2.8 专题:点与直线对称问题
模块一:基础知识.........................................................................2
考点一:点关于点对称................................................................ 2
考点二:点关于直线对称............................................................. 2
考点三:直线关于点对称............................................................. 2
考点四:直线关于直线对称.......................................................... 2
考点五:常见的一些特殊的对称.................................................... 2
模块二:题型分类.........................................................................3
题型一:点关于点对称................................................................ 3
题型二:点关于直线对称问题....................................................... 3
题型三:直线关于点的对称问题.................................................... 3
题型四:直线关于直线对称.......................................................... 4
题型五:对称在光的反射中应用.................................................... 4
题型六:对称在线段和差最值中的应用............................................6
2.8 专题:点与直线对称问题
模块一:基础知识
考点一:点关于点对称
点关于点对称的本质是中点坐标公式:设点
1
1
(
)
,
P x
y
关于点
0
0
(
)
,
Q x
y
的对称点为
2
2
(
)
,
P x
y
,则根据中
点坐标公式,有
1
2
0
1
2
0
2
2
x
x
x
y
y
y
可得对称点
2
2
(
)
,
P x
y
的坐标为
0
1
0
1
(2
2
)
,
x
x
y
y
考点二:点关于直线对称
方法一:原理法
点
1
1
(
)
,
P x
y
关于直线:
0
l Ax
By
C
对称的点为
2
2
(
)
,
P x
y
,连接
PP ,交l 于M 点,则l 垂直平分
PP ,
所以
PP
l ,且M 为
PP 中点,又因为M 在直线l 上,故可得
1
2
1
2
1
0
2
2
l
PP
k
k
x
x
y
y
A
B
C
,解出
2
2
(
)
,
x
y
即可.
方法二:公式法
点P(x0,y0),则点P 关于直线Ax+By+c=0 对称点坐标为(x0 −
2A(Ax0+By0+C)
A2+B2
, y0 −
2B(Ax0+By0+C)
A2+B2
)
考点三:直线关于点对称
方法一:在已知直线上取两点,利用中点坐标公式求出它们关于已知点对称的两点坐标,再由两点式求出
直线方程;
方法二:求出一个对称点,再利用两对称直线平行,由点斜式得到所求直线方程.
方法三:公式法:设P(a,b),则直线Ax+By+c=0 关于点P 对称的直线方程A(2a-x)+B(2b-y)+C=0
考点四:直线关于直线对称
1.当1l 与l 相交时:此问题可转化为“点关于直线”的对称问题;
求直线1 :
0
l
ax
by
c
,关于直线2 :
0
l
dx
ey
f
(两直线不平行)的对称直线3l
第一步:联立1
2
l
l
,算出交点
0
0
(
)
P x
y
,
;
第二步:在1l 上任找一点(非交点)
1
1
(
)
Q x
y
,
,求出关于直线对称的点
2
2
(
)
Q x
y
,
;
第三步:利用两点式写出3l 方程.
2.当1l 与l 平行时:对称直线与已知直线平行.
两条对称直线到已知直线的距离相等,利用平行线间距离公式建立方程即可解得.
考点五:常见的一些特殊的对称
点(
)
,
x
y 关于x 轴的对称点为(
)
,
x
y ,关于y 轴的对称点为(
)
,
x
y .
点(
)
,
x
y 关于直线
y
x 的对称点为(
)
,
y
x ,关于直线
y
x 的对称点为(
)
,
y
x .
点(
)
,
x
y 关于直线
x
a 的对称点为(2
)
,
a
x
y ,关于直线
y
b 的对称点为(
2
)
,
x
b
y .
点(
)
,
x
y 关于点(
)
,
a
b 的对称点为(2
2
)
,
a
x
b
y .
点(
)
,
x
y 关于直线
x
y
k 的对称点为(
)
,
k
y
k
x ,关于直线
x
y = k 的对称点为(
)
,
k
y
x
k .
模块二:题型分类
题型一:点关于点对称
1.点
( 3,1),
(1, )
A
C
y
关于点
( 1, 3)
B
对称,则AC
.
2.点A(2,-3)关于点B(-1,0)的对称点A′的坐标是(
)
A.(5,-6)
B.(-4,3)
C.(3,-3)
D.1
3
( ,
)
2
2
3.已知点
( ,2)
A x
与
( 3, )
B
y
关于坐标原点对称,则x
y
等于(
)
A.5
B.1
C.5
D.1
4.已知不同的两点
( ,
),
(
1,
1)
P a
b Q b
a
关于点(3,4) 对称,则ab=
.
题型二:点关于直线对称问题
1.已知直线:
1
l y
x
,则点
2,4
P
关于l 的对称点的坐标为
.
2.已知直线:
3
3
l y
x
,则点
4,5
P
关于l 的对称点的坐标为
.
3.点
3,4
P
关于直线4
1
0
x
y
的对称点的坐标为
.
4.点
1,0
A
关于直线
:
0
l y
kx k
的对称点的坐标为
.
5.直线
3
1
0
ax
y
a
恒过定点M ,则点M 关于直线2
3
6
0
x
y
对称的点N 坐标为
.
题型三:直线关于点的对称问题
1.直线2
3
0
x
y
关于点
5,3
A
的对称直线方程是
.
2.直线: 4
3
2
0
l
x
y
关于点
1,1
A
对称的直线方程为(
)
A.4x+3y-4=0
B.4x+3y-12=0
C.4x-3y-4=0
D.4x-3y-12=0
3.点
1,2
P
在直线l 上,直线1l 与l 关于点
0,1 对称,则一定在直线1l 上的点为(
)
A.1 3
,
2 2
B.
3
1, 2
C.
1,0
D.(1,0)
4.不论实数a 取何值时,直线
2
1
+3
5
0
a
x
a
y
都过定点M ,则直线2
3
0
x
y
关于点M 的对称
直线方程为(
)
A.
2
6
0
x
y
B.
2
0
x
y
C.2
9
0
x
y
D.2
3
0
x
y
5.已知直线
2
3
0
x
y
与直线
4
0
ax
y
b
关于点
(1,0)
A
对称,则实数b 的值为(
)
A.2
B.6
C.2
D.6
题型四:直线关于直线对称
1.直线
2
1
0
x
y
关于直线
0
y
x
对称的直线方程是(
)
A.2
1
0
x
y
B.2
1
0
x
y
C.2
1
0
x
y
D.
2
1
0
x
y
2.已知直线1 :
3
0
l
x
y
,直线:
1
0
l x
y
,若直线1l 关于直线l 的对称直线为2l ,则直线2l 的方程
为
.
3.直线1 :3
3
0
l
x
y
关于直线2 :
1
0
l
x
y
的对称直线方程为
.
4.若直线
2
y
ax
与
3
6
y
x
关于直线y
x
对称,则实数a=
.
题型五:对称在光的反射中应用
1.一条光线从点
1,3
A
射向x 轴,经过x 轴上的点P 反射后通过点
3,1
B
,则点P 的坐标为
.
2.一条光线从点
(6,0)
P
射出,经直线y 轴反射后过点
(2,8)
Q
,则反射光线所在的直线方程
为
.
3.一条光线从点
5,8
P
射出,与x 轴相交于点
1,0
Q
,则反射光线所在直线在y 轴上的截距为(
)
A.
3
4
B.3
4
C.
4
3
D.4
3
4.光线由点
2,5
P
射到直线
1
x
y
上,反射后过点
1,1
Q
,则反射光线所在直线的一般式方程为
.
5.一条光线从点
7,5
P
射入,经x 轴反射后沿直线
3
0
x
ay
射出,则
a
.
6.光线从(1,2)
A
射向x 轴上一点B ,又从B 反射到直线
3
0
x
y
上一点C ,最后从点C 反射回到点A ,
则BC 所在的直线方程为
.
7.已知
1,3
A
,
3,1
B
,从点
m,2 处射出的光线经x 轴反射后,反射光线与AB 平行,且点B 到该反射
光线的距离为
5 ,则实数m
.
8.在等腰直角三角形ABC 中,
4
AB
AC
,点P 是边AB 上异于A,B 的一点,光从点P 出发经
,
AC BC
反射后又回到点P,反射点为Q,R,若光线QR 经过ABC
的重心,则AP
.
9.已知入射光线经过点
3,4
M
,被直线:
3
0
l x
y
反射,反射光线经过点
3,7
N
,则反射光线所在直
线的方程为
.
10.光线沿着直线
2
2
y
x
a
射到直线
0
x
y
上,经反射后沿着直线
1
2
2
y
x
射出,则实数
a
.
11.如图,在等腰直角三角形ABC 中,
2
AB
AC
,点P 是边AB 上异于
,
A B 的一点,光线从点P 出发,
经
,
BC CA发射后又回到原点P ,若光线QR 经过ABC
的重心,则BP 长为
.
12.
2,0
A
,
2,0
B
,
0,2
C
,
3 ,0
2
E
,
1,0
F
,一束光线从点F 出发射到BC 上的点D ,经BC 反
射后,再经AC 反射,落到x 轴上的E 点,则光线经历的路程是(
)
A.5
B.4
C.
65
2
D.
63
2
题型六:对称在线段和差最值中的应用
1.已知点
(2,0)
A
、
( 2, 4)
B
,P 在直线:
2
8
0
l x
y
上,则PA
PB
的最小值等于
.
2.已知点
2,1
A
,
1, 2
B
,点P 在x 轴上,则PA
PB
的取值范围是
.
3.2023 年暑期档动画电影《长安三万里》重新点燃了人们对唐诗的热情,唐诗中边塞诗又称出塞诗,是唐
代汉族诗歌的主要题材,是唐诗当中思想性最深刻,想象力最丰富,艺术性最强的一部分.唐代诗人李颀的
边塞诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”.诗中隐含着一个有趣的数学问题
———“将军饮马”,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回军营,怎样走才能使
总路程最短?在平面直角坐标系中,设将军的出发点是A(2,4),军营所在位置为B(6,2),河岸线所在
直线的方程为x+y-3=0,则将军从出发点到河边饮马,再回到军营(“将军饮马”)的总路程的最小值为
.
4.已知P 为直线l :2
3
0
x
y
上一点,点P 到(
)
1,0
A
和
2,2
B
的距离之和最小时点P 的坐标
为
.
5.函数
2
2
2
5
4
13
y
x
x
x
x
的值域为
.
6.设
1
0
x
y
,求
2
2
2
2
6
10
34
4
30
229
d
x
y
x
y
x
y
x
y
的最小值是
.
7.已知点(5,2), (7, 7)
A
B
,点P 是直线y
x
上动点,则|
|
|
|
PA
PB
的最小值是
.
8.若直线l:x-2y+8=0 上存在一点P 到两点A(2,0),B(-2,-4)的距离之和最小,则点P 的坐标
为
.
9.唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河.”诗中隐含着一个有
趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军
营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在位置为
1, 4
B
,若将军从点
1, 1
A
处
出发,河岸线所在直线方程为
0
x
y
.则“将军饮马”的最短总路程为
.
10.直线:
2
8
0
l x
y
和
2 0 ,
2 4
A
B
,
,两点,若直线l 上存在点M 使得MA
MB
最小,求点M 的坐
标
.
11.著名数学家华罗庚曾说过“数缺形时少直观,形少数时难入微”,事实上,很多代数问题都可以转化为几
何问题加以解决,如:
2
2
x
a
y
b
可以转化为平面上点
,
M x y 与点
,
N a b 的距离,结合上述观点,
若x、y 为实数,则代数式
2
2
2
2
6
10
4
5
x
x
y
y
x
y
的最小值为
.