文/李風
摘 要:解析幾何是中學數(shù)學的核心內容之一,在高考數(shù)學中占有十分重要的地位,是高考的重點、熱點和難點,而解析幾何中的對稱問題又是近幾年高考考查的熱點題型。這就要求教師對對稱問題進行適當?shù)臍w納、總結,使學生對這部分知識有一個較完整、系統(tǒng)的認識。介紹解析幾何中常見的三類對稱問題:點關于點的對稱問題、直線方程中的對稱問題、曲線方程中的對稱問題。
關鍵詞:解析幾何;對稱問題;高考數(shù)學
一、點關于點的對稱問題
點A(x1,y1)與點C(x3,y3)關于點B(x2,y2)對稱,即點B為點A和點C的中點,且坐標滿足x2=■,y2=■.
二、直線方程中的對稱問題
1.求點關于直線對稱的點的坐標
問題:求已知點A(xA,yA)關于直線l:Ax+By+C=0對稱的點的坐標為B(xB,yB)。
求已知點A(xA,yA)關于直線l:Ax+By+C=0對稱的點的坐標為B(xB,yB),其基本思想是根據(jù)直線l是直線AB的垂直平分線,求點B的坐標。
解法一:步驟一,根據(jù)AB⊥l,且點A在直線AB上,利用點斜式即可求出直線AB的方程;步驟二,求點A與點B的中點即直線l和直線AB的交點Q;步驟三,根據(jù)點A與點Q即可求出點B的坐標。
解法二:步驟一,設點A與點B的中點為Q(■,■),根據(jù)直線AQ⊥l,且點Q在直線l上,聯(lián)立二元一次方程組即可求出點Q的坐標;步驟二,根據(jù)點A與點Q即可求出點B的坐標。
備注:上述兩種方法是求點關于直線對稱點的一般解法,方法一運用了直線的有關知識,方法二則突出了方程的思想。
2.直線關于點對稱的直線方程
問題:已知直線l1:A1x+B1y+C1=0,求關于點A(xA,yA)對稱的直線方程為l2。
解法一:步驟一,設點P(x,y)為所求直線l2上的任意一點,點P關于點A對稱的點P′在已知直線l1上,且點P′的坐標為(2xA-x,2yA-y);步驟二,將P′(2xA-x,2yA-y)帶入直線方程l1,即l1:A1(2xA-x)+B1(2yA-y)+C1=0,整理得
A1x+B1y-2A1xA-2B1yA-C1=0
即所求直線方程為A1x+B1y-2A1xA-2B1yA-C1=0。
解法二:因為直線l1、l2關于點A對稱,所以這兩條直線平行,設所求直線為l2:A1x+B1y+C2=0。
在已知直線l1上取一點(0,-■),則點(0,-■)關于A(xA,yA)對稱的點2(xA,2yA+■)在直線l2上,將點2(xA,2yA+■)代入 l2:A1x+B1y+C2=0可求得C2,從而求得l2的直線方程。
注:上述兩種方法是解本題型的常用方法,方法一更具普遍性,此法也可解決其他圖形關于點對稱的問題;方法二為待定系數(shù)法,它利用了圖形的幾何性質,解答本題型較為簡便。
3.直線關于直線對稱的直線方程
問題:求直線l1:A1x+B1y+C1=0關于直線l2:A2x+B2y+C2=0對稱的直線方程l3。
解法一:步驟一:聯(lián)立l1、l2的直線方程,求得l1、l2的交點坐標點N;步驟二:在l1上取點M(0,-■),則可求得點M(0,-■)關于l2對稱的點M′;步驟三:因為點N、M都在直線l3,所以由兩點式方程即可求得l3的直線方程。
解法二:設點P(x,y)為所求直線l3上的任意一點,點P關于直線l2:A2x+B2y+C2=0對稱的點為P0(x0,y0)在直線l1上,所以A1x0+B1y0+C1=0,kPP0=■,線段PP0的中點M(■,■)。因為點P與P0關于直線l2對稱,所以■×(-■)=-1A2×■+B2×■+C2=0解得x0、y0分別關于x、y的表達式,代入直線方程l1中,即可求得l3的直線方程。
備注:解法一和解法二的思想都是將問題轉化為求一個點P關于直線l對稱點P0的問題。
三、曲線中的對稱問題
1.圓關于直線對稱的圓的方程
因為圓的方程由圓心和半徑即可確定,兩個圓關于直線對稱,
大小相同,半徑一定相等,所以求圓關于直線對稱的圓,只需求已知圓的圓心坐標關于直線對稱的點的坐標,就是所求圓的圓心,
從而求得所求圓的方程。
2.利用圓的對稱性求圓的方程
若圓上任意一點關于已知直線的對稱點都在圓上,則此直線一定是圓的直徑,再根據(jù)其他條件即可確定圓的方程。
3.曲線關于點對稱的曲線方程
問題:已知曲線C1:f(x,y)=0,求關于點A(xA,yA)對稱的曲線方程為C2。
解題思路:步驟一,設點P(x,y)為所求曲線C2上的任意一點,點P關于點A對稱的點P′在已知曲線C1上,且點P′的坐標為(2xA-x,2yA-y);步驟二,將P′(2xA-x,2yA-y)帶入曲線方程C1,即所求的曲線方程為f(2xA-x,2yA-y)=0。
4.曲線關于直線對稱的曲線方程
問題:已知曲線C1:f(x,y)=0,求關于已知直線l對稱的曲線方程為C2。
解題思路:步驟一:設點P(x,y)為所求曲線C2上的任意一點,則點P關于直線l對稱點P′(x′,y′)在已知曲線C1上;步驟二,將P′(x′,y′)帶入曲線方程C1,即所求的曲線方程為f(x′,y′)=0。
解析幾何中的對稱問題即分為點對稱和直線對稱(軸對稱),
點對稱問題用中點坐標公式即可解決,直線對稱(軸對稱)問題可以借助于中垂線,即根據(jù)中點坐標公式和斜率關系可解決。
參考文獻:
[1]胡雄偉.高等職業(yè)院校對口招生考試考前輔導數(shù)學復習教材[M].遠方出版社,2011.
[2]任志鴻.十年高考分類解析與應試策略[M].南方出版社,2012.
[3]吳偉.解析幾何中關于對稱問題的一點探討[J].數(shù)學學習 與研究,2008(08).
[4]王粉霞.與解析幾何中的對稱相關的問題[J].教育革新,2008(03).
[5]張銀歧.解析幾何中“對稱”問題的解法探析[J].魅力中國,2011(03).
編輯 郭曉云
endprint
摘 要:解析幾何是中學數(shù)學的核心內容之一,在高考數(shù)學中占有十分重要的地位,是高考的重點、熱點和難點,而解析幾何中的對稱問題又是近幾年高考考查的熱點題型。這就要求教師對對稱問題進行適當?shù)臍w納、總結,使學生對這部分知識有一個較完整、系統(tǒng)的認識。介紹解析幾何中常見的三類對稱問題:點關于點的對稱問題、直線方程中的對稱問題、曲線方程中的對稱問題。
關鍵詞:解析幾何;對稱問題;高考數(shù)學
一、點關于點的對稱問題
點A(x1,y1)與點C(x3,y3)關于點B(x2,y2)對稱,即點B為點A和點C的中點,且坐標滿足x2=■,y2=■.
二、直線方程中的對稱問題
1.求點關于直線對稱的點的坐標
問題:求已知點A(xA,yA)關于直線l:Ax+By+C=0對稱的點的坐標為B(xB,yB)。
求已知點A(xA,yA)關于直線l:Ax+By+C=0對稱的點的坐標為B(xB,yB),其基本思想是根據(jù)直線l是直線AB的垂直平分線,求點B的坐標。
解法一:步驟一,根據(jù)AB⊥l,且點A在直線AB上,利用點斜式即可求出直線AB的方程;步驟二,求點A與點B的中點即直線l和直線AB的交點Q;步驟三,根據(jù)點A與點Q即可求出點B的坐標。
解法二:步驟一,設點A與點B的中點為Q(■,■),根據(jù)直線AQ⊥l,且點Q在直線l上,聯(lián)立二元一次方程組即可求出點Q的坐標;步驟二,根據(jù)點A與點Q即可求出點B的坐標。
備注:上述兩種方法是求點關于直線對稱點的一般解法,方法一運用了直線的有關知識,方法二則突出了方程的思想。
2.直線關于點對稱的直線方程
問題:已知直線l1:A1x+B1y+C1=0,求關于點A(xA,yA)對稱的直線方程為l2。
解法一:步驟一,設點P(x,y)為所求直線l2上的任意一點,點P關于點A對稱的點P′在已知直線l1上,且點P′的坐標為(2xA-x,2yA-y);步驟二,將P′(2xA-x,2yA-y)帶入直線方程l1,即l1:A1(2xA-x)+B1(2yA-y)+C1=0,整理得
A1x+B1y-2A1xA-2B1yA-C1=0
即所求直線方程為A1x+B1y-2A1xA-2B1yA-C1=0。
解法二:因為直線l1、l2關于點A對稱,所以這兩條直線平行,設所求直線為l2:A1x+B1y+C2=0。
在已知直線l1上取一點(0,-■),則點(0,-■)關于A(xA,yA)對稱的點2(xA,2yA+■)在直線l2上,將點2(xA,2yA+■)代入 l2:A1x+B1y+C2=0可求得C2,從而求得l2的直線方程。
注:上述兩種方法是解本題型的常用方法,方法一更具普遍性,此法也可解決其他圖形關于點對稱的問題;方法二為待定系數(shù)法,它利用了圖形的幾何性質,解答本題型較為簡便。
3.直線關于直線對稱的直線方程
問題:求直線l1:A1x+B1y+C1=0關于直線l2:A2x+B2y+C2=0對稱的直線方程l3。
解法一:步驟一:聯(lián)立l1、l2的直線方程,求得l1、l2的交點坐標點N;步驟二:在l1上取點M(0,-■),則可求得點M(0,-■)關于l2對稱的點M′;步驟三:因為點N、M都在直線l3,所以由兩點式方程即可求得l3的直線方程。
解法二:設點P(x,y)為所求直線l3上的任意一點,點P關于直線l2:A2x+B2y+C2=0對稱的點為P0(x0,y0)在直線l1上,所以A1x0+B1y0+C1=0,kPP0=■,線段PP0的中點M(■,■)。因為點P與P0關于直線l2對稱,所以■×(-■)=-1A2×■+B2×■+C2=0解得x0、y0分別關于x、y的表達式,代入直線方程l1中,即可求得l3的直線方程。
備注:解法一和解法二的思想都是將問題轉化為求一個點P關于直線l對稱點P0的問題。
三、曲線中的對稱問題
1.圓關于直線對稱的圓的方程
因為圓的方程由圓心和半徑即可確定,兩個圓關于直線對稱,
大小相同,半徑一定相等,所以求圓關于直線對稱的圓,只需求已知圓的圓心坐標關于直線對稱的點的坐標,就是所求圓的圓心,
從而求得所求圓的方程。
2.利用圓的對稱性求圓的方程
若圓上任意一點關于已知直線的對稱點都在圓上,則此直線一定是圓的直徑,再根據(jù)其他條件即可確定圓的方程。
3.曲線關于點對稱的曲線方程
問題:已知曲線C1:f(x,y)=0,求關于點A(xA,yA)對稱的曲線方程為C2。
解題思路:步驟一,設點P(x,y)為所求曲線C2上的任意一點,點P關于點A對稱的點P′在已知曲線C1上,且點P′的坐標為(2xA-x,2yA-y);步驟二,將P′(2xA-x,2yA-y)帶入曲線方程C1,即所求的曲線方程為f(2xA-x,2yA-y)=0。
4.曲線關于直線對稱的曲線方程
問題:已知曲線C1:f(x,y)=0,求關于已知直線l對稱的曲線方程為C2。
解題思路:步驟一:設點P(x,y)為所求曲線C2上的任意一點,則點P關于直線l對稱點P′(x′,y′)在已知曲線C1上;步驟二,將P′(x′,y′)帶入曲線方程C1,即所求的曲線方程為f(x′,y′)=0。
解析幾何中的對稱問題即分為點對稱和直線對稱(軸對稱),
點對稱問題用中點坐標公式即可解決,直線對稱(軸對稱)問題可以借助于中垂線,即根據(jù)中點坐標公式和斜率關系可解決。
參考文獻:
[1]胡雄偉.高等職業(yè)院校對口招生考試考前輔導數(shù)學復習教材[M].遠方出版社,2011.
[2]任志鴻.十年高考分類解析與應試策略[M].南方出版社,2012.
[3]吳偉.解析幾何中關于對稱問題的一點探討[J].數(shù)學學習 與研究,2008(08).
[4]王粉霞.與解析幾何中的對稱相關的問題[J].教育革新,2008(03).
[5]張銀歧.解析幾何中“對稱”問題的解法探析[J].魅力中國,2011(03).
編輯 郭曉云
endprint
摘 要:解析幾何是中學數(shù)學的核心內容之一,在高考數(shù)學中占有十分重要的地位,是高考的重點、熱點和難點,而解析幾何中的對稱問題又是近幾年高考考查的熱點題型。這就要求教師對對稱問題進行適當?shù)臍w納、總結,使學生對這部分知識有一個較完整、系統(tǒng)的認識。介紹解析幾何中常見的三類對稱問題:點關于點的對稱問題、直線方程中的對稱問題、曲線方程中的對稱問題。
關鍵詞:解析幾何;對稱問題;高考數(shù)學
一、點關于點的對稱問題
點A(x1,y1)與點C(x3,y3)關于點B(x2,y2)對稱,即點B為點A和點C的中點,且坐標滿足x2=■,y2=■.
二、直線方程中的對稱問題
1.求點關于直線對稱的點的坐標
問題:求已知點A(xA,yA)關于直線l:Ax+By+C=0對稱的點的坐標為B(xB,yB)。
求已知點A(xA,yA)關于直線l:Ax+By+C=0對稱的點的坐標為B(xB,yB),其基本思想是根據(jù)直線l是直線AB的垂直平分線,求點B的坐標。
解法一:步驟一,根據(jù)AB⊥l,且點A在直線AB上,利用點斜式即可求出直線AB的方程;步驟二,求點A與點B的中點即直線l和直線AB的交點Q;步驟三,根據(jù)點A與點Q即可求出點B的坐標。
解法二:步驟一,設點A與點B的中點為Q(■,■),根據(jù)直線AQ⊥l,且點Q在直線l上,聯(lián)立二元一次方程組即可求出點Q的坐標;步驟二,根據(jù)點A與點Q即可求出點B的坐標。
備注:上述兩種方法是求點關于直線對稱點的一般解法,方法一運用了直線的有關知識,方法二則突出了方程的思想。
2.直線關于點對稱的直線方程
問題:已知直線l1:A1x+B1y+C1=0,求關于點A(xA,yA)對稱的直線方程為l2。
解法一:步驟一,設點P(x,y)為所求直線l2上的任意一點,點P關于點A對稱的點P′在已知直線l1上,且點P′的坐標為(2xA-x,2yA-y);步驟二,將P′(2xA-x,2yA-y)帶入直線方程l1,即l1:A1(2xA-x)+B1(2yA-y)+C1=0,整理得
A1x+B1y-2A1xA-2B1yA-C1=0
即所求直線方程為A1x+B1y-2A1xA-2B1yA-C1=0。
解法二:因為直線l1、l2關于點A對稱,所以這兩條直線平行,設所求直線為l2:A1x+B1y+C2=0。
在已知直線l1上取一點(0,-■),則點(0,-■)關于A(xA,yA)對稱的點2(xA,2yA+■)在直線l2上,將點2(xA,2yA+■)代入 l2:A1x+B1y+C2=0可求得C2,從而求得l2的直線方程。
注:上述兩種方法是解本題型的常用方法,方法一更具普遍性,此法也可解決其他圖形關于點對稱的問題;方法二為待定系數(shù)法,它利用了圖形的幾何性質,解答本題型較為簡便。
3.直線關于直線對稱的直線方程
問題:求直線l1:A1x+B1y+C1=0關于直線l2:A2x+B2y+C2=0對稱的直線方程l3。
解法一:步驟一:聯(lián)立l1、l2的直線方程,求得l1、l2的交點坐標點N;步驟二:在l1上取點M(0,-■),則可求得點M(0,-■)關于l2對稱的點M′;步驟三:因為點N、M都在直線l3,所以由兩點式方程即可求得l3的直線方程。
解法二:設點P(x,y)為所求直線l3上的任意一點,點P關于直線l2:A2x+B2y+C2=0對稱的點為P0(x0,y0)在直線l1上,所以A1x0+B1y0+C1=0,kPP0=■,線段PP0的中點M(■,■)。因為點P與P0關于直線l2對稱,所以■×(-■)=-1A2×■+B2×■+C2=0解得x0、y0分別關于x、y的表達式,代入直線方程l1中,即可求得l3的直線方程。
備注:解法一和解法二的思想都是將問題轉化為求一個點P關于直線l對稱點P0的問題。
三、曲線中的對稱問題
1.圓關于直線對稱的圓的方程
因為圓的方程由圓心和半徑即可確定,兩個圓關于直線對稱,
大小相同,半徑一定相等,所以求圓關于直線對稱的圓,只需求已知圓的圓心坐標關于直線對稱的點的坐標,就是所求圓的圓心,
從而求得所求圓的方程。
2.利用圓的對稱性求圓的方程
若圓上任意一點關于已知直線的對稱點都在圓上,則此直線一定是圓的直徑,再根據(jù)其他條件即可確定圓的方程。
3.曲線關于點對稱的曲線方程
問題:已知曲線C1:f(x,y)=0,求關于點A(xA,yA)對稱的曲線方程為C2。
解題思路:步驟一,設點P(x,y)為所求曲線C2上的任意一點,點P關于點A對稱的點P′在已知曲線C1上,且點P′的坐標為(2xA-x,2yA-y);步驟二,將P′(2xA-x,2yA-y)帶入曲線方程C1,即所求的曲線方程為f(2xA-x,2yA-y)=0。
4.曲線關于直線對稱的曲線方程
問題:已知曲線C1:f(x,y)=0,求關于已知直線l對稱的曲線方程為C2。
解題思路:步驟一:設點P(x,y)為所求曲線C2上的任意一點,則點P關于直線l對稱點P′(x′,y′)在已知曲線C1上;步驟二,將P′(x′,y′)帶入曲線方程C1,即所求的曲線方程為f(x′,y′)=0。
解析幾何中的對稱問題即分為點對稱和直線對稱(軸對稱),
點對稱問題用中點坐標公式即可解決,直線對稱(軸對稱)問題可以借助于中垂線,即根據(jù)中點坐標公式和斜率關系可解決。
參考文獻:
[1]胡雄偉.高等職業(yè)院校對口招生考試考前輔導數(shù)學復習教材[M].遠方出版社,2011.
[2]任志鴻.十年高考分類解析與應試策略[M].南方出版社,2012.
[3]吳偉.解析幾何中關于對稱問題的一點探討[J].數(shù)學學習 與研究,2008(08).
[4]王粉霞.與解析幾何中的對稱相關的問題[J].教育革新,2008(03).
[5]張銀歧.解析幾何中“對稱”問題的解法探析[J].魅力中國,2011(03).
編輯 郭曉云
endprint