🛠️ Công cụ

CĐ1 - Bài 3: Phép đối xứng trục

Lý thuyết chi tiết và bài tập có lời giải CĐ1 - Bài 3: Phép đối xứng trục — SGK Chuyên đề Toán 11 Kết nối tri thức.

📖 Lý thuyết✍️ Dạng toán & bài tập🎯 Trắc nghiệm

I. Định nghĩa phép đối xứng trục

📌 Định nghĩa Phép đối xứng trục

Cho đường thẳng $d$. Phép biến hình biến mỗi điểm $M$ thành điểm $M'$ sao cho $d$ là đường trung trực của đoạn thẳng $MM'$ được gọi là phép đối xứng qua đường thẳng $d$ (hay phép đối xứng trục $d$), kí hiệu $D_d$.

  • Nếu $M \in d$ thì $D_d(M) = M$.
  • Đường thẳng $d$ được gọi là trục đối xứng.

II. Tính chất của phép đối xứng trục

⚡ Các tính chất cơ bản
  1. Bảo toàn khoảng cách: $D_d$ là một phép dời hình.
  2. Biến một đường thẳng thành đường thẳng. (Nếu đường thẳng vuông góc với $d$ thì biến thành chính nó).
  3. Biến một đoạn thẳng thành đoạn thẳng bằng nó.
  4. Biến một tam giác thành tam giác bằng nó.
  5. Biến một đường tròn thành đường tròn có cùng bán kính.

III. Trục đối xứng của một hình

📌 Khái niệm Trục đối xứng của hình

Đường thẳng $d$ được gọi là trục đối xứng của hình $(H)$ nếu $D_d((H)) = (H)$.

Biểu thức tọa độ với các trục đặc biệt:

  • Đường thẳng $Ox$: $\begin{cases} x' = x \\ y' = -y \end{cases}$
  • Đường thẳng $Oy$: $\begin{cases} x' = -x \\ y' = y \end{cases}$
  • Đường phân giác $y = x$: $\begin{cases} x' = y \\ y' = x \end{cases}$

🔷 Dạng 1: Tìm tọa độ ảnh của điểm

📌 Phương pháp giải

Áp dụng biểu thức tọa độ trục $Ox, Oy$ hoặc dùng công thức trung điểm và độ vuông góc khi đối xứng qua $d: Ax + By + C = 0$.

🔍 Ví dụ 1

Cho $A(3; -2)$. Tìm tọa độ $A_1 = D_{Ox}(A)$ và $A_2 = D_{Oy}(A)$.

💡 Xem lời giải

• Đối xứng qua $Ox$: $A_1(3; 2)$.

• Đối xứng qua $Oy$: $A_2(-3; -2)$.

🔍 Ví dụ 2

Tìm ảnh của $M(1; 4)$ qua phép đối xứng qua đường thẳng $d: x - y + 1 = 0$.

💡 Xem lời giải

• Gọi $M'(x'; y')$. Trung điểm $I\left(\dfrac{x'+1}{2}; \dfrac{y'+4}{2}\right) \in d \Rightarrow \dfrac{x'+1}{2} - \dfrac{y'+4}{2} + 1 = 0 \Leftrightarrow x' - y' - 1 = 0$.

• $\vec{MM'} = (x'-1; y'-4)$ cùng phương $\vec{n}_d(1; -1) \Rightarrow \dfrac{x'-1}{1} = \dfrac{y'-4}{-1} \Leftrightarrow x' + y' - 5 = 0$.

• Giải hệ $\begin{cases} x' - y' = 1 \\ x' + y' = 5 \end{cases} \Rightarrow \begin{cases} x' = 3 \\ y' = 2 \end{cases} \Rightarrow M'(3; 2)$.

📝 Thực hành — Dạng 1

✏️ Bài tập 1.1

Tìm ảnh của $B(-2; 5)$ qua phép đối xứng trục $Ox$.

💡 Xem lời giải

$B'(-2; -5)$.

✏️ Bài tập 1.2

Tìm ảnh của $C(4; 1)$ qua phép đối xứng qua đường thẳng $y = x$.

💡 Xem lời giải

$C'(1; 4)$.


🔷 Dạng 2: Tìm phương trình ảnh của đường thẳng

📌 Phương pháp giải

• Khi đối xứng qua $Ox$: thay $y = -y'$.

• Khi đối xứng qua $Oy$: thay $x = -x'$.

🔍 Ví dụ 1

Tìm phương trình đường thẳng $d'$ là ảnh của $d: 2x - 3y + 6 = 0$ qua phép đối xứng trục $Ox$.

💡 Xem lời giải

• Thay $x = x', y = -y'$ vào $d$:

• $2x' - 3(-y') + 6 = 0 \Leftrightarrow 2x' + 3y' + 6 = 0$.

• Vậy $d': 2x + 3y + 6 = 0$.

🔍 Ví dụ 2

Tìm ảnh của $d: x + 4y - 2 = 0$ qua phép đối xứng trục $Oy$.

💡 Xem lời giải

• Thay $x = -x', y = y'$:

• $-x' + 4y' - 2 = 0 \Leftrightarrow x' - 4y' + 2 = 0$.

• Vậy $d': x - 4y + 2 = 0$.

📝 Thực hành — Dạng 2

✏️ Bài tập 2.1

Tìm ảnh của $d: 5x - y + 3 = 0$ qua $D_{Ox}$.

💡 Xem lời giải

$5x + y + 3 = 0$.

✏️ Bài tập 2.2

Khi nào $D_d(\Delta) = \Delta$?

💡 Xem lời giải

Khi $\Delta \equiv d$ hoặc $\Delta \perp d$.


🔷 Dạng 3: Tìm phương trình ảnh của đường tròn

📌 Phương pháp giải
  1. Tìm tâm $I(a; b)$ và bán kính $R$ của $(C)$.
  2. Tìm tâm ảnh $I' = D_d(I)$. Bán kính $R' = R$.
  3. Viết phương trình $(C')$.
🔍 Ví dụ 1

Cho đường tròn $(C): (x - 2)^2 + (y + 1)^2 = 16$. Tìm ảnh $(C')$ của $(C)$ qua $D_{Ox}$.

💡 Xem lời giải

• Tâm $I(2; -1)$, bán kính $R = 4$.

• $I' = D_{Ox}(I) = (2; 1)$. Bán kính $R' = 4$.

• $(C'): (x - 2)^2 + (y - 1)^2 = 16$.

🔍 Ví dụ 2

Tìm ảnh $(C')$ của $(C): x^2 + y^2 - 6x + 4y + 4 = 0$ qua $D_{Oy}$.

💡 Xem lời giải

• $I(3; -2), R = 3$.

• $I' = D_{Oy}(I) = (-3; -2)$.

• $(C'): (x + 3)^2 + (y + 2)^2 = 9$.

📝 Thực hành — Dạng 3

✏️ Bài tập 3.1

Tìm ảnh của $(x-1)^2 + (y-3)^2 = 25$ qua phép đối xứng qua đường thẳng $y = x$.

💡 Xem lời giải

$I(1; 3) \Rightarrow I'(3; 1) \Rightarrow (x-3)^2 + (y-1)^2 = 25$.

✏️ Bài tập 3.2

Số trục đối xứng của một đường tròn là bao nhiêu?

💡 Xem lời giải

Vô số (mọi đường thẳng đi qua tâm của đường tròn).


🔷 Dạng 4: Trục đối xứng & Bài toán khoảng cách ngắn nhất

📌 Phương pháp giải

Để tìm điểm $M \in d$ sao cho $MA + MB$ nhỏ nhất (khi $A, B$ cùng phía với $d$): lấy $A'$ đối xứng với $A$ qua $d$, khi đó $M = A'B \cap d$.

🔍 Ví dụ 1

Cho $A(1; 2), B(3; 4)$. Tìm điểm $M \in Ox$ sao cho $MA + MB$ nhỏ nhất.

💡 Xem lời giải

• Lấy $A'(1; -2)$ đối xứng với $A$ qua $Ox$.

• Với mọi $M \in Ox$: $MA + MB = MA' + MB \ge A'B$. Đẳng thức xảy ra khi $M = A'B \cap Ox$.

• PTTT $A'B$: đi qua $A'(1; -2)$ và $B(3; 4) \Rightarrow \dfrac{x - 1}{2} = \dfrac{y + 2}{6} \Leftrightarrow 3x - y - 5 = 0$.

• Cho $y = 0 \Rightarrow x = 5/3 \Rightarrow M(5/3; 0)$.

🔍 Ví dụ 2

Hình tam giác đều có bao nhiêu trục đối xứng?

💡 Xem lời giải

Có 3 trục đối xứng (3 đường trung trực của 3 cạnh).

📝 Thực hành — Dạng 4

✏️ Bài tập 4.1

Hình chữ nhật (không phải hình vuông) có bao nhiêu trục đối xứng?

💡 Xem lời giải

Có 2 trục đối xứng (2 đường trung trực của các cạnh đối diện).

✏️ Bài tập 4.2

Hình vuông có bao nhiêu trục đối xứng?

💡 Xem lời giải

Có 4 trục đối xứng (2 đường trung trực cạnh và 2 đường chéo).


📝 Bài tập tự luận — Tổng hợp

📝 Bài tập tự luận tổng hợp Phép đối xứng trục (10 bài)

Bài 1. Nêu định nghĩa phép đối xứng trục $d$.

💡 Xem lời giải

$d$ là đường trung trực của đoạn $MM'$.

Bài 2. Tìm ảnh của $A(4; -3)$ qua $D_{Ox}$.

💡 Xem lời giải

$A'(4; 3)$.

Bài 3. Tìm ảnh của $B(-5; 2)$ qua $D_{Oy}$.

💡 Xem lời giải

$B'(5; 2)$.

Bài 4. Tìm ảnh của $d: x - 2y + 3 = 0$ qua $D_{Ox}$.

💡 Xem lời giải

$x + 2y + 3 = 0$.

Bài 5. Tìm ảnh của $d: 3x + y - 4 = 0$ qua $D_{Oy}$.

💡 Xem lời giải

$-3x + y - 4 = 0 \Leftrightarrow 3x - y + 4 = 0$.

Bài 6. Tìm ảnh của $(x-3)^2 + (y+2)^2 = 9$ qua $D_{Ox}$.

💡 Xem lời giải

$(x-3)^2 + (y-2)^2 = 9$.

Bài 7. Phép đối xứng trục có giữ nguyên bán kính đường tròn không?

💡 Xem lời giải

Có, vì đây là phép dời hình.

Bài 8. Tam giác cân có bao nhiêu trục đối xứng?

💡 Xem lời giải

Có 1 trục đối xứng (đường cao ứng với cạnh đáy).

Bài 9. Hình thang cân có bao nhiêu trục đối xứng?

💡 Xem lời giải

Có 1 trục đối xứng (đường thẳng đi qua trung điểm 2 đáy).

Bài 10. Hai phép đối xứng qua 2 đường thẳng song song liên tiếp tương đương với phép gì?

💡 Xem lời giải

Tương đương với một phép tịnh tiến.


🎯 Bài tập trắc nghiệm tự luyện

Làm các câu hỏi sau để củng cố toàn bộ kiến thức về Phép đối xứng trục. Hệ thống sẽ hiển thị kết quả và lời giải chi tiết ngay khi bạn trả lời.

Câu 1:Phép đối xứng qua đường thẳng $d$, kí hiệu $D_d$, biến điểm $M$ thành $M'$ thỏa mãn điều kiện nào?
Câu 2:Trong mặt phẳng $Oxy$, tọa độ ảnh $M'$ của điểm $M(x; y)$ qua phép đối xứng trục $Ox$ là:
Câu 3:Trong mặt phẳng $Oxy$, tọa độ ảnh $M'$ của điểm $M(x; y)$ qua phép đối xứng trục $Oy$ là:
Câu 4:Hình nào sau đây KHÔNG có trục đối xứng?
Câu 5:Cho điểm $A(2; 3)$. Ảnh của $A$ qua phép đối xứng qua đường phân giác $y = x$ có tọa độ là:
🎯

Ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm Phép đối xứng trục

Hàng trăm câu hỏi ngẫu nhiên từ ngân hàng đề — kiểm tra và tự đánh giá năng lực ngay!

🚀 Làm bài trắc nghiệm →
Miễn phí · Mở trong tab mới