Giải Thực hành 2 Bài 4. Phép đối xứng tâm (trang 21, 22) – Chuyên đề học tập Toán 11 Chân trời sáng tạo. Gợi ý: Nếu \(M'{\rm{ }} = {\rm{ }}{Đ_I}\left( M \right)\) thì \(\left\{ \begin{array}{l}{x_{M’}} + {x_M} = 2{x_I}\\{y_{M’}} + {y_M} = 2{y_I}\end{array} \right.
Câu hỏi/Đề bài:
Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, tìm ảnh qua ĐO của
a) điểm M(3; -4);
b) đường thẳng d: x – 3y + 6 = 0;
c) đường tròn (C): (x + 2)2 + (y – 1)2 = 4.
Hướng dẫn:
Nếu \(M'{\rm{ }} = {\rm{ }}{Đ_I}\left( M \right)\) thì \(\left\{ \begin{array}{l}{x_{M’}} + {x_M} = 2{x_I}\\{y_{M’}} + {y_M} = 2{y_I}\end{array} \right.\) (I là trung điểm của MM’)
Lời giải:
a) Gọi M’ là ảnh của M qua ĐO.
Suy ra O là trung điểm của MM’ với \(M\left( {3;{\rm{ }}-4} \right).\)
Do đó \(\left\{ \begin{array}{l}{x_{M’}} = 2{x_O} – {x_M} = 2.0 – 3 = – 3\\{y_{M’}} = 2{y_O} – {y_M} = 2.0 + 4 = 4\end{array} \right.\)
Vậy \(M’\left( {-3;{\rm{ }}4} \right).\)
b) • Chọn \(A\left( {0;{\rm{ }}2} \right) \in d:{\rm{ }}x{\rm{ }}-{\rm{ }}3y{\rm{ }} + {\rm{ }}6{\rm{ }} = {\rm{ }}0.\)
Gọi A’là ảnh của A qua \({Đ_O}.\)
Suy ra O là trung điểm của AA’ với A(0; 2)
Do đó \(\left\{ \begin{array}{l}{x_{A’}} = 2{x_O} – {x_A} = 2.0 – 0 = 0\\{y_{A’}} = 2{y_O} – {y_A} = 2.0 – 2 = – 2\end{array} \right.\)
Vì vậy A’(0; -2).
• Đường thẳng \(d:{\rm{ }}x{\rm{ }}-{\rm{ }}3y{\rm{ }} + {\rm{ }}6{\rm{ }} = {\rm{ }}0\) có vectơ pháp tuyến \({\rm{\vec n}} = \left( {1; – 3} \right)\)
Gọi d’ là ảnh của d qua \({Đ_O}.\)
Suy ra d’ song song hoặc trùng với d, nên d’ nhận vectơ pháp tuyến của d là \({\rm{\vec n}} = \left( {1; – 3} \right)\) làm vectơ pháp tuyến.
Vậy đường thẳng d’ đi qua A’(0; -2) và nhận làm vectơ \({\rm{\vec n}} = \left( {1; – 3} \right)\) pháp tuyến nên có phương trình là:
\(1\left( {x{\rm{ }}-{\rm{ }}0} \right){\rm{ }}-{\rm{ }}3\left( {y{\rm{ }} + {\rm{ }}2} \right){\rm{ }} = {\rm{ }}0 \Leftrightarrow x-3y-6 = 0.\)
c) Đường tròn \(\left( C \right):{\rm{ }}{\left( {x{\rm{ }} + {\rm{ }}2} \right)^2}\; + {\rm{ }}{\left( {y{\rm{ }}-{\rm{ }}1} \right)^2}\; = {\rm{ }}4\) có tâm I(-2; 1), bán kính R = 2.
Gọi (C’) là ảnh của (C) qua ĐO nên (C’) có tâm là ảnh của I(-2; 1) và có bán kính R’ = R = 2.
Gọi I’= ĐO(I).
Suy ra O là trung điểm \(II’.\)
Do đó \(\left\{ \begin{array}{l}{x_{I’}} = 2{x_O} – {x_I} = 2.0 + 2 = 2\\{y_{I’}} = 2{y_O} – {y_I} = 2.0 – 1 = – 1\end{array} \right.\)
Vì vậy tọa độ I’(2; -1).
Vậy đường tròn (C’) là ảnh của (C) qua ĐO, có tâm I’(2; -1) và R’ = 2 nên có phương trình là:
\({\left( {x{\rm{ }}-{\rm{ }}2} \right)^2}\; + {\rm{ }}{\left( {y{\rm{ }} + {\rm{ }}1} \right)^2}\; = {\rm{ }}4.\)