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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.

Conforme au programme officiel du Ministère de l'Éducation Nationale (2025-2026) · Mis à jour le

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

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Trois points A, O et A′ sont alignés ; O est au milieu, les segments OA et OA′ ont le même codage et une flèche indique un demi-tour de 180°.
Le demi-tour place A′ de l’autre côté de O avec OA = OA′ : O est le milieu de [AA′].
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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.

Les points A, O et A′ sont alignés ; O est entre A et A′ et les deux distances au centre valent 3,2 cm.
O est le milieu de [AA′] : OA = OA′ = 3,2 cm.
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Construction à la règle et au compas

Méthode

Construire A′ de centre O

  1. Tracer la droite .
  2. Ouvrir le compas sur la longueur .
  3. Reporter cette longueur à partir de , du côté opposé à  ; on obtient .
  4. Coder et vérifier l’alignement des trois points.

Une distance doublée

cm. Quelle est la longueur  ?

  1. Le centre est au milieu, donc cm.
  2. cm. Cette somme est possible car est entre les deux points.

Comment transformer toute une figure ?

Méthode

Image d’un triangle

  1. Construire séparément les symétriques , et des sommets.
  2. Relier les points dans le même ordre : , et .
  3. Conserver les codages utiles et vérifier que est le milieu des trois segments reliant un sommet à son image.
  4. Éviter de tracer seulement une figure qui ressemble à l’originale : chaque point doit correspondre au bon sommet.
Deux triangles ABC et A′B′C′ sont images par un demi-tour autour de O ; les segments joignant les sommets correspondants ont O pour milieu.
Un demi-tour conserve les longueurs et les angles du triangle.
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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 .

  1. L’angle en reste droit et cm.
  2. 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

  1. Construire d’abord par rapport à .
  2. Garder l’ouverture du compas correspondant au rayon du cercle initial.
  3. Tracer le cercle de centre avec ce rayon.
  4. 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 ?

Trace la droite qui passe par le point et le centre. Reporte la distance au centre de l’autre côté : le centre doit être le milieu du segment reliant les deux points.

Quelle différence entre symétrie centrale et axiale ?

La symétrie centrale correspond à un demi-tour autour d’un point. La symétrie axiale correspond à une réflexion par rapport à une droite, comme dans un miroir.

Quelles propriétés conserve la symétrie centrale en 1AC ?

Elle conserve les longueurs, les angles, l’alignement et les aires. Une droite et sa droite image sont parallèles ou confondues.

Comment trouver un centre de symétrie ?

Repère deux points qui se correspondent et construis le milieu de leur segment. Vérifie que ce même point est le milieu des autres couples correspondants de la figure.

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 :

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 :

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 :

Bonne réponse : 10 cm

Le centre est au milieu, donc cm.

Q4Quelle grandeur est conservée ?

Bonne réponse : La longueur

La symétrie centrale déplace la figure mais conserve les distances entre points correspondants.

Q5L’image du centre O est :

Bonne réponse : O

Le centre d’un demi-tour est fixe : son image est lui-même.

Q6Le cercle image a :

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 :

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 :

Bonne réponse : 42°

La symétrie centrale conserve la mesure des angles, donc l’angle image vaut aussi 42°.

Q9OA = OA′ suffit-il pour conclure ?

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 ?

Bonne réponse : Un point

C’est un point, le centre, qui définit le demi-tour.

Q11L’aire de la figure image est :

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 :

Bonne réponse : Sur (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

Facile

est le symétrique de par rapport à et cm. Calculer et .

Correction

Le centre est le milieu : cm.

cm car est entre et .

Exercice 2

Facile

Quel 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

Facile

L’image de est . Si cm, calculer .

Correction

La symétrie centrale conserve les longueurs.

Donc cm, quelle que soit la position du centre.

Exercice 4

Moyen

est 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

Moyen

Un 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

Moyen

On 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

Moyen

Une 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

Difficile

Un 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

Difficile

On 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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