Движения плоскости · урок 3 из 10
Фигуры, симметричные относительно некоторой оси
Геометрия · 9 класс · углублённый уровень
ФРП «Математика» (углублённый уровень), Москва – 2025
строка R06 · GEOM9U-083
R06.5
Цели урока
Сегодня вы научитесь
Узнавать ось симметрии
фигуры по определению и находить все оси простейших фигур (ПР-18)
Доказывать
что прямая — ось симметрии фигуры, или опровергать контрпримером
Работать в координатах
находить образ точки и уравнение оси симметрии двух точек
Применять симметрию
в задачах: кратчайший путь, ОГЭ 19 и 24 (ПР-18)
повторение: GEOM9U-082
Разминка · устно
Осевая симметрия точки
- Образ A при симметрии относительно Ox? (3;−2)
- Относительно Oy? (−3;2)
- Относительно прямой y=x? (2;3)
- A′ — образ A относительно прямой a. Чем a является для AA′? серединный перпендикуляр
- Образ отрезка длиной 5 при осевой симметрии? отрезок длиной 5
- Какие точки остаются на месте? точки оси a
R06.5
Определение
Ось симметрии фигуры
Фигура F симметрична относительно прямой a, если для каждой точки M∈F симметричная ей точка M′ тоже принадлежит F.
Прямая a — ось симметрии фигуры: Sa(F)=F
Sa: A↔C, B→B, D→D, стороны AB↔CB, AD↔CD
R06.5
Оси симметрии простейших фигур
Сколько осей? Сначала угадайте, потом щёлкните
Отрезок 2 оси
Равнобедр. △ 1 ось
Равносторон. △ 3 оси
Прямоугольник 2 оси
Квадрат 4 оси
Окружность ∞ осей
R06.5
Теорема 1 · доказательство
Любая прямая через центр — ось симметрии окружности
Дано: окружность (O;R), прямая a∋O, точка M на окружности, M′=Sa(M).
Доказать: M′ лежит на окружности.
1a — серединный перпендикуляр к MM′определение осевой симметрии (M∈/a)
2OM′=OMO∈a: точка серединного перпендикуляра равноудалена от концов отрезка
3OM′=R ⇒ M′ на окружностиесли M∈a, то M′=M — тоже на окружности
R06.5
Образец → сам · сколько осей у фигуры
Ось или не ось?
Образец: прямоугольник ABCD, AB=4, AD=6. Сколько осей? Ось ли диагональ AC?
Sm: A↔D, B↔C вершины → вершины
Sn: A↔B, D↔C вершины → вершины
SAC(B)=B′ AB′=AB=4=AD ⇒ B′ — не вершина
AC — не ось; осей 2
Сам: сколько осей симметрии?
- Равнобедренная трапеция (не прямоугольник) 1
- Правильный шестиугольник 6
- Параллелограмм со сторонами 3 и 5 и углом 60∘ 0
R06.5
Теорема 2 · доказательство
Две перпендикулярные оси ⇒ центр симметрии
Дано: a и b — оси симметрии фигуры F, a⊥b, a∩b=O.
Доказать: O — центр симметрии F.
1Оси координат: a=Ox, b=Oyпрямые перпендикулярны
2M(x;y)∈F ⇒ M1(x;−y)∈Fa — ось симметрии
3M1 ∈F ⇒ M2(−x;−y)∈Fb — ось симметрии
4M2=ZO(M) ⇒ O — центр симметрииO — середина MM2
R06.5
Симметрия в координатах
Образ точки (x;y) относительно прямой
| Ось | Образ точки (x;y) |
| Ox / Oy | (x;−y) / (−x;y) |
| x=c | (2c−x;y) |
| y=d | (x;2d−y) |
| y=x | (y;x) |
Вывод: середина MM′ лежит на оси x=c: 2x+x′=c ⇒ x′=2c−x
R06.5
Образец → сам · ось фигуры в координатах
Найдите ось и докажите
Образец: A(1;1), B(7;1), C(4;5). Найдите ось симметрии △ABC.
AC=BC=5, AB=6 равнобедренный, ось одна
Кандидат: x=4 серединный перпендикуляр к AB
A↔B, C(4;5)→C ⇒ ось x=4 x′=8−x
Сам
- A(0;0), B(2;4), C(6;4), D(8;0). Ось? x=4
- K(0;3), L(4;6), M(8;3), N(4;0). Все оси? x=4 и y=3
- P(−2;3) отразили относительно y=1, затем относительно x=2. Итог? (6;−1)
R06.5
Образец → сам · обратная задача
Уравнение оси симметрии двух точек
Образец: M(2;7) и M′(6;3) симметричны относительно a. Найдите уравнение a.
K(4;5)∈a середина MM′
a⊥MM′: ka=1 kMM′=6−23−7=−1, k1k2=−1
y−5=x−4, y=x+1
Сам
- A(−1;2) и B(3;6) y=−x+5
- P(0;0) и Q(4;2) y=−2x+5
- C(1;−2) и D(1;4) y=1
R06.5
Схема-конспект
Как найти и как проверить ось
Проверить, что a — ось многоугольника
каждая вершина переходит в вершину тогда стороны → стороны: образ отрезка — отрезок
Доказать, что a — не ось
найти одну вершину, образ которой — не вершина контрпример: диагональ прямоугольника
Ось для пары M→M′
серединный перпендикуляр к MM′ через середину, ka=−kMM′1
Две оси a⊥b
⇒ центр симметрии O=a∩b обратное неверно: параллелограмм
R06.5
Образец → сам · задача на доказательство
План доказательства и обоснования
Образец: ABCD — равнобедренная трапеция, K, L — середины оснований. Докажите: KL — ось симметрии.
m — серединный перпендикуляр к AD: A↔D K — середина AD
луч AB → луч DC, AB=DC ⇒ B↔C ∠A=∠D
m⊥BC через середину BC ⇒ m=KL BC∥AD
Сам: ключевая идея
- Диагональ AC ромба — его ось AC — серед. перпендикуляр к BD
- AB=AD, CB=CD ⇒ AC — ось ABCD A и C равноудалены от B, D
- Биссектриса — ось симметрии угла образ стороны — другая сторона
R06.5
Образец → сам · задача из жизни
Где построить причал? Кратчайший путь
Образец: деревни A(0;3) и B(8;5), река — ось Ox (1 ед. = 1 км). Где причал M, чтобы путь AM+MB был кратчайшим?
B′(8;−5), MB=MB′ симметрия относ. Ox
AM+MB′≥AB′ нер-во треугольника
AB′: y=3−x ⇒ M(3;0)
AB′=82≈11,3 км
Сам: найдите M и длину пути
- A(0;1), B(6;3), река Ox M(1,5;0), 213≈7,2
- A(1;4), B(7;2), река Ox M(5;0), 62≈8,5
- A(0;4), B(6;3), река y=1 M(3,6;1), 61≈7,8
R06.5
Осторожно · типичные ошибки
Неверно → почему → верно
| Неверно | Почему | Верно |
| «Диагональ параллелограмма — ось: делит его на равные треугольники» | равные части ≠ симметричные: SAC(B)=D | осей нет; у ромба — диагонали |
| «У прямоугольника 4 оси» | диагональ — ось, только если AB=AD | 2 оси; у квадрата — 4 |
| (x;y) относительно x=c → (c−x;y) | середина MM′ должна лежать на оси | (2c−x;y) |
| Ось симметрии точек M, M′ параллельна MM′ | ось — серединный перпендикуляр | a⊥MM′, через середину |
R06.5
Найди ошибку
Где ошибся ученик?
а) Ось симметрии точек M(1;5) и M′(5;1)?
Середина (3;3),
kMM′=−1
Ось ∥MM′: y=−x+6
ka=1: ось y=x
б) Сколько осей у правильного шестиугольника?
Оси — прямые через противоположные вершины: их 3.
Ещё 3 — через середины противоположных сторон: всего 6
в) «Докажите», что диагональ AC прямоугольника — ось.
△ABC=△CDA ⇒ AC — ось симметрии.
Равные ≠ симметричные: SAC(B)=D; неверно (кроме квадрата)
R06.5
Задания с самопроверкой · база
Решите и проверьте
- базаСколько осей у квадрата? 4
- базаСколько осей у равностороннего треугольника? 3
- базаОбраз (4;−3) относительно Oy? (−4;−3)
- базаОбраз (2;5) относительно x=3? (4;5)
- базаОбраз (1;6) относительно y=2? (1;−2)
- базаОбраз (−2;7) относительно y=x? (7;−2)
R06.5
Задания с самопроверкой · повышенный уровень
Подумайте и решите
- повыш.Сколько осей у фигуры из двух пересекающихся прямых, если они не перпендикулярны? А если перпендикулярны? 2; 4
- повыш.Сколько осей у фигуры из двух окружностей разных радиусов с разными центрами? 1 — линия центров
- повыш.Прямую y=2x+1 отразили относительно Oy. Уравнение образа? y=−2x+1
- повыш.Оси фигуры — x=2 и y=−1, точка (5;3) ей принадлежит. Найдите ещё три точки. (−1;3), (5;−5), (−1;−5)
R06.5 · ОГЭ
Формат ОГЭ · линии 19 и 24
Утверждения и доказательство
ОГЭ 19 Какие утверждения верны?
- Диагональ параллелограмма является его осью симметрии.
- Любая прямая, проходящая через центр окружности, — её ось симметрии.
- Равнобедренный треугольник имеет три оси симметрии.
- Квадрат имеет четыре оси симметрии.
Ответ: 24
ОГЭ 24 В выпуклом четырёхугольнике ABCD: AB=BC, AD=CD. Докажите, что BD⊥AC.
B и D равноудалены от A и C условие
B,D — на серединном перпендикуляре к AC
BD — ось симметрии ⇒ BD⊥AC
R06.5
Самостоятельная работа · 5 минут
Два варианта — решите свой
Вариант 1
- Сколько осей у ромба, не являющегося квадратом? 2
- Образ (3;−1) относительно x=1? (−1;−1)
- Ось симметрии точек M(0;4) и N(4;0)? y=x
- A(0;2), B(4;6), река Ox. Причал M и длина пути? M(1;0), 45
Вариант 2
- Сколько осей у равнобедренной трапеции? 1
- Образ (−2;5) относительно y=3? (−2;1)
- Ось симметрии точек P(−3;1) и Q(1;5)? y=−x+2
- A(0;4), B(6;2), река Ox. Причал M и длина пути? M(4;0), 62
рефлексия · ДЗ
Итог урока
Проверьте себя и потренируйтесь
Ответьте одной фразой
- Что такое ось симметрии фигуры?
- Как проверить, что прямая — ось многоугольника?
- Что даёт фигуре пара перпендикулярных осей?
Домашнее задание
- Сколько осей у правильного восьмиугольника?
- Ось симметрии точек A(−2;1) и B(4;−1)?
- * A(0;2), B(6;6), река Ox: найдите причал и длину пути.
- Тренажёр: reknow.ru/9/geometry/9_geometry_dvizheniya.htm
Паспорт соответствия · скрытый слайд
GEOM9U-083 · Фигуры, симметричные относительно некоторой оси
| Поле | Значение |
| ФРП | «Математика» (углублённый уровень), 7–9 кл., Москва – 2025 · курс «Геометрия», 9 класс |
| Строка, урок | R06 «Движения плоскости», 10 ч · урок 3/10 · тип Н |
| Единицы → слайды | R06.5 «Фигуры, симметричные относительно некоторой оси» → 2, 4–21 · повторение R06.4 (GEOM9U-082) → 3 |
| Результаты | ПР-18 (находить оси, центры симметрии фигур; применять движения в задачах) → 4–21 |
| Вне урока | параллельный перенос, понятие движения — GEOM9U-084; равенство фигур — GEOM9U-085; композиции движений R06.10 — упомянуты в заметках сл. 8 |
| Время | теория 12,5 мин · практика 32,5 мин (72 %) |
| Проверки | автопроверка: pending · методист: pending |