NOMBRES - Curiosités, théorie et usages

 

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Symétries

 

Glossaire

Symétrie

 

 

INDEX

 

Géométrie

Débutants

Symétrie

 

Sommaire de cette page

>>>  Approche     n°1 – À travers le miroir

>>>  Conclusion n°1 - Symétrie axiale – à travers le miroir

>>>  Approche     n°2 – Demi-tour

>>>  Conclusion n°2 - Symétrie centrale – demi-tour

>>>  Bilan

>>>  Formellement en classe de sixième

 

 

 

 

 

 

Symétries – Novices / Débutants

 

La notion de symétrie est assez naturelle tant nous la rencontrons dans la vie de tous les jours, parfois sans s'en rendre compte. C'est le cas de notre image dans le miroir. Ou même, en gros, la division en deux parties identiques du corps humain: la gauche et la droite.

La symétrie axiale doit être maitrisée en fin de primaire et consolidée en classe de sixième. La symétrie centrale est vue en cinquième.

 

Devinette

Pouvez-vous continuez cette suite de figures en ajoutant les trois suivantes en bas ?

 

Indice: nous sommes sur la page des symétries et, même plus, débutants.

 

Super indice: la figure du motif au centre est OMO.

Solution

 

 

 

Approche n°1 – À travers le miroir

 

 

*  Deux coccinelles ou une coccinelle qui se regarde dans une glace?

Remarquez que cette coccinelle présente, en plus, les mêmes dessins sur sa partie droite comme sur sa partie gauche.

 

*  Il s'agit de deux fois la même image.

Il semble que l'on peut prendre l'une des images, la faire pivoter d'un demi-tour et alors elle est superposable à l'autre.

Est-ce vrai ?

 

*  Prenons un dessin moins régulier comme ce tigre et son image dans un miroir.

Le museau proche du miroir dans l'image de gauche reste   proche du miroir dans l'image de droite.

La queue éloignée reste éloignée du miroir.

D'une manière générale, sur les deux images un point identique est à égale distance du miroir.
Mais, en vous y prenant comme vous voudrez, ces deux images ne sont pas superposables.

 

 

*  Peut-on prendre une image-miroir la faire pivoter-glisser et retrouver l'autre? Non!

Pour s'en rendre compte, mettez une étiquette sur l'oreille gauche du tigre et faîtes pivoter; elle se trouvera à droite et non à gauche comme l'original

Pour réellement passer d'un animal à l'autre, il faudrait les retourner comme un retourne un gant

Tous les points de l'original passent à travers le miroir à égale distances.

 

 

 

*  Dans un miroir votre alliance reste du même côté; elle simplement projetée de l'utre côté du miroir

Votre main gauche reste à gauche, votre tête  reste en haut et vos pieds en bas.

On entend parfois la question suivante: pourqio le miroir inverse la gauche et la droite et pas le haut et le bas?

Vous l'avez compris désormais: c'est un effet de la symétrie verticale de notre corps qui donne l'illusion.

 

 

 

 

Five_Spot_Ladybird

 

Five_Spot_Ladybird

 

 

 

lions artsy_tiger

lions artsy_tiger

 

 

 

        

 

 

Conclusion n°1 - Symétrie axiale – À travers le miroir

 

 

*  Prenons un triangle et son image et dessinons la correspondance entre les points.

On projette chaque point vers le miroir et on prolonge d'une longueur égale à celle déjà faite.

 

*  On dit que le triangle image est le symétrique du triangle d'origine à travers le miroir, ou plus précisément symétrique par rapport à la droite rouge.

 

*  Voici la construction de la symétrie par rapport à la droite  pour un segment AB et son image A'B'

-        De A menez une perpendiculaire à D

-        Elle coupe D en a

-        Prolongez jusqu'à A', tel que Aa = aA'

-        Procédez de même avec B pour obtenir Bb = bB' avec BB' perpendiculaire à D

 

 

 

 

 

*  Nous obtenons une symétrie de AB par rapport à la droite  dont le nom précis est:

une SYMÉTRIE AXIALE                   de AB par rapport à la droite , ou bien

une SYMÉTRIE ORTHOGONALE   de AB par rapport à la droite .

 

 

 

 

Approche n°2 – Demi-tour

 

 

*  Faisons faire un demi-tour à cette image de tigre, demi-tour par rapport au point marron

Demi-tour comme si on avait découpé l'image du tigre et maintenu ce point à sa place par une punaise

 

*  Comme précédemment, essayons de relier les parties du corps du tigre une à une

Oui, toutes des droites se coupent au point de rotation (point marron ou punaise)

 

*  Pour faire faire un demi-tour à une image, on peut aussi traiter chaque point de la manière suivante:

Prendre chaque point de l'image d'origine et le transformer en tirant une droite vers le point de rotation

Ensuite, prolonger le trait d'une distance égale à celle déjà parcourue

 

 

lions artsy_tiger

lions artsy_tiger

 

 

 

 

 

Conclusion n°2 - Symétrie centrale – Demi-tour

 

 

*  Prenons un triangle et son image et dessinons la correspondance entre les points.

On projette chaque point vers le centre et on prolonge d'une longueur égale à celle déjà faite.

 

*  On dit que le triangle image est le symétrique du triangle d'origine par rapport au point marron.

 

 

*  Voici la construction de la symétrie par rapport au centre O pour un segment AB et son image A'B'

-        De A menez une droite vers O

-        Prolongez jusqu'à A', tel que AO = OA'

-        Procédez de même avec B pour obtenir BO = OB'

 

 

 

 

 

*  Nous obtenons une symétrie de AB par rapport au point 𝑶 dont le nom précis est:

une SYMÉTRIE CENTRALE de AB par rapport à point  .

 

 

 

 

BILAN

 

 

 

 

 

 

*   Symétrie CENTRALE
dans le plan
 = demi-tour autour d'un point, d'une punaise.


Chaque chiffre 5 est en symétrie centrale avec le chiffre 5 qui lui est diamétralement opposé.

 

 

 

*   Symétrie AXIALE
dans le plan
 = demi-tour d'une feuille de papier comme la page d'un livre.

 

Le chiffre 5 est retourné comme vu dans un miroir.

 

Célèbre façon d'écrire de Léonard de Vinci pour rendre ses textes secrets.

 

 

 5   5   5   5   5   5

 

 

 

 

 

 

 

Plus formellement en classe de sixième – Notions et vocabulaire à maitriser

 

 

Approche

Tu es devant un miroir. Sais-tu qui est dans ce miroir. – Ben, moi, voyons! – Non, ce n'est pas toi. – Tu rigoles. – Non! L'image que tu vois est ton symétrique.

Ce n'est pas comme cela que tous les gens autour de toi te voient.

Ta cicatrice (exemple) est à droite pour tout le monde, sauf dans le miroir où elle est à gauche.

 

Sur l'illustration, on montre comment se voir comme les autres nous voient. On utilise deux miroirs positionnées à un peu moins de 90° l'un de l'autre. L'image dans le miroir secondaire de l'image dans le miroir principal est identique à l'original.

Fais l'expérience. Ta cicatrice sera du bon côté, cette fois.

 

 

Comment reconnaitre une symétrie axiale

 

Comment détecter un axe de symétrie? Le truc consiste à placer une règle dans la position de l'axe imaginé et de comparer les deux côtés. Éventuellement en tournant la figure pour avoir la règle bien en face.

Si les deux parties sont semblables du haut vers le bas, alors c'est un axe de symétrie.

 

En tout cas, ce truc à donné le déclic à beaucoup de jeunes que j'ai pu suivre. Je les voyais mettre la règle et essayer et découvrir des axes qu'ils n'avaient pas soupçonnés.

 

Oui, les bras du pingouin ne sont pas symétrique!

 

 

 

Vocabulaire – Mots-clés

Symétrie

(Symmetry)

Similitude exacte des deux parties d'un espace de part et d'autre d'un axe (symétrie axiale) ou autour d'un centre (symétrie centrale).

On dit qu'un point A est symétrique d'un point B par rapport à une droite (d) si le segment [AB] et la droite (d) forment un angle droit et si la droite (d) coupe le segment [AB] en son milieu.

Dans ce cas, on dit qu'A est l'image de B par la symétrie d'axe (d).

Autrement dit : ' on dit qu'un point A est symétrique d'un point B par rapport à une droite (d) si la droite (d) est la médiatrice du segment [AB].

Deux figures symétriques sont superposables lorsque dessinées sur un papier-calque.

Transformation

Opération géométrique qui transforme une image en une autre

Chaque point de l'image est transformé en son point image.

La réalisation d'une symétrie est une transformation.

Médiatrice

Droite perpendiculaire à un segment en son milieu.

Tout point de la médiatrice est à égale distance des extrémités du segment.

Bissectrice

Droite qui partage un angle en deux angles égaux.

Droite qui partage un secteur angulaire en deux secteurs angulaires de même angle.

Tout point de la bissectrice est à égale distance des côtés de l'angle qu'elle partage.

Image

Si deux figures, deux droites, deux points … sont symétriques, l'une est l'image de l'autre par la symétrie considérée.

Conservation

Deux figures symétriques ont des composantes qui ont les mêmes alignements et les mêmes mesures: longueurs, angles, aires. 

 

 

Devinette – Solution

En traçant trois axes de symétrie verticaux, on fait apparaitre les nombres de 0 à 8 et leurs images.

 

Devinette souvent plus facile à trouver par les plus jeunes.

Retour / Énigmes et miroir

 

 

 

Voir

*  Symétrie – Glossaire

*  Symétrie – Introduction

*  Chiffres en miroir

Aussi

*  Transformations

*  DicoMot

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