Doğrunun doğruya göre simetrisi

Bir doğrunun başka bir doğruya göre simetrisi alınırken temel mantık her noktası için simetriyi alıp yeni doğrudan geçmesini sağlamaktır. Yani: Simetri alınacak doğruya dik olacak bir doğru çizilir ve ax +by +c=0 doğrusunun herhangi bir noktası bu dik doğru üzerinde kullanılır. Dik doğruya göre simetri noktası bulunur; bu noktalar yeni simetri doğrusundan geçer. Dik doğruya göre simetri noktası bulunur; bu noktalar yeni simetri doğrusundan geçer. Yani matematiksel olarak genel formül: Bir doğru ax+by+c=0 ise ve simetri alınacak doğru da a₁x+b₁y+c₁=0 olarak verilirse, her nokta üzerinde a₁(x'−x)+b₁(y'−y)=0 şartı sağlanır. 

Bir d₁: a₁x+b₁y+c₁=0 doğrusu, d₂: a₂x+b₂y+c₂=0 doğrusuna göre simetrisi alınabilir. Her nokta simetrik noktasıyla yer değiştirir ve bu simetri noktaları yeni doğrudan geçer. Bunun için öncelikle simetri alınacak d₁ doğrusunun üzerinden bir nokta seçilir. (örn. kolaylık olması için genellikle x=0 veya y=0 değerleri kullanılır.) Bu noktadan d₂'ye dik doğru çizilir. Çizilen dik doğrunun denklemi yazılıp, d₂ ile kesişiminden ortak çözüm yapılarak kesişim noktası bulunur. Simetri noktası, noktanın noktaya göre simetrisi kullanılarak hesaplanır. Aynı işlemler, d₁ doğrusu üzerinde ikinci bir nokta seçilerek yapılır. Böylece iki farklı nokta elde etmiş oluruz. Bu noktalar simetrisini bulacağımız yeni doğrunun üzerinde olan noktalardır. Bu yeni noktaları kullanarak simetrisini elde edeceğimiz yeni doğrunun eğimi hesaplanır. Sonra bir noktası ve eğimi bilinen doğru denkleminden doğrunun denklemi yazılır. Böylece d₁: a₁x+b₁y+c₁=0 doğrusunun simetrisi olan doğru bulunmuş olur.

ÖRNEK: d₁: 2x + 4y − 12 = 0 doğrusunun d₂: x + 6y − 6 = 0 doğrusuna göre tam simetri doğrusunu bulalım.

 

Çözüm:
d₁: 2x + 4y − 12 = 0 üzerindeki iki nokta: x = 0 → y = 3 → A(0,3), y = 0 → 2x − 12 = 0 → x = 6 → B(6,0) olarak seçelim. 
Dik doğruların kesişim noktaları: d₂: x + 6y − 6 = 0 doğrusuna A ve B noktalarından geçen iki farklı dik doğru çizelim. d2: x + 6y − 6 = 0 Doğrusunun eğimi, m = −1/6 → dik doğruların (bu doğruları k ve m diye isimlendirelim) eğimi 6 olarak bulunur. 

A(0,3) noktasının üzerinden geçtiği dik doğrunun denklemi: k: y − 3 = 6(x − 0) →k:  y = 6x + 3
B(6,0) noktasının üzerinden geçtiği dik doğrunun denklemi m: y − 0 = 6(x − 6) → y = 6x − 36 olur.

Şimdi bu noktalardan çizilen dik doğrularla  x + 6y − 6 = 0 doğrusunun kesişim noktalarını ortak çözüm yaparak ayrı ayrı bulalım.

 

A(0,3) noktasının üzerinden geçtiği dik doğru y = 6x + 3 ile x + 6y − 6 = 0 doğrusunun kesişim noktası ortak çözüm yapılarak bulalım.  

y = 6x + 3 ile x + 6y − 6 = 0 → x + 6.(6x + 3) − 6 = 0 → 37x + 12 = 0 → x = −12/37 → y = 6.(−12/37)+3 = 39/37 → C(−12/37, 39/37) kesişim noktası bulunur.

B(6,0) noktasının üzerinden geçtiği dik doğru: y = 6x − 36 ile x + 6y − 6 = 0 doğrusunun kesişim noktasını bulalım. 

x + 6(6x − 36) − 6 = 0 → x + 36x − 216 − 6 = 0 → 37x − 222 = 0 → x = 222/37 → y = 6.(222/37) − 36 = 1332/37 − 36 → y = 0 → (222/37, 0)= (6,0) bulunur. Yani iki doğrunun kesişim noktası ilk olarak seçtiğimiz B(6,0) noktasıdır.

 

Simetri noktaları: A noktasının simetrisi A' için E şeklinde isim verelim. E noktasının koordinatlarını bulalım. x = 2(−12/37) − 0 = −24/37 ordinat değerini de aynı şekilde hesaplayalım: y = 2.(39/37) − 3 = 78/37 − 111/37 = −33/37 → E(−24/37, −33/37)  olur.

Aynı işlemi diğer noktanın simetrisi için de uygulayalım.

B noktasının simetrisi B' için D şeklinde isim verelim. B' için koordinatları bulalım. x = 2(222/37) − 6 = 444/37 − 222/37 = 222/37  D(222/37, 0) = D(6, 0) olur. Esasında B noktası ile D noktası aynı yerde bulunur. Yani simetrik nokta doğrunun üzerinde olarak görülür.  (B=B'=D) Hesaplamalar kolay olsun diye paydaları bozmamak için B'=D(222/37, 0) olarak alıp işlemlere devam edelim.

 

Simetri doğrusunu bulalım: İki simetri noktası olduğundan E(−24/37, −33/37), D(222/37, 0) üzerinden geçen doğrunun denklemi: 
E ve D noktalarından geçen doğrunun eğimi: m = (0 − (−33/37)) / (222/37 − (−24/37)) = (33/37) / (246/37) = 33/246 = 11/82 olur.

Doğru denklemi: y − y₁ = m(x − x₁) → y + 33/37 = (11/82)(x + 24/37) denklem düzenlenirse; 
 −407x + 3034y + 2442 = 0 elde edilir. Sonuç olarak: 2x + 4y − 12 = 0 doğrusunun x + 6y − 6 = 0 doğrusuna göre simetrisi: −407x+3034y+2442=0 olur.