Toán 11 Chương 1 Bài 4 Phép đối xứng tâm

Elib đã biên soạn và tổng hợp để giới thiệu đến các em nội dung bài giảng Phép đối xứng tâm. Bài giảng giúp các em nắm vững lý thuyết bài học, kèm theo đó là những bài tập minh họa có hướng dẫn giải chi tiết sẽ giúp các em hiểu bài hơn. Mời các em cùng theo dõi.

Toán 11 Chương 1 Bài 4 Phép đối xứng tâm

1. Tóm tắt lý thuyết

1.1. Phép đối xứng tâm

a) Định nghĩa

Ký hiệu: ĐI

- I gọi là tâm đối xứng.

- Nếu ĐI(H) = H’ thì ta gọi H đối xứng với H’ qua tâm I hay H và H’ đối xứng nhau qua tâm I.

- Ta có: ĐI(M)=M’\( \Leftrightarrow \overrightarrow {IM'}  =  - \overrightarrow {IM} \)

b) Biểu diễn ảnh qua phép đối xứng tâm

- Ví dụ: Cho tam giác ABC và điểm I. Hãy biểu diễn ảnh A’B’C’ của ABC qua phép đối xứng tâm I.

ĐI(ABC)=A’B’C’.

c) Chú ý

Ta có: ĐI(M)=M’\( \Leftrightarrow \)ĐI(M’)=M.

Chứng minh: ĐI(M)=M’\( \Leftrightarrow \overrightarrow {IM'}  =  - \overrightarrow {IM}  \Leftrightarrow \overrightarrow {IM}  =  - \overrightarrow {IM'}  \Leftrightarrow \)ĐI(M’)=M.

1.2. Biểu thức tọa độ của phép đối xứng tâm

a) Biểu thức tọa độ của phép đối xứng qua gốc tọa độ

Trong mặt phẳng tọa độ Oxy cho M(x;y), gọi độ M’(x’;y’) là ảnh của M qua phép đối xứng tâm O ta có:

ĐO(M)=M’ thì: \(\left\{ \begin{array}{l}x' =  - x\\y' =  - y\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x' =  - x\\y' =  - y\end{array} \right.\)

b) Biểu thức tọa độ của phép đối xứng tâm bất kì

Trong hệ tọa độ Oxy, cho \(E(a;b),\,M\left( {{x_0};{y_0}} \right).\) ĐE(M)=M’(x0’;y0’) có biểu thức tọa độ: \(\left\{ \begin{array}{l}x{'_0} = 2a - {x_0}\\y{'_0} = 2a - {y_0}\end{array} \right..\)

1.3. Tính chất

Tính chất 1: Nếu ĐI(M)=M’ và ĐI(N)=N’ thì: \(\left\{ \begin{array}{l}M'N' = MN\\\overrightarrow {M'N'}  =  - \overrightarrow {MN} \end{array} \right.\)

Nếu ba điểm M, N, P thẳng hàng theo thứ tự thì qua phép đối xứng tâm biến thành M’, N’, P’ tương ứng cũng thẳng hàng theo thứ tự đó.

Tính chất 2: Phép đối xứng tâm biến đường thẳng thành đường thẳng song song hoặc trùng với nó, biến đoạn thẳng thành đoạn thẳng bằng nó, biến tam giác thành tam giác bằng nó, biến đường tròn thành đường tròn có cùng bán kính.

1.4. Tâm đối xứng của một hình

Điểm I được gọi là tâm đối xứng của hình H nếu phép đối xứng qua I biến H thành chính nó.

\( \Rightarrow \) Ta gọi H là hình có tâm đối xứng.

2. Bài tập minh họa

Câu 1: Cho A(-1;3), \(d:x - 2y + 3 = 0.\) Tìm ảnh của điểm A và d qua phép đối xứng tâm O.

Hướng dẫn giải

  • Ý 1: A’=ĐO(A) suy ra A’(1;-3).

  • Ý 2:

Cách 1:

Lấy \(M\left( {x,y} \right) \in d \Rightarrow \) ĐO(M)=M’ có tọa độ: \(\left\{ \begin{array}{l}x' =  - x\\y' =  - y\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x =  - x'\\y =  - y'\end{array} \right. \Rightarrow M( - x', - y')\)

\(M \in d \Rightarrow ( - x') - 2( - y') + 3 = 0 \Leftrightarrow x' - 2y' - 3 = 0.\)

Vậy phương trình d’ là: \(x - 2y - 3 = 0.\)

Cách 2:

d’ là ảnh của d qua phép đối xứng tâm suy ra d’ song song hoặc trùng với d.

Suy ra phương trình d’ có dạng: \(x - 2y + m = 0.\)

Ta có: \(M(3;0) \in d\)

ĐO(M)=M’(x’,y’) với: \(\left\{ \begin{array}{l}x' =  - {x_M} =  - 3\\y' =  - {y_M} = 0\end{array} \right.\)

\(M' \in d' \Rightarrow 3 - 2.0 + m = 0 \Leftrightarrow m =  - 3.\) 

Vậy phương trình của d’ là: \(x - 2y - 3 = 0.\)

Câu 2: Cho đường tròn \((C):{(x + 2)^2} + {(y - 1)^2} = 1.\) Viết phương trình (C’) là ảnh của (C) qua phép đối xứng tâm O(0;0).

Hướng dẫn giải

Đường tròn (C) có tâm I(-2;1) bán kính R=1.

Gọi I’, R’ lần lượt là tâm và bán kính (C’) ta có: R’=R=1.

I’=ĐO(I) suy ra: \(\left\{ \begin{array}{l}{x_I}' =  - {x_I} = 2\\{y_I}' =  - {y_I} =  - 1\end{array} \right.\)

Vậy phương trình đường tròn (C’) là: \({(x - 2)^2} + {(y + 1)^2} = 1.\)

Câu 3: Cho I(2;-3), \(d:3x + 2y - 1 = 0.\) Viết phương trình d’ là ảnh của d qua phép đối xứng tâm I.

Hướng dẫn giải

Lấy \(M\left( {x,y} \right) \in d \Rightarrow \) ĐI(M)=M’ có tọa độ: \(\left\{ \begin{array}{l}x' = 4 - x\\y' =  - 6 - y\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 4 - x'\\y =  - 6 - y'\end{array} \right. \Rightarrow M(4 - x', - 6 - y')\)

\(M \in d \Rightarrow 3(4 - x') + 2( - 6 - y') - 1 = 0 \Leftrightarrow  - 3x' - 2y' - 1 = 0 \Leftrightarrow 3x' + 2y' + 1 = 0.\)

Vậy phương trình d’ là: \(3x + 2y + 1 = 0.\)

3. Luyện tập

3.1. Bài tập tự luận

Câu 1: Cho A(2;-5), \(d:3x + 2y + 1 = 0.\) Tìm ảnh của điểm A và d qua phép đối xứng tâm O.

Câu 2: Cho đường tròn \((C):{(x - 1)^2} + {(y + 2)^2} = 4.\) Viết phương trình (C’) là ảnh của (C) qua phép đối xứng tâm O(0;0).

Câu 3: Cho I(-4;-1), \(d:3x + 3y - 7 = 0.\)  Viết phương trình d’ là ảnh của d qua phép đối xứng tâm I.

3.2. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Trong mặt phẳng Oxy cho điểm M(2;-6) và điểm I(1;4). Phép đối xứng tâm I biến M thành M’ thì tọa độ M’ là:

A. M’(0;14)  

B. M’(14;0)

C. M’(-3/2;-2)

D. M’(-1/2;5)

Câu 2: Trong mặt phẳng Oxy cho đường thẳng d có phương trình 2x - 6y + 5 = 0 điểm I(2;-4). Phép đối xứng tâm I biến d thành d’ có phương trình:

A. 2x - 6y - 5 = 0

B. 2x - 6y - 61 = 0

C. 6x - 2y + 5 = 0

D. 6x - 2y + 61 = 0

Câu 3: Có bao nhiêu phép đối xứng tâm biến hình chữ nhật thành chính nó?

A. Một 

B. Hai 

C. Ba 

D. Không 

Câu 4: Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho đường thẳng \(\left( \Delta  \right):Ax + By + C = 0\) và điểm I(a;b). Phép đối xứng tâm I biến đường thẳng \(\Delta \) thành đường thẳng \(\Delta '.\) Viết phương trình \(\Delta '.\)

A. \(\left( {\Delta '} \right):\) \(Ax + By + C - 2aA - 2bB = 0.\)

B. \(\left( {\Delta '} \right):Ax - By + C - 2aA - 2bB = 0.\)

C. \(\left( {\Delta '} \right):Ax - By - C - 2aA - 2bB = 0.\)

D. \(\left( {\Delta '} \right):Ax + By - C - 2aA - 2bB = 0.\)

Câu 5: Cho hai khẳng định sau:

(I) Nếu một hình nào đó có hai trục đối xứng vuông góc với nhau thì hình đó có tâm đối xứng.

(II) Cho phép đối xứng tâm ĐO và đường thẳng d không qua O. Có thể dựng d’ là ảnh của d qua ĐO mà chỉ sử dụng compa một lần và thước thẳng ba lần.

Chọn kết luận đúng:

A. (I) đúng; (II) sai.      

B. (I) sai; (II) đúng.

C. (I) và (II) đều đúng.

D. (I) và (II) đều sai.

3.3. Trắc nghiệm Online

Các em hãy luyện tập bài trắc nghiệm Phép đối xứng tâm Toán 11 sau để nắm rõ thêm kiến thức bài học.

Trắc Nghiệm

4. Kết luận

Qua bài học này, các em cần nắm được những nội dung sau:

  • Khái niệm, tính chất, biểu thức tọa độ và các dạng toán liên quan đến Phép đối xứng tâm
  • Nắm được phương pháp giải bài tập ở dạng toán này.
Ngày:13/07/2020 Chia sẻ bởi:

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM