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1、設(shè)點(diǎn)p(x,,y)關(guān)于點(diǎn)(a,,b)對(duì)稱點(diǎn)為p(x,y),,x=2a—x,。
由中點(diǎn)坐標(biāo)公式可得:y=2b—y。
2,、點(diǎn)p(x,,y)關(guān)于直線l:ax+by+c=o的對(duì)稱點(diǎn)為:
x=x—(ax+by+c)
p(x,y)則
y=y—(ax+by+c)
事實(shí)上:∵ppl及pp的中點(diǎn)在直線l上,,可得:ax+by=—ax—by—2c,。
解此方程組可得結(jié)論。
(—)=—1(b0),。
特別地,,點(diǎn)p(x,y)關(guān)于:
1,、x軸和y軸的對(duì)稱點(diǎn)分別為(x,,—y)和(—x,y),。
2,、直線x=a和y=a的對(duì)標(biāo)點(diǎn)分別為(2a—x,y)和(x,,2a—y),。
3,、直線y=x和y=—x的對(duì)稱點(diǎn)分別為(y,x)和(—y,,—x),。
例1光線從a(3,4)發(fā)出后經(jīng)過直線x—2y=0反射,,再經(jīng)過y軸反射,,反射光線經(jīng)過點(diǎn)b(1,5),,求射入y軸后的反射線所在的直線方程,。
解:如圖,由公式可求得a關(guān)于直線x—2y=0的對(duì)稱點(diǎn),。
a(5,,0),b關(guān)于y軸對(duì)稱點(diǎn)b為(—1,,5),,直線ab的方程為5x+6y—25=0。
`c(0,,),。
`直線bc的方程為:5x—6y+25=0。
求已知曲線f(x,,y)=0關(guān)于已知點(diǎn)或已知直線的對(duì)稱曲線方程時(shí),,只須將曲線f(x,y)=o上任意一點(diǎn)(x,,y)關(guān)于已知點(diǎn)或已知直線的對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo)替換方程f(x,,y)=0中相應(yīng)的作稱即得,由此我們得出以下結(jié)論,。
1,、曲線f(x,y)=0關(guān)于點(diǎn)(a,,b)的對(duì)稱曲線的方程是f(2a—x,,2b—y)=0。
2,、曲線f(x,,y)=0關(guān)于直線ax+by+c=0對(duì)稱的曲線方程是f(x—(ax+by+c),y—(ax+by+c))=0,。
特別地,,曲線f(x,y)=0關(guān)于,。
(1)x軸和y軸對(duì)稱的曲線方程分別是f(x,,—y)和f(—x,,y)=0。
(2)關(guān)于直線x=a和y=a對(duì)稱的曲線方程分別是f(2a—x,,y)=0和f(x,,2a—y)=0。
(3)關(guān)于直線y=x和y=—x對(duì)稱的曲線方程分別是f(y,,x)=0和f(—y,,—x)=0。
除此以外還有以下兩個(gè)結(jié)論:對(duì)函數(shù)y=f(x)的圖象而言,,去掉y軸左邊圖象,,保留y軸右邊的圖象,并作關(guān)于y軸的對(duì)稱圖象得到y(tǒng)=f(|x|)的圖象,;保留x軸上方圖象,,將x軸下方圖象翻折上去得到y(tǒng)=|f(x)|的圖象。
例2(全國(guó)高考試題)設(shè)曲線c的方程是y=x3—x,。將c沿x軸y軸正向分別平行移動(dòng)t,s單位長(zhǎng)度后得曲線c1:
1)寫出曲線c1的方程,。
2)證明曲線c與c1關(guān)于點(diǎn)a(,,)對(duì)稱。
(1)解知c1的方程為y=(x—t)3—(x—t)+s,。
(2)證明在曲線c上任取一點(diǎn)b(a,,b),設(shè)b1(a1,,b1)是b關(guān)于a的對(duì)稱點(diǎn),,由a=t—a1,b=s—b1,,代入c的方程得:
s—b1=(t—a1)3—(t—a1),。
b1=(a1—t)3—(a1—t)+s。
b1(a1,,b1)滿足c1的方程,。
b1在曲線c1上,反之易證在曲線c1上的.點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)a的對(duì)稱點(diǎn)在曲線c上,。
曲線c和c1關(guān)于a對(duì)稱,。
我們用前面的結(jié)論來證:點(diǎn)p(x,y)關(guān)于a的對(duì)稱點(diǎn)為p1(t—x,,s—y),,為了求得c關(guān)于a的對(duì)稱曲線我們將其坐標(biāo)代入c的方程,得:s—y=(t—x)3—(t—x),。
y=(x—t)3—(x—t)+s,。
此即為c1的方程,,`c關(guān)于a的對(duì)稱曲線即為c1。
曲線f(x,,y)=0為(中心或軸)對(duì)稱曲線的充要條件是曲線f(x,,y)=0上任意一點(diǎn)p(x,y)(關(guān)于對(duì)稱中心或?qū)ΨQ軸)的對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo)替換曲線方程中相應(yīng)的坐標(biāo)后方程不變,。
例如拋物線y2=—8x上任一點(diǎn)p(x,,y)與x軸即y=0的對(duì)稱點(diǎn)p(x,—y),,其坐標(biāo)也滿足方程y2=—8x,,`y2=—8x關(guān)于x軸對(duì)稱。
例3方程xy2—x2y=2x所表示的曲線:
a,、關(guān)于y軸對(duì)稱b,、關(guān)于直線x+y=0對(duì)稱。
c,、關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱d,、關(guān)于直線x—y=0對(duì)稱。
解:在方程中以—x換x,,同時(shí)以—y換y得,。
(—x)(—y)2—(—x)2(—y)=—2x,即xy2—x2y=2x方程不變,。
曲線關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,。
函數(shù)圖象本身關(guān)于直線和點(diǎn)的對(duì)稱問題我們有如下幾個(gè)重要結(jié)論:
1、函數(shù)f(x)定義線為r,,a為常數(shù),,若對(duì)任意xr,均有f(a+x)=f(a—x),,則y=f(x)的圖象關(guān)于x=a對(duì)稱,。
這是因?yàn)閍+x和a—x這兩點(diǎn)分別列于a的左右兩邊并關(guān)于a對(duì)稱,且其函數(shù)值相等,,說明這兩點(diǎn)關(guān)于直線x=a對(duì)稱,,由x的任意性可得結(jié)論。
例如對(duì)于f(x)若tr均有f(2+t)=f(2—t)則f(x)圖象關(guān)于x=2對(duì)稱,。若將條件改為f(1+t)=f(3—t)或f(t)=f(4—t)結(jié)論又如何呢,?第一式中令t=1+m則得f(2+m)=f(2—m);第二式中令t=2+m,,也得f(2+m)=f(2—m),,所以仍有同樣結(jié)論即關(guān)于x=2對(duì)稱,由此我們得出以下的更一般的結(jié)論:
2,、函數(shù)f(x)定義域?yàn)閞,,a,、b為常數(shù),若對(duì)任意xr均有f(a+x)=f(b—x),,則其圖象關(guān)于直線x=對(duì)稱,。
我們?cè)賮硖接懸韵聠栴}:若將條件改為f(2+t)=—f(2—t)結(jié)論又如何呢?試想如果2改成0的話得f(t)=—f(t)這是奇函數(shù),,圖象關(guān)于(0,,0)成中心對(duì)稱,現(xiàn)在是f(2+t)=—f(2—t)造成了平移,,由此我們猜想,,圖象關(guān)于m(2,0)成中心對(duì)稱,。如圖,,取點(diǎn)a(2+t,f(2+t))其關(guān)于m(2,,0)的對(duì)稱點(diǎn)為a(2—x,,—f(2+x))。
∵—f(2+x)=f(2—x)`a的坐標(biāo)為(2—x,,f(2—x))顯然在圖象上,。
圖象關(guān)于m(2,0)成中心對(duì)稱,。
若將條件改為f(x)=—f(4—x)結(jié)論一樣,推廣至一般可得以下重要結(jié)論:
3,、f(x)定義域?yàn)閞,,a、b為常數(shù),,若對(duì)任意xr均有f(a+x)=—f(b—x),,則其圖象關(guān)于點(diǎn)m(,0)成中心對(duì)稱,。
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