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输入计算

Line: a·x + b·y + c = 0

数学公式

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结果

对称点
(4, 3)
原始点关于该直线的镜像
原始点 (3, 4)
对称点 x 坐标 4
对称点 y 坐标 3

这个计算器能做什么

本工具用来求一个点关于一条直线的镜像(对称点)。只要给出任意一点 (x, y),以及一条用一般式 ax + by + c = 0 表示的直线,它就会返回对称点 (x', y')——也就是位于直线另一侧、到直线垂直距离相等的那个点。

一个点及其关于斜线反射所得的镜像
将一个点关于直线作反射,会在另一侧得到它的镜像。

使用方法

先输入待求点的坐标,再依次填入直线的三个系数 abc。如果你的直线是斜截式 y = mx + k,请先改写成 mx − y + k = 0,此时 a = m、b = −1、c = k。竖直线 x = 5 则写成 1·x + 0·y − 5 = 0

公式详解

带符号的量 d = (ax + by + c) / (a² + b²) 衡量该点偏离直线的程度,并用直线系数进行了归一化。沿法向量 (a, b) 反向走两倍这个距离,恰好落到镜像点上:

x' = x − 2a·dy' = y − 2b·d。如果该点本就在直线上,那么 ax + by + c = 0,于是它映射为自身。

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几何方式展示点到直线的垂直距离
该点移动垂直距离的两倍,落到镜像的另一侧。

实例演算

(3, 4) 关于直线 x − y = 0(a = 1,b = −1,c = 0)的对称点。此时 a² + b² = 2ax + by + c = 3 − 4 = −1,所以 d = −1/2。于是 x' = 3 − 2(1)(−0.5) = 4y' = 4 − 2(−1)(−0.5) = 3。(3, 4) 关于 y = x 的对称点就是 (4, 3)——正如预期,坐标互换。

常见问题

a、b、c 可以为 0 吗?可以。唯一不允许的是 a = b = 0,因为此时根本不存在直线;计算器会对此做防护,避免除以零。

直线一定要过原点吗?不必。常数项 c 会平移直线,公式对任意位置都适用。

如果直线是 y = mx + k 怎么办?把它转换成 m·x − 1·y + k = 0,即 a = m、b = −1、c = k。

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