题目内容

如图1,点A的坐标为(0,4),正比例函数y=kx(k>0).
探究1:当k=1时,则点A关于直线y=x对称的对称点坐标为
 
;
当k=
3
时,则点A关于直线y=
3
x对称的对称点坐标为
 
;
探究2:当k=2时,求点A关于直线y=2x对称的对称点坐标;
应用:如图2,直线OB:y=mx,直线OC:y=
1
m
x,如y轴上点A关于OB对称的对称点为D,关于OC对称的对称点为G,当m=
 
时,四边形AOGD为菱形.
考点:一次函数综合题
专题:代数综合题,探究型
分析:点关于直线的对称点的坐标问题,一般先根据已知直线的斜率求得两对称点所在直线的斜率,写出两对称点所在的直线方程,联立两直线方程求得两对称点的中点坐标,利用中点坐标在已知直线上进行求解.
(1)关于y=x对称,根据规律即可得出.关于直线对称,先设出对称点坐标(x,y),再写出直线AF的直线方程,联立两直线方程求得中点坐标.进而求得F点坐标.
(2)方法同(1),因为要求求得m的值.所以坐标要带有m,求得的D点坐标代入到直线OC方程即可求得m的值.需注意直线OB与直线OC的斜率并未说明谁大谁小,所以要分情况讨论.
解答:解:(1)当k=1时,点A关于y=x的对称点为(4,0)比较简单,利用关于y=kx对称,横纵坐标交换位置即可.
当k=3时,设对称点F的坐标为(x,y),由于直线AF与直线y=
3
x垂直,
则直线AF的斜率为-
3
3
,直线AF的方程为:y-4=-
3
3
x.
与直线y=
3
x联立
y-4=-
3
3
x
y=
3
x
.
解得线段AF的中点坐标为(
3
,3),
又因为点A(0,4),
则点F(2
3
,2).

(2)由菱形的对角线互相平分且垂直可得:点D在直线OC上,此时OD与AG才能垂直.
由对称可知:直线AD的斜率为-
1
m
.直线AD的方程为y-4=-
1
m
x.
联立方程
y=mx
y-4=-
1
m 
x
,
解得线段AD的中点坐标为(
4m
m2+1
,
4m2
m2+1
),
又∵点A(0,4)
则点D的坐标(
8m2
m2+1
,
8m2
m2+1
+4
),
将点D的坐标代入到直线OC方程,解得m=±
3
,
由图可知直线的斜率为正,得m=
3
.
同理,当直线OB的斜率小于直线OC的斜率时,联立方程
y=
1
m
x
y-4=-mx
,
解得:m=
3
3

综上所得:m的值为
3
或
3
3
.
点评:考查了点关于直线的对称点的坐标问题,一般先根据已知直线的斜率求得两对称点所在直线的斜率,写出两对称点所在的直线方程,联立两直线方程求得两对称点的中点坐标,利用中点坐标在已知直线上进行求解.此类题求解思想比较简单,但是计算相对较繁琐.
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