昵称为“ε=ε=呗”的读者朋友留言问到:
老师,我想请教一下直线,点之间的对称问题(比如直线关于直线的对称直线方程),有没有一些灵活的解法。因为我在算这些问题时总是得去找一个对称点,或者斜率,觉得很耗时间,运算量太大了.
ε=ε=呗,
的确,你讲到的对称问题属于这个类型:有思路,思路也清晰,但就是有运算量.
运算量大,是因为要求解对称点.
如何能够避开求对称点呢?
下面以“求直线m:x y-1=0关于直线p:3x-y-3=0对称的直线n的方程”为例,讲两个不求对称点的方法.
1
角平分线法
画出符合题意的图象如下.
首先,求出直线m和对称轴p的交点坐标,即A(0,1).
显然,A点在所求直线n上.
因为直线m,n关于直线n对称,我们可以把p看作角平分线.
在直线p上取个特殊点,当然越有利于运算越好,一般取在坐标轴上的点.
我们取直线p与y轴的交点B(0,-3).根据角平分线的性质,点B到直线m和直线n的距离相等.
2
到角公式法
我上学时是要学习到角公式的(暴露年龄了哈),现行教材砍掉了.
其实也不复杂.
如下图所示.
直线m和直线n相交于点P,直线m绕点P逆时针旋转,第一次与n重合时所转的角α称为直线m到直线n的角.
那么,直线n到直线m的角是哪一个呢?
根据定义,应该是角β.
我们能看出,到角是带有方向的角,也成为有向角.
下面介绍到角公式.
其中α是到角.
k1是原直线的斜率,k2是到直线的斜率.
换句话讲,分子部分是逆时针方向箭头所指的直线斜率减去另一斜率.
3
用到角公式优化解题
回到原题.
显然,直线p到直线m的角等于直线n到直线p的角.
设直线n的斜率是k.
因为直线m的斜率是-1,直线p的斜率是3,根据到角公式有:
又因为直线n过点A(0,1),所以直线n的方程是x-7y-1=0.