Figures symétriques par rapport à un point
Objectifs pédagogiques
- Reconnaître un centre de symétrie
- Construire le symétrique d'une figure par rapport à un point
- Utiliser les propriétés de la symétrie centrale
Situation d'apprentissage
Lors de la visite du quartier France de Grand-Bassam, les élèves découvrent un vitrail brisé qui est symétrique par rapport au centre du disque. Comment reproduire le vitrail complet ?
Le cours
Symétrie centrale (par rapport à un point)
Définition
Deux figures sont symétriques par rapport à un point O (centre de symétrie) si, en effectuant une rotation de 180° autour de O, elles se superposent.
On dit aussi que les deux figures ont O comme centre de symétrie.
Symétrique d'un point
Le symétrique du point A par rapport au point O est le point A' tel que : - A, O et A' sont alignés - O est le milieu de [AA']
Notation mathématique : A' est le symétrique de A par rapport à O si et seulement si O est le milieu de [AA'].
Propriété : OA = OA'
Construction du symétrique d'un point
Méthode 1 : À la règle graduée 1. Tracer la droite (AO) 2. Mesurer OA 3. Prolonger de la même longueur après O pour obtenir A'
Méthode 2 : Au compas 1. Tracer la droite (AO) 2. Avec le compas, reporter la longueur OA de l'autre côté de O
Symétrique d'une figure
Pour construire le symétrique d'une figure par rapport à un point O : 1. Construire le symétrique de chaque sommet 2. Relier les points symétriques dans le même ordre
Propriétés de la symétrie centrale
La symétrie centrale conserve :
1. Les distances Si A' et B' sont les symétriques de A et B par rapport à O : A'B' = AB
2. Les angles Si l'angle ABC = 60°, alors l'angle A'B'C' = 60°
3. Les aires Une figure et son symétrique ont la même aire.
4. L'alignement Si A, B, C sont alignés, alors A', B', C' sont aussi alignés.
5. Le parallélisme et la perpendicularité Si (AB) // (CD), alors (A'B') // (C'D') Si (AB) ⊥ (CD), alors (A'B') ⊥ (C'D')
Centres de symétrie de figures particulières
1. Segment Le milieu d'un segment est son centre de symétrie.
2. Cercle Le centre d'un cercle est son centre de symétrie.
3. Parallélogramme Le point d'intersection des diagonales est le centre de symétrie.
4. Rectangle, losange, carré Tous ont un centre de symétrie (intersection des diagonales).
Différence avec la symétrie axiale
Symétrie axiale (par rapport à une droite) : - Utilise une droite comme axe - Ressemble à un miroir - Conservation de l'orientation
Symétrie centrale (par rapport à un point) : - Utilise un point comme centre - Rotation de 180° - Renversement de l'orientation
Points clés à retenir
- Symétrique de A par rapport à O : O est le milieu de [AA']
- Rotation de 180° autour du centre
- Conserve : distances, angles, aires, alignement, parallélisme
- Centres de symétrie : milieu (segment), centre (cercle), intersection diagonales (parallélogramme)
Quiz d'auto-évaluation
Dans une symétrie centrale par rapport à O, le point O est :
- L'extrémité du segment [AA']
- Le milieu du segment [AA']
- Extérieur au segment [AA']
- N'importe où
Réponse
Le milieu du segment [AA']
Quelle figure a son centre comme centre de symétrie ?
- Triangle
- Trapèze
- Cercle
- Angle
Réponse
Cercle
La symétrie centrale conserve-t-elle les distances ?
- Oui, toujours
- Non, jamais
- Seulement pour les segments
- Seulement pour les cercles
Réponse
Oui, toujours
Vidéos pour approfondir
Ouvrir dans l'application (suivi de progression, quiz interactifs)