以光线所经过的路程是.
故选:B.
【题型6 将军饮马问题】
【例6】(24-25高二上·全国·单元测试)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句为“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,其中隐含了一个有趣的数学问题——“将军饮马”,即将军在白天观望烽火台之后黄昏时从山脚下某处出发,先到河边饮马再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,已知军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程为( )
A. B.5 C. D.
【解题思路】先求出点关于直线的对称点为,则线段的长度即为最短总路程,再利用两点间的距离公式进行求解.
【解答过程】设点关于直线的对称点为,
则,解得,
,又点
故“将军饮马”的最短总路程为.
故选:A.
【变式6.1】(2025·陕西西安·一模)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程为( )
A. B.3 C. D.5
【解题思路】根据两点间线段最短,结合中点坐标公式、互相垂直直线斜率的性质进行求解即可.
【解答过程】设点关于直线对称的点为,
则有,
所以“将军饮马”的最短总路程为,
故选:C.
【变式6.2】(24-25高二上·上海奉贤·期末)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【解题思路】利用点关于直线的对称点结合两点间的距离公式即可求解.
【解答过程】如图所示,作点关于直线的对称点,连接交直线于点,此时路程和最小,
由题知,点满足:
,解得:,,即点,
因为,
所以“将军饮马”的最短总路程为,
故选:D.
【变式6.3】(24-25高二上·上海奉贤·阶段练习)2023年暑期档动画电影《长安三万里》重新点燃了人们对唐诗的热情,唐诗中边塞诗又称出塞诗,是唐代汉族诗歌的主要题材,是唐诗当中思想性最深刻,想象力最丰富,艺术性最强的一部分,唐代诗人李颀的边塞诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”.诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设将军的出发点是,军营所在位置为,河岸线所在直线的方程为,若将军从出发点到河边饮马,再回到军营(“将军饮马”)的总路程最短,则( )
A.将军从出发点到河边的路线所在直线的方程是
B.将军在河边饮马的地点的坐标为
C.将军从河边回军营的路线所在直线的方程是
D.“将军饮马”走过的总路程为5
【解题思路】由题意画出图形,则由三角形三边关系可知点为使得总路程最短的“最佳饮水点”, 三点共线满足题意,其中点为点关于直线的对称点,对于A,由根据被垂直平分求出的坐标进一步可求得方程对比即可;对于B,联立直线方程求解即可;对于C,由两点求出斜率,写出直线的点斜式方程,化简对比即可;对于D,根据两点间距离公式求解即可.
【解答过程】如图所示:
由题意可知在的同侧,设点关于直线的对称点为,
三点共线满足题意,点为使得总路程最短的“最佳饮水点”,
则,解得,即,
对于A,直线的斜率为,所以将军从出发点到河边的路线所在直线的方程是,即,故A正确;
对于B,联立,解得,即将军在河边饮马的地点的坐标为,故B正确;
对于C,由C选项分析可知点,直线的斜率为,所以直线的方程为,即,故C错误;
对于D,,即“将军饮马”走过的总路程为,故D错误.
故选:B.
一、单选题
1.(24-25高二上·浙江杭州·期中)点关于直线的对称点坐标为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据斜率关系以及中点关系,即可列方程求解.
【解答过程】设关于直线的对称点坐标为,
则,解得,故对称点坐标为,
故选:C.
2.(24-25高二上·重庆渝中·阶段练习)若点关于直线:(,)的对称点为,则( )
A. B. C.3 D.5
【解题思路】根据两点关于直线对称,利用斜率关系求直线斜率,再由中点在直线上得解.
【解答过程】直线的斜率为,直线为线段的中垂线,从而,
又线段的中点在上,故,解得.
故选:D.
3.(24-25高二上·贵州贵阳·阶段练习)点关于直线的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
【解题思路】求出垂直于直线且过点的表达式,求出交点坐标,即可得出关于直线的对称点.
【解答过程】由题意,
在直线中,斜率为,
垂直于直线且过点的直线方程为,即,
设两直线交点为,
由,解得:,
,
点关于直线的对称点的坐标为,
即.
故选:D.
4.(24-25高二上·山东泰安·期中)已知直线与直线关于点对称,则恒过的定点为( )
A. B. C. D.
【解题思路】求出直线所过定点的坐标,求出点关于点的对称点的坐标,即为所求.
【解答过程】直线的方程可化为,由得,
所以,直线过定点,点关于点的对称点为,
因此,直线恒过的定点.
故选:C.
5.(24-25高二上·河南南阳·阶段练习)直线关于点对称的直线方程为( )
A.4x+3y-4=0 B.4x+3y-12=0
C.4x-3y-4=0 D.4x-3y-12=0
【解题思路】首先设对称直线上任意一点,得到关于对称点为,再代入直线即可得到答案。
【解答过程】设直线关于点对称的直线上任意一点,
则关于对称点为,
又因为在上,
所以,即。
故选:B.
6.(24-25高二上·天津红桥·阶段练习)直线关于直线对称的直线方程是( )
A. B. C. D.
【解题思路】设所求直线上任意一点的坐标为,利用对称的性质得到点P关于直线对称的点为代入直线即可求得结果.
【解答过程】设所求直线上任意一点的坐标为,该点关于直线对称的点的坐标为,
则,故对称点坐标为,代入直线上,,
故选:D.
7.(24-25高二上·安徽·期中)已知入射光线所在的直线的倾斜角为,与y轴交于点,则经y轴反射后,反射光线所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据题设得反射光线所在直线的斜率为,再应用点斜式写出直线方程.
【解答过程】由题意,所求反射光线所在直线的斜率为,且与y轴交于点,
所求直线的方程为,即.
故选:A.
8.(24-25高二上·福建福州·期中)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线的方程为,则“将军饮马”的最短总路程为( )
A. B. C. D.
【解题思路】作点关于直线的对称点为,则最短路程为.根据点关于
直线的对称问题,列方程组,可求得,再应用两点间的距离公式求即可.
【解答过程】如图,作点关于直线的对称点为,
则,解得,
所以.
则“将军饮马”的最短总路程为.
故选:C.
二、多选题
9.(24-25高二上·河北保定·阶段练习)若点和点关于直线对称,则( )
A. B.
C. D.
【解题思路】由点关于直线对称的性质,两点连线与对称轴垂直,且两点中点在对称轴上,先求出两点连线的中点,代入直线的方程,求出,再利用两直线垂直关系求出.
【解答过程】由题意知,的中点,即在直线上,
则可得,解得,
则直线,斜率为,
又直线与直线垂直,
则可得,解得,
故选:AC.
10.(24-25高二·全国·课后作业)一光线过点(2,4),经倾斜角为135°的直线l:反射后经过点(5,0),则反射光线还经过下列哪些点( )
A. B.(14,1) C.(13,2) D.(13,1)
【解题思路】先求点关于直线的对称点,得出反射后的直线,再对选项逐一检验
【解答过程】由题意知,,设点(2,4)关于直线的对称点为(m,n),
则,解得,所以反射光线所在的直线方程为,
所以当x=13时,y=1;当x=14时,,
故选:AD.
11.(24-25高二上·山西太原·期中)已知直线,则下列说法正确的是( )
A.直线与相交于点
B.直线和轴围成的三角形的面积为
C.直线关于原点O对称的直线方程为
D.直线关于直线对称的直线方程为
【解题思路】通过联立方程组求得交点坐标,结合三角形的面积、对称性等知识对选项进行分析,从而确定正确答案.
【解答过程】由解得,所以交点坐标为,A选项正确.
直线与轴的交点为,与轴的交点为,
直线过原点,由图可知,直线和轴围成的三角形的面积为,
所以B选项错误.
由上述分析可知,直线关于原点O对称的直线过点,
所以直线关于原点O对称的直线方程为,
所以C选项正确.
点关于直线的对称点是;
点关于直线的对称点是,
所以直线关于直线对称的直线方程为,
即,所以D选项错误.
故选:AC.
三、填空题
12.(24-25高二上·福建福州·期中)点关于直线的对称点坐标是 .
【解题思路】利用中点关系和垂直关系可求对称点的坐标.
【解答过程】设所求对称点坐标为,则,
故,故对称点的坐标为,
故答案为:.
13.(24-25高二上·重庆·阶段练习)直线关于点对称的直线方程为 .
【解题思路】设直线关于点对称的直线任一点为,根据点对称代入即可求解.
【解答过程】设直线上任一点关于点对称的直线任一点为,
可得,解之可得,
所以在直线上,代入即可得,
化简的,即.
故答案为:.
14.(24-25高二上·辽宁大连·期中)已知直线,,若直线与关于直线l对称,则直线l的方程为 或 .
【解题思路】利用数形结合计算l的斜率结合直线与的交点计算即可.
【解答过程】
易知与纵轴交于,交横轴于点,
联立直线与方程,得两直线交点为,
如上图所示网格中构造直角三角形,易知,
即,
又,
所以,
即为两直线与夹角的平分线,
所以直线符合题意,易知其方程为;
当直线l过点C且与垂直时,也符合题意,此时直线方程为.
故答案为:或.
四、解答题
15.(24-25高二上·江苏常州·期中)已知点,直线.
(1)求点到直线的距离;
(2)求点关于直线l的对称点的坐标.
【解题思路】(1)根据条件,利用点到直线的距离公式,即可求解;
(2)设对称点坐标为,利用两直线垂直的性质与中点坐标公式列方程组即可得解.
【解答过程】(1)因为点,直线,
所以点到直线的距离为.
(2)设,则,即,解得,
所以点关于直线l的对称点的坐标为.
16.(24-25高二上·全国·课前预习)已知,,直线.
(1)求点关于直线的对称点的坐标;
(2)求直线关于直线对称的直线方程.
【解题思路】(1)根据中点和斜率以及对称性等知识列方程求得正确答案.
(2)结合(1)以及两点式来求得正确答案.
【解答过程】(1)设点关于直线的对称点的坐标为,
则有,解得,则.
(2)因为的坐标满足直线的方程,点关于直线的对称点为,
则直线即为所求的直线,
由两点式得所求直线方程为,
化简得.
17.(24-25高二上·广西南宁·阶段练习)已知直线和点
(1)求点关于直线的对称点的坐标;
(2)求直线关于点对称的直线方程.
【解题思路】(1)根据点关于线对称列式求解即可;
(2)根据相关点法分析运算即可.
【解答过程】(1)设,由题意可得,解得,
所以点的坐标为.
(2)在对称直线上任取一点,设关于点的对称点为,
则,解得,
由于在直线上,则,即,
故直线关于点的对称直线的方程为.
18.(24-25高二·全国·课后作业)已知点的坐标为,直线的方程为,求:
(1)点关于直线的对称点的坐标;
(2)直线关于点的对称直线的方程.
【解题思路】(1)根据点关于线对称列式求解即可;
(2)根据相关点法分析运算即可.
【解答过程】(1)设,由题意可得,解得,
所以点的坐标为.
(2)在直线上任取一点,设关于点的对称点为,
则,解得,
由于在直线上,则,即,
故直线关于点的对称直线的方程为.
19.(24-25高二上·江苏宿迁·期中)已知直线过点,直线:.
(1)若直线,求直线的方程;
(2)若直线为入射光线,经直线反射,其反射光线经过点,求的方程.
【解题思路】(1)根据两直线垂直,可求斜率,结合点斜式即可求解.
(2)求得点关于直线的对称点,则反射光线上的两点知道,进而可求斜率,应用点斜式即可求解.
【解答过程】(1)因为直线,
所以,即,
因为,所以,即,
从而直线的方程为:即;
(2)设点关于直线的对称点为,
,解得:,
入射光线的斜率为,从而入射光线的直线方程为,
即.
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