内容正文:
15.2 画轴对称的图形
学习目标
1. 理解轴对称图形和两个图形成轴对称的概念,能够识别轴对称图形并找出其对称轴。
2. 掌握轴对称的基本性质:对称轴是对应点连线的垂直平分线。
3. 能根据轴对称的性质,在平面直角坐标系中求出已知点关于坐标轴(或某条直线)的对称点的坐标。
4. 能够运用轴对称的知识解决简单的实际问题,如判断车牌号码的对称性、解决与线段长度和图形面积相关的问题。
知识点讲解
一、轴对称的基本概念
1. 轴对称图形:如果一个平面图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形就叫做轴对称图形,这条直线就是它的对称轴。这时,我们也说这个图形关于这条直线(成轴)对称。
2. 两个图形成轴对称:把一个图形沿着某一条直线折叠,如果它能够与另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这条直线(成轴)对称,这条直线叫做对称轴,折叠后重合的点是对应点,叫做对称点。
二、轴对称的性质
1. 成轴对称的两个图形是全等形。
2. 如果两个图形关于某条直线对称,那么对称轴是任何一对对应点所连线段的垂直平分线。
3. 轴对称图形的对称轴,是任何一对对应点所连线段的垂直平分线。
三、坐标系中的轴对称变换
在平面直角坐标系中,点 (x, y) 关于坐标轴和特殊直线的对称点坐标有如下规律:
1. 关于 x 轴对称:横坐标不变,纵坐标互为相反数。
即点(x, y) 关于 x 轴的对称点的坐标是 。
2. 关于 y 轴对称:纵坐标不变,横坐标互为相反数。
即点 (x, y) 关于 y 轴的对称点的坐标是 。
3. 关于直线 对称:纵坐标不变,横坐标之和等于 (2a)。
即点 (x, y) 关于直线 的对称点的坐标是 。
4. 关于直线 对称:横坐标不变,纵坐标之和等于 (2b)。
即点 (x, y) 关于直线 的对称点的坐标是 。
重点:掌握点关于x轴、y轴对称的坐标变换规律。
四、生活中的轴对称——车牌号码对称
车牌号码通常由汉字、字母和数字组成。判断一个车牌号码(通常只看字母和数字部分)是否为轴对称图形,需要看是否存在一条直线,沿此直线折叠后,直线两旁的字母和数字能够完全重合。
常见的轴对称数字有:0、1、8。
常见的轴对称字母有:A、B、C、D、E、H、I、K、M、O、T、U、V、W、X、Y。
例题解析
例题1 (车牌号码对称)
下面哪个车牌号码的后五位数字或字母组合是轴对称图形?并指出它的对称轴。
A. 粤A·32765
B. 京B·81181
C. 沪A·AB567
D. 苏E·MOT01
分析:
根据轴对称图形的概念,逐一分析各选项的后五位:
A. "32765":数字3、2、7、6、5均不对称或组合后不对称。
B. "81181":数字从左到右为8、1、1、8、1。沿中间竖直直线折叠,左右两边的8与8对称,1与1对称,中间的1在对称轴上。
C. "AB567":字母A是轴对称,但B是轴对称,5、6、7不是,整体不对称。
D. "MOT01":M、O、T是轴对称,但0是轴对称,1是轴对称,但组合起来沿任何直线折叠都无法完全重合。
解答:
选项B是轴对称图形。它的对称轴是中间的竖直直线。
例题2 (坐标系中的对称)
已知点 。
(1) 求点A关于x轴对称的点的坐标;
(2) 求点A关于y轴对称的点的坐标;
(3) 求点关于y轴对称的点的坐标。
分析:
利用平面直角坐标系中对称点的坐标规律:
关于x轴对称,横坐标不变,纵坐标互为相反数。
关于y轴对称,纵坐标不变,横坐标互为相反数。
解答:
(1) 点A关于x轴对称的点的坐标为 (2, 3)。
(2) 点A关于y轴对称的点的坐标为 。
(3) 点关于y轴对称的点的坐标为
例题3 (线段问题)
已知点 P(a, b) 关于x轴的对称点是,点关于y轴的对称点是。如果点的坐标是 ,求a和b的值。
分析:
可以逐步逆向推导。已知的坐标,先求出的坐标,再求出P的坐标,从而得到a和b的值。
点关于y轴对称的点是,所以的坐标与关于y轴对称。
点P关于x轴的对称点是,所以P的坐标与关于x轴对称。
解答:
因为与关于y轴对称,
所以的坐标为 (3, 4)。
因为点P与关于x轴对称,
所以点P的坐标为 。
所以 ,。
例题4 (面积问题)
已知点A,B(3, 2),C。
(1) 求点A关于直线 对称的点 A'的坐标;
(2) 若四边形 AA'BC)是一个平面图形,求其面积。
分析:
(1) 直线 是一条竖直直线。求点A关于直线 的对称点 (A'),利用关于直线 对称的点的坐标规律:。
(2) 要计算四边形 (AA'BC) 的面积,首先需要确定各点坐标。已知A、B、C和求出的 (A'),可以通过分析各点的位置关系(比如是否在同一水平线或竖直线上),将四边形分割成容易计算面积的图形(如矩形、梯形、三角形)。
解答:
(1) 点A关于直线 对称的点 A' 的坐标为:
,。
所以 A'(3, 2)。
(2) 由题意知:
点A,A'(3, 2),B(3, 2),C。
观察坐标可知,点 A' 和点B的坐标都是 (3, 2),所以点 A' 与点B重合。
巩固练习
一、选择题
1. 下列交通标志中,是轴对称图形的是( )
A. 注意行人
B. 禁止通行
C. 直行
D. 环岛行驶
2. 点 关于x轴对称的点的坐标是( )
A. (3, 4)
B.
C.
D. ()
3. 点 关于y轴对称的点的坐标是( )
A.
B. (5, 2)
C.()
D.
4. 已知点 P(a, 3) 与点 Q(2, b) 关于x轴对称,则a、b的值分别是( )
A. a = 2, b = 3
B. a = -2, b = 3
C. a = 2, b = -3
D. a = -2, b = -3
5. 下列车牌照的后五位字符(数字或字母)中,不是轴对称图形的是( )
A. 80808
B. XM1MX
C. 12321
D. 76543
二、填空题
1. 点 关于x轴对称的点的坐标是 _______。
2. 点 关于y轴对称的点的坐标是 _______。
3. 若点 关于x轴的对称点在第一象限,则m的取值范围是 _______。
4. 一个汽车牌照的后四位是"2021",则在这四个数字中,是轴对称图形的数字有 _______ 个。
5. 已知点 A(a, b),将点A先向右平移3个单位长度,再关于x轴对称得到点 ,则点A的坐标是 _______。
三、解答题
1. 已知点 ,(B(1, 2)),。
(1) 分别写出点A、B、C关于y轴对称的点 A'、B'、C' 的坐标;
(2) 连接 A'B'C'A',判断所得图形的形状,并求出其面积。
2. 已知点 。
(1) 若点P在y轴上,求点P关于x轴对称的点的坐标;
(2) 若点P到x轴、y轴的距离相等,求点P关于y轴对称的点的坐标。
巩固练习答案与解析
一、选择题
1. C
解析:"直行"标志通常是一个向上的箭头,是轴对称图形。其他选项图案不对称。
2. B
解析:关于x轴对称,横坐标不变,纵坐标变为相反数。所以点M关于x轴对称的点是 。
3. A
解析:关于y轴对称,纵坐标不变,横坐标变为相反数。所以点N关于y轴对称的点是 。
4. C
解析:关于x轴对称的点,横坐标相同,纵坐标互为相反数。所以 a = 2,b = -3。
5. D
解析:A选项"80808"沿竖直中线对称;B选项"XM1MX"沿竖直中线对称;C选项"12321"沿竖直中线对称;D选项"76543"不对称。
二、填空题
1. (0, 5)
解析:点A关于x轴对称,横坐标0不变,纵坐标-5的相反数是5,所以坐标是 (0, 5)。
2.
解析:点B关于y轴对称,纵坐标-1不变,横坐标-1的相反数是1,所以坐标是 。
3.
解析:点P关于x轴的对称点坐标为 = 。
因为该对称点在第一象限,所以:
(m + 1 > 0) 且 (-3m + 5 > 0)
解 (m + 1 > 0) 得 (m > -1)。
解 (-3m + 5 > 0) 得 (-3m > -5),。
所以m的取值范围是。
4. 3
解析:数字"2021"中,"2"(看作竖直对称)、"0"、"1"是轴对称图形,共3个
5.
解析:设点A的坐标为 (a, b)。
将点A向右平移3个单位长度后得到的点的坐标为 。
再关于x轴对称得到点B,则有:
,。
解得 ,。
所以点A的坐标是 。
三、解答题
1. 解:
(1) 点A关于y轴对称的点 A')的坐标为 (3, 2)。
点B(1, 2)关于y轴对称的点 B' 的坐标为 。
点C关于y轴对称的点 C'的坐标为 。
(2) 连接 A'(3, 2)、、、A'(3, 2)。
观察各点坐标可知:
A'B' 平行于x轴,长度为 。
B'C' 平行于y轴,长度为 。
且 A'B' 垂直于 B'C'。
所以图形 A'B'C'A' 是一个矩形。
其面积为。
2. 解:
(1) 因为点P在y轴上,所以其横坐标为0。
即
解得 。
则点P的纵坐标为 。
所以点P的坐标为 (0, 7)。
点P(0, 7)关于x轴对称的点的坐标为 。
(2) 因为点P到x轴、y轴的距离相等,所以 。
则有以下两种情况:
情况一:
解得 。
此时点P的坐标为 = (14, 14)。
点P关于y轴对称的点的坐标为 。
情况二:
即
移项得
即
解得。
点P关于y轴对称的点的坐标为 (,)。
综上,点P关于y轴对称的点的坐标为 或(,) 。
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15.2 画轴对称的图形
学习目标
1. 理解轴对称图形和两个图形成轴对称的概念,能够识别轴对称图形并找出其对称轴。
2. 掌握轴对称的基本性质:对称轴是对应点连线的垂直平分线。
3. 能根据轴对称的性质,在平面直角坐标系中求出已知点关于坐标轴(或某条直线)的对称点的坐标。
4. 能够运用轴对称的知识解决简单的实际问题,如判断车牌号码的对称性、解决与线段长度和图形面积相关的问题。
知识点讲解
一、轴对称的基本概念
1. 轴对称图形:如果一个平面图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形就叫做轴对称图形,这条直线就是它的对称轴。这时,我们也说这个图形关于这条直线(成轴)对称。
2. 两个图形成轴对称:把一个图形沿着某一条直线折叠,如果它能够与另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这条直线(成轴)对称,这条直线叫做对称轴,折叠后重合的点是对应点,叫做对称点。
二、轴对称的性质
1. 成轴对称的两个图形是全等形。
2. 如果两个图形关于某条直线对称,那么对称轴是任何一对对应点所连线段的垂直平分线。
3. 轴对称图形的对称轴,是任何一对对应点所连线段的垂直平分线。
三、坐标系中的轴对称变换
在平面直角坐标系中,点 (x, y) 关于坐标轴和特殊直线的对称点坐标有如下规律:
1. 关于 x 轴对称:横坐标不变,纵坐标互为相反数。
即点(x, y) 关于 x 轴的对称点的坐标是 。
2. 关于 y 轴对称:纵坐标不变,横坐标互为相反数。
即点 (x, y) 关于 y 轴的对称点的坐标是 。
3. 关于直线 对称:纵坐标不变,横坐标之和等于 (2a)。
即点 (x, y) 关于直线 的对称点的坐标是 。
4. 关于直线 对称:横坐标不变,纵坐标之和等于 (2b)。
即点 (x, y) 关于直线 的对称点的坐标是 。
重点:掌握点关于x轴、y轴对称的坐标变换规律。
四、生活中的轴对称——车牌号码对称
车牌号码通常由汉字、字母和数字组成。判断一个车牌号码(通常只看字母和数字部分)是否为轴对称图形,需要看是否存在一条直线,沿此直线折叠后,直线两旁的字母和数字能够完全重合。
常见的轴对称数字有:0、1、8。
常见的轴对称字母有:A、B、C、D、E、H、I、K、M、O、T、U、V、W、X、Y。
例题解析
例题1 (车牌号码对称)
下面哪个车牌号码的后五位数字或字母组合是轴对称图形?并指出它的对称轴。
A. 粤A·32765
B. 京B·81181
C. 沪A·AB567
D. 苏E·MOT01
例题2 (坐标系中的对称)
已知点 。
(1) 求点A关于x轴对称的点的坐标;
(2) 求点A关于y轴对称的点的坐标;
(3) 求点关于y轴对称的点的坐标。
例题3 (线段问题)
已知点 P(a, b) 关于x轴的对称点是,点关于y轴的对称点是。如果点的坐标是 ,求a和b的值。
例题4 (面积问题)
已知点A,B(3, 2),C。
(1) 求点A关于直线 对称的点 A'的坐标;
(2) 若四边形 AA'BC)是一个平面图形,求其面积。
巩固练习
一、选择题
1. 下列交通标志中,是轴对称图形的是( )
A. 注意行人
B. 禁止通行
C. 直行
D. 环岛行驶
2. 点 关于x轴对称的点的坐标是( )
A. (3, 4)
B.
C.
D. ()
3. 点 关于y轴对称的点的坐标是( )
A.
B. (5, 2)
C.()
D.
4. 已知点 P(a, 3) 与点 Q(2, b) 关于x轴对称,则a、b的值分别是( )
A. a = 2, b = 3
B. a = -2, b = 3
C. a = 2, b = -3
D. a = -2, b = -3
5. 下列车牌照的后五位字符(数字或字母)中,不是轴对称图形的是( )
A. 80808
B. XM1MX
C. 12321
D. 76543
二、填空题
1. 点 关于x轴对称的点的坐标是 _______。
2. 点 关于y轴对称的点的坐标是 _______。
3. 若点 关于x轴的对称点在第一象限,则m的取值范围是 _______。
4. 一个汽车牌照的后四位是"2021",则在这四个数字中,是轴对称图形的数字有 _______ 个。
5. 已知点 A(a, b),将点A先向右平移3个单位长度,再关于x轴对称得到点 ,则点A的坐标是 _______。
三、解答题
1. 已知点 ,(B(1, 2)),。
(1) 分别写出点A、B、C关于y轴对称的点 A'、B'、C' 的坐标;
(2) 连接 A'B'C'A',判断所得图形的形状,并求出其面积。
2. 已知点 。
(1) 若点P在y轴上,求点P关于x轴对称的点的坐标;
(2) 若点P到x轴、y轴的距离相等,求点P关于y轴对称的点的坐标。
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