質問<784>
「「グラフの対称性」」
日付 2002/2/12
質問者 red-snake


f(X,Y)で描かれるX,Yに関するグラフを、
Y=aX+b,X=cY+dに関して対象移動させたとき、
どのように表せるでしょうか?
できればグラフ等を添えて説明していただけると幸いです。
日本語や表記がおかしかったらすみません、
教えてください、よろしくお願いします

お返事(武田)
日付 2002/2/15
回答者 武田




問題をf(x,y)=0とy=ax+bとして、
線対称移動したグラフをf(X,Y)=0と大文字で表すとする。
点(x,y)が点(X,Y)へ移るとすると、

直交条件より、

\(a\times \frac{y-Y}{x-X}=-1\)

変形して、 \(y-Y=-\frac{1}{a}(x-X)\) ………①

中点が直線上にあるから、

\(\frac{y+Y}{2}=a\times \frac{x+X}{2}+b\)

変形して、 \(y+Y=a(x+X)+2b\) ………②

①②を連立して、

\(2y=(a-\frac{1}{a})x+(a+\frac{1}{a})X+2b\)

\(X=\frac{\frac{1}{a}-a}{a+\frac{1}{a}}x+\frac{2}{a+\frac{1}{a}}y-\frac{2b}{a+\frac{1}{a}}=\frac{1-a^{2}}{a^{2}+1}x+\frac{2a}{a^{2}+1}y-\frac{2ab}{a^{2}+1}\)

①に代入して、

\(y-Y=-\frac{1}{a}(x-\frac{1-a^{2}}{a^{2}+1}x-\frac{2a}{a^{2}+1}y+\frac{2ab}{a^{2}+1})\)

\(Y=y+\frac{1}{a}x-\frac{1-a^{2}}{a(a^{2}+1)}x-\frac{2}{a^{2}+1}y+\frac{2b}{a^{2}+1}\)

\(=\frac{a^{2}+1-1+a^{2}}{a(a^{2}+1)}x+\frac{a^{2}+1-2}{a^{2}+1}y+\frac{2b}{a^{2}+1}\)

\(=\frac{2a}{a^{2}+1}x+\frac{a^{2}-1}{a^{2}+1}y+\frac{2b}{a^{2}+1}\)

したがって、

\(\left(\)

元の点(x,y)を回転した後、平行移動して新しい点(X,Y)になる。

これがy=ax+bに対する線対称となる。

x=cy+dも同様にやる。