Doğrunun simetrisi

Bir doğrunun orijine göre simetrisinde x ve y değişkenlerinin katsayılarının işaretleri değişir; yani (ax + by + c = 0) doğrusu orijine göre simetrisi alındığında (-ax - by + c = 0) olur.

Doğrunun x eksenine göre simetrisi alınırken sadece y’nin işareti değişir, Simetrisi: (ax - by + c = 0) olur. 

Doğrunun y eksenine göre simetrisi alınırken ise sadece x’in işareti değişir, Simetrisi: (-ax + by + c = 0) olur. 

Doğrunun y = x doğrusuna göre simetrisi alınırken x ve y’nin katsayıları yer değiştirir; Simetrisi: (bx + ay + c = 0) olur. 

Doğrunun y = -x doğrusuna göre simetrisinde ise hem katsayıların işaretleri değişir hem de koordinatlar yer değiştirir; simetri doğrusu: (-bx - ay + c = 0) olur.

Bir doğrunun x = k doğrusuna göre simetrisi alınırken doğru denkleminde gördüğümüz x yerine (2k - x) yazılır. Benzer şekilde y = k doğrusuna göre simetri alınırken de y yerine (2k - y) yazılır. Bu şekilde simetri doğrusunun denklemi elde edilir. 

Daha genel olarak, bir doğrunun (k, m) noktasına göre simetrisinde x yerine (2k - x), y yerine (2m - y) yazılır. Böylece, simetri işlemi hangi eksen ya da doğruya göre yapılırsa, ona uygun olarak x ve y’nin yer değiştirmesi veya işaret değiştirmesi ile yeni doğrunun denklemi bulunmuş olur.

 

---

Herbirine ayrı ayrı örnekler vererek konuyu pekiştirelim:
Örnek: 2x+3y−5=0 doğrusunun Orijine göre simetrisi nedir?
Orijine göre simetri: katsayıların işareti değişir. Buna göre simetri doğrusu: −2x−3y−5=0 olur.

Örnek: 4x−5y+6=0 doğrusunun x eksenine göre simetrisi nedir?
x eksenine göre simetride y nin işareti değişir. Buna göre simetri doğrusu 4x+5y+6=0 olur.

Örnek: 7x + 2y − 3 = 0 doğrusunun y eksenine göre simetrisi nedir?
Y eksenine göre simetride sadece x’in işareti değişir. Buna göre simetri doğrusu: (-7x + 2y - 3 = 0) olur.

Örnek: 3x + 4y − 7 = 0 doğrusunun y = x doğrusuna göre simetrisi nedir?
Y = x doğrusuna göre simetride x ve y’nin katsayıları yer değiştirir. Buna göre simetri doğrusu: (4x + 3y - 7 = 0) olur.

Örnek: 5x − 6y + 2 = 0 doğrusunun y = -x doğrusuna göre simetrisi nedir?
Y = -x doğrusuna göre simetride x ve y’nin katsayıları yer değiştirir ve işaretleri de değişir. Buna göre simetri doğrusu: (-6x + 5y + 2 = 0) olur.

 

Örnek: 2x − y + 5 = 0 doğrusunun x = 3 doğrusuna göre simetrisi nedir?

x = 3 doğrusuna göre simetride denklemde gördüğümüz x yerine 2⋅3−x=6−x yazılır. Buna göre simetri doğrusu:

 2(6−x)−y+5=0⇒12−2x−y+5=0⇒−2x−y+17=0 olur.

 

Örnek: x + 4y - 7 = 0 doğrusunun y = 4 doğrusuna göre simetrisi nedir?

y = 4 doğrusuna göre simetride denklemde gördüğümüz y yerine 2⋅4−y=8−y yazılır. Buna göre simetri doğrusu:

x+4(8−y)−7=0⇒x+32−4y−7=0⇒x−4y+25=0 olur. 

 

Örnek: 2x-5y-1=0 doğrusunun K(2,-1) noktasına göe simetrisi nedir? 

2x − 5y − 1 = 0 doğrusunun K(2, −1) noktasına göre simetrisi için x yerine 2.2 − x = 4 − x, y yerine 2(−1) − y = −2 − y yazılır. Buna göre: 2(4 − x) − 5(−2 − y) − 1 = 0 olur, buradan denklem düzenlenirse;  8 − 2x + 10 + 5y − 1 = 0 → −2x + 5y + 17 = 0 doğrusu elde edilir.  2x − 5y − 1 = 0 doğrusunun K(2, −1) noktasına göre simetrisi: −2x + 5y + 17 = 0 doğrusudur.

 

Noktanın doğruya göre simetrisi

Bir K(r,s) noktasının ax + by + c = 0 doğrusuna göre simetrisini bulmak için önce doğrunun eğimi bulunur: m₁ = -a/b. Daha sonra A noktasından geçen ve bu doğruya dik olan bir doğru çizilir; bu doğrunun eğimi veya eğimler çarpımı -1 olacak şekilde m₂ = -1/m₁ olduğundan m₂ = b/a bulunur. Bu yeni doğrunun eğim ve K noktası kullanılarak denklemi yazılır: y - s = m₂(x - r). İki doğrunun denklem sistemi çözülerek kesişim noktası bulunur; bu kesişim noktası H olsun. H noktası K noktasının doğruya dik olarak indiği kesişim noktasıdır. Simetri noktası K' ise K noktasının H noktasına göre noktanın noktaya göre simetrisinden yani orta nokta olma kuralından yararlanarak hesaplanır. Böylece K noktasının ax + by + c = 0 doğrusuna göre simetrisi  K' bulunur.

 

Noktanın y=k doğrusuna göre simetrisi

Bir noktanın y = k yatay doğrusuna göre simetrisi, noktanın bu doğruya olan dikey uzaklığının tersine aynı uzaklıkla alınmasıyla elde edilir. Yani noktanın bu doğruya göre simetrisini almak demek, noktanın doğrudan ne kadar yukarıda veya aşağıda olduğunu hesaplayıp, doğrunun karşı tarafında tam tersi yönde aynı mesafeye eşit uzaklıkta koymak demektir. Noktanın koordinatları (x, y) ise simetri noktası y koordinatında değişim gösterir, x koordinatı sabit kalır. Matematiksel olarak simetri noktası (x, 2k - y) şeklinde ifade edilir. Yani noktanın y=k doğrusuna olan dikey uzaklığı: y - k kadardır. Simetri noktasında bu uzaklık diğer tarafa aynen alınır: k - (y - k) kadar birim olur.

Bir A(x, y) noktasının y=k doğrusu göre simetrisi; A'(x, 2k - y) olur.

Örnekle açıklamak gerekirse: Nokta A(5, 2) noktasının y = 3 doğrusuna göre simetrisini alalım. Simetri noktası y koordinatı da 2*3 - 2 = 4 olarak bulunur ve x koordinatı değişmediği için sonuç A'(5, 4) olur.

Noktanın x=k doğrusuna göre simetrisi

Bir noktanın x = k dikey doğrusuna göre simetrisi, noktanın bu doğruya olan yatay uzaklığının tersine aynı uzaklıkla alınmasıyla elde edilir. Yani noktanın bu doğruya göre simetrisini almak demek, noktanın doğrudan ne kadar uzakta olduğunu hesaplayıp, doğrunun karşı tarafında tam tersi yönde aynı mesafeye eşit uzaklıkta koymak demektir. Noktanın koordinatları (x, y) ise simetri noktası x koordinatında değişim gösterir, y koordinatı sabit kalır. Matematiksel olarak simetri noktası (2k - x, y) şeklinde ifade edilir. Yani noktanın x=k doğrusuna olan yatay uzaklığı: x - k kadardır. Simetri noktası olan noktada, bu uzaklığı diğer tarafa aynen alır: k - (x - k) kadar birim olur.  

Bir A(x, y) noktasının x=k doğrusu göre simetrisi; A'(2k - x, y)  olur.

Örnekle açıklamak gerekirse: Nokta A(5, 2) noktasının x = 3 doğrusuna göre simetrisini alalım. Simetri noktası x koordinatı da 2.3 - 5 = 1 olarak bulunur ve y koordinatı değişmediği için sonuç A'(1, 2) olur.

Noktanın y=x doğrusuna göre simetrisi

Koordinat düzleminde birinci açıortay y = x doğrusu, ikinci açıortay ise y = −x doğrusu olarak adlandırılır. Bir noktanın y = x doğrusu üzerine göre simetrisi, noktanın x ve y koordinatlarını yer değiştirerek bulunur. Bir noktanın y = −x doğrusu üzerine göre simetrisi, noktanın koordinatlarının işaretlerini değiştirip yer değiştirerek bulunur.

Birinci açıortay (y = x) doğrusu: Nokta A(a, b) → simetri noktası A'(b, a)
İkinci açıortay (y = −x) doğrusu: Nokta A(a, b) → simetri noktası A'(−b, −a) olur. 

 

Örneğin; A(2,5) noktasının birinci açıortay doğrusu y=x’ye göre simetrisi A'(5,2), ikinci açıortay doğrusu y=−x’ye göre simetrisi A''(−5,−2) olur. 

 

Noktanın y=x ve y=-x doğrularına göre simetrisi ile ilgili aşağıda farklı örnekler verilmiştir:  

A(2,5) noktasının birinci açıortay doğrusu y=x’ye göre simetrisi A'(5,2), ikinci açıortay doğrusu y=−x’ye göre simetrisi A''(−5,−2) olur.

 

B(−3,4) noktasının birinci açıortay doğrusu y=x’ye göre simetrisi B'(4,−3), ikinci açıortay doğrusu y=−x’ye göre simetrisi B''(−4,3) olur. 

 

C(−2,−6) noktasının birinci açıortay doğrusu y=x’ye göre simetrisi C'(−6,−2), ikinci açıortay doğrusu y=−x’ye göre simetrisi C''(6,2) olur.

 

D(3,−5) noktasının birinci açıortay doğrusu y=x’ye göre simetrisi D'(−5,3), ikinci açıortay doğrusu y=−x’ye göre simetrisi D''(5,−3) olur.

 

E(4,0) noktasının birinci açıortay doğrusu y=x’ye göre simetrisi E'(0,4), ikinci açıortay doğrusu y=−x’ye göre simetrisi E''(0,−4) olur.

 

F(0,5) noktasının birinci açıortay doğrusu y=x’ye göre simetrisi F'(5,0), ikinci açıortay doğrusu y=−x’ye göre simetrisi F''(−5,0) olur. 

 

Örnek: A(1, 5) noktasının y = x doğrusuna göre simetriği B, y = −x doğrusuna göre simetriği C noktası olduğuna göre, [BC] doğru parçasının orta noktasının koordinatları toplamı kaçtır? 

 

Çözüm: A noktası: A(1, 5) olarak verilmiştir. A noktasının y = x doğrusuna göre simetrisi alınırken x ve y yer değiştirir. Bu nedenle B noktası: B(5, 1) bulunur. Bir noktanın y = −x doğrusuna göre simetrisi alınırken (x, y) noktası (−y, −x) olduğundan A noktasının y = −x doğrusuna göre simetrisi C noktası: C(−5, −1) olur. Daha sonra B(5, 1) ile C(−5, −1) noktalarının orta noktasının koordinatları bulunur: x koordinatı: (5 + (−5)) / 2 = 0 ve y koordinatı: (1 + (−1)) / 2 = 0 olur. B(5, 1) ile C(−5, −1) noktalarının orta noktasının koordinatları (0, 0) olduğundan orta noktanın koordinatları toplamı: 0 + 0 = 0 elde edilir.