Pithi Συμμετρία

Α΄ Γυμνασίου · Γεωμετρία · Κεφάλαιο 2 · Ενότητα 1

Συμμετρία ως προς άξονα

Το συμμετρικό σημείου και σχήματος ως προς ευθεία, ο άξονας συμμετρίας ενός σχήματος και ο καθρέφτης.

Σχολικό βιβλίο Μαθηματικών Α΄ Γυμνασίου: §Β2.1–Β2.2

Θεωρία

Συμμετρικό σημείου ως προς ευθεία

Συμμετρικό ενός σημείου A\displaystyle \mathrm{A} ως προς μια ευθεία ε\displaystyle \varepsilon είναι το σημείο A′\displaystyle \mathrm{A}' με το οποίο συμπίπτει το A\displaystyle \mathrm{A}, αν διπλώσουμε το φύλλο κατά μήκος της ε\displaystyle \varepsilon.

Για να το βρούμε, φέρνουμε το κάθετο τμήμα AM\displaystyle \mathrm{A}\mathrm{M} προς την ε\displaystyle \varepsilon και το προεκτείνουμε κατά ίσο τμήμα, MA′\displaystyle \mathrm{M}\mathrm{A}' =\displaystyle = AM\displaystyle \mathrm{A}\mathrm{M}. Δηλαδή η ε\displaystyle \varepsilon είναι κάθετη στο AA′\displaystyle \mathrm{A}\mathrm{A}' και περνά από το μέσο του.

Κάθε σημείο της ε\displaystyle \varepsilon είναι συμμετρικό του εαυτού του.

εddΑΜΑ΄

Συμμετρικά σχήματα

Δύο σχήματα λέγονται συμμετρικά ως προς μια ευθεία ε\displaystyle \varepsilon, όταν το καθένα αποτελείται από τα συμμετρικά των σημείων του άλλου. Με τη δίπλωση κατά μήκος της ε\displaystyle \varepsilon συμπίπτουν, γι' αυτό:

Τα συμμετρικά ως προς ευθεία σχήματα είναι ίσα. Συμμετρικά τμήματα έχουν ίσα μήκη, συμμετρικές γωνίες είναι ίσες, συμμετρικοί κύκλοι έχουν ίσες ακτίνες.

Για το συμμετρικό ενός τμήματος αρκούν τα συμμετρικά των άκρων του, ενός τριγώνου τα συμμετρικά των κορυφών του, ενός κύκλου το συμμετρικό του κέντρου του (με την ίδια ακτίνα).

εΑΒΓΑ΄Β΄Γ΄

Άξονας συμμετρίας ενός σχήματος

Άξονας συμμετρίας ενός σχήματος λέγεται η ευθεία που το χωρίζει σε δύο μέρη, τα οποία συμπίπτουν όταν διπλώσουμε το σχήμα κατά μήκος της. Τότε το συμμετρικό του σχήματος ως προς τον άξονα είναι το ίδιο το σχήμα.

Ένα ισοσκελές τρίγωνο έχει άξονα συμμετρίας την ευθεία από την κορυφή του ως το μέσο της βάσης. Ένα ορθογώνιο έχει δύο, ένα τετράγωνο τέσσερα. Ο κύκλος έχει άπειρους: κάθε ευθεία που περνά από το κέντρο του.

ε5 cm5 cm2 cm2 cmΑΒΓΔ

Λυμένο παράδειγμα

Το τρίγωνο ABΓ\displaystyle \mathrm{A}\mathrm{B}{\Gamma} έχει AB\displaystyle \mathrm{A}\mathrm{B} =\displaystyle = AΓ\displaystyle \mathrm{A}{\Gamma} =5 cm\displaystyle = 5\,\text{cm}, BΓ\displaystyle \mathrm{B}{\Gamma} =4 cm\displaystyle = 4\,\text{cm}, και Δ\displaystyle {\Delta} είναι το μέσο της BΓ\displaystyle \mathrm{B}{\Gamma}. Διπλώνουμε το σχήμα κατά μήκος της ευθείας ε\displaystyle \varepsilon της AΔ\displaystyle \mathrm{A}{\Delta}. Τι παρατηρείς;

ε5 cm5 cm2 cm2 cmΑΒΓΔ

Λύση

  1. Το B\displaystyle \mathrm{B} πέφτει πάνω στο Γ\displaystyle {\Gamma}: τα σημεία B\displaystyle \mathrm{B} και Γ\displaystyle {\Gamma} είναι συμμετρικά ως προς την ε\displaystyle \varepsilon.
  2. Τα A\displaystyle \mathrm{A} και Δ\displaystyle {\Delta}, και κάθε σημείο της ε\displaystyle \varepsilon, μένουν στη θέση τους: είναι συμμετρικά του εαυτού τους.
  3. Τα τρίγωνα ABΔ\displaystyle \mathrm{A}\mathrm{B}{\Delta} και AΓΔ\displaystyle \mathrm{A}{\Gamma}{\Delta} συμπίπτουν: είναι συμμετρικά ως προς την ε\displaystyle \varepsilon, άρα ίσα. Η ε\displaystyle \varepsilon είναι άξονας συμμετρίας του τριγώνου ABΓ\displaystyle \mathrm{A}\mathrm{B}{\Gamma}.