【数学Ⅱ】図形と方程式05:点に関する対称点

点に関する対称点 図形と方程式
さん
さん

今日の板書はこれ!

点に関する対称点

■ 点に関する対称点
対称点を文字で設定し、次を利用する。

「点Aに関して点Pと点Qが対称」 \(\Leftrightarrow\) 「点Aが線分PQの中点」

例題

点 \(\mathrm{A}(2,\ 1)\) に関して、点 \(\mathrm{P}(-2,\ 3)\) と対称な点 \(\mathrm{Q}\) の座標を求めよ。


▼ 解答

対称な点 \(\mathrm{Q}\) の座標を \((x,\ y)\) とおく。

\(\mathrm{A}(2,\ 1)\) が \(\mathrm{P}(-2,\ 3)\) と \(\mathrm{Q}(x,\ y)\) の中点であるから

\(\frac{-2+x}{2}=2,\ \frac{3+y}{2}=1\)

よって \((x,\ y)=(6,\ -1)\) より \({\color{#EE4656}{\mathrm{Q}(6,\ -1)}}\)

生徒
生徒

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さん
さん

勉強してるのに点が取れない人は、こっちも読んでみて!

点に関して対称とは?

点 \(\mathrm{A}\) を中心にして、点 \(\mathrm{P}\) をちょうど反対側に同じ距離だけ移した点を \(\mathrm{Q}\) とします。

このとき、点 \(\mathrm{Q}\) は点 \(\mathrm{A}\) に関して点 \(\mathrm{P}\) と対称であるといいます。

点Aに関して対称な点PとQ

図を見ると、点Aは線分 \(\mathrm{PQ}\) のちょうど真ん中にあります。

つまり、次の2つは同じことを表しています。

「点Aに関して点Pと点Qが対称」 \(\Leftrightarrow\) 「点Aが線分PQの中点」

さん
さん

「対称」と言われたら「中点」に言いかえる。これが一番のポイントだよ!

点に関して対称な点の座標を求める

例題

点 \(\mathrm{A}(2,\ 1)\) に関して、点 \(\mathrm{P}(-2,\ 3)\) と対称な点 \(\mathrm{Q}\) の座標を求めよ。

求める点を文字で設定します。

点Qの座標を \((x,\ y)\) とおきます。

点Aが線分 \(\mathrm{PQ}\) の中点なので、中点の公式を使って、\(x\) 座標と \(y\) 座標についての式をそれぞれ立てます。

x座標は横、y座標は縦の数直線で、Aが中点になる関係

\(\frac{-2+x}{2}={\color{#45A3DA}{2}},\ \frac{3+y}{2}={\color{#45A3DA}{1}}\)

左の式から \(x=6\)、右の式から \(y=-1\) と求まります。

よって \({\color{#EE4656}{\mathrm{Q}(6,\ -1)}}\)

点A(2, 1)に関してP(−2, 3)と対称な点Q(6, −1)
生徒
生徒

中点の公式を、逆向きに使えばいいんだね!

練習問題

練習

点 \(\mathrm{A}(-3,\ 2)\) に関して、点 \(\mathrm{P}(0,\ -4)\) と対称な点 \(\mathrm{Q}\) の座標を求めよ。

答えを見る

点 \(\mathrm{Q}\) の座標を \((x,\ y)\) とおく。

\(\mathrm{A}\) は線分 \(\mathrm{PQ}\) の中点であるから

\(\frac{0+x}{2}=-3,\ \frac{-4+y}{2}=2\)

よって \(x=-6,\ y=8\) より \({\color{#EE4656}{\mathrm{Q}(-6,\ 8)}}\)

まとめ:点に関する対称点

さん
さん

さて、今回のまとめだよ!

点に関する対称点

■ 点に関する対称点
対称点を文字で設定し、次を利用する。

「点Aに関して点Pと点Qが対称」 \(\Leftrightarrow\) 「点Aが線分PQの中点」

生徒
生徒

また一つ賢くなった!

さん
さん

一人だと続かない人は、こんな方法もあるよ!

内分点・外分点・三角形の重心の座標

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