第51期:軸對稱的妙用之對稱點坐標求法(第4集)

2021-03-01 陳霖初中數學工作室

    在平時的練習或考試中,同學們或許時常遇到這樣的問題:在平面直角坐標系中,將某點關於一直線對稱(或圖形沿直線翻折),求對稱點坐標。本文將此類問題歸結為對稱點坐標求法,並介紹兩種解決此類問題的通法。

【例1】(自編)(難度係數☆☆☆) 如圖,在平面直角坐標系中,已知A(-1,2),B(2,0),C(0,4),求點A關於直線BC的對稱點A'的坐標.

【解法一】(構造K字型)

    第1步:過點A分別作x軸,y軸的平行線,交對稱軸於點F, E,連接A'E,A'F。(這樣做的目的是構造一個「斜直角」,即∠A『=90°)

    第2步:過點A』作y軸的平行線,交AF的延長線於H,過點E作A'H的垂線,垂足為K。(這樣做的目的是構造矩形,並在矩形內構造「K字型」相似,即矩形大法)

    第3步:構圖完畢後,接下來是一番計算,首先求出直線BC 的解析式:y=-2x+4,其次分別求出E點,F點坐標,令x=-1,解得y=6,即E(-1,6);令y=2,解得x=1,即F(1,2),接著計算出AF=1+1=2,EA=6-2=4, 且EA:FA=EA『:FA'=1:2.(這樣做的目的是為「K字型」計算做準備)

    第4步:萬事俱備,只欠東風了。接下來對「K字型」進行字母表示。                                   ∵△EKA'∽△A'HF,且相似比為2,

                 ∴設FH=a, 則KA』=2a, 

                 ∵KH=EA=4,∴A'H=4-2a, 

                 ∵EK=2A'H,∴EK=8-4a

                 ∵EK=AH,且AH=1+1+a

                 ∴8-4a=1+1+a,解得a=1.2

          

                ∴A』的橫坐標=1+1.2=2.2 ,A『的縱坐標為6-2a=3.6

                即 A』(2.2,3.6)

【解法二】(解析法)

     第1步:求出BC的解析式:y=-2x+4

     第2步:因為兩直線垂直,  k1·k2 =–1,這裡k1=-2, 所以k2 =0.5,所以設直線AA『的解析為y=0.5x+m,將A(-1,2)代入,解得m=2.5.即直線AA'的解析式為y=0.5x+2.5

   

    第3步:求直線BC與直線AA』的交點P的坐標。

                  -2x+4=0.5x+2.5, 解得x=0.6, 代入直線解析式解得 y=2.8

                  即P(0.6,2.8)

    第4步:因為P為AA'的中點,利用中點坐標公式:

                   即 A』(2.2,3.6)

解題感悟

       本例題介紹了求對稱點坐標的兩種通法,其中方法一是構造矩形,然後在矩形內構造「K字型」相似,也稱作矩形大法,其優點在於計算相對簡便,但在實戰中構圖及用字母表示相關線段是難點;方法二是解析大法,其優點是思路簡單,條理清晰,但計算量相對較大,且有超綱之嫌(其中用到的兩直線垂直K為負倒數;中點坐標公式都是教材外的內容)。希望同學們兩種方法都能掌握,尤其是矩形大法,在很多場合都大有作為!

有道是:

對稱坐標怎麼求,

巧構矩形和K型。

解析大法思路清,

二者兼會更放心。

 

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