第12讲 轴对称与坐标变化(培优课程讲义例题练习含答案)

坐标平面内图形的轴对称和平移（提高）
【学习目标】
1.能在同一直角坐标系中，感受图形经轴对称后点的坐标的变化.
2.掌握左右、上下平移点的坐标规律.
【要点梳理】
要点一、关于坐标轴对称点的坐标特征
1.关于坐标轴对称的点的坐标特征
P(a，b)关于x轴对称的点的坐标为 (a,－b)；
P(a，b)关于y轴对称的点的坐标为 (－a,b)；
P(a，b)关于原点对称的点的坐标为 (－a,－b)．
2.象限的角平分线上点坐标的特征
第一、三象限角平分线上点的横、纵坐标相等，可表示为(a，a)；
第二、四象限角平分线上点的横、纵坐标互为相反数，可表示为(a，－a)．
3.平行于坐标轴的直线上的点
平行于x轴的直线上的点的纵坐标相同；
平行于y轴的直线上的点的横坐标相同.
要点二、用坐标表示平移
1.点的平移：
在平面直角坐标系中，将点(x，y)向右或向左平移a个单位长度，可以得到对应点(x＋a，y)或(x－a，y)；将点(x，y)向上或向下平移b个单位长度，可以得到对应点(x，y＋b)或(x，y－b)．
要点诠释：
（1）在坐标系内，左右平移的点的坐标规律：右加左减；
（2）在坐标系内，上下平移的点的坐标规律：上加下减；
（3）在坐标系内，平移的点的坐标规律：沿x轴平移纵坐标不变,沿y轴平移横坐标不变．2.图形的平移：
在平面直角坐标系内，如果把一个图形各个点的横坐标都加上(或减去)一个正数a，相应的新图形就是把原图形向右(或向左)平移a个单位长度；如果把它各个点的纵坐标都加上(或减去)一个正数a，相应的新图形就是把原图形向上(或向下)平移a个单位长度．
要点诠释：
（1）平移是图形的整体位置的移动，图形上各点都发生相同性质的变化，因此图形的平移问题可以转化为点的平移问题来解决．
（2）平移只改变图形的位置，图形的大小和形状不发生变化.
【典型例题】
类型一、用坐标表示轴对称
1．在直角坐标系中，已知点A（a＋b，2－a）与点B（a－5，b－2a）关于y轴对称，（1）试确定点A、B的坐标；
（2）如果点B关于x轴的对称的点是C，求△ABC的面积．
【思路点拨】（1）根据在平面直角坐标系中，关于y 轴对称时，横坐标为相反数，纵坐标不变，得出方程组求出a ，b 即可解答本题；
（2）根据点B 关于x 轴的对称的点是C ，得出C 点坐标，进而利用三角形面积公式求出即可．
【答案与解析】
解：（1）∵点A （a ＋b ，2－a ）与点B （a －5，b －2a ）关于y 轴对称，
∴2250a b a
a b a -=-⎧⎨
++-=⎩
，
解得：
13
a b =⎧⎨=⎩， ∴点A 、B 的坐标分别为：（4，1），（－4，1）； （2）∵点B 关于x 轴的对称的点是C ，
∴C 点坐标为：（－4，－1），
∴△ABC 的面积为：
12×BC×AB＝1
2
×2×8＝8． 【总结升华】本题主要考查了平面直角坐标系中，各象限内点的坐标的符号的确定方法以及
三角形面积求法，熟练记忆各象限内点的坐标符号是解题关键． 举一反三：
【变式】小华看到了坐标系中点B 关于X 轴的对称点为C （－3，2），点A 关于Y 轴对称点为D （－3，4），若将A 、B 、C 、D 顺次连接，此图形的面积是多少？
【答案】
解：∵B关于x轴的对称点为C（－3，2），∴B（－3，－2），
∵点A关于y轴对称点为D（－3，4），
∴A（3，4），
∴△ABD的面积为：1
2
×AD×DB＝
1
2
×6×6＝18．
2.已知点A（a，3）、B（－4，b），试根据下列条件求出a、b的值．
（1）A、B两点关于y轴对称；
（2）A、B两点关于x轴对称；
（3）AB∥x轴；
（4）A、B两点在第二、四象限两坐标轴夹角的平分线上．
【思路点拨】
（1）关于y轴对称，y不变，x变为相反数．
（2）关于x轴对称，x不变，y变为相反数．
（3）AB∥x轴，即两点的纵坐标不变即可．
（4）在二、四象限两坐标轴夹角的平分线上的点的横纵坐标互为相反数，即分别令点A，点B的横纵坐标之和为0，列出方程并解之，即可得出a，b．
【答案与解析】
解：（1）A、B两点关于y轴对称，
故有b＝3，a＝4；
（2）A、B两点关于x轴对称；
所以有a＝－4，b＝－3；
（3）AB∥x轴，
即b＝3，a为≠－4的任意实数．
（4）如图，
根据题意，a＋3＝0；
b－4＝0；
所以a＝－3，b＝4．
【总结升华】本题主要考查学生对点在坐标系中的对称问题的掌握；在一、三象限角平分线上的点的横纵坐标相等，在二、四象限角平分线上的点的横纵坐标互为相反数．
类型二、用坐标表示平移
3.（春•黄陂区校级月考）如图，△A′B′C′是由△ABC平移后得到的，已知△ABC中一点P（x0，y0）经平移后对应点为P′（x0+5，y0﹣2）．
（1）已知A（﹣1，2），B（﹣4，5），C（﹣3，0），请写出A′、B′、C′的坐标；
（2）试说明△A′B′C′是如何由△ABC平移得到的；
（3）请直接写出△A′B′C′的面积为．
【思路点拨】（1）根据点P（x0，y0）经平移后对应点为P′（x0+5，y0﹣2）可得A、B、C 三点的坐标变化规律，进而可得答案；
（2）根据点的坐标的变化规律可得△ABC先向右平移5个单位，再向下平移2个单位；（3）把△A′B′C′放在一个矩形内，利用矩形的面积减去周围多余三角形的面积即可．
【答案与解析】
解：（1）A′为（4，0）、B′为（1，3）C′为（2，﹣2）；
（2）△ABC先向右平移5个单位，再向下平移2个单位（或先向下平移2个单位，再向右平移5个单位）；
（3）△A′B′C′的面积为6．
【总结升华】此题主要考查了坐标与图形的变化，在平面直角坐标系内，把一个图形各个点的横坐标都加上（或减去）一个整数a，相应的新图形就是把原图形向右（或向左）平移a个单位长度；如果把它各个点的纵坐标都加（或减去）一个整数a，相应的新图形就是把原图形向上（或向下）平移a个单位长度．（即：横坐标，右移加，左移减；纵坐标，上移加，下移减．）
举一反三：
【变式】（•大庆校级模拟）如图所示，△COB是由△AOB经过某种变换后得到的图形，观察点A与点C的坐标之间的关系，解答下列问题：
（1）若点M的坐标为（x、y），则它的对应点N的坐标为．
（2）若点P（a，2）与点Q（﹣3，b）关于x轴对称，求代数式
…的值．
【答案】
解：（1）由图象知点M和点N关于x轴对称，
∵点M的坐标为（x、y），
∴点N的坐标为（x，﹣y）；
（2）∵点P（a，2）与点Q（﹣3，b）关于x轴对称，
∴a=﹣3，b=﹣2，
∴…
=+++…+，
=﹣+﹣+…+，
=﹣，
=．
类型三、综合应用
4. （春•临沂期末）如图是某台阶的一部分，如果建立适当的坐标系，使A点的坐标为（0，0），B点的坐标为（1，1）
（1）直接写出C，D，E，F的坐标；
（2）如果台阶有10级，你能求得该台阶的长度和高度吗？
【思路点拨】（1）根据平面直角坐标系的定义建立，然后写出各点的坐标即可；
（2）利用平移的性质求出横向与纵向的长度，然后求解即可．
【答案与解析】
解：（1）∵点P（a﹣2，2a+8），在x轴上，
∴2a+8=0，
解得：a=﹣4，
故a﹣2=﹣4﹣2=﹣6，
则P（﹣6，0）；
（2））∵点P（a﹣2，2a+8），在y轴上，
∴a﹣2=0，
解得：a=2，
故2a+8=2×2+8=12，
则P（0，12）；
（3）∵点Q的坐标为（1，5），直线PQ∥y轴；，
∴a﹣2=1，
解得：a=3，
故2a+8=14，
则P（1，14）；
（4）∵点P到x轴、y轴的距离相等，
∴a﹣2=2a+8或a﹣2+2a+8=0，
解得：a1=﹣10，a2=﹣2，
故当a=﹣10则：a﹣2=﹣12，2a+8=﹣12，
则P（﹣12，﹣12）；
故当a=﹣2则：a﹣2=﹣4，2a+8=4，
则P（﹣4，4）．
综上所述：P（﹣12，﹣12），（﹣4，4）．
【总结升华】此题主要考查了点的坐标性质，用到的知识点为：点到坐标轴的距离相等，那么点的横纵坐标相等或互为相反数以及在坐标轴上的点的性质．
【巩固练习】
一、选择题
1.（•济南）如图，在平面直角坐标系中，△ABC的顶点都在方格纸的格点上，如果将△ABC
先向右平移4个单位长度，再向下平移1个单位长度，得到△A1B1C1，那么点A的对应点A1的坐标为（）
A．（4，3）B．（2，4） C．（3，1） D．（2，5）
2.将点A（3，2）沿x轴向左平移4个单位长度得到点A′，点A′关于y轴对称的点的坐标是（）
A．（－3，2）B．（－1，2）C．（1，2）D．（1，－2）
3. 线段CD是由线段AB平移得到的，点A(－1，4)的对应点为C(4，7)，则点B(－4，－1)
的对应点D的坐标为( )．
A．(2，9) B．(5，3) C．(1，2) D．(－9，－4)
4.以平行四边形ABCD的顶点A为原点，直线AD为x轴建立直角坐标系，已知B、D点的坐标分别为(1，3)，(4，0)，把平行四边形向上平移2个单位，那么C点平移后相应的点的坐标是( )．
A．(3，3) B．(5，3) C．(3，5) D．(5，5)
5．（•青岛）如图，线段AB经过平移得到线段A1B1，其中点A，B的对应点分别为点A1，B1，这四个点都在格点上．若线段AB上有一个点P（a，b），则点P'在A1B1上的对应点P的坐标为（）
A．（a﹣2，b+3）B．（a﹣2，b﹣3）C．（a+2，b+3）D．（a+2，b﹣3）
6．如图所示，海上二救护中心收到一艘遇难船只的求救信号后，发现该船位于点A(5，－
4)，并且正以缓慢的速度向北漂移，同时发现在点B(5，2)和C(－1，－4)处各有一艘救
护船．如果救护船的速度相同，问救护中心应派哪处的救护船前去救护可以在最短时间内靠近遇难船只? ( )
A．派C处 B．派B处 C．派C或B处 D．无法确定
二、填空题
7. 已知点M（3，－2），将它先向左平移4个单位，再向上平移3个单位后得到点N，则点
N的坐标是_______.
8．点P(5，－6)可以由点Q(－5，6)通过两次平移得到，即先向_______平移_______个单位长度，再向_______平移_______个单位长度．
9．如图，某宾馆在重新装修后，准备在大厅的楼梯上铺上某种红色地毯，已知这种地毯每平方米售价30元，主楼梯道宽2米，其侧面如图所示，则购买地毯至少需要元．
10.（•潍坊一模）在平面直角坐标系A中，已知直线l：y=x，作A1（1，0）关于y=x的对
称点B1，将点B1向右水平平移2个单位得到点A2；再作A2关于y=x的对称点B2，将点B2向右水平平移2个单位得到点A3；…．按此规律，则点B2014的坐标是．11.如图，把“QQ”笑脸放在直角坐标系中，已知左眼A的坐标是（－2，3），嘴唇C点的
坐标为（－1，1），则将此“QQ”笑脸向右平移3个单位后，右眼B的坐标是________.
12.已知点A（2a＋b，－4），B（3，a－2b）关于x轴对称，求点C（a，b）在第______象限？
三、解答题
13.已知点M（3a－b，5），N（9，2a＋3b）关于x轴对称，求a b的值．
14.在平面直角坐标系中，点M的坐标为（a，－2a）．
（1）当a＝－1时，点M在坐标系的第_____象限；（直接填写答案）
（2）将点M向左平移2个单位，再向上平移1个单位后得到点N，当点N在第三象限时，求a的取值范围．
15．（春•禹州市期末）已知：如图，把△ABC向上平移3个单位长度，再向右平移2个单位长度，得到△A′B′C′．
（1）写出A′、B′、C′的坐标；
（2）求出△ABC的面积；
（3）点P在y轴上，且△BCP与△ABC的面积相等，求点P的坐标．
【答案与解析】
一.选择题
1. 【答案】D；
【解析】解：由坐标系可得A（﹣2，6），将△ABC先向右平移4个单位长度，在向下平移1个单位长度，点A的对应点A1的坐标为（﹣2+4，6﹣1），
即（2，5），
故选：D．
2.【答案】C；
【解析】∵将点A（3，2）沿x轴向左平移4个单位长度得到点A′，∴点A′的坐标为（－1，2），∴点A′关于y轴对称的点的坐标是（1，2）．故选C．
3. 【答案】C；
【解析】由A(－1，4)平移到C(4，7)其横坐标．“加了”5，纵坐标“加了”3，故将B(－4，1)平移到D时，点D的坐标应为D(1，2)，故选C．
4. 【答案】D；
【解析】根据点A、D求出AD的长度，再根据点B求出点C的横坐标，从而得到点C的坐标，再根据向上平移，横坐标不变，纵坐标加解答．
5. 【答案】A；
【解析】由题意可得线段AB向左平移2个单位，向上平移了3个单位，则P（a﹣2，b+3）故选A．
6. 【答案】B．
二.填空题
7.【答案】（－1，1）；
【解析】原来点的横坐标是3，纵坐标是－2，向左平移4个单位，再向上平移3个单位得到新点的横坐标是3－4＝－1，纵坐标为－2＋3＝1．则点N的坐标是（－1，1）．
8. 【答案】右，10，下，12；
9. 【答案】504；
+⨯⨯=（元）.
【解析】(2.6 5.8)230504
10．【答案】（2013，2014）；
【解析】解：如图所示：
，
∵B1（0，1），B2（1，2），B3（2，3），
∴B点横坐标比纵坐标小1，
∴点B2014的坐标是：（2013，2014）．
故答案为：（2013，2014）．
11.【答案】（3，3）；
【解析】∵左眼A的坐标是（－2，3），嘴唇C点的坐标为（－1，1），∴右眼的坐标为（0，3），向右平移3个单位后右眼B的坐标为（3，3）．故答案为：（3，3）．12．【答案】四；
【解析】∵点A（2a＋b，－4），B（3，a－2b）关于x轴对称，∴2a＋b＝3，a－2b＝4，解得a＝2，b＝－1．∴点C（2，－1）在第四象限．
三.解答题
13.【解析】
解：∵3a－b ＝9，2a ＋3b ＝－5，
∴a＝2，b ＝－3，
∴a b ＝（－3）2＝9．
14.【解析】
解：（1）当a ＝－1时点M 的坐标为（－1，2），所以M 在第二象限，所应填“二”；
（2）将点M 向左平移2个单位，再向上平移1个单位后得到点N ，点M 的坐标为 （a ，－2a ），所以N 点坐标为（a －2，－2a ＋1），因为N 点在第三象限，所以 20210a a -<⎧⎨-+<⎩，解得12
＜a ＜2，
所以a 的取值范围为1
2＜a ＜2．
15.【解析】
解：（1）如图所示：A′（0，4）、B′（﹣1，1）、C′（
3，1）；
（2）S △AB C =×（3+1）×3=6；
（3）设点P 坐标为（0，y ），
∵BC=4，点P 到BC 的距离为|y+2|，
由题意得×4×|y+2|=6，
解得y=1或y=﹣5，
所以点P 的坐标为（0，1）或（0，﹣5）．。