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對稱直線公式大全

生活 更新时间:2024-06-29 02:38:35

昵稱為“ε=ε=呗”的讀者朋友留言問到:

老師,我想請教一下直線,點之間的對稱問題(比如直線關于直線的對稱直線方程),有沒有一些靈活的解法。因為我在算這些問題時總是得去找一個對稱點,或者斜率,覺得很耗時間,運算量太大了.

ε=ε=呗,

的确,你講到的對稱問題屬于這個類型:有思路,思路也清晰,但就是有運算量.

運算量大,是因為要求解對稱點.

如何能夠避開求對稱點呢?

下面以“求直線m:x y-1=0關于直線p:3x-y-3=0對稱的直線n的方程”為例,講兩個不求對稱點的方法.

1

角平分線法

畫出符合題意的圖象如下.

對稱直線公式大全(對稱直線運算多)1

首先,求出直線m和對稱軸p的交點坐标,即A(0,1).

顯然,A點在所求直線n上.

因為直線m,n關于直線n對稱,我們可以把p看作角平分線.

在直線p上取個特殊點,當然越有利于運算越好,一般取在坐标軸上的點.

我們取直線p與y軸的交點B(0,-3).根據角平分線的性質,點B到直線m和直線n的距離相等.

對稱直線公式大全(對稱直線運算多)2

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到角公式法

我上學時是要學習到角公式的(暴露年齡了哈),現行教材砍掉了.

其實也不複雜.

如下圖所示.

對稱直線公式大全(對稱直線運算多)3

直線m和直線n相交于點P,直線m繞點P逆時針旋轉,第一次與n重合時所轉的角α稱為直線m到直線n的角.

那麼,直線n到直線m的角是哪一個呢?

根據定義,應該是角β.

我們能看出,到角是帶有方向的角,也成為有向角.

下面介紹到角公式.

對稱直線公式大全(對稱直線運算多)4

其中α是到角.

k1是原直線的斜率,k2是到直線的斜率.

換句話講,分子部分是逆時針方向箭頭所指的直線斜率減去另一斜率.

3

用到角公式優化解題

回到原題.

對稱直線公式大全(對稱直線運算多)5

顯然,直線p到直線m的角等于直線n到直線p的角.

設直線n的斜率是k.

因為直線m的斜率是-1,直線p的斜率是3,根據到角公式有:

對稱直線公式大全(對稱直線運算多)6

又因為直線n過點A(0,1),所以直線n的方程是x-7y-1=0.

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