§14.2 軸對稱變換
1.軸對稱變換
知識要點
1.由一個平面圖形得到它的軸對稱圖形叫做軸對稱變換.成軸對稱的兩個圖形中的任何一個可以看著由另一個圖形經(jīng)過軸對稱變換后得到.
2.軸對稱變換的性質(zhì):
(1)經(jīng)過軸對稱變換得到的圖形與原圖形的形狀、大小完全一樣
(2)經(jīng)過軸對稱變換得到的圖形上的每一點都是原圖形上的某一點關于對稱軸的對稱點.
(3)連接任意一對對應點的線段被對稱軸垂直平分.
3.作一個圖形關于某條直線的軸對稱圖形的步驟:
(1)作出一些關鍵點或特殊點的對稱點.
(2)按原圖形的連接方式連接所得到的對稱點,即得到原圖形的軸對稱圖形.
典型例題
例:在銳角∠AOB內(nèi)有一定點P,試在OA、OB上確定兩點C、D,使△PCD的周長最短.
分析:△PCD的周長等于PC+CD+PD,要使△PCD的周長最短,根據(jù)兩點之間線段最短,只需使得PC+CD+PD的大小等于某兩點之間的距離,于是考慮作點P關于直線OA和OB的對稱點E、F,則△PCD的周長等于線段EF的長.
②作點P關于直線OB的對稱點F;
③連接EF分別交OA、OB于點C、D.則C、D就是所要求作的點.
證明:連接PC、PD,則PC=EC,PD=FD.
在OA上任取異于點C的一點H,連接HE、HP、HD,則HE=HP.
∵△PHD的周長
=HP+HD+PD=HE+HD+DF>ED+DF=EF
而△PCD的周長
=PC+CD+PD=EC+CD+DF=EF
∴△PCD的周長最短.
練習題
一、選擇題
1.下列說法正確的是( )
A.任何一個圖形都有對稱軸; B.兩個全等三角形一定關于某直線對稱;
C.若△ABC與△A′B′C′成軸對稱,則△ABC≌△A′B′C′;
D.點A,點B在直線1兩旁,且AB與直線1交于點O,若AO=BO,則點A與點B關于直線l對稱.
2.已知兩條互不平行的線段AB和A′B′關于直線1對稱,AB和A′B′所在的直線交于點P,下面四個結論:①AB=A′B′;②點P在直線1上;③若A、A′是對應點,則直線1垂直平分線段AA′;④若B、B′是對應點,則PB=PB′,其中正確的是( )
A.①③④ B.③④ C.①② D.①②③④
3.由一個平面圖形可以得到它關于某條直線對稱的圖形,這個圖形與原圖形的_________、___________完全一樣.
4.數(shù)的運算中會有一些有趣的對稱形式,仿照等式①的形式填空,并檢驗等式是否成立.
①12×231=132×21;
②12×462=___________;
③18×891=__________;
④24×231=___________.
5.如圖,點P在∠AOB的內(nèi)部,點M、N分別是點P關于直線OA、OB的對稱點,線段MN交OA、OB于點E、F,若△PEF的周長是20cm,則線段MN的長是___________.
三、解答題
6.如圖,C、D、E、F是一個長方形臺球桌的4個頂點,A、B是桌面上的兩個球,怎樣擊打A球,才能使A球撞擊桌面邊緣CF后反彈能夠撞擊B球?請畫出A球經(jīng)過的路線,并寫出作法.
7.如圖,A、B是兩個蓄水池,都在河流a的同側,為了方便灌溉作物,要在河邊建一個抽水站,將河水送到A、B兩地,問該站建在河邊什么地方,可使所修的渠道最短,試在圖中確定該點(保留作圖痕跡)
8.如圖,仿照例子利用“兩個圓、兩個三角形和兩條平行線段”設計一個軸對稱圖案,并說明你所要表達的含義.
四、探究題
9.如圖,已知牧馬營地在P處,每天牧馬人要趕著馬群先到河邊飲水,再帶到草地吃草,然后回到營地,請你替牧馬人設計出最短的放牧路線.
答案:
1.C 2.D 3.形狀;大小
4.264×21;198×81;132×42 5.20cm
6.作點A關于直線CF對稱的點G,連接BG交CF于點P,
則點P即為A球撞擊桌面邊緣CF的位置
7.作點A關于直線a對稱的點C,連接BC交a于點P,則點P就是抽水站的位置
8.略
9.分別作P點關于河邊和草地邊對稱的點C、D,連接CD分別交河邊和草地于A、B兩點,則沿PA→AB→BP的線路,所走路程最短.
2.用坐標表示軸對稱
知識要點
1.點P(x,y)關于x軸對稱的點的坐標是(x,-y);
點P(x,y)關于y軸對稱的點的坐標是(-x,y);
點P(x,y)關于原點對稱的點的坐標是(-x,-y).
2.點P(x,y)關于直線x=m對稱的點的坐標是(2m-x,y);
點P(x,y)關于直線y=n對稱的點的坐標是(x,2n-y);
典型例題
例:如圖,請寫出△ABC中各頂點的坐標.在同一坐標系中畫出直線m:x=-1,并作出△ABC關于直線m對稱的△A′B′C′.若P(a,b)是△ABC中AC邊上一點,請表示其在△A′B′C′中對應點的坐標.
分析:直線m:x=-1表示直線m上任意一點的橫坐標都等于-1,因此過點(-1,0)作y軸的平行線即直線m.畫出直線m后,再作點A、C關于直線m的對稱點A′、C′,而點B在直線m上,則其關于直線m對稱的點B′就是點B本身.
解:(1)△ABC中各頂點的坐標分別是A(1,4)、B(-1,1)、C(2,-1)
(2)如右圖,過點(-1,0)作y軸的平行線m,即直線x=-1.
(3)如右圖,分別作點A、B、C關于直線m對稱的點A′(-3,4)、B′(-1,1)、C′(-4,-1),并對順次連接A′、B′、C′三點,則△A′B′C′即為所求.
(4)觀察發(fā)現(xiàn)三組對稱點的縱坐標沒有變化.而橫坐標都可以表示為2×(-1)減去對應點的橫坐標.所以點P的對應點的坐標為(-2-a,b)。
注意:2×(-1)中的-1即對稱軸x=-1.若對稱軸不是x=-1,而是y=2,相信聰明的你是一定能作出對稱的三角形的,也一定能發(fā)現(xiàn)其中坐標變化的規(guī)律.
練習題
一、選擇題
1.已知A、B兩點的坐標分別是(-2,3)和(2,3),則下面四個結論:①A、B關于x軸對稱;②A、B關于y軸對稱;③A、B關于原點對稱;④若A、B之間的距離為4,其中正確的有( )
A.1個 B.2個 C.3個 D.4個
2.已知M(0,2)關于x軸對稱的點為N,線段MN的中點坐標是( )
A.(0,-2) B.(0,0) C.(-2,0) D.(0,4)
3.平面內(nèi)點A(-1,2)和點B(-1,6)的對稱軸是( )
A.x軸 B.y軸 C.直線y=4 D.直線x=-1
二、填空題
4.已知A(-1,-2)和B(1,3),將點A向______平移________個單位長度后得到的點與點B關于y軸對稱.
5.一個點的縱坐標不變,把橫坐標乘以-1,得到的點與原來的點的關系是__________.
6.點M(-2,1)關于x軸對稱的點N的坐標是________,直線MN與x軸的位置關系是___________.
7.點P(1,2)關于直線y=1對稱的點的坐標是___________.
三、解答題
8.已知點P(x+1,2x-1)關于x軸對稱的點在第一象限,試化簡:│x+2│-│1-x│.
9.已知A(-1,2)和B(-3,-1).試在y軸上確定一點P,使其到A、B的距離和最小,求P點的坐標.
四、探究題
10.如圖:①寫出A、B、C三點的坐標.
②若△ABC各頂點的橫坐標不變,縱坐標都乘以-1,請你在同一坐標系中描出對應的點A′、B′、C′,并依次連接這三個點,所得的△A′B′C′與原△ABC有怎樣的位置關系?
③在②的基礎上,縱坐標都不變,橫坐標都乘以-1,在同一坐標系中描出對應的點A″、B″、C″,并依次連接這三個點,所得的△A″B″C″與原△ABC有怎樣的位置關系?
答案:
1.B 2.B 3.C 4.上;5 5.關于y軸對稱
6.(-2,-1);互相垂直 7.(1,0) 8.2x+1 9.P(0,)
10.①A(3,4)、B(1,2)、C(5,1);
②△A′B′C′與△ABC關于x軸對稱;
③△A″B″C″與△ABC關于原點對稱.
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