Trong mặt phẳng tọa độ $Oxy$ cho hai điểm \(A\left( {0;1} \right),B\left( {2; - 1} \right)\) và parabol $\left( P \right)$ có phương trình \(y = {x^2}\). Thực hiện liên tiếp hai phép đối xứng tâm $A$ và $B$ theo thứ tự khi đó $\left( P \right)$ thành $\left( {P''} \right)$ có phương trình là:
Trả lời bởi giáo viên
Gọi \(M\left( {x;y} \right)\) là điểm bất kì thuộc $\left( P \right)$. Gọi \(M'\left( {x';y'} \right)\) là ảnh của $M$ qua phép đối xứng tâm \(A \Rightarrow A\) là trung điểm của $MM'$, do đó ta có : \(\left\{ \begin{array}{l}x = - x'\\y = 2 - y'\end{array} \right.\,\,\left( 1 \right)\)
Gọi \(M''\left( {x'';y''} \right)\) là ảnh của điểm $M'$ qua phép đối xứng tâm \(B \Rightarrow B\) là trung điểm của $M'M''$, do đó ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l}x' = 4 - x''\\y' = - 2 - y''\end{array} \right.\,\,\,\left( 2 \right)\) , thay vào (1) ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}x = - 4 + x''\\y = 4 + y''\end{array} \right. \Rightarrow M\left( { - 4 + x'';4 + y''} \right)\)
Do điểm \(M \in \left( P \right) \Rightarrow \) Thay tọa độ điểm $M$ vào phương trình parabol $\left( P \right)$ ta có:
\(4 + y'' = {\left( { - 4 + x''} \right)^2} \Leftrightarrow 4 + y'' = x'{'^2} - 8x'' + 16 \Leftrightarrow y'' = x'{'^2} - 8x'' + 12\)
$\begin{align}& \left( P \right)\,\xrightarrow{{{}_{A}}}\,\left( P' \right)\,\xrightarrow{{{}_{B}}}\,\left( P'' \right) \\ & M\,\,\xrightarrow{{{}_{A}}}\,\,\,M'\xrightarrow{{{}_{B}}}\,M'' \\ \end{align}$
Do đó \(M'' \in \left( {P''} \right)\) , vậy phương trình $\left( {P''} \right)$ có dạng \(y = {x^2} - 8x + 12\)
Hướng dẫn giải:
Lấy điểm \(M\left( {x;y} \right)\) bất kì thuộc $\left( P \right)$, suy ra tọa độ điểm $M'\left( {x';y'} \right)$ là ảnh của $M$ qua phép đối xứng tâm $A$ và tọa độ điểm $M''\left( {x'';y''} \right)$ là ảnh của $M'$ qua phép đối xứng tâm $B$.
Lập phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa $x''$ và $y''$, từ đó suy ra phương trình $\left( {P''} \right)$.