Các dạng bài toán về phép đối xứng tâm năm 2024

1. NHẬT NAM PHÉP ĐỐI XỨNG TRỤC & ĐỐI XỨNG TÂM AI(-1; 0) O D(1; 0)
2. TRỤC & ĐỐI XỨNG TÂM GV:PHAN NHẬT NAM – 0935 334 225 2 www.toanhocdanang.com PHÉP ĐỐI XỨNG TRỤC A. Cơ sở lí thuyết : 1. Định nghĩa : Ký hiệu dĐ là phép đối xứng qua trục d. :'!MM  MM’ nhận đường thẳng d làm đường trung trực. Ký hiệu : ')( MMĐd  Phép đối xứng trục hoàn toàn xác định khi biết tục đối xứng của nó. 2. Biểu thức tọa độ : : Cho vectơ );( bav . Khi đó ta có phép tịnh tiến : OxD : M(x ; y) M’(x’ ; y’) có tọa độ được xác định theo công thức      yy xx ' ' OxD : M(x ; y) M’(x’ ; y’) có tọa độ được xác định theo công thức      yy xx ' ' xyD  : M(x ; y) M’(x’ ; y’) có tọa độ được xác định theo công thức      xy yx ' ' xyD  : M(x ; y) M’(x’ ; y’) có tọa độ được xác định theo công thức      xy yx ' ' 3. Tính chất của phép đối xứng trục :  Định lý : Phép đối xứng trục bảo toàn khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ  Hệ quả : i. Phép đối xứng trục biến 3 điểm thẳng hàng thành 3 điểm thẳng hàng và không thay đổi thứ tự của chúng. ii. Phép đối xứng trục d biến :  Đường thẳng thành đường thẳng Các trường hợp đặc biệt : - Nếu   trục d thì ( '')( dĐ ) - Nếu  // trục d thì ( '//')( dĐ ) - Nếu  cắt trục d thì ( dĐd  ')( là đường phân giác của )',(  )
3. TRỤC & ĐỐI XỨNG TÂM GV:PHAN NHẬT NAM – 0935 334 225 3 www.toanhocdanang.com  Biến đa giác thành đa giác bằng đa giác đã cho.  Biến đường tròn thành đường tròn có bán kính bằng bán kính đường tròn đã cho. {khi đó ta chỉ cần xác định ảnh của tâm}.  Định nghĩa : Đường thẳng d là trục đối xứng của hình (H) nếu phép đối xứng trục d biến (H) thành chính nó. B. Các dạng toán thường gặp : I. Bài toán 1 : Cho điểm M(x0, y0) không thuộc đường thẳng d: Ax + By + C = 0. Tìm tọa độ M’ là ảnh của M qua phép đối xứng trục d : Phương pháp :  Tìm hình chiếu H của M lên đường thẳng d:  Lập phương trình đường thẳng  qua điểm M và vuông góc với đường thẳng d 0)()(: 00  yyAxxB   dH tọa độ H là nghiệm của hệ      0)()( 0 00 yyAxxB CByAx ),( HH yxH  M’(x’; y’) là ảnh của M qua phép đối xứng trục d  H là trung điểm của MM’       0 0 2' 2' yyy xxx H H II. Xác định phương trình ảnh (H’) của đường (H) qua phép đối xứng trục d :  Gọi M(x ; y) là điểm tùy ý trên đường (H): 0),( yxf .  Gọi M’(x’ ; y’) là ảnh của M qua phép đối xứng trục d . Dùng biểu thức tọa độ để tìm mối quan hệ của x, x’ và y, y’ . Biểu diển lại tọa độ M theo x’, y’  0)';'()(  yxgHM  (H’) là ảnh của (H) qua phép đối xứng trục d  (H’) là tập hợp tất cả các điểm M’ 0);(':)'(  yxfH ĐB : 1. Nếu (H) là đường thẳng ta có thể thực hiện như sau.  Chọn hai điểm M(x0 ; y0) , N(x1 ; y1) cụ thể thuộc đường thẳng (H) .  Dùng biểu thức tọa độ (Sử dụng bài toán 1)để tìm M’(x0’ ; y0’) và N’(x1’ ; y1’) là ảnh của M và N qua phép đối xứng trục d.
4. TRỤC & ĐỐI XỨNG TÂM GV:PHAN NHẬT NAM – 0935 334 225 4 www.toanhocdanang.com  Đường thẳng (d’) là đường thẳng đi qua 2 điểm M’ và N’ '' ' '' ' :)'( 10 1 10 1 yy yy xx xx d       2. Nếu (H) là đường tròn ta có thể thực hiện như sau.  Xác định tâm I là bán kính R của đường tròn (H).  Dùng biểu thức tọa độ (Sử dụng bài toán 1)để tìm tọa độ của tâm I’(a’ ; b’) là ảnh của I qua phép đối xứng trục d.  Đường tròn (C’) {là ảnh của (C) qua phép đối xứng trục d} có tâm là I’(a’ ; b’) và bán kính R     222 '':)( RbyaxC  III. Chứng minh các tính chất hình học và tính các yếu tố trong một hình : Phương pháp :  Từ giả thuyết chọn một đường thẳng d cố định phù hợp để xây dựng trục đối xứng.  Thực hiện phép đối xứng qua trục d vừa tìm ở trên.  Dùng tính chất của phép đối xứng trục để chứng minh các yếu tố hình học hoặc xác định các tính chất của hình. IV. Tìm tập hợp tất cả các điểm M thỏa mãn một tính chất nào đó cho trước : (quỷ tích)  Từ giả thiết chọn điểm E di động sao cho EM nhận đường thẳng d cố định làm trục đối xứng .  Xác định hình (H) là quỷ tích của E.  Khi đó tập hợp các điểm M là (H’) - ảnh của (H) qua phép đối xứng trục d. V. Dựng hình :  (Dựng điểm M) Tìm một hình (H) cố định và đường thẳng d cố định cho trước sao cho khi thực hiện phép đối xứng trục d ta có được ảnh là hình (H’) giao với (C) cố định tại điểm M cần dựng.  Thực hiện các phép đối xứng trục d để tìm các điểm còn lại từ đó ta có hình cần dựng . C. Bài tập áp dụng : Bài 1. Trong mặt phẳngOxy cho đường thẳng d ,phương trình : 2 5 0x y   . a. Viết phương trình đường thẳng d’ là ảnh của d qua phép đối xứng trục Oy. b. Tìm tọa độ điểm O’ là ảnh của gốc tọa độ O qua phép đối xứng trục d.
5. TRỤC & ĐỐI XỨNG TÂM GV:PHAN NHẬT NAM – 0935 334 225 5 www.toanhocdanang.com Bài 2.Cho đường thẳng d có phương trình: 2 3 0x y   và đường tròn :       2 2 : 2 3 4C x y    a. Viết phương trình đường tròn  'C là ảnh của  C qua phép đối xứng trục Ox. b. Viết phương trình đường tròn  'C là ảnh của  C qua phép đối xứng trục d. Bài 3.Cho đường tròn 2 2 ( ): 6 2 1 0C x y x y     . Tìm phương trình đường tròn đối xứng với ( )C qua đường thẳng ( ): 0d x y  Bài 4. Trong mặt phẳng Oxy, cho đường thẳng d có phương trình x – y + 3 = 0 và đường thẳng d’ có phương trình 2x – y – 4 = 0. Viết phương trình đường thẳng là ảnh của d qua phép đối xứng trục d’. Bài 5.Cho điểm A(-5,6), đường thẳng d: 2x - 3y - 1= 0 và đường tròn (C): (x - 1)2 + (y + 2)2 = 25. a. Xác định ảnh của A và đường thẳng d qua Đox. b. Xác định đường tròn (Co) sao cho (C) là ảnh của (Co) qua Đoy. c. Xác định ảnh của (C) qua Đd. Bài 6. Trong mặt phẳng Oxy, cho hai đường thẳng (d): x-5y+7 = 0 và (d’): 5x –y-13 = 0. Tìm phép đối xứng qua trục biến (d) thành (d’). Bài 7. Trong mặt phẳng Oxy cho điểm M(3 ; - 5), đường thẳng d : 3x + 2y – 6 = 0, đường tròn 2 2 ( ):( 1) ( 2) 9C x y    . Tìm ảnh của M, d và (C) qua phép đối xứng trục :2 1 0x y    Bài 8. Cho 2 đường tròn (C) : (x + 1)2 + (y – 1)2 = 9 và (C’) : x2 + y2 – 4x – 2y – 4 = 0. Tìm phép đối xứng trục biến (C) thành (C’). Viết phương trình trục đối xứng. Bài 9.Cho 2 đường thẳng d : x + 3y – 4 = 0 và d’ : 2x – y + 3 = 0. Tìm phép đối xứng trục biế d thành d’. Bài 10. Trong mặt phẳng với hệ trục Oxy, cho hai điểm A(1 ; 3), B(-2 ; 1) và đường thẳng d :x – 3y + 3 = 0 . Hãy xác định M thuộc d sao cho AM + MB bé nhất. Bài 11. Cho tứ giác lồi ABCD. Chứng minh rằng :   1 . . 2 ABCDS AB CD BC AD  ( ABCDS : diện tích tứ giác ABCD). Dấu " " xảy ra khi nào ?
6. TRỤC & ĐỐI XỨNG TÂM GV:PHAN NHẬT NAM – 0935 334 225 6 www.toanhocdanang.com Hướng dẫn: Gọi d là trung trực của AC. Khi đó ta có: ' : ' ' d AD CD D ACD CAD CD AD        Do đó    ' ' ' 1 1 . '.sin ' . '.sin ' . ' . ' 2 2 ABCD ABCD ABD CBDS S S S AB AD BAD CBCD BCD AB AD CBCD         1 . . 2 ABCDS AB CD CB AD   (đpcm) " " xảy ra 0 sin ' sin ' 1 ' ' 90BAD BCD BAD BCD      . Dễ dàng chứng minh được : 'ABCD D nội tiếp trong đường tròn đường kính BD’ từ đó ta có : 0 DD' 90B  BD AC  (vì AC // DD’) Bài 12. Cho A, B, C thuộc đường thẳng 'xx (B nằm giữa A và C). Một đường thẳng ' 'yy xx tại C. Qua điểm A dựng đường thẳng di động  cắt 'yy tại M. Qua B dựng đường vuông góc với  cắt 'yy tại N. Chứng minh khi  quay quanh A thì đường tròn ngoại tiếp tam giác BMN còn đi qua một điểm cố định thứ hai. Hướng dẫn: Gọi (C) là đường tròn ngoại tiếp tam giác AMN . Dễ thấy B là trực tâm của tam giác AMN. Gọi B’ là giao điểm của 'xx và đường tròn (C), khi đó dễ chứng minh 'yy là trục đối xứng của BB’. Do đó B thuộc đường tròn  '( ') yyC D C    . Vậy  '' ( ) ( ')yyB C D C  Bài 13. Cho tam giác ABC là tam giác vuông tại A, kẻ đường cao AH. Về phía ngoài tam giác dựng hai hình vuông ABDE và ACFG.  Chứng minh tập hợp 6 điểm {B, C, F, G, E, D} có một trục đối xứng.  Gọi K là trung điểm của EG. Chứng minh K , A, H thẳng hàng.  Gọi P là giao điểm của DE và FG. Chứng minh P , A, H thẳng hàng.  Chứng minh : CD BP và BF CP  Chứng minh AH, CD, BF đồng quy. Hướng dẫn: a. 0 45BAD CAF  Do đó D,A,F thẳng hàng. DF là trục đối xứng của {B,C,F,G,E,D} b.  DFD ABC AEG   . Khi đó dễ chứng minh được : BAH BCA EGA GAK   , ,K A H thẳng hàng
7. TRỤC & ĐỐI XỨNG TÂM GV:PHAN NHẬT NAM – 0935 334 225 7 www.toanhocdanang.com c. Dễ thấy AEPG là hình chữ nhật nên A, K, P thẳng hàng. d.  `EDC DBP DC BP BDC ABP vi AP CB GE BCD APB             mà BC AP DC BP  (tương tự ta cũng có : BF CP ) e. AH, CD, BF là trực tâm của tam giác BCP. Bài 14. Cho ABC có các góc đều nhọn và điểm M chạy trên cạnh BC. Gọi 1 ( )ABM D M và 2 ( )ACM D M . Tìm vị trí của M trên cạnh BC để đoạn thẳng 1 2M M có độ dài ngắn nhất. Hướng dẫn: 1 1 1 ( )AB AM AM M D M MAB M AB      và 2 2 2 ( )AC AM AM M D M MAC M AC      suy ra 1 2 2M AM BAC Xét 1 2M AM ta có :    2 2 1 2 1 2 1 2 1 22 . cos 2 2cos 2M M AM AM AM AM M AM AM BAC     Từ đó ta có 1 2M M nhỏ nhất khi AM nhỏ nhất  M là hình chiếu của A lên BC. Bài 15. Cho ABC cân tại A. điểm M chạy trên BC. Kẻ MD AB và ME AC . Gọi ' ( )BCD D D . Tính 'BD M và chứng tỏ tổng MD + ME, không phụ thuộc vào vị trí M Hướng dẫn: 0 : ' ' 90BCD MDB MD B MD B MDB    Dễ thấy: ' '/ /D BC DBC ACB BD AC   lại có: ' ' ', , MD BD D M E ME AC    thẳng hàng Do đó : ' 'ME MD ME MD ED    ( , )ME MD d B AC   không đổi Bài 16. Cho tam giác ABC có hai đỉnh B,C di động trên đường thẳng cố định  . Biết rằng trực tâm H của tam giác cố định, và đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC luôn đi qua một điểm cố định P khác H. Gọi O là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC. Tìm quỹ tích O. Hướng dẫn: Gọi ' ( )H D H 'H là điểm cố định và thuộc đường tròn (O). Do đó O cách đều hai điểm cố định P và H’  O thuộc đường trung trực của PH’. Bài 17. Trên đường tròn tâm O, bán kính R có hai điểm cố định A, B. Đường tròn tâm O’, bán kính R’ tiếp xúc ngoài với đường tròn nói trên tại A. Một điểm M di động trên đường tròn (O,R). MA cắt đường tròn (O’,R’) tại điểm thứ hai A1. Qua A1 kẻ đường d song song với AB cắt MB tại B1. Tìm quỷ tích B1. Hướng dẫn: Gọi A1 là giao điểm của d và (O’,R’). Dựng tiếp tuyến chung xx’ tại điểm A. Dễ dàng chứng minh: 1 2 1 1 2 1 1 2'A Ax AA A B A A A Ax xAM ABM BB A     
8. TRỤC & ĐỐI XỨNG TÂM GV:PHAN NHẬT NAM – 0935 334 225 8 www.toanhocdanang.com 1 2ABB A là hình thang cân. Gọi  là trung trực của AB. Khi đó: 2 1:D A B . Do đó    1 ( ', ')B D O R Bài 18. Cho hai điểm B,C cố định nằm trên đường tròn (O;R) và điểm A thay đổi trên đường tròn đó . Hãy dùng phép đối xứng trục để chứng minh rằng trực tâm H nằm trên một đường tròn cố định . Hướng dẫn : Gọi (C) là đường tròn ngoại tiếp ABC và K là giao điểm của AH và (C). Khi dó dễ dàng chứng minh được HBC KAC KBC  BC là trung trực của HK. Bài 19. Cho hình vuông ABCD và AB’C’D’ có các cạnh đều bằng a và các đỉnh A chung. Chứng minh : Có thể thực hiện một phép đối xứng trục biến hình vuông ABCD thành AB’C’D’. Hướng dẫn : Giải sử ' 'BC B C E  . Ta có : ' : 'AEABE AB F D B B    ' : ' ' AE EC EC D B B AC AC    , ' : ' ' AE EC EC D C C AC AC    Bài 20. Gọi H là trực tâm ABC . Chứng minh rằng : Bốn tam giác , , ,ABC HBC HAC HAB có đường tròn ngoại tiếp bằng nhau. Hướng dẫn : Gọi K là giao điểm của AH và đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC. Khi đó dễ dàng chứng minh được HBK cân tại B :BCD HBC KBC    . Bài 21. Cho tam giác ABC và đường thẳng d đi qua điểm A nhưng không đi qua B, C. a. Tìm ảnh của ABC qua phép đối xứng dD . b. Gọi G là trọng tâm ABC , Xác định G’ là ảnh của G qua phép đối xứng trục dD . Hướng dẫn : a. Vì d là trục của phép đối xứng dD nên : ( )dA d A D A   . ( ) 'dD B B và ( ) 'dD C C b. Vì G d nên : 'dD G G sao cho d là trung trực của GG’ Bài 22. Cho ABC cân tại A với đường cao AH. Biết A và H cố định. Tìm tập hợp điểm C trong mỗi trường hợp sau : a. B di động trên đường thẳng  . b. Bdi động trên đường tròn tâm I, bán kính R. Hướng dẫn :
9. TRỤC & ĐỐI XỨNG TÂM GV:PHAN NHẬT NAM – 0935 334 225 9 www.toanhocdanang.com c.  ,AHC D B B  nên 'C với  ' AHD   .Vậy tập hợp các điểm C là đường thẳng ' d. Tương tự : Tập hợp các điểm C là đường tròn tâm J, bán kính R là ảnh của đường tròn (I) qua AHD Bài 23. Cho tam giác ABC có trực tâm H e. Chứng minh rằng các đường tròn ngoại tiếp các tam giác HAB,HBC,HCA có bán kính bằng nhau f. Gọi 1 2 3, ,O O O là tâm các đường tròn nói trên . Chứng minh rằng đường tròn đi qua ba điểm 1 2 3, ,O O O bằng đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC . Hướng dẫn : a. Giả sử 1O là tâm của đường tròn ngoại tiếp tam giác HBC , thì 1O chính là ảnh của (O) qua phép đối xứng trục BC . Cho nên bán kính của chúng bằng nhau . Tương tự hai đường tròn ngoại tiếp của hai tam giác còn lại có bán kính bằng bán kính của (O) . b. Ta hoàn toàn chứng minh được 1 2 3, ,O O O là các ảnh của O qua phép đối xứng trục BC,CA,AB . Vì vậy bán kính các đường tròn này bằng nhau . Mặt khác ta chứng minh tam giác ABC bằng tam giác 1 2 3OO O . Bài 24. Cho góc nhọn xOy và một điểm A nằm trong góc đó . Hãy tìm điểm B trên Ox , điểm C trên Oy sao cho tam giác ABC có chu vi nhỏ nhất . Hướng dẫn : - Tìm A’ đối xứng với A qua Oy , B’ đối xứng với A qua Ox - Nối A’B’ cắt Ox tại B , cắt Oy tại C . Đó chính là hai điểm cần tìm - Chứng minh B,C là hai điểm duy nhất cần tìm . Thật vậy : Do A’ đối xứng với A qua Oy , cho nên CA = CA’ (1) . Mặt khác : B’ đối xứng với A qua Ox cho nên ta có BA=BB’ (2) . Gọi P là chu vi tam giác ABC thì P = CA + CB + BA = CA’ + CB + BB’ = A’B’ ( do từ (1) và (2) ). Bài 25. Cho đường thẳng d và hai điểm A,B ( nằm về hai phía của d ). Tìm điểm M trên d sao cho MA MB đạt GTLN . Hướng dẫn : - Gọi A’ là điểm đối xứng với A qua d
10. TRỤC & ĐỐI XỨNG TÂM GV:PHAN NHẬT NAM – 0935 334 225 10 www.toanhocdanang.com - Nối A’B cắt d tại M . M chính là điểm cần tìm . - Thật vậy : ' 'MA MB MA MB A B    . Giả sử tồn tại một điểm M’ khác với M trên d , khi đó : ' ' ' ' ' 'M A M B M A M B A B    . Dấu bằng chỉ xảy ra khi M’A’B thẳng hàng , nghĩa là M trùng với M’. Bài 26. Cho hai đường tròn (O;R) và (O’;R’) và một đường thẳng d a. Hãy tìm hai điểm M và M’ lần lượt nằm trên hai đường tròn đó sao cho d là đường trung trực của đoạn thẳng MM’ b. Hãy xác định điểm I trên d sao cho tiếp tuyến IT với (O;R) và tiếp tuyến IT’ với (O’;R’) tạo thành một góc TIT’ nhận đường thẳng d là đường phân giác trong hoặc ngoài . Hướng dẫn : a. Giả sử M nằm trên (O;R) và M’ nằm trên (O’;R’) tỏa mãn yêu cầu bài toán - Vì d là trung trực của MM’  ' ( ') ( ) 'dM C D C M    là giao điểm của (C’) và (O’,R’) - Từ đó suy ra cách tìm :  Tìm hai đường tròn ảnh của hai đường tròn đã cho qua phép đối xứng trục d ( Lần lượt là (C’) và (C’’)  Hai đường tròn này cắt hai đường tròn đã cho tại 1 2,M M . Sau đó kẻ hai đường thẳng d’’ và d’’’ qua 1 2,M M cắt (O;R) và (O’;R’) tại 1 2' ; 'M M  Các điểm cần tìm là  1 1, 'M M và  2 2, 'M M b. : 'dgt D IT IT  . Từ đó suy ra cách tìm :  Tìm (C ) là ảnh của (O;R) qua phép đối xứng trục d  Kẻ d’ là tiếp tuyến chung của (C ) và (O’;R’) . Khi đó d’ cắt d tại M. Chính là điểm cần tìm  Tương tự áp dụng cho (O’;R’) Số nghiệm hình bằng số giao điểm của các tiếp tuyến chung cắt d .
11. TRỤC & ĐỐI XỨNG TÂM GV:PHAN NHẬT NAM – 0935 334 225 11 www.toanhocdanang.com PHÉP ĐỐI XỨNG TÂM A. Cơ sở lí thuyết : 1. Định nghĩa : Ký hiệu IĐ là phép đối xứng qua tâm I. :'!MM  MM’ nhận điểm I làm trung điểm. Ký hiệu : ')( MMĐI  Phép đối xứng tâm hoàn toàn xác định khi biết tâm (điểm cố định )đối xứng của nó. 2. Biểu thức tọa độ : : Cho điểm I(a ; b). Khi đó ta có phép đối xứng tâm I : );( baID : M(x ; y) M’(x’ ; y’) có tọa độ của ảnh M’ được xác định theo công thức      yby xax 2' 2' 3. Tính chất của phép đối xứng trục :  Định lý : Phép đối xứng tâm bảo toàn khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ  Hệ quả : i. Phép đối xứng tâm biến 3 điểm thẳng hàng thành 3 điểm thẳng hàng và không thay đổi thứ tự của chúng. ii. Phép đối xứng tâm I biến :  Đường thẳng thành đường thẳng song song hoặc trùng với nó.  Biến đa giác thành đa giác bằng đa giác đã cho.  Biến đường tròn thành đường tròn có bán kính bằng bán kính đường tròn đã cho. {khi đó ta chỉ cần xác định ảnh của tâm đường tròn gốc}.  Định nghĩa : Điểm I là tâm đối xứng của hình (H) nếu phép đối xứng tâm I biến (H) thành chính nó. B. Các dạng toán thường gặp : I. Bài toán 1 : Cho điểm điểm I(a ; b) và hình (H) có phương trình 0),( yxf tìm phương trình ảnh (H’) của hình (H) qua phép đối xứng tâm I: Phương pháp :
12. TRỤC & ĐỐI XỨNG TÂM GV:PHAN NHẬT NAM – 0935 334 225 12 www.toanhocdanang.com  Gọi M(x ; y) là điểm tùy ý trên đường (H): 0),( yxf .  Gọi M’(x’ ; y’) là ảnh của M qua phép đối xứng tâm I . Dùng biểu thức tọa độ      yby xax 2' 2' ta có )'2;'2( ybxaM   0)';'()(  yxgHM  (H’) là ảnh của (H) qua phép đối xứng tâm I  (H’) là tập hợp tất cả các điểm M’ 0);(':)'(  yxfH ĐB : i. Nếu (H) là đường thẳng ta có thể thực hiện như sau.  Chọn hai điểm M(x0 ; y0) , N(x1 ; y1) cụ thể thuộc đường thẳng (H) .  Dùng biểu thức tọa độ ta có M’(2a - x0 ; 2b - y0) và N’(2a - x1 ; 2b - y1) là ảnh của M và N qua phép đối xứng trục d.  Đường thẳng (d’) là đường thẳng đi qua 2 điểm M’ và N’ )2()2( )2( )2()2( )2( :)'( 10 1 10 1 ybyb yby xaxa xax d       ii. Nếu (H) là đường tròn ta có thể thực hiện như sau.  Xác định tâm O(x0 ; y0) và bán kính R của đường tròn (H).  Dùng biểu thức tọa độ ta có tọa độ của tâm O’(2a - x0 ; 2b - y0) là ảnh của O qua phép đối xứng tâm I.  Đường tròn (C’) {là ảnh của (C) qua phép đối xứng tâm I} có tâm là O’(2a - x0 ; 2b - y0) và bán kính R     22 0 2 0 )2()2(:)'( RybyxaxC  II. Chứng minh các tính chất hình học và tính các yếu tố trong một hình : Phương pháp :  Từ giả thuyết chọn một điểm I cố định phù hợp để xây dựng tâm đối xứng.  Thực hiện phép đối xứng qua tâm I vừa tìm ở trên.  Dùng tính chất của phép đối xứng tâm để chứng minh các yếu tố hình học hoặc xác định các tính chất của hình.
13. TRỤC & ĐỐI XỨNG TÂM GV:PHAN NHẬT NAM – 0935 334 225 13 www.toanhocdanang.com III. Tìm tập hợp tất cả các điểm M thỏa mãn một tính chất nào đó cho trước : (quỷ tích)  Từ giả thiết chọn điểm E di động sao cho EM nhận điểm cố định I làm làm trung điểm.  Xác định hình (H) là quỷ tích của E.  Khi đó tập hợp các điểm M là (H’) là ảnh của (H) qua phép đối xứng tâm I. IV. Dựng hình :  (Dựng điểm M) Tìm một hình (H) cố định và điểm I cố định cho trước sao cho khi thực hiện phép đối xứng tâm I ta có được ảnh là hình (H’) giao với (C) cố định tại điểm M cần dựng.  Thực hiện các phép đối xứng tâm để tìm các điểm còn lại từ đó ta có hình cần dựng . V. Chứng tỏ một phép biến hình f là phép đối xứng tâm :  Từ giả thuyết tìm điểm I cố định .  Chứng tỏ với mọi điểm M qua phép biến hình f cho ra M’ thì ta đều có I là trung điểm của đoạn thẳng. C. Bài tập áp dụng : Bài 1: Tìm ảnh của các điểm A(2; 3), B(-2; 6), C(0; 6), D(4; -3) qua phép đối xứng tâm với : a. Tâm O(0; 0). b. Tâm I(1; -2) c. Tâm H(-2; 3) Bài 2: Tìm ảnh của các đường thẳng sau qua phép đối xứng tâm O(0; 0). a. 2x – y = 0 b. x + y + 2 = 0 c. y = 2 d. x = – 1 Bài 3: Tìm ảnh của các đường thẳng sau qua phép đối xứng tâm I(2; 1). a. 2x – y = 0 b. x + y – 3 = 0 c. y = 2 d. x = – 1 Bài 4: Phép đối xứng tâm I biến d : x – y – 2 =0 thành d’ : x – y + 3 = 0 đồng thời biến  : 2x + y – 1 = 0 thành ' : 2x + y + 4 = 0. Tìm tâm I Bài 5: Trong mặt phẳng tọa độ Oxy cho điểm      1,2 ; 3,0 ; 3, 2A B C  . a. Tìm ảnh của A, B, C qua phép đối xứng tâm O. b. Viết phương trình đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC. c. Viết phương trình đường tròn là ảnh của đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC qua phép đối xứng tâm A.
14. TRỤC & ĐỐI XỨNG TÂM GV:PHAN NHẬT NAM – 0935 334 225 14 www.toanhocdanang.com Bài 6: Tìm ảnh của các đường tròn sau qua phép đối xứng tâm I(2; 1). a. 2 2 ( 1) ( 1) 9x y    b. 2 2 ( 2) 4x y   c. 2 2 4 2 4 0x y x y     d. 2 2 2 4 11 0x y x y     Bài 7: Tìm ảnh của các đường elip sau qua phép đối xứng tâm I(1; -2). a. 2 2 1 16 9 x y + = b. 2 2 4 1x y+ = c. 2 2 9 16 144x y  Bài 8: Tìm ảnh của các đường hypebol sau qua phép đối xứng tâm I(-1; 2). a. 2 2 1 16 9 x y - = b. 2 2 4 1x y- = c. 2 2 9 25 225x y  Bài 9: Tìm ảnh của các đường parabol sau qua phép đối xứng tâm O(0; 0). a. 2 2y x b. 2 2x y c. 2 y x Bài 10: Chứng minh rằng tam giác đều ABC không có tâm đối xứng. Bài 11: Tìm ảnh của tam giác ABC qua phép đối xứng tâm G, biết G là trọng tâm của tam giác ABC. Bài 12: Trên đường tròn cho hai điểm B,C cố định và điểm A thay đổi. Gọi H là trực tâm của tam giác ABC . Sử dụng phép đối xứng tâm để tìm quỷ tích của trực tâm H. Hướng dẫn: Gọi I là tâm đường tròn ngoại tiếp ABC. Kẻ đường kính AA’ . Gọi M là trung điểm của BC (M cố định). Dễ dàng chứng minh được HCA’B là hình bình hành  M là trung điểm của HA’  'MH D A . Từ đó suy ra quỷ tích H là  ( ') ( )MI D I Bài 13: Điểm M thuộc miền trong của tứ giác ABCD. Gọi A’, B’, C’, D’ lần lượt là các điểm đối xứng của M qua các trung điểm các cạnh AB, BC, CD, DA. Chứng minh A’B’C’D’ là hình bình hành. Hướng dẫn: Sử dụng tính chất đường trung bình của tam giác ta chứng minh được: ' ' ' ' ' ' ' 'A B AC D C A B C D   là hình bình hành. Bài 14: Cho đường tròn (O,R) có dây cung cố định 2AB R . Điểm M chạy trên cung lớn AB thỏa mãn MAB có các góc đều nhọn, có H là trực tâm của ABM. AH và BH cắt (O) theo thứ tự tại A’và B’. A’B cắt AB’ tại N. a. Chứng minh A’B’ là đường kính của đường tròn (O)
15. TRỤC & ĐỐI XỨNG TÂM GV:PHAN NHẬT NAM – 0935 334 225 15 www.toanhocdanang.com b. Chứng minh tứ giác AMBN là hình bình hành. c. NH có độ dài không đổi khi M chạy như trên. d. NH cắt A’B’ tại I. Tìm tập hợp các điểm I khi M chạy như trên. Hướng dẫn: a. Sử dụng góc nội tiếp và BM là trung trực của HA’ ta chứng minh được 0 ' ' 90A BB  b. Chứng minh: AM // A’N và BM // AN c. Chứng minh ' ' ' ' 2BB A BNH NH A B R      d. Gọi J là trung điểm AB. ( )JD M N , ( ) 'JD O O dễ dàng chứng minh được 0 ' 90OIO  . Do đó I chạy trên cung tròn đường kính OO’ (Vì O và O’ cố định) Bài 15: Cho đường thẳng d đi qua tâm O của hình bình hành ABCD cắt các cạnh DC, AB tại P và Q. Chứng minh rằng các giao điểm của các đường thẳng AP, BP, CQ, DQ với các đường chéo của ABCD cùng là các đỉnh của một hình bình hành. Hướng dẫn: Xét phép đối xứng tâm O ta dễ dàng chứng minh được O là trung điểm của hai đường chéo của tứ giác được tạo thành như giả thuyết. Bài 16: Cho tam giác ABC có AM và CN là hai trung tuyến . Chứng minh rằng : nếu 0 30BAM BCN  thì tam giác ABC là một tam giác đều. Hướng dẫn: Bài 17: Cho đường tròn (O;R) và hai điểm A,B cố định . Với mỗi điểm M , ta xác định điểm M’ sao cho 'MM MA MB  . Tìm quỹ tích điểm M’ khi điểm M chạy trên (O;R) . Hướng dẫn: - Gọi I là trung điểm của AB . Theo tính chất của véc tơ trung tuyến thì : 2MA MB MI  , suy ra : ' 2MM MI . Do đó là I là trung điểm của MM’ - Ví A,B cố định , cho nên I cố định . Do đó : 'ID M M . Nhưng M chạy trên (O;R) cho nên M’ là ảnh của M qua phép đối xứng tâm I sẽ chạy trên đường tròn ảnh của (O;R) Bài 18: Cho hai đường tròn (O;R) và (O’;R’) cắt nhau tại hai điểm B,C . Hãy dựng một đường thẳng d đi qua A và cắt (O;R) và (O’;R’) lần lượt tại M và N sao cho A là trung điểm của MN .
16. TRỤC & ĐỐI XỨNG TÂM GV:PHAN NHẬT NAM – 0935 334 225 16 www.toanhocdanang.com Hướng dẫn: - Giả sử đường thẳng d đã dựng xong , do A là trung điểm của MN cho nên N là ảnh của M qua phép đối xứng tâm A vì vậy N phải nằm trên đường tròn (O’’) là ảnh của đường tròn (O;R) ( vì M chạy trên (O) ). Mặt khác N lại thuộc (O’;R’) vì thế cho nên N là giao của (O’’) với (O’;R’) . Từ đó suy ra cách dựng . +/ Dựng đường tròn (O’’) là ảnh của đường tròn (O) : Nối OA , đặt OA=O’’A . +/ Đường tròn (O’’) cắt đường tròn (O’) tại N . Nối NA cắt (O) tại M . Biện luận : Số nghiệm hình bằng số giao điểm của (O’’) cắt (O’) . Bài 19: Cho đường tròn (O;R) , đường thẳng d và điểm I . Tìm điểm A trên (O;R) và điểm B trên d sao cho I là trung điểm của đoạn thẳng AB . Hướng dẫn: - Vẽ hình . Do I là trung điểm của AB cho nên B là ảnh của A qua phép đối xứng tâm I . Mặt khác A chạy trên (O;R) vì thế B chạy trên đường tròn (O’’) là ảnh của (O) qua phép đối xứng tâm I . Nhưng B lại nằm trên d vì vậy B là giao của d với (O’’) -Từ đó suy ra cách tìm . Nối IO đặt IO=IO’’ , sau đó dựng đường tròn (O’’) bán kính R , cắt d tại B . Nối BI cắt (O;R) tại A . - Biện luận : Số nghiệm hình bằng số giao điểm của (O’’) với d . Bài 20: Cho hai tam giác đều OAB và OA’B’ . Gọi C và D lần lượt là trung điểm của các đoạn thẳng AA’ và BB’ . Chứng minh rằng OCD là tam giác đều ? Hướng dẫn: Xét phép quay tâm O với góc quay bằng góc lượng giác ( OA,OB)= 0 60 . Rõ ràng A biến thành B và A’ biến thành B’ , vì thế cho nên phép quay đã biến đoạn thẳng AA’ thành đoạn thẳng BB’ . Từ đó suy ra phép quay đã biến C thành D , do đó OC=OD . Vì góc quay bằng 0 60 cho nên tam giác cân OCD là tam giác đều .
17. TRỤC & ĐỐI XỨNG TÂM GV:PHAN NHẬT NAM – 0935 334 225 17 www.toanhocdanang.com Bài 21: Về phía ngoài của tam giác ABC vẽ các hình vuông BCMN và ACPQ có tâm lần lượt là O và O’ . a. Chứng minh rằng khi cố định hai điểm A,B và cho C thay đổi thì đường thẳng NQ luôn đi qua một điểm cố định . b. Gọi I là trung điểm của AB . Chứng minh rằng IOO’ là tam giác vuông cân . Hướng dẫn: a. Vẽ hình theo giả thiết đã cho . Từ hình vẽ , giải cho học sinh bài toán phụ : Cho hai điểm A,B cố dịnh , với mỗi điểm M và với hai phép quay tâm A , tâm B có cùng góc quay thì phép hợp của hai phép quay là một phép đối xứng mà tâm đối xứng là đỉnh goác vuông của tam giác vuông cân OAB ( O là tâm đối xứng ). Như vậy : : , :A BQ C N Q C Q NQ   đi qua tâm đối xứng H được xác định bằng cách dựng tam giác vuông cân HAB b. Tương tự như trên : ': ; :O OQ C B Q C A AB   đi qua tâm đối xứng I được xác định bằng tam giác vuông cân OO’I ( với I là đỉnh của góc vuông ). Như vậy tam giác O’OI là tam giác vuông cân . Bài 22: Cho đường tròn (O), dây cung AB cố định, M là một điểm di động trên (O), M không trùng A và B. Hai đường tròn (O1) và (O2) cùng đi qua M và theo thứ tự tiếp xúc với AB tại A, B. Gọi N là giao điểm thứ 2 của (O1) và (O2). a. Chứng minh rằng đường thẳng MN luôn đi qua một điểm cố định. b. Tìm tập hợp các điểm N khi M chạy trên (O). Hướng dẫn: a. Gọi I MN AB  . Khi đó sử dụng phương tích : 2 2 . . IA IM IN IA IB IB IM IN      . Do đó MN đi qua I là trung điểm AB b. Gọi P là giao điểm của MN và (O). khi đó ta có: 2 2 . . . IP IM IA IB IA IA IM IN       . .IP IM IM IN IP IN       :ID P N (với P chạy trên đường tròn (O)).
18. TRỤC & ĐỐI XỨNG TÂM GV:PHAN NHẬT NAM – 0935 334 225 18 www.toanhocdanang.com Bài 23: Cho Hai đường tròn (O, R) và (O’,R’) cắt nhau tại A, B. Hãy dựng đường thẳng qua A cắt (O,R) và (O’,R’) lần lượt tại M và M’ sao cho A là trung điểm của MM’. Hướng dẫn: Xét phép đối xứng tâm A. Bài 24: Cho hai đường thẳng d1 và d2. Hai điểm A, G không thuộc d1 và d2. Hãy dựng tam giác ABC có trọng tâm G và hai điểm B, C lần lượt nằm trên d1 và d2. Hướng dẫn: Xét phép đối xứng tâm I. với I được xác định : 3AI GI

mẹo hay

Các dạng bài toán về phép đối xứng tâm năm 2024

Bài Viết Liên Quan

Quảng Cáo

Có thể bạn quan tâm

Toplist được quan tâm

Quảng cáo

Xem Nhiều

Quảng cáo

Chúng tôi

Điều khoản

Trợ giúp

Mạng xã hội