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。