Symétrie centrale
Deux points et sont symétriques par rapport à un point lorsque est le milieu de . La symétrie centrale correspond à un demi-tour autour de : la figure change de position tout en conservant ses longueurs, ses angles et son aire. En 1AC, la construction se fait à la règle et au compas ou sur un quadrillage.
À la fin de ce chapitre, vous saurez
- Construire l’image d’un point par symétrie centrale
- Transformer un segment, un triangle ou un cercle
- Utiliser les propriétés conservées pour justifier
- Reconnaître le centre de symétrie d’une figure
PrérequisConstruire le milieu d’un segment · Reporter une longueur au compas · Reconnaître des droites parallèles et des points alignés
Un bon cours, ça se partage.

Comment reconnaître deux points symétriques ?
Définition
Symétrique d’un point : Le symétrique de par rapport à est le point tel que , et soient alignés et que soit le milieu de . Ainsi et les deux points sont de part et d’autre de .
L’égalité des distances ne suffit pas : beaucoup de points sont à la même distance de . Il faut aussi l’alignement et la position de l’autre côté du centre. Le point est son propre symétrique, car il ne bouge pas lors du demi-tour.

Construction à la règle et au compas
Méthode
Construire A′ de centre O
- Tracer la droite .
- Ouvrir le compas sur la longueur .
- Reporter cette longueur à partir de , du côté opposé à ; on obtient .
- Coder et vérifier l’alignement des trois points.
Une distance doublée
cm. Quelle est la longueur ?
- Le centre est au milieu, donc cm.
- cm. Cette somme est possible car est entre les deux points.
Comment transformer toute une figure ?
Méthode
Image d’un triangle
- Construire séparément les symétriques , et des sommets.
- Relier les points dans le même ordre : , et .
- Conserver les codages utiles et vérifier que est le milieu des trois segments reliant un sommet à son image.
- Éviter de tracer seulement une figure qui ressemble à l’originale : chaque point doit correspondre au bon sommet.

Sur un quadrillage, on compte les déplacements depuis le centre. Si est trois carreaux à droite et deux vers le haut de , alors est trois carreaux à gauche et deux vers le bas. On inverse les deux déplacements : cela représente bien un demi-tour.
Quelles propriétés la symétrie centrale conserve-t-elle ?
Propriété
Conservations
La symétrie centrale conserve les longueurs, les mesures des angles, l’alignement et les aires. L’image d’un segment est avec . L’image d’une droite est une droite parallèle, éventuellement confondue avec elle.
Une propriété sans nouvelle mesure
est rectangle en avec cm. Son image est .
- L’angle en reste droit et cm.
- On peut l’affirmer par conservation des angles et des longueurs, sans reprendre le rapporteur ou la règle.
Une droite passant par le centre a pour image elle-même : chacun de ses points change de place, mais reste sur cette droite. Une droite ne passant pas par le centre a une image parallèle distincte. Une demi-droite devient une demi-droite de sens opposé dont l’origine est l’image de l’origine initiale.
Image d’un cercle
Propriété
Le rayon reste identique
L’image du cercle de centre et de rayon est le cercle de centre , symétrique de , et de même rayon .
Méthode
Construire le cercle image
- Construire d’abord par rapport à .
- Garder l’ouverture du compas correspondant au rayon du cercle initial.
- Tracer le cercle de centre avec ce rayon.
- Pour contrôler, choisir un point du premier cercle et construire son image : elle doit appartenir au second.
Trouver un centre de symétrie
Définition
Centre de symétrie d’une figure : Un point est centre de symétrie d’une figure si le demi-tour autour de superpose la figure à elle-même. Chaque point de la figure doit avoir son symétrique dans la figure.
Le milieu d’un segment est son centre de symétrie. Le point de rencontre des diagonales d’un parallélogramme est aussi un centre de symétrie. Pour vérifier une proposition, relie plusieurs couples de points correspondants : leurs segments doivent avoir le même milieu. Un simple triangle non aplati n’a pas de centre de symétrie.
Ne pas confondre symétrie centrale et symétrie axiale
Attention
La symétrie centrale utilise un point et un demi-tour. La symétrie axiale utilise une droite, comme une image dans un miroir. Pour la symétrie centrale, on ne trace pas automatiquement une perpendiculaire : on prolonge la droite qui relie le point au centre.
Dans une justification, écris les deux conditions du milieu. Dire uniquement « les deux points sont à la même distance » laisse de nombreuses positions possibles. La phrase « est le milieu de » rassemble les informations indispensables et rend la réponse vérifiable.
Questions fréquentes
Comment construire le symétrique d’un point par rapport à un point ?
Quelle différence entre symétrie centrale et axiale ?
Quelles propriétés conserve la symétrie centrale en 1AC ?
Comment trouver un centre de symétrie ?
Quiz : 12 questions sur ce chapitre
12 questions tirées au hasard parmi les 12 de ce chapitre : le quiz est différent à chaque visite. Une seule réponse est correcte, et vous voyez immédiatement si la vôtre l'est.
Q1Dans une symétrie centrale de centre O, O est :
Réponse incorrecte
Les deux points symétriques sont alignés avec O et placés à égale distance de part et d’autre.
Bonne réponse : Le milieu de AA′
Les deux points symétriques sont alignés avec O et placés à égale distance de part et d’autre.
Q2Une symétrie centrale correspond à :
Réponse incorrecte
La rotation d’un demi-tour autour du centre place chaque point à son image.
Bonne réponse : Un demi-tour
La rotation d’un demi-tour autour du centre place chaque point à son image.
Q3Si OA = 5 cm, alors AA′ vaut :
Réponse incorrecte
Le centre est au milieu, donc cm.
Bonne réponse : 10 cm
Le centre est au milieu, donc cm.
Q4Quelle grandeur est conservée ?
Réponse incorrecte
La symétrie centrale déplace la figure mais conserve les distances entre points correspondants.
Bonne réponse : La longueur
La symétrie centrale déplace la figure mais conserve les distances entre points correspondants.
Q5L’image du centre O est :
Réponse incorrecte
Le centre d’un demi-tour est fixe : son image est lui-même.
Bonne réponse : O
Le centre d’un demi-tour est fixe : son image est lui-même.
Q6Le cercle image a :
Réponse incorrecte
Les distances sont conservées, donc tous les points images restent à la même distance du centre image.
Bonne réponse : Le même rayon
Les distances sont conservées, donc tous les points images restent à la même distance du centre image.
Q7Une droite qui passe par O a pour image :
Réponse incorrecte
Les images de ses points restent alignées sur la même droite passant par le centre.
Bonne réponse : Elle-même
Les images de ses points restent alignées sur la même droite passant par le centre.
Q8L’image d’un angle de 42° mesure :
Réponse incorrecte
La symétrie centrale conserve la mesure des angles, donc l’angle image vaut aussi 42°.
Bonne réponse : 42°
La symétrie centrale conserve la mesure des angles, donc l’angle image vaut aussi 42°.
Q9OA = OA′ suffit-il pour conclure ?
Réponse incorrecte
Il faut aussi que les points soient alignés et que O soit situé entre A et A′.
Bonne réponse : Non
Il faut aussi que les points soient alignés et que O soit situé entre A et A′.
Q10Quel objet définit une symétrie centrale ?
Réponse incorrecte
C’est un point, le centre, qui définit le demi-tour.
Bonne réponse : Un point
C’est un point, le centre, qui définit le demi-tour.
Q11L’aire de la figure image est :
Réponse incorrecte
Une symétrie centrale conserve l’aire, tout comme les longueurs et les angles.
Bonne réponse : Égale à celle de départ
Une symétrie centrale conserve l’aire, tout comme les longueurs et les angles.
Q12Pour construire A′, on reporte OA :
Réponse incorrecte
L’alignement et le report de longueur placent O au milieu de AA′.
Bonne réponse : Sur (AO), de l’autre côté de O
L’alignement et le report de longueur placent O au milieu de AA′.
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Ne recommencez pas le quiz tout de suite : relisez d'abord tout le cours, en refaisant sur votre cahier chaque exemple guidé au lieu de le lire. Enchaînez avec les exercices « facile », correction masquée, puis revenez ici. C'est en une seule séance de travail que la note change.
À revoir : 12 questions manquées
Dans une symétrie centrale de centre O, O est :
Bonne réponseLe milieu de AA′
Les deux points symétriques sont alignés avec O et placés à égale distance de part et d’autre.
Une symétrie centrale correspond à :
Bonne réponseUn demi-tour
La rotation d’un demi-tour autour du centre place chaque point à son image.
Si OA = 5 cm, alors AA′ vaut :
Bonne réponse10 cm
Le centre est au milieu, donc cm.
Quelle grandeur est conservée ?
Bonne réponseLa longueur
La symétrie centrale déplace la figure mais conserve les distances entre points correspondants.
L’image du centre O est :
Bonne réponseO
Le centre d’un demi-tour est fixe : son image est lui-même.
Le cercle image a :
Bonne réponseLe même rayon
Les distances sont conservées, donc tous les points images restent à la même distance du centre image.
Une droite qui passe par O a pour image :
Bonne réponseElle-même
Les images de ses points restent alignées sur la même droite passant par le centre.
L’image d’un angle de 42° mesure :
Bonne réponse42°
La symétrie centrale conserve la mesure des angles, donc l’angle image vaut aussi 42°.
OA = OA′ suffit-il pour conclure ?
Bonne réponseNon
Il faut aussi que les points soient alignés et que O soit situé entre A et A′.
Quel objet définit une symétrie centrale ?
Bonne réponseUn point
C’est un point, le centre, qui définit le demi-tour.
L’aire de la figure image est :
Bonne réponseÉgale à celle de départ
Une symétrie centrale conserve l’aire, tout comme les longueurs et les angles.
Pour construire A′, on reporte OA :
Bonne réponseSur (AO), de l’autre côté de O
L’alignement et le report de longueur placent O au milieu de AA′.
Exercices corrigés
10 exercices classés du plus simple au plus difficile. Cherchez d'abord seul, puis révélez la correction rédigée étape par étape.
Exercice 1
Facileest le symétrique de par rapport à et cm. Calculer et .
Correction
Le centre est le milieu : cm.
cm car est entre et .
Exercice 2
FacileQuel est le symétrique du centre par rapport à lui-même ? Justifier.
Correction
Le demi-tour ne déplace pas son centre.
Le symétrique de est donc lui-même.
Exercice 3
FacileL’image de est . Si cm, calculer .
Correction
La symétrie centrale conserve les longueurs.
Donc cm, quelle que soit la position du centre.
Exercice 4
Moyenest à deux carreaux à gauche et quatre carreaux au-dessus de . Décrire la position de .
Correction
Le demi-tour inverse les deux déplacements par rapport au centre.
est à deux carreaux à droite et quatre carreaux au-dessous de .
Exercice 5
MoyenUn cercle de centre a un rayon de cm. Décrire sa construction image de centre de symétrie .
Correction
Construire sur de l’autre côté de avec .
Tracer ensuite le cercle de centre et de rayon cm.
Exercice 6
MoyenOn sait cm. Peut-on conclure que et sont symétriques par rapport à ?
Correction
Non : l’égalité des distances ne garantit ni l’alignement ni la position de part et d’autre du centre.
Il faut vérifier que est le milieu de .
Exercice 7
Moyen. Les images de , , sont , , . Calculer .
Correction
Le sommet a pour image , donc l’angle image est bien .
Les angles sont conservés : .
Exercice 8
MoyenUne droite passe par le centre . Son image est-elle une droite distincte ?
Correction
Tout point de a son symétrique sur la même droite, de l’autre côté de .
L’image de est donc elle-même : les deux droites sont confondues.
Exercice 9
DifficileUn rectangle de cm sur cm subit une symétrie centrale. Calculer le périmètre et l’aire de son image.
Correction
L’image reste un rectangle de mêmes dimensions. Son périmètre vaut cm.
Son aire vaut cm², car la symétrie conserve aussi les aires.
Exercice 10
DifficileOn connaît deux points distincts et qui se correspondent par symétrie centrale. Comment retrouver le centre et contrôler avec un second couple , ?
Correction
Le centre est nécessairement le milieu de ; on construit ce milieu.
On vérifie ensuite que ce même est aussi le milieu de . Sinon, les deux couples ne correspondent pas au même centre.

Mathématiques 1AC · S2
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