内容正文:
微专题01 直线中对称的问题
知识点1:点关于点对称
点P(x0,y0)关于点A(m,n)的对称点P′(x′,y′)可利用中点坐标公式求得,
由得
知识点2:直线关于点对称
直线Ax+By+C=0关于点P(x0,y0)的对称直线的方程的求法:求出直线上的两个特殊点M,N关于点P的对称点M′,N′的坐标,则直线M′N′的方程即为所求的直线方程.
知识点3:点关于直线对称
设点P(x0,y0)关于直线Ax+By+C=0的对称点为P′(x′,y′),则线段PP′的中点在已知直线上且直线PP′与已知直线垂直.
即解此方程组可得x′,y′,即得点P′的坐标.
知识点4:直线关于直线对称
(1)若已知直线l1与已知对称轴相交,则交点必在与直线l1对称的直线l2上,然后求出直线l1上其他任意一点关于对称轴对称的点,由两点式写出直线l2的方程.
(2)若已知直线l1与已知对称轴平行,则直线l1关于对称轴对称的直线l2与直线l1平行,可以利用直线l1与对称轴间的距离等于直线l2与对称轴间的距离求解.
知识点5:光的反射问题
根据平面几何知识和光学知识,入射光线、反射光线上对应的点是关于法线对称的.利用点的对称关系可以求解.
考点一 点关于点对称
考点二 点关于直线对称
考点三 直线关于点对称
考点四 直线关于直线对称(平行)
考点五 直线关于直线对称(相交)
考点六 光线反射问题
考点七 将军饮马问题
考点一 点关于点对称
1.(25-26高二上·全国·课后作业)点关于点对称,则________.
【答案】
【分析】由中点坐标公式得出,再有距离公式求解即可.
【详解】由已知得,解得,即,
故答案为:
2.(25-26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.
【答案】B
【分析】根据中点坐标公式即可求解.
【详解】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.
3.(25-26高二上·福建厦门·期中)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)
【答案】C
【分析】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.
【详解】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.
4.(25-26高三·全国·一轮复习)(多选)下列选项中两点关于对称的是( )
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】AC
【分析】根据中点坐标公式求解判断即可.
【详解】两点关于对称,即为两点连线的中点.
选项A:和的中点为,A正确.
选项B:和的中点为,B错误.
选项C:和的中点为,C正确.
选项D:和的中点为,D错误.
考点二 点关于直线对称
5.(25-26高二上·江苏南通·期中)点关于直线的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设对称点的坐标为,由题意可得,求解即可.
【详解】设对称点的坐标为,
由题意可得,解得,
所以点关于直线的对称点的坐标为.
故选:C
6.(25-26高二上·北京延庆·期中)已知点,直线.
(1)求过点且与直线平行的直线方程;
(2)求过点且与直线垂直的直线方程;
(3)求点关于直线的对称点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)设所求直线的方程为,将点的坐标代入该直线的方程,求出的值,即可得出所求直线的方程;
(2)设所求直线的方程为,将点的坐标代入该直线的方程,求出的值,即可得出所求直线的方程;
(3)设对称点的坐标为,根据两点关于直线对称,可得出关于、的方程组,解出这两个未知数的值,即可得出对称点的坐标.
【详解】(1)依题意可设所求直线的方程为,
由于直线过点,因此,解得.
因此所求直线的方程为.
(2)依题意可设所求直线的方程为,
由于直线过点,因此,解得.
因此所求直线的方程为.
(3)设点关于直线的对称点的坐标为,则,
解得,所以对称点为.
7.(25-26高二上·北京·期中)已知直线,.
(1)求经过和的交点,且与直线平行的直线方程;
(2)设点关于直线的对称点为,求的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)首先联立方程求出交点坐标,然后根据直线平行的关系求解斜率,进而根据点斜式求解直线方程即可;
(2)首先设,然后通过直线与直线垂直且与的中点在直线上构造方程组,解方程组求解点坐标.
【详解】(1)联立直线与的方程得:,解得:,
即直线与交点坐标为.
已知直线,其斜率为,
设所求直线斜率为,由于所求直线与直线平行,可得:.
因此可得所求直线方程为:,即:
(2)已知,设,可得:与的中点为,
由于点与点关于直线对称,因此可得:且与的中点在直线上
可得:,整理得:.
解得:,即的坐标为.
8.(25-26高二上·天津宝坻·阶段检测)设直线:和直线:的交点为P.
(1)若直线经过点P,且与直线垂直,求直线的方程;
(2)求点关于:对称点的坐标
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)联立方程求得,根据垂直关系设出直线的方程,将点代入计算即可求解;
(2)设点关于:对称点的坐标为,由解方程组即可.
【详解】(1)由得交点,由直线与直线垂直,
则可设直线的方程为,又直线过点,
代入得,则,所以直线的方程为;
(2)设点关于:对称点的坐标为,
则有,解得,
所以点关于:对称点的坐标为.
考点三 直线关于点对称
9.(2026高二·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.
【答案】D
【分析】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.
【详解】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.
10.(25-26高二上·重庆·阶段检测)直线关于点对称的直线方程为______.
【答案】
【分析】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.
【详解】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:
11.(25-26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.
【答案】A
【分析】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.
【详解】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
12.(25-26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.
【答案】(1)
(2)
【分析】(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.
【详解】(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.
考点四 直线关于直线对称(平行)
13.(25-26高二上·四川成都·期中)直线关于直线对称的直线的方程为___________.(用一般式表示)
【答案】
【分析】根据已知直线平行,并求出它们的距离,再设所求直线为,根据对称性及平行线的距离公式求参数,即可得.
【详解】由、,显然两条直线平行,且它们的距离,
可设所求直线为,则或(舍),
所以,所求直线为.
故答案为:
14.(25-26高三·全国·一轮复习)已知直线,直线,若直线关于直线l的对称直线为,则直线的方程为_______________.
【答案】.
【分析】由于两条直线平行,所以可设,利用对称的性质,可求得,进而求得直线方程为.
【详解】由题意知,设直线,在直线上取点,
设点关于直线的对称点为,
则, 解得,即,
将代入的方程得,
所以直线的方程为.
故答案为:
15.(25-26高二上·全国·课后作业)已知直线与关于直线对称,求直线的方程.
【答案】
【分析】由直线斜率得与直线平行,由两条平行线距离公式得与直线间的距离,由对称关系得与平行和与距离,接着设直线方程,依据与距离列式求解并检验即可得解.
【详解】易知,所以与直线平行,
与直线间的距离为,
又因为与关于直线对称,
所以与平行,且两直线间的距离为,
设直线,所以,解得或,
当时,直线与直线间的距离为,
即直线与关于直线不对称;
当时,直线与直线间的距离为,符合,
所以.
16.(25-26高二·全国·课后作业)已知直线,,.
(1)求直线关于直线的对称直线的方程;
(2)求直线关于直线的对称直线的方程.
【答案】(1) ;(2) .
【分析】(1)由于,所以,可设的方程为,在直线上取点,求出点关于直线的对称点,代入方程,即得解;
(2)与的交点坐标为也在上,另取上不同于的一点,求出关于的对称点为,利用两个点坐标求出直线方程,即得解
【详解】(1)因为,所以.
设直线的方程为(,且).
在直线上取点,设点关于直线的对称点为,
则,解得,
即点的坐标为.
把点的坐标代入直线的方程,得,解得,
所以直线的方程为.
(2)由,得,
所以与的交点坐标为.
另取上不同于A的一点,
设关于的对称点为,
则,得,
即点的坐标为.
所以过与的直线的方程为,
即.
考点五 直线关于直线对称(相交)
17.(2026·新疆·一模)在平面直角坐标系中,直线关于直线对称的直线的方程是( )
A.3 B.3
C.3 D.3
【答案】A
【分析】先求两直线的交点,再求另一点的对称点根据两点可求方程.
【详解】由可得交点为,
在直线上取一点,设其关于直线的对称点为,
则,解得,即,
由两点式方程可得,即.
故选:A
18.(25-26高二上·广东惠州·期中)已知直线,则直线关于直线的对称直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先求直线与直线的交点,再在直线上取点关于直线对称的点为,即,解出,利用点斜式即可求解.
【详解】由,解得,所以直线与直线的交点为,
在直线上取点关于直线对称的点为,
所以,解得,
所以点关于直线对称的点为,
所以直线的斜率为,
故对称直线的方程为,即,
故选:B.
19.(25-26高一下·江苏苏州·阶段检测)已知直线,点.求:
(1)直线关于点对称的直线的方程;
(2)直线关于直线的对称直线的方程.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)求出关于点的对称点,利用在直线上,即得解;
(2)先求解关于直线的对称点的坐标,再求解与的交点N,由两点式得到直线方程
【详解】(1)设为上任意一点,
则关于点的对称点为,
则在直线上,,
即.
(2)在直线上取一点,
则关于直线的对称点必在上.
设对称点为,
则解得.
设与的交点为,则由得,
则经过点,
直线的方程为,即.
20.(25-26高二上·北京·阶段检测)与直线关于y轴对称的直线的方程为( ).
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据点关于y轴对称的点为,利用相关点法求直线方程.
【详解】在所求直线上任取一点,则点关于y轴对称的点为,
可知点在直线上,可得,即,
所以所求直线方程为.
故选:A.
考点六 光线反射问题
21.(25-26高二上·江苏泰州·阶段检测)已知光线通过点,经轴反射,反射光线通过点,则反射光线所在直线的方程是______.
【答案】
【分析】求出点关于轴的对称点的坐标,可知反射光线所在直线为直线,求出该直线的方程即可.
【详解】如下图所示:
点关于轴的对称点为,
由题意可知,反射光线所在直线为直线,且该直线的斜率为,
故反射光线所在直线的方程为,即.
故答案为:.
22.(25-26高二上·河北邯郸·阶段检测)一条沿直线传播的光线经过点,且在轴上的截距为,然后被直线反射,则反射光线所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】求出入射点坐标,以及关于直线对称的点的坐标,再根据反射光线经过所求两点即可求解反射光线所在直线方程.
【详解】入射光线所在直线的方程为,即,
由解得,即入射点的坐标为,
设关于直线对称的点为,
则,解得,即,
因为反射光线所在直线经过入射点和点,所以反射光线所在直线的斜率为,
所以反射光线所在直线的方程为,即.
故选:B.
23.(25-26高二上·河北·期中)一条光线从点射出,经直线反射后,反射光线经过点,则入射光线所在的直线方程为___________.
【答案】
【分析】先设点B的对称点,应用对称性得出对称点,再应用点斜式得出直线方程.
【详解】设关于直线的对称点,
所以,所以,
所以,
由题意知:入射光线所在的直线经过和,而斜率,
所以入射光线所在的直线方程为.
故答案为:.
24.(25-26高二上·吉林松原·期中)一束光线从点射出,与轴相交于点.经轴反射,则反射光线所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】首先求出点关于轴对称的点,依题意反射光线所在直线过点与,求出直线的斜率,再由斜截式计算可得.
【详解】点关于轴对称的点为,
依题意反射光线所在直线过点与,则斜率,
所以反射光线所在直线的方程为,即.
故选:C
考点七 将军饮马问题
25.(25-26高二上·江苏扬州·期末)古代数学问题——“将军饮马”,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设将军的出发点为,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,再到军营的总路程最短,则将军在河边饮马的地点坐标为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出点关于直线的对称点,求出直线与河岸线的交点即可得出饮马的地点坐标.
【详解】设点关于直线的对称点为点,
根据对称点的性质知中点在直线上,
即,可得,
又直线与直线垂直,即,可得,
即可得,即点,
直线的斜率为,得直线方程,即,
将军在河边饮马的地点坐标为直线与河岸线的交点 ,
将代入得,即坐标点为.
则将军在河边的饮马地点为.
故选:C
26.(25-26高二上·福建三明·阶段检测)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一“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,则将军在河边饮马地点的坐标为__________.
【答案】
【分析】结合两点间线段最短,只需求其中一个点关于直线的对称点,再求对称点与另一点的距离即可.
【详解】
由题可知在的同侧,
设点关于直线的对称点为,
则,解得即.
将军从出发点到河边的路线所在直线即为,又,
所以直线的方程为,
设将军在河边饮马的地点为,
则即为与的交点,
,解得,
所以.
故答案为:
27.(25-26高二上·江西·阶段检测)(多选)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
【答案】BD
【分析】求出点关于直线的对称点为,直线的方程为即为从出发点到河边的路线,可得A错误;联立直线方程可解得交点坐标即为饮马地点的坐标为,可得B正确;直线的方程为即为从河边回军营的路线,可得C错误;由各路段长度总和即可求出“将军饮马”走过的总路程为,可知D正确.
【详解】由题可知在的同侧,
设点关于直线的对称点为,如下图所示:
则,解得;即.
将军从出发点到河边的路线所在直线即为,
又,所以直线的方程为,故错误;
设将军在河边饮马的地点为,则即为与的交点,
联立两直线方程解得,故B正确;
将军从河边回军营的路线所在直线为,又,
所以直线的方程为,故C错误;
总路程,
所以“将军饮马”的总路程为,故D正确.
故选:BD.
28.(25-26高二上·新疆塔城·阶段检测)唐代诗人李颀的诗《古从军行》:“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______.
【答案】4
【分析】利用“将军饮马”模型,应用点关于直线对称求对称点,再由两点距离最短求最短总路程.
【详解】如图,
设点关于直线对称的点为,
则,解得,
则“将军饮马”的最短总路程为.
故答案为:4
1.(25-26高二上·湖南邵阳·阶段检测)直线关于直线对称的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】 利用关于直线的对称点为求解.
【详解】设为所求直线上的任意一点,
关于直线的对称点为,
则在直线上,
则,整理得到即为所求.
故选:B.
2.(25-26高二上·山东济宁·阶段检测)点关于直线的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先设对称点坐标,再利用两个核心条件列方程:一是两点中点在已知直线上,代入得关于对称点坐标的方程;二是两点连线与已知直线垂直,由斜率乘积为-1得另一方程,联立方程组求解,最终得对称点为.
【详解】设点关于直线的对称点为,
直线,即,因此斜率为1,又垂直直线斜率乘积为-1,
所以的斜率为-1,即,化简得,
又的中点在直线上,代入得
,化简得,联立和,
解得故对称点为.
故答案选:B.
3.(25-26高二上·河南南阳·阶段检测)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
【答案】B
【分析】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。
【详解】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
4.(25-26高二·全国·课后作业)关于原点对称的直线是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将直线方程中的换为,换为,即可得到关于原点对称的直线方程.
【详解】解:对于直线,将换为,换为得到,即,
所以直线关于原点对称的直线是.
故选:C
5.(25-26高二上·广西桂林·期中)若直线关于直线对称的直线经过点,则( )
A. B.1 C. D.
【答案】A
【分析】先求得关于直线的对称点,代入点的坐标于的方程,由此可求的值.
【详解】设关于直线的对称点为,
所以,解得,所以,
又因为在直线上,所以,解得,
故选:A.
6.(25-26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.
【答案】B
【分析】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.
【详解】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
7.(25-26高二上·天津红桥·阶段检测)直线关于直线对称的直线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】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.
【详解】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
8.(25-26高二上·山东济南·期末)(多选)光线沿着直线射到直线上,经反射后沿着直线射出,则实数a可能为( )
A.6 B. C.2 D.
【答案】AD
【分析】根据入射光线上的点关于直线的对称点一定在反射光线上,即可求解.
【详解】在直线上任意取一点,
由题知点关于直线的对称点在直线上,
则整理得,
解得或.
故选:AD.
9.(25-26高二上·重庆·期中)(多选)古代数学问题——“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
【答案】BD
【分析】求出点关于直线的对称点为,直线的方程为即为从出发点到河边的路线所在直线方程,可得A错误;联立直线方程可解得交点坐标即为饮马地点的坐标为,可得B正确;直线的方程为即为从河边回军营的路线所在直线方程,可得C错误;由各路段长度总和即可求出“将军饮马”走过的总路程为,可知D正确.
【详解】由题可知在的同侧,
设点关于直线的对称点为,如下图所示:
则,解得,即.
对于A,将军从出发点到河边的路线所在直线即为,
又,所以直线的方程为,即,故A错误;
对于B,设将军在河边饮马的地点为,则即为与的交点,
联立两直线方程解得,故B正确;
对于C,将军从河边回军营的路线所在直线为,又,
所以直线的方程为,即,故C错误;
对于D,总路程,
所以“将军饮马”的总路程为,故D正确.
故选:BD.
10.(25-26高二上·江西景德镇·期中)(多选)下列说法正确的有( )
A.点关于直线的对称点为
B.直线关于点的对称直线为
C.经过点,且与直线平行的直线方程是
D.当时,直线与垂直
【答案】ABD
【分析】利用点关于直线的对称的性质求解判断A;利用直线关于点对称直线的求法求解以判断B;利用平行求出斜率,再利用点斜式求出直线方程判断C,利用直线垂直的系数关系判断D.
【详解】对于A,设点关于直线的对称点为,
则,解得,
即点关于直线的对称点为,正确;
对于B,设直线上的点,其关于点的对称点为,
所以,则,则,即,
所以直线关于点对称的直线方程是,正确;
对于C,直线的斜率为2,所以所求直线的斜率也是2,
则所求直线为,即,错误;
对于D,当时,,
故直线与垂直,正确;
故选:ABD.
11.(25-26高二上·贵州遵义·期末)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,设将军出发点是,军营所在位置为,河岸所在直线方程为:,则将军从出发点到河边饮马,再回到军营的总路程最短为____________.
【答案】
【分析】利用对称思想将折线路程转化为两点间线段长度,求出点关于直线的对称点,再计算该对称点与点的距离即可得到最短总路程.
【详解】设点关于直线的对称点为,根据轴对称的性质可得:
,即,解得,即.
由对称性可知,对直线上任意饮马点,均有,故总路程.
所以当为线段与直线的交点时,总路程取得最小值,最小值为.
由两点间距离公式:.
故最短总路程为.
12.(25-26高二上·辽宁沈阳·阶段检测)求直线关于直线对称的直线方程为__________.
【答案】
【分析】求出两直线的交点坐标,再求出直线上另外一点关于直线的对称点坐标,然后可得对称直线方程.
【详解】解方程组得,即直线和直线的交点坐标为,
又是直线上一点,设它关于直线的对称点坐标为,
则,解得,
所以所求直线方程为,即.
故答案为:.
13.(25-26高二上·全国·课后作业)直线关于点对称的直线方程为__________.
【答案】
【分析】根据点关于点对称的坐标关系,即可将关于点对称的点代入已知直线中求解.
【详解】在对称直线上任取一点,设关于点对称的点为,由于在直线上,所以,即,
故答案为:
14.(25-26高二上·天津静海·期中)求点关于直线的对称点_____.
【答案】
【分析】设出对称点为,根据对称点求解的方法得到方程组,解出即可.
【详解】设对称点为,由题意可知,
解得,所以对称点为.
故答案为:.
15.(25-26高二上·广西来宾·期中)一条光线从点射出,经轴反射,反射光线刚好经过点,则反射光线所在直线的方程为______.
【答案】
【分析】先求出点关于轴的对称点,然后求出反射光线所在直线的斜率,进而求出直线方程.
【详解】易知点关于轴的对称点为,
因为反射光线所在直线经过点和,
所以反射光线所在直线的斜率为,
所以反射光线所在直线的方程为.
故答案为:
16.(25-26高二上·甘肃白银·期中)已知一束光线通过点,经直线反射,如果反射光线通过点,则反射光线所在直线的方程为_____.
【答案】
【分析】求出关于直线的对称点后可求反射光线所在直线的方程.
【详解】设关于直线的对称点为,
则,解得,,则对称点为.
由于反射光线所在直线经过点和,
则反射光线所在直线的斜率为.
所以反射光线所在直线的方程为,即.
故答案为:.
17.(25-26高二上·江苏南通·期中)在平面直角坐标系中,已知点,直线,且点在直线上,.
(1)求直线的方程;
(2)若点与点关于直线对称,求证:点在轴上.
【答案】(1)
(2)
因为,所以,即.
设,则,所以,即.
因为,所以点在轴上.
【分析】(1)由,求得直线的斜率,利用点斜式求出方程;
(2)联立直线与直线的方程求出点,利用中点坐标公式求解.
【详解】(1)因为,即,所以直线的斜率为.
设直线的斜率为,因为,
所以,所以.
所以直线的方程,即.
(2)略
18.(25-26高二上·河南南阳·阶段检测)已知直线,试求:
(1)直线关于直线对称的直线方程;
(2)直线关于对称的直线方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求直线与的交点,再求直线上关于的对称点,进而求出所求直线的斜率,利用点斜式方程求解直线即可;
(2)分别求出直线上点关于点的对称点,进而求出所求直线的斜率,利用点斜式方程求解直线即可.
【详解】(1)由可得,
直线与直线的交点为,
再在直线上取一点,
设点关于直线的对称点为,
则由解得,即.
由题意可得、两点是所求直线上的两个点,则直线斜率为,
则直线方程为,化简为.
(2)在直线上任意取出两个点,
求出这两个点关于点对称点分别为
由题意可得,是所求直线上的两个点,
则直线斜率为,则所求直线方程为,即.
19.(25-26高一上·四川自贡·阶段检测)已知直线,求:
(1)原点关于的对称点坐标;
(2)直线关于的对称直线方程;
(3)直线关于点的对称直线方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)设出原点关于直线的对称点的坐标,利用的中点在直线上,以及直线与直线垂直列方程组,即可求解;
(2)求出直线与直线的交点坐标,在直线上取一点,由(1)知关于直线的对称点为,利用直线方程的两点式求解即可;
(3)在直线上任取两点,分别求出这两点关于点的对称点,再利用直线方程的两点式求解即可.
【详解】(1)设原点关于直线的对称点为,
则线段的中点在直线上,且直线垂直于直线,
即,解得,即,
所以原点关于的对称点坐标为;
(2)联立,解得,则点在所求直线上,
在直线上任取一点,
由(1)得关于的对称点坐标为,
所以点也在所求直线上,
由两点式得直线方程为,整理得,
所以直线关于的对称直线方程为;
(3)在直线上取两点,,
则,关于点的对称点分别为,.
因为点,在所求直线上,
所以由两点式得直线方程为,整理得,
所以直线关于点的对称直线方程为.
20.(25-26高二上·湖北武汉·阶段检测)已知两条平行直线与之间的距离是.
(1)求直线关于直线对称的直线方程;
(2)求直线关于直线对称的直线方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用两条直线平行的性质求出n,再利用两条平行直线间的距离求出m,再由平行线间距离即可求解.
(2)根据所求直线过已知两直线的交点,以及上的任一点关于对称的点在所求直线上即可求解.
【详解】(1)因为直线:与:平行,所以,
又两条平行直线:与:之间的距离是,
所以解得或(舍去),
即直线:,:,
设直线关于直线对称的直线方程为,
则,解得或7(舍去),
故所求直线方程为,
(2)设直线关于直线对称的直线为,
由,解得,所以直线经过点,
在上取一点关于对称的点设为,
则有,解得,所以直线经过点,
所以直线的斜率为,所以直线的方程为,
即:.
21.(25-26高二上·江苏常州·期中)已知点,直线.
(1)求过点,且与直线垂直的直线的方程;
(2)光线通过点,经直线反射,其反射光线通过点,求反射光线所在直线的方程.
【答案】(1):
(2)
【分析】(1)设直线:,将点代入直线,即可解出答案;
(2)先求出点关于直线的对称点,再由两点式写出反射光线.
【详解】(1)因为直线垂直于直线,直线
所以设直线:,
将点代入直线:,
所以直线:.
(2)设点关于直线的对称点为,则
所以,
所以反射光线:,
化简得:.
22.(25-26高二上·安徽合肥·期中)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,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.
(1)求将军从出发点到河边饮马,再回到军营(“将军饮马”)的最短总路程;
(2)设“将军饮马”路程最短时的饮马点为,在△中,求边中线所在的直线方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据点关于直线对称可得对称点,即可根据两点距离公式求解,
(2)根据两直线的方程可得交点,即可根据中点坐标可得,进而根据两点坐标求解直线方程.
【详解】(1)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,
此时“将军饮马”走过的总路程为.
(2)由(1)知,故直线方程为,
故直线的方程是,
联立,解得,即将军在河边饮马的地点的坐标为,
边的中点,则,即,
∴直线斜率,
∴直线的方程为,整理得.
∴△中边中线所在的直线方程为.
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微专题01 直线中对称的问题
知识点1:点关于点对称
点P(x0,y0)关于点A(m,n)的对称点P′(x′,y′)可利用中点坐标公式求得,
由得
知识点2:直线关于点对称
直线Ax+By+C=0关于点P(x0,y0)的对称直线的方程的求法:求出直线上的两个特殊点M,N关于点P的对称点M′,N′的坐标,则直线M′N′的方程即为所求的直线方程.
知识点3:点关于直线对称
设点P(x0,y0)关于直线Ax+By+C=0的对称点为P′(x′,y′),则线段PP′的中点在已知直线上且直线PP′与已知直线垂直.
即解此方程组可得x′,y′,即得点P′的坐标.
知识点4:直线关于直线对称
(1)若已知直线l1与已知对称轴相交,则交点必在与直线l1对称的直线l2上,然后求出直线l1上其他任意一点关于对称轴对称的点,由两点式写出直线l2的方程.
(2)若已知直线l1与已知对称轴平行,则直线l1关于对称轴对称的直线l2与直线l1平行,可以利用直线l1与对称轴间的距离等于直线l2与对称轴间的距离求解.
知识点5:光的反射问题
根据平面几何知识和光学知识,入射光线、反射光线上对应的点是关于法线对称的.利用点的对称关系可以求解.
考点一 点关于点对称
考点二 点关于直线对称
考点三 直线关于点对称
考点四 直线关于直线对称(平行)
考点五 直线关于直线对称(相交)
考点六 光线反射问题
考点七 将军饮马问题
考点一 点关于点对称
1.(25-26高二上·全国·课后作业)点关于点对称,则________.
2.(25-26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.
3.(25-26高二上·福建厦门·期中)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)
4.(25-26高三·全国·一轮复习)(多选)下列选项中两点关于对称的是( )
A.和 B.和
C.和 D.和
考点二 点关于直线对称
5.(25-26高二上·江苏南通·期中)点关于直线的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
6.(25-26高二上·北京延庆·期中)已知点,直线.
(1)求过点且与直线平行的直线方程;
(2)求过点且与直线垂直的直线方程;
(3)求点关于直线的对称点的坐标.
7.(25-26高二上·北京·期中)已知直线,.
(1)求经过和的交点,且与直线平行的直线方程;
(2)设点关于直线的对称点为,求的坐标.
8.(25-26高二上·天津宝坻·阶段检测)设直线:和直线:的交点为P.
(1)若直线经过点P,且与直线垂直,求直线的方程;
(2)求点关于:对称点的坐标
考点三 直线关于点对称
9.(2026高二·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.
10.(25-26高二上·重庆·阶段检测)直线关于点对称的直线方程为______.
11.(25-26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.
12.(25-26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.
考点四 直线关于直线对称(平行)
13.(25-26高二上·四川成都·期中)直线关于直线对称的直线的方程为___________.(用一般式表示)
14.(25-26高三·全国·一轮复习)已知直线,直线,若直线关于直线l的对称直线为,则直线的方程为_______________.
15.(25-26高二上·全国·课后作业)已知直线与关于直线对称,求直线的方程.
16.(25-26高二·全国·课后作业)已知直线,,.
(1)求直线关于直线的对称直线的方程;
(2)求直线关于直线的对称直线的方程.
考点五 直线关于直线对称(相交)
17.(2026·新疆·一模)在平面直角坐标系中,直线关于直线对称的直线的方程是( )
A.3 B.3
C.3 D.3
18.(25-26高二上·广东惠州·期中)已知直线,则直线关于直线的对称直线的方程为( )
A. B.
C. D.
19.(25-26高一下·江苏苏州·阶段检测)已知直线,点.求:
(1)直线关于点对称的直线的方程;
(2)直线关于直线的对称直线的方程.
20.(25-26高二上·北京·阶段检测)与直线关于y轴对称的直线的方程为( ).
A. B.
C. D.
考点六 光线反射问题
21.(25-26高二上·江苏泰州·阶段检测)已知光线通过点,经轴反射,反射光线通过点,则反射光线所在直线的方程是______.
22.(25-26高二上·河北邯郸·阶段检测)一条沿直线传播的光线经过点,且在轴上的截距为,然后被直线反射,则反射光线所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
23.(25-26高二上·河北·期中)一条光线从点射出,经直线反射后,反射光线经过点,则入射光线所在的直线方程为___________.
24.(25-26高二上·吉林松原·期中)一束光线从点射出,与轴相交于点.经轴反射,则反射光线所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
考点七 将军饮马问题
25.(25-26高二上·江苏扬州·期末)古代数学问题——“将军饮马”,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设将军的出发点为,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,再到军营的总路程最短,则将军在河边饮马的地点坐标为( ).
A. B. C. D.
26.(25-26高二上·福建三明·阶段检测)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一“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,则将军在河边饮马地点的坐标为__________.
27.(25-26高二上·江西·阶段检测)(多选)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
28.(25-26高二上·新疆塔城·阶段检测)唐代诗人李颀的诗《古从军行》:“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______.
1.(25-26高二上·湖南邵阳·阶段检测)直线关于直线对称的直线方程是( )
A. B.
C. D.
2.(25-26高二上·山东济宁·阶段检测)点关于直线的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
3.(25-26高二上·河南南阳·阶段检测)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
4.(25-26高二·全国·课后作业)关于原点对称的直线是( )
A. B. C. D.
5.(25-26高二上·广西桂林·期中)若直线关于直线对称的直线经过点,则( )
A. B.1 C. D.
6.(25-26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.
7.(25-26高二上·天津红桥·阶段检测)直线关于直线对称的直线方程是( )
A. B. C. D.
8.(25-26高二上·山东济南·期末)(多选)光线沿着直线射到直线上,经反射后沿着直线射出,则实数a可能为( )
A.6 B. C.2 D.
9.(25-26高二上·重庆·期中)(多选)古代数学问题——“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
10.(25-26高二上·江西景德镇·期中)(多选)下列说法正确的有( )
A.点关于直线的对称点为
B.直线关于点的对称直线为
C.经过点,且与直线平行的直线方程是
D.当时,直线与垂直
11.(25-26高二上·贵州遵义·期末)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,设将军出发点是,军营所在位置为,河岸所在直线方程为:,则将军从出发点到河边饮马,再回到军营的总路程最短为____________.
12.(25-26高二上·辽宁沈阳·阶段检测)求直线关于直线对称的直线方程为__________.
13.(25-26高二上·全国·课后作业)直线关于点对称的直线方程为__________.
14.(25-26高二上·天津静海·期中)求点关于直线的对称点_____.
15.(25-26高二上·广西来宾·期中)一条光线从点射出,经轴反射,反射光线刚好经过点,则反射光线所在直线的方程为______.
16.(25-26高二上·甘肃白银·期中)已知一束光线通过点,经直线反射,如果反射光线通过点,则反射光线所在直线的方程为_____.
17.(25-26高二上·江苏南通·期中)在平面直角坐标系中,已知点,直线,且点在直线上,.
(1)求直线的方程;
(2)若点与点关于直线对称,求证:点在轴上.
18.(25-26高二上·河南南阳·阶段检测)已知直线,试求:
(1)直线关于直线对称的直线方程;
(2)直线关于对称的直线方程.
19.(25-26高一上·四川自贡·阶段检测)已知直线,求:
(1)原点关于的对称点坐标;
(2)直线关于的对称直线方程;
(3)直线关于点的对称直线方程.
20.(25-26高二上·湖北武汉·阶段检测)已知两条平行直线与之间的距离是.
(1)求直线关于直线对称的直线方程;
(2)求直线关于直线对称的直线方程.
21.(25-26高二上·江苏常州·期中)已知点,直线.
(1)求过点,且与直线垂直的直线的方程;
(2)光线通过点,经直线反射,其反射光线通过点,求反射光线所在直线的方程.
22.(25-26高二上·安徽合肥·期中)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,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.
(1)求将军从出发点到河边饮马,再回到军营(“将军饮马”)的最短总路程;
(2)设“将军饮马”路程最短时的饮马点为,在△中,求边中线所在的直线方程.
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