定义:在平面直角坐标系中,对于点 $ P(x,y) $,若点 $ Q $ 的坐标为 $ (ax + y,x + ay) $,则称 $ Q $ 是点 $ P $ 的“$ a $ 阶派生点”(其中 $ a $ 为常数,且 $ a ≠ 0 $)。例如:点 $ P(1,4) $ 的“$ 2 $ 阶派生点”为点 $ Q(2×1 + 4,1 + 2×4) $,即点 $ Q(6,9) $。
(1)应用:若点 $ P $ 的坐标为 $ (-1,5) $,则它的“$ 3 $ 阶派生点”的坐标为;
(2)拓展:若点 $ P(c + 1,2c - 1) $ 先向左平移 $ 2 $ 个单位长度,再向上平移 $ 1 $ 个单位长度后得到了点 $ P_1 $,点 $ P_1 $ 的“$ -3 $ 阶派生点”$ P_2 $ 位于坐标轴上,求点 $ P_2 $ 的坐标。
(1)应用:若点 $ P $ 的坐标为 $ (-1,5) $,则它的“$ 3 $ 阶派生点”的坐标为;
(2)拓展:若点 $ P(c + 1,2c - 1) $ 先向左平移 $ 2 $ 个单位长度,再向上平移 $ 1 $ 个单位长度后得到了点 $ P_1 $,点 $ P_1 $ 的“$ -3 $ 阶派生点”$ P_2 $ 位于坐标轴上,求点 $ P_2 $ 的坐标。
答案
(1)$(2,14)$
(2)$(0, - 16)$或$(\frac{16}{5},0)$
(2)$(0, - 16)$或$(\frac{16}{5},0)$
解析
(1) 根据定义,若点 $ P(-1,5) $,则它的“3 阶派生点”的坐标为:
$Q(3 × (-1) + 5, -1 + 3 × 5) = ( -3 + 5, -1 + 15 ) = (2, 14)$。
(2) 点 $ P(c + 1, 2c - 1) $ 先向左平移 2 个单位长度,再向上平移 1 个单位长度后,得到点 $ P_1 $ 的坐标为:
$P_1( (c + 1) - 2, (2c - 1) + 1 ) = (c - 1, 2c)$,
接着,根据“-3 阶派生点”的定义,点 $ P_2 $ 的坐标为:
$P_2( -3(c - 1) + 2c, (c - 1) + (-3) × 2c ) = ( -3c + 3 + 2c, c - 1 - 6c ) = ( 3 - c, -1 - 5c )$,
由于点 $ P_2 $ 位于坐标轴上,则它要么在 x 轴上(此时 y 坐标为 0),要么在 y 轴上(此时 x 坐标为 0)。
当 $3 - c = 0$ 时,$c = 3$,此时 $P_2$ 的坐标为 $(0, -16)$;
当 $-1 - 5c = 0$ 时,$c = -\frac{1}{5}$,此时 $P_2$ 的坐标为 $(\frac{16}{5}, 0)$。
因此点$P_2$的坐标为$(0, -16)$或$(\frac{16}{5}, 0)$(该题求点$P_2$的坐标,即结果在$(0, -16)$或$(\frac{16}{5}, 0)$中选取)。
$Q(3 × (-1) + 5, -1 + 3 × 5) = ( -3 + 5, -1 + 15 ) = (2, 14)$。
(2) 点 $ P(c + 1, 2c - 1) $ 先向左平移 2 个单位长度,再向上平移 1 个单位长度后,得到点 $ P_1 $ 的坐标为:
$P_1( (c + 1) - 2, (2c - 1) + 1 ) = (c - 1, 2c)$,
接着,根据“-3 阶派生点”的定义,点 $ P_2 $ 的坐标为:
$P_2( -3(c - 1) + 2c, (c - 1) + (-3) × 2c ) = ( -3c + 3 + 2c, c - 1 - 6c ) = ( 3 - c, -1 - 5c )$,
由于点 $ P_2 $ 位于坐标轴上,则它要么在 x 轴上(此时 y 坐标为 0),要么在 y 轴上(此时 x 坐标为 0)。
当 $3 - c = 0$ 时,$c = 3$,此时 $P_2$ 的坐标为 $(0, -16)$;
当 $-1 - 5c = 0$ 时,$c = -\frac{1}{5}$,此时 $P_2$ 的坐标为 $(\frac{16}{5}, 0)$。
因此点$P_2$的坐标为$(0, -16)$或$(\frac{16}{5}, 0)$(该题求点$P_2$的坐标,即结果在$(0, -16)$或$(\frac{16}{5}, 0)$中选取)。
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