← Mathématiques 2APIC Chapitre 07 · Semestre 2

Mathématiques · 2ème année collège

La symétrie centrale

Un demi-tour autour d'un point : construction, propriétés, et la confusion à éviter avec la symétrie axiale.

01 Le symétrique d'un point

À gauche, la symétrie centrale : la figure tourne d'un demi-tour autour d'un point. À droite, la symétrie axiale : la figure se retourne en miroir par rapport à une droite. Dans les deux cas la forme et la taille sont conservées.
Un demi-tour autour d'un point, ou un reflet dans un miroir Illustration Cahier de Sciences · image générée par IA

Définition

Le symétrique d'un point M par rapport à un point O est le point M' tel que O soit le milieu du segment [MM'].

Le point O s'appelle le centre de symétrie. La symétrie centrale correspond exactement à un demi-tour autour de O : c'est ce qu'on voit en faisant pivoter une figure d'un demi-cercle.

Construire le symétrique de M

  1. Tracer la demi-droite qui part de M et passe par O.
  2. Prolonger au-delà de O.
  3. Reporter la distance OM de l'autre côté : on obtient M'.

Cas particulier utile : le symétrique de O par rapport à O est O lui-même.

02 Ne pas confondre avec la symétrie axiale

Symétrie axialeSymétrie centrale
Élément de référenceUne droite (l'axe)Un point (le centre)
TransformationPliage, effet miroirDemi-tour
OrientationInversée, comme dans un miroirConservée, la figure est retournée
Vue dans la natureUn papillonUne carte à jouer, le chiffre 8

Le test du calque. Décalque la figure. Pour la symétrie axiale, retourne le calque comme on tourne une page. Pour la symétrie centrale, fais-le pivoter d'un demi-tour en gardant une punaise sur le centre O, sans le retourner.

03 Ce que la symétrie conserve

Propriétés

La symétrie centrale conserve les longueurs, les angles, les aires, le parallélisme et l'alignement. La figure obtenue est superposable à la figure de départ.

Figure de départSon image
Un segmentUn segment de même longueur, parallèle au premier
Une droiteUne droite parallèle à la première
Un cercleUn cercle de même rayon, centre symétrique du centre
Un triangleUn triangle superposable

Le point le plus caractéristique : l'image d'une droite lui est toujours parallèle. C'est ce qui distingue immédiatement la symétrie centrale des autres transformations.

À toi. Le triangle ABC a une aire de 24 cm². Quelle est l'aire de son symétrique A'B'C' par rapport à un point O ?

24 cm². La symétrie centrale conserve les aires : la figure image est superposable à la figure d'origine. Sa position change, ses dimensions non.

04 Figures ayant un centre de symétrie

Définition

Une figure possède un centre de symétrie O si son symétrique par rapport à O est elle-même. La figure se superpose à elle-même après un demi-tour.

FigureCentre de symétrie
ParallélogrammeLe point d'intersection des diagonales
Rectangle, losange, carréLe point d'intersection des diagonales
CercleSon centre
Triangle quelconqueAucun

Un triangle n'a jamais de centre de symétrie, même équilatéral. Il possède des axes de symétrie, ce qui est tout autre chose. Avoir des axes n'implique pas d'avoir un centre.

L'essentiel

Symétrique d'un point
M' tel que O soit le milieu de [MM']. C'est un demi-tour autour de O.
Différence avec l'axiale
Axiale : une droite, effet miroir. Centrale : un point, demi-tour.
Conservations
Longueurs, angles, aires, parallélisme et alignement.
Image d'une droite
Une droite parallèle à la droite de départ.
Centre de symétrie
Le parallélogramme en a un, le triangle n'en a pas.

Les erreurs à éviter

  • Confondre axe et centre de symétrie.
  • Croire qu'une figure symétrique change de taille : rien n'est modifié.
  • Chercher un centre de symétrie à un triangle équilatéral.
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