§14.2 軸對(duì)稱變換
1.軸對(duì)稱變換
知識(shí)要點(diǎn)
1.由一個(gè)平面圖形得到它的軸對(duì)稱圖形叫做軸對(duì)稱變換.成軸對(duì)稱的兩個(gè)圖形中的任何一個(gè)可以看著由另一個(gè)圖形經(jīng)過(guò)軸對(duì)稱變換后得到.
2.軸對(duì)稱變換的性質(zhì):
(1)經(jīng)過(guò)軸對(duì)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(guò)軸對(duì)稱變換得到的圖形上的每一點(diǎn)都是原圖形上的某一點(diǎn)關(guān)于對(duì)稱軸的對(duì)稱點(diǎn).
(3)連接任意一對(duì)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的線段被對(duì)稱軸垂直平分.
3.作一個(gè)圖形關(guān)于某條直線的軸對(duì)稱圖形的步驟:
(1)作出一些關(guān)鍵點(diǎn)或特殊點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn).
(2)按原圖形的連接方式連接所得到的對(duì)稱點(diǎn),即得到原圖形的軸對(duì)稱圖形.
典型例題
例:在銳角∠AOB內(nèi)有一定點(diǎn)P,試在OA、OB上確定兩點(diǎn)C、D,使△PCD的周長(zhǎng)最短.
分析:△PCD的周長(zhǎng)等于PC+CD+PD,要使△PCD的周長(zhǎng)最短,根據(jù)兩點(diǎn)之間線段最短,只需使得PC+CD+PD的大小等于某兩點(diǎn)之間的距離,于是考慮作點(diǎn)P關(guān)于直線OA和OB的對(duì)稱點(diǎn)E、F,則△PCD的周長(zhǎng)等于線段EF的長(zhǎng).
②作點(diǎn)P關(guān)于直線OB的對(duì)稱點(diǎn)F;
③連接EF分別交OA、OB于點(diǎn)C、D.則C、D就是所要求作的點(diǎn).
證明:連接PC、PD,則PC=EC,PD=FD.
在OA上任取異于點(diǎn)C的一點(diǎn)H,連接HE、HP、HD,則HE=HP.
∵△PHD的周長(zhǎng)
=HP+HD+PD=HE+HD+DF>ED+DF=EF
而△PCD的周長(zhǎng)
=PC+CD+PD=EC+CD+DF=EF
∴△PCD的周長(zhǎng)最短.
練習(xí)題
一、選擇題
1.下列說(shuō)法正確的是( )
A.任何一個(gè)圖形都有對(duì)稱軸; B.兩個(gè)全等三角形一定關(guān)于某直線對(duì)稱;
C.若△ABC與△A′B′C′成軸對(duì)稱,則△ABC≌△A′B′C′;
D.點(diǎn)A,點(diǎn)B在直線1兩旁,且AB與直線1交于點(diǎn)O,若AO=BO,則點(diǎn)A與點(diǎn)B關(guān)于直線l對(duì)稱.
2.已知兩條互不平行的線段AB和A′B′關(guān)于直線1對(duì)稱,AB和A′B′所在的直線交于點(diǎn)P,下面四個(gè)結(jié)論:①AB=A′B′;②點(diǎn)P在直線1上;③若A、A′是對(duì)應(yīng)點(diǎn),則直線1垂直平分線段AA′;④若B、B′是對(duì)應(yīng)點(diǎn),則PB=PB′,其中正確的是( )
A.①③④ B.③④ C.①② D.①②③④
3.由一個(gè)平面圖形可以得到它關(guān)于某條直線對(duì)稱的圖形,這個(gè)圖形與原圖形的_________、___________完全一樣.
4.?dāng)?shù)的運(yùn)算中會(huì)有一些有趣的對(duì)稱形式,仿照等式①的形式填空,并檢驗(yàn)等式是否成立.
①12×231=132×21;
②12×462=___________;
③18×891=__________;
④24×231=___________.
5.如圖,點(diǎn)P在∠AOB的內(nèi)部,點(diǎn)M、N分別是點(diǎn)P關(guān)于直線OA、OB的對(duì)稱點(diǎn),線段MN交OA、OB于點(diǎn)E、F,若△PEF的周長(zhǎng)是20cm,則線段MN的長(zhǎng)是___________.
三、解答題
6.如圖,C、D、E、F是一個(gè)長(zhǎng)方形臺(tái)球桌的4個(gè)頂點(diǎn),A、B是桌面上的兩個(gè)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(qǐng)畫出A球經(jīng)過(guò)的路線,并寫出作法.
7.如圖,A、B是兩個(gè)蓄水池,都在河流a的同側(cè),為了方便灌溉作物,要在河邊建一個(gè)抽水站,將河水送到A、B兩地,問(wèn)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(diǎn)(保留作圖痕跡)
8.如圖,仿照例子利用“兩個(gè)圓、兩個(gè)三角形和兩條平行線段”設(shè)計(jì)一個(gè)軸對(duì)稱圖案,并說(shuō)明你所要表達(dá)的含義.
四、探究題
9.如圖,已知牧馬營(yíng)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(yíng)地,請(qǐng)你替牧馬人設(shè)計(jì)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(diǎn)A關(guān)于直線CF對(duì)稱的點(diǎn)G,連接BG交CF于點(diǎn)P,
則點(diǎn)P即為A球撞擊桌面邊緣CF的位置
7.作點(diǎn)A關(guān)于直線a對(duì)稱的點(diǎn)C,連接BC交a于點(diǎn)P,則點(diǎn)P就是抽水站的位置
8.略
9.分別作P點(diǎn)關(guān)于河邊和草地邊對(duì)稱的點(diǎn)C、D,連接CD分別交河邊和草地于A、B兩點(diǎn),則沿PA→AB→BP的線路,所走路程最短.
2.用坐標(biāo)表示軸對(duì)稱
知識(shí)要點(diǎn)
1.點(diǎn)P(x,y)關(guān)于x軸對(duì)稱的點(diǎn)的坐標(biāo)是(x,-y);
點(diǎn)P(x,y)關(guān)于y軸對(duì)稱的點(diǎn)的坐標(biāo)是(-x,y);
點(diǎn)P(x,y)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的點(diǎn)的坐標(biāo)是(-x,-y).
2.點(diǎn)P(x,y)關(guān)于直線x=m對(duì)稱的點(diǎn)的坐標(biāo)是(2m-x,y);
點(diǎn)P(x,y)關(guān)于直線y=n對(duì)稱的點(diǎn)的坐標(biāo)是(x,2n-y);
典型例題
例:如圖,請(qǐng)寫出△ABC中各頂點(diǎn)的坐標(biāo).在同一坐標(biāo)系中畫出直線m:x=-1,并作出△ABC關(guān)于直線m對(duì)稱的△A′B′C′.若P(a,b)是△ABC中AC邊上一點(diǎn),請(qǐng)表示其在△A′B′C′中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo).
分析:直線m:x=-1表示直線m上任意一點(diǎn)的橫坐標(biāo)都等于-1,因此過(guò)點(diǎn)(-1,0)作y軸的平行線即直線m.畫出直線m后,再作點(diǎn)A、C關(guān)于直線m的對(duì)稱點(diǎn)A′、C′,而點(diǎn)B在直線m上,則其關(guān)于直線m對(duì)稱的點(diǎn)B′就是點(diǎn)B本身.
解:(1)△ABC中各頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別是A(1,4)、B(-1,1)、C(2,-1)
(2)如右圖,過(guò)點(diǎn)(-1,0)作y軸的平行線m,即直線x=-1.
(3)如右圖,分別作點(diǎn)A、B、C關(guān)于直線m對(duì)稱的點(diǎn)A′(-3,4)、B′(-1,1)、C′(-4,-1),并對(duì)順次連接A′、B′、C′三點(diǎn),則△A′B′C′即為所求.
(4)觀察發(fā)現(xiàn)三組對(duì)稱點(diǎn)的縱坐標(biāo)沒(méi)有變化.而橫坐標(biāo)都可以表示為2×(-1)減去對(duì)應(yīng)點(diǎn)的橫坐標(biāo).所以點(diǎn)P的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)為(-2-a,b)。
注意:2×(-1)中的-1即對(duì)稱軸x=-1.若對(duì)稱軸不是x=-1,而是y=2,相信聰明的你是一定能作出對(duì)稱的三角形的,也一定能發(fā)現(xiàn)其中坐標(biāo)變化的規(guī)律.
練習(xí)題
一、選擇題
1.已知A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別是(-2,3)和(2,3),則下面四個(gè)結(jié)論:①A、B關(guān)于x軸對(duì)稱;②A、B關(guān)于y軸對(duì)稱;③A、B關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱;④若A、B之間的距離為4,其中正確的有( )
A.1個(gè) B.2個(gè) C.3個(gè) D.4個(gè)
2.已知M(0,2)關(guān)于x軸對(duì)稱的點(diǎn)為N,線段MN的中點(diǎn)坐標(biāo)是( )
A.(0,-2) B.(0,0) C.(-2,0) D.(0,4)
3.平面內(nèi)點(diǎn)A(-1,2)和點(diǎn)B(-1,6)的對(duì)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(diǎn)A向______平移________個(gè)單位長(zhǎng)度后得到的點(diǎn)與點(diǎn)B關(guān)于y軸對(duì)稱.
5.一個(gè)點(diǎn)的縱坐標(biāo)不變,把橫坐標(biāo)乘以-1,得到的點(diǎn)與原來(lái)的點(diǎn)的關(guān)系是__________.
6.點(diǎn)M(-2,1)關(guān)于x軸對(duì)稱的點(diǎn)N的坐標(biāo)是________,直線MN與x軸的位置關(guān)系是___________.
7.點(diǎn)P(1,2)關(guān)于直線y=1對(duì)稱的點(diǎn)的坐標(biāo)是___________.
三、解答題
8.已知點(diǎn)P(x+1,2x-1)關(guān)于x軸對(duì)稱的點(diǎn)在第一象限,試化簡(jiǎn):│x+2│-│1-x│.
9.已知A(-1,2)和B(-3,-1).試在y軸上確定一點(diǎn)P,使其到A、B的距離和最小,求P點(diǎn)的坐標(biāo).
四、探究題
10.如圖:①寫出A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo).
②若△ABC各頂點(diǎn)的橫坐標(biāo)不變,縱坐標(biāo)都乘以-1,請(qǐng)你在同一坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)A′、B′、C′,并依次連接這三個(gè)點(diǎn),所得的△A′B′C′與原△ABC有怎樣的位置關(guān)系?
③在②的基礎(chǔ)上,縱坐標(biāo)都不變,橫坐標(biāo)都乘以-1,在同一坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)A″、B″、C″,并依次連接這三個(gè)點(diǎn),所得的△A″B″C″與原△ABC有怎樣的位置關(guān)系?
答案:
1.B 2.B 3.C 4.上;5 5.關(guān)于y軸對(duì)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(guān)于x軸對(duì)稱;
③△A″B″C″與△ABC關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱.
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