StartKlasyKlasa 3 LO › Symetria środkowa

Symetria środkowa

Klasa 3 LO — teoria, wzory, quizy i zadania do tego tematu.

📘Teoria 1

Symetria osiowa i środkowa w układzie współrzędnych

Symetria względem osi OX

$$(x,\,y) \ \longrightarrow \ (x,\,-y)$$

Zmienia się znak drugiej współrzędnej. Punkt $(4,\,-2)$ przechodzi na $(4,\,2)$.

Symetria względem osi OY

$$(x,\,y) \ \longrightarrow \ (-x,\,y)$$

Zmienia się znak pierwszej współrzędnej. Punkt $(4,\,-2)$ przechodzi na $(-4,\,-2)$.

Symetria względem początku układu

$$(x,\,y) \ \longrightarrow \ (-x,\,-y)$$

To symetria środkowa o środku $(0,\,0)$ — zmieniają się obie współrzędne.

Symetria środkowa o dowolnym środku

Dla środka $S=(a,\,b)$ obrazem punktu $P=(x,\,y)$ jest:

$$P^{\prime}=(2a-x,\ 2b-y)$$

Wynika to z faktu, że $S$ jest środkiem odcinka $PP^{\prime}$.

Symetria względem prostej $y=x$

$$(x,\,y) \ \longrightarrow \ (y,\,x)$$

Współrzędne zamieniają się miejscami — tak właśnie powstaje wykres funkcji odwrotnej.

Własności symetrii

  • zachowuje odległości — figura i jej obraz są przystające
  • zachowuje miary kątów i pola
  • symetria osiowa zmienia orientację figury, środkowa ją zachowuje
  • złożenie dwóch symetrii osiowych o osiach prostopadłych daje symetrię środkową

Figury symetryczne

  • kwadrat ma $4$ osie symetrii i środek symetrii
  • prostokąt ma $2$ osie symetrii i środek symetrii
  • romb ma $2$ osie symetrii (przekątne) i środek symetrii
  • trójkąt równoboczny ma $3$ osie symetrii, ale nie ma środka symetrii
  • koło ma nieskończenie wiele osi symetrii i środek symetrii

Na co uważać

Łatwo pomylić, która współrzędna zmienia znak. Zapamiętaj tak: symetria względem osi OX „odbija w pionie”, więc rusza $y$; symetria względem osi OY „odbija w poziomie”, więc rusza $x$. Posiadanie osi symetrii nie oznacza posiadania środka symetrii — trójkąt równoboczny jest dobrym kontrprzykładem.

Wzory 1

Symetrie w układzie współrzędnych
$$S_{OX}:(x,y)\to(x,-y), \quad S_{OY}:(x,y)\to(-x,y), \quad S_{(a,b)}:(x,y)\to(2a-x,\,2b-y)$$

Co robi: podaje współrzędne obrazu punktu w podstawowych symetriach.

Elementy: symetria względem osi OX zmienia znak drugiej współrzędnej, względem osi OY — pierwszej, a symetria środkowa o środku $(a,\,b)$ obie, według wzoru wynikającego z tego, że środek symetrii jest środkiem odcinka łączącego punkt z jego obrazem.

Przykład: punkt $(4,\,-2)$ przechodzi na $(4,\,2)$ w symetrii względem OX, na $(-4,\,-2)$ względem OY i na $(-4,\,2)$ w symetrii względem początku układu.

Symetria względem prostej $y=x$: współrzędne zamieniają się miejscami, $(x,\,y)\to(y,\,x)$ — tak powstaje wykres funkcji odwrotnej.

Własności: każda symetria zachowuje odległości, kąty i pola, więc figura i jej obraz są przystające.

Pułapka: łatwo pomylić, która współrzędna zmienia znak. Symetria względem osi OX „odbija w pionie”, więc rusza $y$. Posiadanie osi symetrii nie oznacza posiadania środka symetrii — trójkąt równoboczny ma trzy osie, ale środka nie ma.

🧩Quizy 1

Zadania 33

Zadanie nr 1

Obrazem punktu $A=(3,\ 5)$ w symetrii względem osi $OX$ jest:

A $(-3,\ 5)$
B $(3,\ -5)$
C $(-3,\ -5)$
D $(5,\ 3)$
Zadanie nr 2

Podaj obraz punktu $A=(-2,\ 4)$ w symetrii względem osi $OY$.

Zadanie nr PP20.1

Odległość między punktami $A=(1,-2)$ i $B=(4,2)$ jest równa

A $5$
B $7$
C $\sqrt7$
D $25$
Zadanie nr 3

Podaj obraz punktu $A=(3,\ -7)$ w symetrii względem początku układu $O$.

Zadanie nr PP20.2

Środkiem odcinka o końcach $A=(-3,5)$ i $B=(7,1)$ jest punkt

A $(2,3)$
B $(5,-2)$
C $(4,6)$
D $(10,-4)$
Zadanie nr 4

Symetria względem początku układu przekształca $(x,\ y)$ na:

A $(x,\ -y)$
B $(-x,\ y)$
C $(-x,\ -y)$
D $(y,\ x)$
Zadanie nr PP20.3

Okrąg o równaniu $(x+2)^2+(y-3)^2=16$ ma środek $S$ i promień $r$. Wtedy

A $S=(-2,3),\ r=4$
B $S=(2,-3),\ r=4$
C $S=(-2,3),\ r=16$
D $S=(2,-3),\ r=16$
Zadanie nr 5

Punkt $A=(2,\ 3)$ i jego obraz $A'=(2,\ -3)$. Względem czego wykonano symetrię?

Zadanie nr PP20.4

Okrąg o środku $S=(1,2)$ przechodzi przez punkt $P=(4,6)$. Ten okrąg ma równanie

A $(x-1)^2+(y-2)^2=25$
B $(x-1)^2+(y-2)^2=5$
C $(x+1)^2+(y+2)^2=25$
D $(x-4)^2+(y-6)^2=25$
Zadanie nr 6

Obrazem punktu $(0,\ 5)$ w symetrii względem osi $OY$ jest:

A $(0,\ 5)$
B $(0,\ -5)$
C $(5,\ 0)$
D $(-5,\ 0)$
Zadanie nr PP20.5

Punkt $A=(1,1)$ jest środkiem odcinka $BC$, gdzie $B=(-3,4)$. Punkt $C$ ma współrzędne

A $(5,-2)$
B $(-1;\ 2{,}5)$
C $(-7,7)$
D $(4,-3)$
Zadanie nr 7

Punkt $B$ jest obrazem $A=(4,\ 1)$ w symetrii środkowej względem punktu $S=(1,\ 2)$. Wyznacz współrzędne $B$.

Zadanie nr PP20.6

Punkt symetryczny do punktu $P=(3,-5)$ względem osi $Oy$ ma współrzędne

A $(-3,-5)$
B $(3,5)$
C $(-3,5)$
D $(-5,3)$
Zadanie nr 8

Podaj obrazy punktu $P=(5,\ -2)$ w symetriach względem: osi $OX$, osi $OY$ i początku układu.

Zadanie nr PP20.7

Punkty $A=(0,0)$, $B=(6,0)$, $C=(0,8)$ są wierzchołkami trójkąta prostokątnego. Środek okręgu opisanego na tym trójkącie ma współrzędne

A $(3,4)$
B $\left(2,\tfrac83\right)$
C $(3,0)$
D $(0,4)$
Zadanie nr 9

Który punkt jest stały w symetrii względem początku układu?

A $(1,\ 0)$
B $(0,\ 1)$
C $(1,\ 1)$
D $(0,\ 0)$
Zadanie nr PP20.8

Dany jest okrąg o równaniu $(x+2)^2+(y-1)^2=13$. Oceń prawdziwość stwierdzeń.

  1. Punkt $A=(1,3)$ leży na tym okręgu.
  2. Środek tego okręgu leży na osi $Oy$.

Oceń prawdziwość każdego stwierdzenia (P — prawda, F — fałsz) i wybierz odpowiedni układ.

P/P 1. P, 2. P
P/F 1. P, 2. F
F/P 1. F, 2. P
F/F 1. F, 2. F
Zadanie nr 10

Wyznacz równanie prostej symetrycznej do $y=2x+3$ względem osi $OX$.

Zadanie nr PP20.9

Punkty $A=(-1,2)$, $B=(5,0)$, $C=(6,4)$ są kolejnymi wierzchołkami równoległoboku $ABCD$. Wyznacz współrzędne wierzchołka $D$.

Zadanie nr 11

Obrazem punktu $(a,\ b)$ w symetrii względem prostej $y=x$ jest:

A $(-a,\ -b)$
B $(b,\ a)$
C $(a,\ -b)$
D $(-a,\ b)$
Zadanie nr PP20.10

W równoległoboku $ABCD$ dane są $A=(1,-2)$ i $B=(7,1)$, a przekątne przecinają się w punkcie $P=(5,4)$. Oblicz długość boku $BC$ oraz obwód równoległoboku.

Zadanie nr 12

Trójkąt ma wierzchołki $A=(1,\ 1)$, $B=(4,\ 1)$, $C=(1,\ 5)$. Podaj współrzędne obrazu w symetrii względem osi $OY$.

Zadanie nr 13

Punkt $A'=(6,\ -1)$ jest obrazem $A$ w symetrii względem początku układu. Wyznacz $A$.

Zadanie nr 14

Funkcja, której wykres jest symetryczny względem osi $OY$, to funkcja:

A parzysta
B nieparzysta
C rosnąca
D liniowa
Zadanie nr 15

Wyznacz równanie prostej symetrycznej do $y=3x-1$ względem początku układu.

Zadanie nr 16

Obrazem punktu $(2,\ 8)$ w symetrii względem punktu $S=(2,\ 8)$ jest:

A $(-2,\ -8)$
B $(0,\ 0)$
C $(2,\ 8)$
D $(4,\ 16)$
Zadanie nr 17

Punkt $A=(3,\ -4)$ odbito względem osi $OX$, otrzymując $A'$, a następnie $A'$ odbito względem osi $OY$, otrzymując $A''$. Wyznacz $A''$ i porównaj z symetrią środkową punktu $A$.

Zadanie nr 18

Wyznacz równanie okręgu symetrycznego do $(x-2)^2+(y-3)^2=9$ względem osi $OX$.

Zadanie nr 19

Punkty $A=(-3,\ 2)$ i $B=(5,\ 2)$ są symetryczne względem pewnej prostej pionowej. Wyznacz równanie tej prostej.

Zadanie nr 20

Wykaż, że złożenie dwóch symetrii względem osi $OX$ (wykonanych jedna po drugiej) daje przekształcenie tożsamościowe.

Zadanie nr 25 · Matura 2023
Dana jest prosta o równaniu \(y=2x-3\). Obrazem tej prostej w symetrii środkowej względem początku układu współrzędnych jest prosta o równaniu:
A \(y=2x+3\)
B \(y=-2x-3\)
C \(y=-2x+3\)
D \(y=2x-3\)
Zadanie nr 20 · Matura 2020
Punkt \(B\) jest obrazem punktu \(A=(-3,5)\) w symetrii względem początku układu współrzędnych. Długość odcinka \(AB\) jest równa:
A \(2\sqrt{34}\)
B \(8\)
C \(\sqrt{34}\)
D \(12\)
Zadanie nr 19 · Matura 2019
Punkt \(P=(-6,-8)\), przekształcono najpierw w symetrii względem osi \(Ox\), a potem w symetrii względem osi \(Oy\). W wyniku tych przekształceń otrzymano punkt \(Q\). Zatem:
A \(Q=(6,8)\)
B \(Q=(-6,-8)\)
C \(Q=(8,6)\)
D \(Q=(-8,-6)\)
Zacznij dziś

Zacznij naukę już dziś
— to nic nie kosztuje

Załóż bezpłatne konto i otwórz dostęp do pełnego śledzenia postępów, planów nauki i quizów. Arkusze i zadania podstawowe są dostępne bez rejestracji. Już ponad 5 000 uczniów uczy się z Matematix.

🚀 Załóż konto za darmo → 📄 Przeglądaj arkusze ✉️ Napisz do nas