北京中考里,对称最早、也最频繁地出现在平面直角坐标系中。一道典型的题是这样的:答案分别是 (3, -4)、(-3, 4)、(-3, -4)。你看,对称在这里不是抽象概念,而是三条精确到坐标的“镜像规则”:关于 x 轴对称——纵坐标取反,横坐标不变;关于 y 轴对称——横坐标取反,纵坐标不变;关于 原点对称——横纵坐标都取反。我常跟学生讲:坐标系里的对称,就像一场精准的“镜像之舞”。你站在这边,你的镜像站在那边,你们隔着一条轴、一个点,遥遥相望,却彼此严丝合缝。这不是浪漫是什么?而这恰恰是后面一切对称问题的基石——折叠、旋转、最短路径,根上都连着这三条规则。
如果说折叠是“制造对称”,那么“将军饮马”就是“利用对称”——这是对称解题的最高级浪漫。故事是这样的:将军要从 B 地出发,先到河边(直线 l)饮马,再返回 A 地。问:饮马点选在何处,路程最短?解法堪称绝妙:作点 B 关于直线 l 的对称点 B',连接 AB' 交 l 于点 P,P 就是最佳饮马点。此时 AP + PB = AP + PB' = AB',恰好是最短的直线距离。对称在这里扮演了什么角色?它把“折线求最短”这个难题,轻巧地变成了“直线最短”的常识。一条对称轴,化曲为直,化难为易。北京中考不止一次考过这类变式:有时是河流,有时是角的两边,有时是坐标轴。但万变不离其宗——找到对称点,连出最短线。这就是对称的力量:它不解决问题,它把问题变成另一个已经解决的问题。