内容正文:
第08讲 画轴对称的图形
内容导航
01 预习航标→ 析目标·明方向:预习导航精准定向
02 教材全解→ 建框架·精讲解:知识体系系统梳理
03 题型突破→ 析考点·破方法:典型题型深度拆解
题型1 画轴对称图形
题型2 镜面对称
题型3 坐标系中的对称
题型4 坐标与图形变化-轴对称
题型5 线段问题(轴对称综合题)
题型6 面积问题(轴对称综合题)
题型7 角度问题(轴对称综合题)
04 过关检测→ 练考点·强落实:过关检测全面巩固
关键词
学习目标导航
轴对称作图、对称点、作垂直、加倍延长、坐标轴对称、横同纵反、纵同横反、网格作图
1.理解轴对称变换的概念,掌握画平面图形关于某直线对称的图形的方法。
2.掌握平面直角坐标系中关于x轴、y轴对称的点的坐标规律,能利用规律画图。
3.培养作图能力、空间观念,能运用轴对称作图解决简单实际问题(。
学习重点:掌握画轴对称图形的三步作图法,熟练运用坐标对称规律求解与作图。
学习难点:准确作出对称轴外侧点的对称点;按正确顺序连线,避免对称图形变形。
知|识|框|架
知|识|精|讲
知识点01 尺规作图:画点关于直线的对称点
1.已知:点P和直线l
2.求作:点P关于直线l的对称点P'
3.作图步骤
(1)过点P作直线l的垂线,垂足为O;
(2)延长PO至P',使OP' = OP;
(3)点 P' 即为点P关于直线l的对称点
即时即练如图,在平面直角坐标系中,三个顶点的坐标分别为.
(1)画出与关于y轴对称的,且点A,B,C的对应点分别为D,E,F;
(2)点E的坐标为 .
【方法总结】
作垂直,定垂足,加倍延,得对称
知识点02 画平面图形关于某直线的对称图形
1.原理
几何图形由无数点组成,只需画出图形特殊点(顶点、端点、交点等)的对称点,再顺次连接即可。
2.作图三步法
找:在原图形上找所有特殊点(如三角形3个顶点、四边形4个顶点);
画:按 “点对称作图法”,画出每个特殊点关于对称轴的对称点;
连:按原图形顺序,顺次连接各对称点,得到对称图形。
3.示例:画△ABC 关于直线 l 的对称图形△A'B'C'
找:确定A、B、C三个顶点;
画:分别作A、B、C关于l的对称点A'、B'、C';
连:顺次连接 A'B'、B'C'、C'A',△A'B'C' 即为所求。
即时即练如图,正方形网格中,建立平面直角坐标系,是格点三角形(顶点都在格点上的三角形).
(1)画出关于轴对称的:
(2)若点为边上一点,请直接写出点经过(1)中的一次图形变换后的对应点的坐标________.
【方法总结】
1.找错特殊点:漏找顶点、交点,导致图形残缺;
2.作图不规范:
作垂线不画直角符号;
对称点到对称轴距离不相等(未“加倍延”);
3.连接顺序错误:未按原图顺序连接,导致图形变形;
4.坐标规律混淆:x轴对称记成“横反纵同”,y轴对称记反;
5.忽略对称轴位置:对称轴在图形外/斜向时,不会作垂线延长。
知识点03 平面直角坐标系中的轴对称
1.关于坐标轴对称的点的坐标特点:
(1)点(x,y)关于x轴对称的点的坐标为(x,-y)(横同纵反);
(2)点(x,y)关于y轴对称的点的坐标为(-x,y)(纵同横反).
已知两个点的坐标分别为P1(x1,y1),P2(x2,y2),
若x1=x2,y1+y2=0,则点P1,P2关于x轴对称;
若x1+ x2=0,y1= y2,则点P1,P2关于y轴对称.反之也成立.
2.在坐标系中画轴对称图形的方法:
(1)计算——计算对称点的坐标;
(2)描点——根据对称点的坐标描点;
(3)连接——依次连接所描各点得到成轴对称的图形.
即时即练已知点与点关于x轴对称( )
A.、 B.、 C.、 D.、
题型1 画轴对称图形
【例1】如图的正方形网格中,的顶点都在小正方形的格点上(网格线之间的交点称为格点),这样的三角形称为格点三角形,在网格中与成轴对称的格点三角形共有( )个(注:与重合的不计)
A.7 B.9 C.11 D.13
【例2】如图,在2×2的正方形网格中,网格线的交点称为格点,以格点为顶点的三角形称为格点三角形,是一个格点三角形,图中与成轴对称的格点三角形共有( )
A.5个 B.4个 C.3个 D.2个
【技巧归纳】
通用三步法:找点→作对称点→顺次连线
1.找点:选取图形顶点、端点、交点等关键点;
2.作对称点:过关键点向对称轴作垂线,延长垂线并截取等长线段,得到对称点(口诀:作垂线、定垂足、加倍延);
3.连线:严格按照原图形顶点顺序连接对称点。 补充:对称轴上的点,对称点为自身,无需重新作图。
易错提醒 漏画部分关键点;垂线不标准、两侧线段长度不等;连线顺序错乱导致图形变形;不保留作图痕迹。
【变式1-1】如图,在平面直角坐标系中,三个顶点的坐标分别为,,
(1)求三个顶点关于x轴对称的点的坐标;
(2)作出关于直线m(直线m上各点的横坐标都为1)的对称图形;
(3)直接写出点关于直线轴对称的点的坐标____.
【变式1-2】已知,如图,在平面直角坐标系中,,,.
(1)请作出关于轴的对称图形,并写出点的坐标(点对点、点对点、点对点).
(2)作关于轴的对称图形(分别对应).
(3)请直接写出与的数量关系:___________.
题型2 镜面对称
【例1】一辆汽车的车牌号在水中的倒影是:,那么它的实际车牌号是_______.
【例2】小明同学从镜子中看到的一组号码(如图),该号码表示的实际号码应该是( )
A.2653 B.5623 C.3562 D.3265
【技巧归纳】
1.本质:镜面相当于对称轴,实物与镜中图像成轴对称;
2.规律:左右方向相反,上下方向不变;
3.数字 / 钟表类:可把试卷翻到背面透光观察,快速读出镜像内容;
4.图形类:按轴对称作图规则,画出镜面另一侧图形即可。
易错提醒 混淆左右、上下翻转规律;钟表读数时直接按正面数字认读,忽略镜像反转。
【变式2-1】小华在镜中看到身后墙上的钟,你认为实际时间最接近8点的是( )
A. B. C. D.
【变式2-2】小明从平面镜里看到镜子对面电子钟的示数的像如图所示,这时的时刻是( )
A. B. C. D.
题型3 坐标系中的对称
【例1】在平面直角坐标系中,若点关于y轴对称的点是,则的值为__________ .
【例2】在平面直角坐标系中,点与点关于轴对称,则的值是_______________.
【技巧归纳】
牢记坐标变换口诀,直接套用公式:
点P(x,y)关于x轴对称:横不变,纵变号,坐标(x,-y)
点P(x,y)关于y轴对称:纵不变,横变号,坐标(-x, y)
解题步骤:看清对称轴→对照口诀→直接写出对称点坐标。
易错提醒 记混x轴、y轴的变号规则;负数、零参与运算时符号出错。
【变式3-1】已知点与点关于轴对称,则___________.
【变式3-2】已知点与点关于轴对称,则的值为( )
A.0 B.3 C. D.1
题型4 坐标与图形变化-轴对称
【例1】如图,剪纸艺术是中国民间艺术之一,很多剪纸作品体现了数学中的对称美.如图,蝴蝶剪纸是一幅轴对称图形,将其放在平面直角坐标系中,若图中点F的坐标为,其关于轴的对称点E坐标为,则值为( )
A. B. C. D.1
【例2】如果点和点关于x轴对称,则的值是( )
A. B. C.1 D.5
【技巧归纳】
1.算坐标:求出原图形所有顶点的对称点坐标;
2.描点:在平面直角坐标系中依次描出对称顶点;
3.连线:按原图顺序顺次连接各点,得到轴对称图形。 拓展:可结合坐标变化,判断图形平移、对称组合变换。
易错提醒:只算部分顶点坐标,遗漏关键点;描点位置偏差;连线顺序错误。
【变式4-1】在如图所示的直角坐标系中,每个小方格都是边长为的正方形,的顶点均在格点上,点的坐标是
(1)将沿轴正方向平移个单位得到,画出,并写出点坐标;
(2)画出关于轴对称的,并写出点的坐标
【变式4-2】按要求完成作图:已知点三个点的坐标分别为.
(1)作出关于x轴对称的图形;
(2)写出A、B、C的对应点、、的坐标.
题型5 线段问题(轴对称综合题)
【例1】在边长为1的正方形网格中,点均在格点(网格线的交点)上,建立如图所示的平面直角坐标系,将向左平移4个单位,再向下平移3个单位,得到(点的对应点分别为).
(1)画出;
(2)在轴上求作点,使的值最小.
【例2】如图,在平面直角坐标系中,.
(1)在图中作出关于轴对称的,并写出点的坐标;
(2)在轴上作一点,使的值最小.
【技巧归纳】
1.核心依据:成轴对称的图形对应线段相等;对称轴垂直平分对应点连线;
2.线段求值:利用等线段代换,直接转化边长、线段和差;
3.周长计算:借助轴对称进行线段转移,将折线转化为已知线段,简化周长运算;
4.证明线段相等:证两点关于直线对称,再用轴对称性质推导。
易错提醒:找错对应线段;复杂图形中不会利用轴对称进行线段等量替换。
【变式5-1】在如图的正方形网格中,每一个小正方形的边长为,格点三角形(顶点是网格线交点的三角形)的顶点,的坐标分别是,.
(1)请你根据题意在图中的网格平面内作出平面直角坐标系.
(2)请画出关于轴对称的
(3)在轴上找一点,使最小
【变式5-2】如图,在中,,点在斜边上,且,是的角平分线,点、点分别为,上一点,则的最小值为______.
题型6 面积问题(轴对称综合题)
【例1】在平面直角坐标系中的位置如图所示,、、三点都在格点上.
(1)画出关于轴对称的(点,,的对称点分别是,,).
(2)点到轴的距离为 ;点的坐标为 .
(3)在(1)问的结果下,连接,,求四边形的面积
【例2】如图,在平面直角坐标系中,三个顶点的坐标分别为,,.
(1)以x轴为对称轴,画出的轴对称图形,并写出的坐标;
(2)连接,,求四边形的面积.
【技巧归纳】
1.基础结论:成轴对称的两个图形面积完全相等;
2.分割图形:轴对称图形可被对称轴分成面积相等的两部分;
3.不规则图形:利用轴对称补全 / 割补图形,转化为规则图形(三角形、矩形等)再求面积;
4.网格图形:数方格、割补法结合轴对称性质计算。
易错提醒:误以为对称轴分割后的图形面积不等;割补图形时改变原有面积大小。
【变式6-1】如图,已知,点P在内部,点与点P关于对称,点与点P关于对称,连接,分别交,于点E,F,连接,.若,,则的面积为________.(用含a,b的代数式表示)
【变式6-2】如图,点P为内部任意一点,点P、关于对称,点P、关于对称,,则的面积为__________.
题型7 角度问题(轴对称综合题)
【例1】如图,,点P为内一定点,点分别在上.当周长最小时,( )
A. B. C. D.
【例2】矩形,若按如图(1)翻折,点的对应点恰好落在上,折痕分别为,,则的度数为;若按如图(2)翻折,点的对应点落在的内部(不含角的两边),已知,,则的度数为______.
【技巧归纳】
1.基础结论:成轴对称的两个图形面积完全相等;
2.分割图形:轴对称图形可被对称轴分成面积相等的两部分;
3.不规则图形:利用轴对称补全 / 割补图形,转化为规则图形(三角形、矩形等)再求面积;
4.网格图形:数方格、割补法结合轴对称性质计算。
易错提醒:误以为对称轴分割后的图形面积不等;割补图形时改变原有面积大小。
【变式7-1】如图,在菱形中,,P为AD边上一点,连接,作关于对称的,点F与点E关于对称.设,若点F在内(不包括边界),则x的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式7-2】如图,在四边形中,,,点M,N分别是,上两个动点,当的周长最小时,的度数为________.
1.点关于轴对称点的坐标是( )
A. B. C. D.
2.已知点和点关于轴对称,则的值为( )
A.1 B. C.7 D.
3.如果点在轴上,那么点关于轴的对称点的坐标是( )
A. B. C. D.
4.已知点与点关于轴对称,则_______.
5.已知点和点关于轴对称,则的值为_____ .
6.剪纸艺术是中国民间艺术之一,很多剪纸作品体现了数学中的对称美.如图,蝴蝶剪纸是一幅轴对称图形,将其放在平面直角坐标系中,如果图中点的坐标为,其关于轴对称的点的坐标为,则的值为___________.
7.已知:点,,根据下列条件解决问题.
(1)若轴,求点的坐标;
(2)若点在第一象限角的平分线上,求、两点间的距离.
8.在如图的直角坐标系中,每个小方格都是边长为1个单位的正方形,的三个顶点都在格点上(每个小方格的顶点叫格点),点A的坐标为.
(1)请画出关于x轴对称的 (不写画法,其中 分别是A,B,C的对应点);
(2)直接写出C三点的坐标;
(3)在y轴上求作一点P,使的周长最小.(简要写出作图步骤,必要时可用黑色笔描画痕迹).
9.在平面直角坐标系中,的位置如图所示.
(1)将、、三点的横坐标分别乘以,纵坐标保持不变,得到,请在图中画出,并直接写出与的位置关系;
(2)若轴上存在一点,使得的值最小,请标出点的位置.
10.如图,在直角坐标平面内,已知点A的坐标是,点B的坐标是
(1)图中点C的坐标是 ;
(2)点C关于x轴对称的点D的坐标是 ,并作出四边形;
(3)求四边形的面积.
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第08讲 画轴对称的图形
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02 教材全解→ 建框架·精讲解:知识体系系统梳理
03 题型突破→ 析考点·破方法:典型题型深度拆解
题型1 画轴对称图形
题型2 镜面对称
题型3 坐标系中的对称
题型4 坐标与图形变化-轴对称
题型5 线段问题(轴对称综合题)
题型6 面积问题(轴对称综合题)
题型7 角度问题(轴对称综合题)
04 过关检测→ 练考点·强落实:过关检测全面巩固
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轴对称作图、对称点、作垂直、加倍延长、坐标轴对称、横同纵反、纵同横反、网格作图
1.理解轴对称变换的概念,掌握画平面图形关于某直线对称的图形的方法。
2.掌握平面直角坐标系中关于x轴、y轴对称的点的坐标规律,能利用规律画图。
3.培养作图能力、空间观念,能运用轴对称作图解决简单实际问题(。
学习重点:掌握画轴对称图形的三步作图法,熟练运用坐标对称规律求解与作图。
学习难点:准确作出对称轴外侧点的对称点;按正确顺序连线,避免对称图形变形。
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知识点01 尺规作图:画点关于直线的对称点
1.已知:点P和直线l
2.求作:点P关于直线l的对称点P'
3.作图步骤
(1)过点P作直线l的垂线,垂足为O;
(2)延长PO至P',使OP' = OP;
(3)点 P' 即为点P关于直线l的对称点
即时即练如图,在平面直角坐标系中,三个顶点的坐标分别为.
(1)画出与关于y轴对称的,且点A,B,C的对应点分别为D,E,F;
(2)点E的坐标为 .
【答案】(1)作图见解析
(2)点
【分析】本题主要考查了作轴对称图形,平面直角坐标系内点的坐标,
对于(1),作点A关于y轴对称的点D,点B关于y轴对称的点E,点C关于y轴对称的点F,再依次连接可得答案;
对于(2),在平面直角坐标系内可知点E在第一象限,且到两个坐标轴的距离都是3,可得答案.
【详解】(1)解:如图所示,即为所求作的三角形;
(2)解:如上图,点.
故答案为:.
【方法总结】
作垂直,定垂足,加倍延,得对称
知识点02 画平面图形关于某直线的对称图形
1.原理
几何图形由无数点组成,只需画出图形特殊点(顶点、端点、交点等)的对称点,再顺次连接即可。
2.作图三步法
找:在原图形上找所有特殊点(如三角形3个顶点、四边形4个顶点);
画:按 “点对称作图法”,画出每个特殊点关于对称轴的对称点;
连:按原图形顺序,顺次连接各对称点,得到对称图形。
3.示例:画△ABC 关于直线 l 的对称图形△A'B'C'
找:确定A、B、C三个顶点;
画:分别作A、B、C关于l的对称点A'、B'、C';
连:顺次连接 A'B'、B'C'、C'A',△A'B'C' 即为所求。
即时即练如图,正方形网格中,建立平面直角坐标系,是格点三角形(顶点都在格点上的三角形).
(1)画出关于轴对称的:
(2)若点为边上一点,请直接写出点经过(1)中的一次图形变换后的对应点的坐标________.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】此题考查了画轴对称图形,关于轴对称的坐标特征;
(1)分别作出点、、关于轴对称的点,顺次连接即可;
(2) 根据轴对称的规律写出点的坐标即可.
【详解】(1)解:如图所示,即为所求;
(2)点关于轴对称的点为点,
【方法总结】
1.找错特殊点:漏找顶点、交点,导致图形残缺;
2.作图不规范:
作垂线不画直角符号;
对称点到对称轴距离不相等(未“加倍延”);
3.连接顺序错误:未按原图顺序连接,导致图形变形;
4.坐标规律混淆:x轴对称记成“横反纵同”,y轴对称记反;
5.忽略对称轴位置:对称轴在图形外/斜向时,不会作垂线延长。
知识点03 平面直角坐标系中的轴对称
1.关于坐标轴对称的点的坐标特点:
(1)点(x,y)关于x轴对称的点的坐标为(x,-y)(横同纵反);
(2)点(x,y)关于y轴对称的点的坐标为(-x,y)(纵同横反).
已知两个点的坐标分别为P1(x1,y1),P2(x2,y2),
若x1=x2,y1+y2=0,则点P1,P2关于x轴对称;
若x1+ x2=0,y1= y2,则点P1,P2关于y轴对称.反之也成立.
2.在坐标系中画轴对称图形的方法:
(1)计算——计算对称点的坐标;
(2)描点——根据对称点的坐标描点;
(3)连接——依次连接所描各点得到成轴对称的图形.
即时即练已知点与点关于x轴对称( )
A.、 B.、 C.、 D.、
【答案】B
【分析】两点关于x轴对称时,横坐标相等,纵坐标互为相反数,据此列方程组计算即可.
【详解】解:由题意得,
解得.
题型1 画轴对称图形
【例1】如图的正方形网格中,的顶点都在小正方形的格点上(网格线之间的交点称为格点),这样的三角形称为格点三角形,在网格中与成轴对称的格点三角形共有( )个(注:与重合的不计)
A.7 B.9 C.11 D.13
【答案】C
【分析】本题考查作网格中的对称图形,利用对称性作出图形即可得到答案.
按照题意,在网格中作出与成轴对称的格点三角形即可得到答案.
【详解】解:如图所示:
在网格中与成轴对称的格点三角形共有个,
故选:C.
【例2】如图,在2×2的正方形网格中,网格线的交点称为格点,以格点为顶点的三角形称为格点三角形,是一个格点三角形,图中与成轴对称的格点三角形共有( )
A.5个 B.4个 C.3个 D.2个
【答案】A
【分析】本题主要考查利用轴对称来设计轴对称图形,直接利用轴对称图形的性质分别得出符合题意的答案.
【详解】符合题意的三角形如图所示:
满足要求的图形有5个
故选:A.
【技巧归纳】
通用三步法:找点→作对称点→顺次连线
1.找点:选取图形顶点、端点、交点等关键点;
2.作对称点:过关键点向对称轴作垂线,延长垂线并截取等长线段,得到对称点(口诀:作垂线、定垂足、加倍延);
3.连线:严格按照原图形顶点顺序连接对称点。 补充:对称轴上的点,对称点为自身,无需重新作图。
易错提醒 漏画部分关键点;垂线不标准、两侧线段长度不等;连线顺序错乱导致图形变形;不保留作图痕迹。
【变式1-1】如图,在平面直角坐标系中,三个顶点的坐标分别为,,
(1)求三个顶点关于x轴对称的点的坐标;
(2)作出关于直线m(直线m上各点的横坐标都为1)的对称图形;
(3)直接写出点关于直线轴对称的点的坐标____.
【答案】(1)
(2)画图见解析
(3)
【分析】(1)根据关于x轴对称的点的坐标特点可得答案.
(2)分别确定关于直线m(直线m上各点的横坐标都为1)对称的对称点,再顺次连接即可.
(3)根据对称的性质求解即可.
【详解】(1)解:∵三个顶点的坐标分别为,,,
∴三个顶点关于x轴对称的点的坐标为:,,.
(2)解:如图,即为所求.
(3)解:点关于直线的对称点的坐标为.
【变式1-2】已知,如图,在平面直角坐标系中,,,.
(1)请作出关于轴的对称图形,并写出点的坐标(点对点、点对点、点对点).
(2)作关于轴的对称图形(分别对应).
(3)请直接写出与的数量关系:___________.
【答案】(1)作图见解析;,,
(2)作图见解析
(3)
【分析】(1)根据轴对称图形的性质即可作图,再由关于y轴对称的点的坐标变化即可写出点D、E、F的坐标;
(2)根据轴对称图形的性质即可作图;
(3)由图可得,,即可解答.
【详解】(1)解:如图,为所求;,,.
(2)解:如图,为所求图形;
(3)解:由图可得,,
∴.
题型2 镜面对称
【例1】一辆汽车的车牌号在水中的倒影是:,那么它的实际车牌号是_______.
【答案】
【分析】本题考查了镜面反射的性质;关于倒影,相应的数字应看成是关于倒影下边某条水平的线对称.
【详解】解:实际车牌号是.
故答案为:.
【例2】小明同学从镜子中看到的一组号码(如图),该号码表示的实际号码应该是( )
A.2653 B.5623 C.3562 D.3265
【答案】D
【分析】本题考查了镜面对称的性质,解题的关键是正确将镜像号码进行水平翻转并转换对应字符.把镜子中的号码水平翻转(左右镜像),同时转换每个字符的镜像对应,得到实际号码.
【详解】
解:镜面对称为水平翻转(左右镜像),将镜子里的号码进行水平翻转后,字符的镜像对应为,即组合得到实际号码为3265.
故选:D.
【技巧归纳】
1.本质:镜面相当于对称轴,实物与镜中图像成轴对称;
2.规律:左右方向相反,上下方向不变;
3.数字 / 钟表类:可把试卷翻到背面透光观察,快速读出镜像内容;
4.图形类:按轴对称作图规则,画出镜面另一侧图形即可。
易错提醒 混淆左右、上下翻转规律;钟表读数时直接按正面数字认读,忽略镜像反转。
【变式2-1】小华在镜中看到身后墙上的钟,你认为实际时间最接近8点的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】此题考查镜面对称,根据镜面对称的性质,在平面镜中的钟面上的时针、分针的位置和实物应关于过12时、6时的直线成轴对称.
【详解】解:实际时间为8点的时针关于过12时、6时的直线的对称点是4点,
那么8点的时钟在镜子中看来应该是4点的样子,
所以应该是A或D答案之一,这两个答案中更接近八点的应该是第四个图形.
故选:D.
【变式2-2】小明从平面镜里看到镜子对面电子钟的示数的像如图所示,这时的时刻是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了镜面对称的性质,掌握镜面对称的性质是解决本题的关键.
根据镜面对称的性质求解,在平面镜中的像与现实中的事物恰好左右或上下顺序颠倒,且关于镜面对称.
【详解】解:根据镜面对称的性质,与成轴对称,
∴此时实际时刻为.
故选D.
题型3 坐标系中的对称
【例1】在平面直角坐标系中,若点关于y轴对称的点是,则的值为__________ .
【答案】1
【分析】本题考查了关于y轴对称的点的坐标,有理数的加法,根据关于y轴对称的点,纵坐标相同,横坐标互为相反数求出a、b的值,然后代入代数式进行计算即可得解.
【详解】解:∵点关于y轴对称的点是,
∴,
解得,
∴.
故答案为:1.
【例2】在平面直角坐标系中,点与点关于轴对称,则的值是_______________.
【答案】
【分析】本题考查了关于x轴对称的点的坐标特征,关于x轴对称的点,横坐标相等,纵坐标互为相反数.
根据关于x轴对称的点的坐标特征求出,,进而代入计算即可.
【详解】解:∵点与点关于x轴对称,
∴,,
∴.
故答案为:.
【技巧归纳】
牢记坐标变换口诀,直接套用公式:
点P(x,y)关于x轴对称:横不变,纵变号,坐标(x,-y)
点P(x,y)关于y轴对称:纵不变,横变号,坐标(-x, y)
解题步骤:看清对称轴→对照口诀→直接写出对称点坐标。
易错提醒 记混x轴、y轴的变号规则;负数、零参与运算时符号出错。
【变式3-1】已知点与点关于轴对称,则___________.
【答案】
【分析】本题考查了关于x轴对称的点的坐标特征.
根据关于x轴对称的点的坐标特征,横坐标相等,纵坐标互为相反数,建立方程求解a和b,再计算它们的和即可.
【详解】解:∵点与点关于轴对称,
∴两点横坐标相等,纵坐标互为相反数,
即,,
解得:,,
因此.
故答案为:.
【变式3-2】已知点与点关于轴对称,则的值为( )
A.0 B.3 C. D.1
【答案】B
【分析】本题主要考查平面直角坐标系中点的对称特点,根据两点关于y轴对称,则横坐标互为相反数,纵坐标相等,由此列式求解.
【详解】解:∵点与点关于y轴对称,
∴,,
解得,,
∴,
故选:B.
题型4 坐标与图形变化-轴对称
【例1】如图,剪纸艺术是中国民间艺术之一,很多剪纸作品体现了数学中的对称美.如图,蝴蝶剪纸是一幅轴对称图形,将其放在平面直角坐标系中,若图中点F的坐标为,其关于轴的对称点E坐标为,则值为( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【分析】根据关于y轴对称的点的性质,得,求出n值代入计算即可.
【详解】解:∵关于y轴对称,
∴,
解得,,
∴.
【例2】如果点和点关于x轴对称,则的值是( )
A. B. C.1 D.5
【答案】C
【分析】根据关于x轴对称的点的坐标特征,横坐标相同,纵坐标互为相反数,求出a,b的值,再计算的值即可.
【详解】解:∵点和点关于x轴对称,
又∵关于x轴对称的点,横坐标相同,纵坐标互为相反数,
∴,,
∴,
故选:C.
【技巧归纳】
1.算坐标:求出原图形所有顶点的对称点坐标;
2.描点:在平面直角坐标系中依次描出对称顶点;
3.连线:按原图顺序顺次连接各点,得到轴对称图形。 拓展:可结合坐标变化,判断图形平移、对称组合变换。
易错提醒:只算部分顶点坐标,遗漏关键点;描点位置偏差;连线顺序错误。
【变式4-1】在如图所示的直角坐标系中,每个小方格都是边长为的正方形,的顶点均在格点上,点的坐标是
(1)将沿轴正方向平移个单位得到,画出,并写出点坐标;
(2)画出关于轴对称的,并写出点的坐标
【答案】(1)作图见解析,坐标
(2)作图见解析,坐标
【分析】(1)把点、、分别沿轴正方向平移个单位长度,得到点、、,连接点、、,得到即为所求,借助网格可知,点的坐标;
(2)分别作点、、关于轴的对称点、、,连接点、、,得到即为所求,借助网格可知点的坐标.
【详解】(1)解:如下图所示,把点、、分别沿轴正方向平移个单位长度,得到点、、,
连接点、、,得到即为所求,
借助网格可知,点的坐标是;
(2)解:如下图所示,分别作点、、关于轴的对称点、、,
连接点、、,得到即为所求,
借助网格可知点的坐标为.
【变式4-2】按要求完成作图:已知点三个点的坐标分别为.
(1)作出关于x轴对称的图形;
(2)写出A、B、C的对应点、、的坐标.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)利用轴对称变换的性质分别作出A,B,C的对应点,,即可;
(2)根据点的位置写出坐标即可.
【详解】(1)解:如图,即为所求;
(2)解:由图可知:.
题型5 线段问题(轴对称综合题)
【例1】在边长为1的正方形网格中,点均在格点(网格线的交点)上,建立如图所示的平面直角坐标系,将向左平移4个单位,再向下平移3个单位,得到(点的对应点分别为).
(1)画出;
(2)在轴上求作点,使的值最小.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】本题考查了作图-平移变换,轴对称-最短路线问题,熟记平移变换的性质是解题的关键.
(1)根据平移变换的性质找出对应点,顺次连接即可;
(2)作点关于y轴的对称点,连接交y轴于点Q,则点Q即为所求.
【详解】(1)解:如图所示,即为所求
(2)解:如图所示,点即为所求.
【例2】如图,在平面直角坐标系中,.
(1)在图中作出关于轴对称的,并写出点的坐标;
(2)在轴上作一点,使的值最小.
【答案】(1)作图见解析,,,
(2)作图见解析
【分析】()根据轴对称的性质作图即可;
()作点关于轴的对称点,连接交轴于点,则,即得,由两点之间线段最短,可知此时的值最小,故点即为所求;
本题考查了画轴对称图形,坐标与图形,轴对称最短线段问题,掌握轴对称的性质是解题的关键.
【详解】(1)解:如图所示,即为所求,由图可得,,,;
(2)解:如图所示,点即为所求.
【技巧归纳】
1.核心依据:成轴对称的图形对应线段相等;对称轴垂直平分对应点连线;
2.线段求值:利用等线段代换,直接转化边长、线段和差;
3.周长计算:借助轴对称进行线段转移,将折线转化为已知线段,简化周长运算;
4.证明线段相等:证两点关于直线对称,再用轴对称性质推导。
易错提醒:找错对应线段;复杂图形中不会利用轴对称进行线段等量替换。
【变式5-1】在如图的正方形网格中,每一个小正方形的边长为,格点三角形(顶点是网格线交点的三角形)的顶点,的坐标分别是,.
(1)请你根据题意在图中的网格平面内作出平面直角坐标系.
(2)请画出关于轴对称的
(3)在轴上找一点,使最小
【答案】(1)图见解析
(2)图见解析
(3)图见解析
【分析】本题主要考查了画轴对称图形,最短路径问题,根据点的坐标确定原点位置,熟练掌握轴对称变换是解题的关键.
(1)根据点的坐标可确定原点位置,然后画出平面直角坐标系即可;
(2)首先确定点、、三点关于轴对称的对称点位置,依次连接即可求解;
(3)作点关于轴的对称点,连接,与轴交于一点,根据轴对称的性质可得,根据两点之间,线段最短,即可得出的值最小.
【详解】(1)解:如图:
(2)解:如图所示:即为所求.
(3)解:作点关于轴的对称点,连接,与轴交于一点,点即为所求.如图:
∵点与点,关于轴对称,
故,
即,
根据两点之间,线段最短,即可得出此时的值最小,即的值最小.
【变式5-2】如图,在中,,点在斜边上,且,是的角平分线,点、点分别为,上一点,则的最小值为______.
【答案】
【分析】本题考查了轴对称的性质,垂线段最短,含30度角的直角三角形的性质;作点关于的对称点,由于为的角平分线,则点落在上,连接交于点,当时,最小,再根据含度角的直角三角形的性质,即可求解.
【详解】解:如图,作点关于的对称点,
由于为的角平分线,则点落在上,连接交于点,
当时,最小,
∵,则,
在中,,
∴
,
的最小值为.
故答案为:.
题型6 面积问题(轴对称综合题)
【例1】在平面直角坐标系中的位置如图所示,、、三点都在格点上.
(1)画出关于轴对称的(点,,的对称点分别是,,).
(2)点到轴的距离为 ;点的坐标为 .
(3)在(1)问的结果下,连接,,求四边形的面积
【答案】(1)图见解析
(2);
(3)
【分析】本题考查了轴对称作图,平面直角坐标系点的特征,梯形的面积,熟练掌握面积公式是解题的关键.
(1)根据轴对称的性质作图即可;
(2)根据图象作答即可;
(3)根据梯形面积公式运算即可.
【详解】(1)解:由题意作图可得:
(2)解:由图可得:到轴的距离为,点的坐标为,
故答案为:;;
(3)解:根据题意连接可得:
∴.
【例2】如图,在平面直角坐标系中,三个顶点的坐标分别为,,.
(1)以x轴为对称轴,画出的轴对称图形,并写出的坐标;
(2)连接,,求四边形的面积.
【答案】(1)作图见详解,点的坐标为
(2)3
【分析】本题考查了平面直角坐标系中关于x轴的轴对称变换及在平面直角坐标系中求四边形面积.
(1)利用轴对称的性质在平面直角坐标系图中作出关于x轴的轴对称图形即可,再根据图形得出点的坐标;
(2)根据题意先连接,,将四边形分成和,分别求其面积再相加即可.
【详解】(1)解:如图所示即为所求:
由图可知,此时点的坐标为.
(2)解:如图,连接,,
∴四边形由和组成,
∴,
即,
∴四边形的面积为3.
【技巧归纳】
1.基础结论:成轴对称的两个图形面积完全相等;
2.分割图形:轴对称图形可被对称轴分成面积相等的两部分;
3.不规则图形:利用轴对称补全 / 割补图形,转化为规则图形(三角形、矩形等)再求面积;
4.网格图形:数方格、割补法结合轴对称性质计算。
易错提醒:误以为对称轴分割后的图形面积不等;割补图形时改变原有面积大小。
【变式6-1】如图,已知,点P在内部,点与点P关于对称,点与点P关于对称,连接,分别交,于点E,F,连接,.若,,则的面积为________.(用含a,b的代数式表示)
【答案】
【分析】本题考查了轴对称图象的性质,全等三角形的性质,解题的关键是证明出为直角三角形,利用轴对称的性质得到三角形全等,证明出为等腰直角三角形,进一步证明出为直角三角形即可求解.
【详解】解:连接,
根据轴对称的性质可知:,
,,,
,
,
,
,
,
为直角三角形,
,
故答案为:.
【变式6-2】如图,点P为内部任意一点,点P、关于对称,点P、关于对称,,则的面积为__________.
【答案】
【分析】本题考查轴对称的性质,难度一般,要求学生熟练掌握轴对称的性质特点,并能灵活运用,便能简单做出此题.
连接,,根据轴对称的性质得到,,,求出,根据面积公式计算即可.
【详解】解:连接,,
点P、关于对称,点P、关于对称,,
,,,
,
的面积,
故答案为:.
题型7 角度问题(轴对称综合题)
【例1】如图,,点P为内一定点,点分别在上.当周长最小时,( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了利用轴对称的性质解决线段和最小问题,线段垂直平分线的性质,四边形及三角形内角和定理,解题的关键是熟练掌握以上性质.
作点关于直线的对称点,为,连接,交于点,连接,根据线段垂直平分线的性质得出相等的边和直角,然后根据四边形及三角形的内角和定理进行求解即可.
【详解】解:如图所示,作点关于直线的对称点,为,连接,交于点,连接,
∴此时,周长最小,为线段的长度,
根据轴对称得,垂直平分线段,垂直平分线段,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故选:B.
【例2】矩形,若按如图(1)翻折,点的对应点恰好落在上,折痕分别为,,则的度数为;若按如图(2)翻折,点的对应点落在的内部(不含角的两边),已知,,则的度数为______.
【答案】/12度
【分析】本题主要考查了折叠的性质,平角定义,角的和差,解题关键是根据折叠梳理相等关系.
根据折叠的性质得,,结合进而得出,再求出即可求解.
【详解】解:根据折叠性质得,,
∴,
∴,
∴,
∴.
故答案为:.
【技巧归纳】
1.基础结论:成轴对称的两个图形面积完全相等;
2.分割图形:轴对称图形可被对称轴分成面积相等的两部分;
3.不规则图形:利用轴对称补全 / 割补图形,转化为规则图形(三角形、矩形等)再求面积;
4.网格图形:数方格、割补法结合轴对称性质计算。
易错提醒:误以为对称轴分割后的图形面积不等;割补图形时改变原有面积大小。
【变式7-1】如图,在菱形中,,P为AD边上一点,连接,作关于对称的,点F与点E关于对称.设,若点F在内(不包括边界),则x的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了折叠的性质,轴对称的性质.
分别求出两极值点即可.
【详解】由题意可知
当点F在上时,点E,F重合,
此时
即;
当点F在上时,
∴
∵,
∴,
解得.
所以x的取值范围是.
故选B.
【变式7-2】如图,在四边形中,,,点M,N分别是,上两个动点,当的周长最小时,的度数为________.
【答案】
【分析】本题考查利用成轴对称的特征进行求解,作点关于的对称点,关于的对称点,连接与的交点即为所求的点、,利用三角形的内角和定理和三角形的外角的性质,进行求解即可.
【详解】解:作点关于的对称点,关于的对称点,则:.
∵的周长,
∴当四点共线时,的周长最短,
连接与的交点即为所求的点、,如图:
∵,
∴三点共线,三点共线,
,
由轴对称的性质得:
故答案为:.
1.点关于轴对称点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据“关于y轴对称的点,纵坐标相同,横坐标互为相反数”进行求解即可.
【详解】解:点关于轴对称点的坐标是.
2.已知点和点关于轴对称,则的值为( )
A.1 B. C.7 D.
【答案】A
【分析】根据关于x轴对称的点的坐标特征:横坐标相等,纵坐标互为相反数,可求出a和b的值,进而计算.
【详解】解:∵点与点关于轴对称,
∴,
∴.
3.如果点在轴上,那么点关于轴的对称点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先根据轴上点的纵坐标为求出的值,再确定点的坐标,最后根据对称规律求出对称点坐标即可.
【详解】解:∵点在轴上,轴上点的纵坐标为,
∴,
解得,
将代入点的坐标,得,,
∴点的坐标为,
∵关于轴对称的点横坐标相同,纵坐标互为相反数,
∴点关于轴的对称点坐标为.
4.已知点与点关于轴对称,则_______.
【答案】
【分析】根据轴对称的点的横坐标互为相反数,纵坐标相等即可求解.
【详解】∵点与点关于轴对称,
∴,,
∴.
5.已知点和点关于轴对称,则的值为_____ .
【答案】
【分析】本题考查了关于轴对称的点的坐标特征,代数式求值,有理数的乘方运算,掌握关于轴对称的点的坐标特征,横坐标相等,纵坐标互为相反数,是解题的关键.根据关于轴对称的点的坐标特征,横坐标相等,纵坐标互为相反数,求出和的值,再代入计算即可.
【详解】解:点和点关于轴对称,
,,
,
.
故答案为:.
6.剪纸艺术是中国民间艺术之一,很多剪纸作品体现了数学中的对称美.如图,蝴蝶剪纸是一幅轴对称图形,将其放在平面直角坐标系中,如果图中点的坐标为,其关于轴对称的点的坐标为,则的值为___________.
【答案】
【分析】本题主要考查了关于轴对称的点的坐标特征以及解二元一次方程组,根据“关于轴对称的点横坐标互为相反数,纵坐标相等”.进一步列方程组求解即可.
【详解】解:∵和关于轴对称,
∴,
解得:,
∴.
故答案为:1.
7.已知:点,,根据下列条件解决问题.
(1)若轴,求点的坐标;
(2)若点在第一象限角的平分线上,求、两点间的距离.
【答案】(1)
(2)5
【分析】(1)平行于x轴的直线上的点的纵坐标相同,据此建立方程求出a的值,进而求出点B的坐标;
(2)第一象限角的平分线上的点横纵坐标相同,据此建立方程求出a的值,进而求出点B的坐标和点A与点B的距离.
【详解】(1)解:∵轴,
,
,
点的坐标为.
(2)点在第一象限角的平分线上,
,
,
点的坐标为.
、两点间的距离为.
8.在如图的直角坐标系中,每个小方格都是边长为1个单位的正方形,的三个顶点都在格点上(每个小方格的顶点叫格点),点A的坐标为.
(1)请画出关于x轴对称的 (不写画法,其中 分别是A,B,C的对应点);
(2)直接写出C三点的坐标;
(3)在y轴上求作一点P,使的周长最小.(简要写出作图步骤,必要时可用黑色笔描画痕迹).
【答案】(1)见解析
(2),,
(3)见解析
【分析】(1)描出对应点连接即可;
(2)观察图像写出各点坐标即可;
(3)根据轴对称的性质画图即可.
【详解】(1)解:如图所示:即为所求;
(2)解:如图所示:,,
(3)解:如图所示:P点即为所求,找到A点关于y轴对称点,连接,交y轴于点P, 如图:
此时,
当共线时取最小值,的周长取最小值,
所以点P即为所求.
9.在平面直角坐标系中,的位置如图所示.
(1)将、、三点的横坐标分别乘以,纵坐标保持不变,得到,请在图中画出,并直接写出与的位置关系;
(2)若轴上存在一点,使得的值最小,请标出点的位置.
【答案】(1)见解析,与关于轴对称
(2)见解析
【分析】(1)作出关于轴对称的图形,即可求解;
(2)作关于轴的对称点,连接交轴于点,则点即为所求.
【详解】(1)解:如图所示,即为所求,
与关于轴对称;
(2)解:如图所示,点即为所求.
10.如图,在直角坐标平面内,已知点A的坐标是,点B的坐标是
(1)图中点C的坐标是 ;
(2)点C关于x轴对称的点D的坐标是 ,并作出四边形;
(3)求四边形的面积.
【答案】(1)
(2),作图见解析
(3)21
【分析】(1)根据平面直角坐标系可直接写出C点坐标;
(2)根据关于x轴对称的点的坐标特点:横坐标不变,纵坐标互为相反数可得D点坐标,然后顺次连接,,,各点即可得四边形;
(3)根据计算即可.
【详解】(1)解:由图得;
(2)解:,点C与点D关于x轴对称,
,
四边形如图所示,
(3)解:由(2)图得,
.
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