Symetrie w układzie współrzędnych
3. Obrazy wielokątów i okręgów w symetrii środkowej o środku w początku układu współrzędnych
Symetrię środkową spotykamy w architekturze, np. w motywach zwanych rybim pęcherzem.

Obserwujemy ją także w rozetach.

Wyznaczysz współrzędne wierzchołków wielokąta w symetrii środkowej względem początku układu współrzędnych.
Znajdziesz obraz okręgu oraz zapiszesz równanie okręgu będącego obrazem.
Narysujesz obraz wielokąta w symetrii środkowej względem początku układu współrzędnych.
Sprawdzisz, czy wielokąty o podanych wierzchołkach są symetryczne względem początku układu współrzędnych.
Zastosujesz poznaną wiedzę do rozwiązywania problemów matematycznych.
Punkty o współrzędnych i są symetryczne względem początku układu współrzędnych wtedy gdy oraz .

Z powyższej definicji wynika, że:
punktem symetrycznym względem początku układu współrzędnychpunktem symetrycznym względem początku układu współrzędnych do danego punktu jest punkt o przeciwnych współrzędnych,
początek układu współrzędnych jest środkiem odcinka łączącego dwa punkty, które są względem niego symetryczne.
Obrazem wielokąta w symetrii środkowej względem początku układu współrzędnych jest wielokąt do niego przystający o tym samym obwodzie i polu.
Do sprawdzenia, czy dane dwa wielokąty są symetryczne względem początku układu współrzędnych użyjemy wzoru na środek odcinka o końcach i :
Do wyznaczenia obrazu wielokąta w symetrii środkowej względem początku układu współrzędnych wystarczy znaleźć obraz wierzchołków tego wielokąta.
Wyznaczymy równanie obrazu okręgu o równaniu w symetrii środkowej względem początku układu współrzędnych.
Rozwiązanie
Środek tego okręgu ma współrzędne . Obrazem tego środka w symetrii środkowej względem początku układu współrzędnych jest punkt o współrzędnych będących liczbami przeciwnymi do danych, czyli . Równanie okręgu symetrycznego ma zatem postać: .

Dany jest trójkąt o wierzchołkach , oraz .
Wyznaczymy współrzędne wierzchołków tego trójkąta w symetrii środkowej względem początku układu współrzędnych.
Rozwiązanie:
Niech , , będą punktami symetrycznymi do punktów , , w symetrii środkowej względem punktu . Wówczas:
,
,
.
W niektórych przypadkach obrazem wielokąta w symetrii środkowej względem początku układu współrzędnych jest ten sam wielokąt.
Wyznaczymy obraz czworokąta z rysunku w symetrii środkowej względem początku układu współrzędnych.

Rozwiązanie:
Z rysunku odczytujemy współrzędne wierzchołków czworokąta:
,
,
,
.
Obrazem czworokąta w symetrii środkowej względem początku układu współrzędnych jest czworokąt o wierzchołkach:
,
,
,
.
Zatem rysunek czworokąta przedstawia się następująco:

Wyznaczymy obraz trójkąta z rysunku w symetrii środkowej względem początku układu współrzędnych, a następnie obliczymy pole części wspólnej tych trójkątów.

Rozwiązanie:
Obrazem trójkąta w symetrii jest trójkąt o wierzchołkach .

Zauważmy, że częścią wspólną obu trójkątów jest romb o przekątnych długości i , zatem jego pole wynosi:
.
Sprawdzimy, czy czworokąty i przedstawione na poniższym rysunku są symetryczne względem początku układu współrzędnych.

Rozwiązanie:
Z rysunku odczytujemy współrzędne wierzchołków.
Dla czworokąta mamy:
,
,
,
.
Dla czworokąta mamy:
,
,
,
.
Sprawdzimy, czy punkt o współrzędnych jest środkiem każdego z odcinków , , , .
Oznaczymy środki tych odcinków odpowiednio , , , .
Zatem:
,
,
,
.
Ponieważ , zatem czworokąty i przedstawione na rysunku nie są symetryczne względem początku układu współrzędnych.
Aplet
Uruchom aplet, a następnie zwróć uwagę na współrzędne wierzchołków trójkąta po przekształceniu w symetrii środkowej względem początku układu współrzędnych.
Spróbuj rozwiązać poniższe zadanie składające się z dwóch podpunktów. Wykorzystaj wiadomości z bieżącej lekcji.
Punkt symetryczny względem początku układu współrzędnych do punktu B, równa się, nawias, zero, średnik, trzy, zamknięcie nawiasu to punkt B prim, równa się1. trójkąt, 2. nawias, zero, średnik, minus, trzy, zamknięcie nawiasu, 3. nawias, minus, trzy, średnik, zero, zamknięcie nawiasu, 4. nawias, zero, średnik, zero, zamknięcie nawiasu, 5. nawias, trzy, średnik, zero, zamknięcie nawiasu, 6. nawias, zero, średnik, trzy, zamknięcie nawiasu, 7. punkt, 8. czworokąt.
Punkt symetryczny względem początku układu współrzędnych do punktu C, równa się, nawias, zero, średnik, zero, zamknięcie nawiasu to punkt C prim, równa się1. trójkąt, 2. nawias, zero, średnik, minus, trzy, zamknięcie nawiasu, 3. nawias, minus, trzy, średnik, zero, zamknięcie nawiasu, 4. nawias, zero, średnik, zero, zamknięcie nawiasu, 5. nawias, trzy, średnik, zero, zamknięcie nawiasu, 6. nawias, zero, średnik, trzy, zamknięcie nawiasu, 7. punkt, 8. czworokąt.
Częścią wspólną trójkąta A B C i trójkąta A prim B prim C prim jest 1. trójkąt, 2. nawias, zero, średnik, minus, trzy, zamknięcie nawiasu, 3. nawias, minus, trzy, średnik, zero, zamknięcie nawiasu, 4. nawias, zero, średnik, zero, zamknięcie nawiasu, 5. nawias, trzy, średnik, zero, zamknięcie nawiasu, 6. nawias, zero, średnik, trzy, zamknięcie nawiasu, 7. punkt, 8. czworokąt.

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/D89EQ8DFN
Wyznacz współrzędne wierzchołków trójkątów w symetrii o środku w początku układu współrzędnych, jeżeli:
a) , , ,
b) , , .
Zestaw ćwiczeń interaktywnych
Dane są trójkąty oraz jak na rysunku poniżej.

A, równa się, nawias1. minus, cztery, 2. sześć, 3. minus, sześć, 4. minus, dwa, 5. cztery, 6. dwa przecinek, minus, sześć zamknięcie nawiasu i A prim, równa się, nawias cztery, przecinek1. minus, cztery, 2. sześć, 3. minus, sześć, 4. minus, dwa, 5. cztery, 6. dwazamknięcie nawiasu
B, równa się, nawias, minus, dwa, przecinek, minus, cztery, zamknięcie nawiasu i B prim, równa się, nawias1. minus, cztery, 2. sześć, 3. minus, sześć, 4. minus, dwa, 5. cztery, 6. dwa przecinek1. minus, cztery, 2. sześć, 3. minus, sześć, 4. minus, dwa, 5. cztery, 6. dwazamknięcie nawiasu
C, równa się, nawias, sześć przecinek dwa, zamknięcie nawiasu i C prim, równa się, nawias1. minus, cztery, 2. sześć, 3. minus, sześć, 4. minus, dwa, 5. cztery, 6. dwa przecinek1. minus, cztery, 2. sześć, 3. minus, sześć, 4. minus, dwa, 5. cztery, 6. dwazamknięcie nawiasu
Wyznacz współrzędne wierzchołków trójkąta o wierzchołkach , , w symetrii środkowej względem początku układu współrzędnych, a następnie oblicz pole figury powstałej z trójkąta i jego obrazu w podanej symetrii.
Sprawdź, czy trójkąty o wierzchołkach , , oraz , , są symetryczne względem początku układu współrzędnych.
Słownik
przekształcenie geometryczne, w którym obrazem punktu jest punkt
część płaszczyzny ograniczona łamaną zwyczajną zamkniętą wraz z tą łamaną
