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Mathématiques · 1AC · Semestre 2

Symétrie centrale 1AC : exercices corrigés

Cette série de maths 1AC du semestre 2 propose trois modèles de 12 exercices sur la symétrie centrale : symétrique d’un point, construction au compas, image d’un segment, d’une droite, d’un triangle et d’un cercle, propriétés conservées et centre de symétrie d’une figure. Chaque modèle reprend toute la leçon avec des exercices différents, du plus facile au plus difficile. Tracez les figures décrites, puis ouvrez chaque correction expliquée. Chaque modèle a son énoncé et son corrigé détaillé en PDF.

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3 modèles de 12 exercices différents sont disponibles, chacun avec son énoncé et son corrigé détaillé en PDF.

Modèle 1

Par MATHFJIB · Programme marocain, 1AC · Mis à jour le

Les 12 exercices corrigés du modèle 1

Exercice 1 · Application

Facile

Symétriques ou non ?

Dire si est le symétrique de par rapport à , en justifiant.

  1. cm, mais , et ne sont pas alignés.
  2. , et sont alignés dans cet ordre, avec cm.
  3. est le milieu du segment .
  4. , et sont alignés dans cet ordre, avec cm et cm.
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 1

Correction expliquée

  1. Non : les trois points doivent être alignés.
  2. Oui : est le milieu de .
  3. Oui : c’est exactement la définition.
  4. Non : n’est pas à égale distance des deux points.

À retenir : Deux conditions : l’alignement et l’égalité des distances, avec entre les points.

Exercice 2 · Application

Facile

Longueurs autour du centre

Les points sont symétriques par rapport à . Calculer la longueur demandée.

  1. cm. Calculer .
  2. cm. Calculer .
  3. Quel est le symétrique du point lui-même ?
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 2

Correction expliquée

  1. cm.
  2. cm.
  3. Le point  : le centre ne bouge pas.

À retenir : Le centre est le milieu : la distance totale vaut le double de la distance au centre.

Exercice 3 · Application

Facile

Sur un quadrillage

Sur un quadrillage, on repère chaque point par rapport au centre . Décrire la position du symétrique.

  1. est à carreaux à droite et carreau vers le haut de .
  2. est à carreaux à gauche et vers le haut.
  3. est à carreaux vers le bas.
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 3

Correction expliquée

  1. est à carreaux à gauche et carreau vers le bas.
  2. est à carreaux à droite et vers le bas.
  3. est à carreaux vers le haut.

À retenir : Un demi-tour inverse les deux déplacements, horizontal et vertical.

Exercice 4 · Application

Facile

Vrai ou faux

Dire si chaque affirmation est vraie ou fausse.

  1. La symétrie centrale conserve les longueurs.
  2. L’image d’une droite est une droite qui lui est perpendiculaire.
  3. L’image d’un angle de mesure .
  4. Deux points à la même distance de sont toujours symétriques par rapport à .
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 4

Correction expliquée

  1. Vrai : un segment et son image ont la même longueur.
  2. Faux : c’est une droite parallèle.
  3. Vrai : les mesures des angles sont conservées.
  4. Faux : il faut aussi qu’ils soient alignés avec , de part et d’autre.

À retenir : On s’appuie sur la définition et sur les propriétés conservées.

Exercice 5 · Application

Intermédiaire

Construire au compas

On place deux points et tels que cm.

  1. Décrire la construction du symétrique de par rapport à .
  2. Quelle est la longueur  ?
  3. Quel codage faut-il ajouter sur la figure ?
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 5

Correction expliquée

  1. On trace la droite , on prend l’écartement au compas et on le reporte à partir de de l’autre côté de .
  2. cm.
  3. Le même codage sur et sur , pour montrer que .

À retenir : On reporte la distance au centre de l’autre côté, sur la même droite.

Exercice 6 · Application

Intermédiaire

L’image d’un segment

Le segment mesure cm, et le point n’est pas sur la droite .

  1. Comment construire l’image de  ?
  2. Quelle est la longueur de  ?
  3. Que peut-on dire des droites et  ?
  4. Si était le milieu de , quelle serait l’image de  ?
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 6

Correction expliquée

  1. On construit et , symétriques de et de , puis on trace .
  2. cm, car la symétrie conserve les longueurs.
  3. Elles sont parallèles.
  4. Le segment lui-même : et échangent leurs places.

À retenir : Pour l’image d’un segment, il suffit de construire les images de ses extrémités.

Exercice 7 · Application

Intermédiaire

Un triangle rectangle et son image

Le triangle est rectangle en , avec cm, cm et . Son image par une symétrie centrale est .

  1. Donner et sans mesurer.
  2. Calculer , puis donner les angles de .
  3. Calculer l’aire de .
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 7

Correction expliquée

  1. cm et cm.
  2.  ; l’image a les angles , et .
  3. Elle est égale à celle de  : cm².

À retenir : Longueurs, angles et aires se transmettent à l’image sans nouvelle mesure.

Exercice 8 · Application

Intermédiaire

L’image d’une droite

On considère un point et deux droites : passe par , et ne passe pas par et en est à cm.

  1. Quelle est l’image de  ?
  2. Quelle est l’image de  ?
  3. Quelle distance sépare de son image ?
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 8

Correction expliquée

  1. La droite elle-même : ses points restent sur elle.
  2. Une droite parallèle à , de l’autre côté de , elle aussi à cm de .
  3. cm.

À retenir : Une droite passant par le centre est sa propre image ; sinon, son image lui est parallèle.

Exercice 9 · Application

Intermédiaire

Construire l’image d’un cercle

Un cercle a pour centre et pour rayon cm. Le point est tel que cm.

  1. Quel est le centre du cercle image ?
  2. Calculer .
  3. Quel est le rayon du cercle image ?
  4. Le point du premier cercle a pour image . Calculer .
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 9

Correction expliquée

  1. Le point , symétrique de par rapport à .
  2. cm.
  3. cm, le même rayon.
  4. cm : est sur le cercle image.

À retenir : Pour l’image d’un cercle, on construit l’image du centre et on garde le rayon.

Exercice 10 · Approfondissement

Difficile

Qui a un centre de symétrie ?

Dire si chaque figure a un centre de symétrie et, si oui, lequel.

  1. Un segment .
  2. Un triangle non aplati.
  3. Un cercle de centre .
  4. Deux droites parallèles.
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 10

Correction expliquée

  1. Oui, son milieu.
  2. Non : un demi-tour ne le superpose jamais à lui-même.
  3. Oui, son centre .
  4. Oui : tout point situé à mi-distance des deux droites convient.

À retenir : Un centre de symétrie superpose la figure à elle-même par un demi-tour.

Exercice 11 · Approfondissement

Difficile

Deux points et leurs images

et sont les symétriques de et de par rapport à , qui n’est pas sur la droite .

  1. Pourquoi a-t-on  ?
  2. Pourquoi les droites et sont-elles parallèles ?
  3. Que peut-on dire des segments et  ?
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 11

Correction expliquée

  1. L’image de est et la symétrie conserve les longueurs.
  2. L’image d’une droite par une symétrie centrale est une droite parallèle.
  3. Ils ont le même milieu, le point .

À retenir : Chaque propriété de la figure image se justifie par une propriété de la symétrie.

Exercice 12 · Approfondissement

Difficile

Deux demi-tours

Sur un quadrillage, est à carreaux à droite et vers le haut de . Le point est à carreaux à droite de .

  1. Où est , le symétrique de par rapport à  ?
  2. Où est le symétrique de par rapport à  ?
  3. Où est , le symétrique de par rapport à  ?
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 12

Correction expliquée

  1. À carreaux à gauche et vers le bas de .
  2. On retrouve le point  : deux demi-tours font un tour complet.
  3. est à carreaux à gauche et vers le bas de , donc est à à droite et vers le haut de  : à carreaux à droite de .

À retenir : On repère chaque point par rapport au centre utilisé, puis on inverse les déplacements.

Les 12 exercices corrigés du modèle 2

Exercice 1 · Application

Facile

Le centre est un milieu

est le symétrique de par rapport à . Compléter.

  1. Le point est …
  2. Le symétrique de par rapport à est …
  3. Le symétrique de par rapport à est …
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 1

Correction expliquée

  1. Le milieu du segment .
  2. Le point .
  3. lui-même.

À retenir : La symétrie centrale échange un point et son image.

Exercice 2 · Application

Facile

Moitiés et doubles de longueurs

Les points de chaque couple sont symétriques par rapport à . Calculer.

  1. cm. Calculer .
  2. cm. Calculer .
  3. dm. Calculer en centimètres.
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 2

Correction expliquée

  1. cm.
  2. cm.
  3. dm, soit cm.

À retenir : Le centre partage le segment en deux longueurs égales.

Exercice 3 · Application

Facile

Centrale ou axiale ?

Dire de quelle symétrie il s’agit.

  1. La figure est retournée comme dans un miroir.
  2. La figure fait un demi-tour autour d’un point.
  3. Pour construire l’image d’un point, on trace la perpendiculaire à une droite.
  4. Pour construire l’image d’un point, on prolonge la droite qui le relie au centre.
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 3

Correction expliquée

  1. La symétrie axiale.
  2. La symétrie centrale.
  3. La symétrie axiale : la droite tracée est perpendiculaire à l’axe.
  4. La symétrie centrale : l’image est sur la droite qui passe par le centre.

À retenir : Un point et un demi-tour pour la symétrie centrale, une droite et un pliage pour l’axiale.

Exercice 4 · Application

Intermédiaire

Image d’un quadrilatère

Le quadrilatère a pour côtés cm, cm, cm et cm, et . Son image est .

  1. Comment construire  ?
  2. Calculer le périmètre de .
  3. Quelle est la mesure de  ?
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 4

Correction expliquée

  1. On construit les images des quatre sommets, puis on les relie dans le même ordre.
  2. cm, comme celui de .
  3. .

À retenir : L’image d’un polygone se construit sommet par sommet.

Exercice 5 · Application

Intermédiaire

Le centre est un sommet

On construit l’image du triangle par la symétrie de centre .

  1. Quelle est l’image du point  ?
  2. Où se trouve , l’image de  ?
  3. Quel est le milieu de  ?
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 5

Correction expliquée

  1. lui-même, puisque c’est le centre.
  2. Sur la droite , de l’autre côté de , avec .
  3. Le point .

À retenir : Le centre de symétrie est son propre symétrique.

Exercice 6 · Application

Intermédiaire

Le centre est un milieu de côté

Dans le triangle , est le milieu de . On construit l’image de par la symétrie de centre .

  1. Quelles sont les images de et de  ?
  2. Où se trouve , l’image de  ?
  3. Quels segments ont le même milieu dans la figure  ?
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 6

Correction expliquée

  1. a pour image , et a pour image .
  2. Sur la droite , avec milieu de .
  3. et , qui se coupent en leur milieu .

À retenir : Quand le centre est le milieu d’un segment, ses extrémités s’échangent.

Exercice 7 · Application

Intermédiaire

L’alignement conservé

Les points , et sont alignés dans cet ordre, avec cm et cm. Leurs images sont , et .

  1. Les points , et sont-ils alignés ?
  2. Calculer .
  3. est le milieu de . Que représente son image  ?
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 7

Correction expliquée

  1. Oui : la symétrie centrale conserve l’alignement.
  2. cm.
  3. Le milieu de , car les longueurs et l’alignement sont conservés.

À retenir : Une symétrie centrale conserve aussi les milieux.

Exercice 8 · Application

Intermédiaire

Cercles et symétrie

Répondre à chaque question.

  1. Quelle est l’image du cercle de centre et de rayon cm par la symétrie de centre  ?
  2. est un diamètre de ce cercle. Quelle est l’image de  ?
  3. Un cercle a pour centre avec cm. Où est le centre de son image ?
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 8

Correction expliquée

  1. Le cercle lui-même : son centre ne bouge pas et le rayon est conservé.
  2. Le point , car est le milieu de .
  3. Sur la droite , de l’autre côté de , à cm de .

À retenir : L’image d’un cercle a pour centre l’image du centre.

Exercice 9 · Approfondissement

Difficile

Retrouver le centre

On sait que est le symétrique de et que est celui de par une même symétrie centrale.

  1. Comment retrouver le centre  ?
  2. cm. Calculer .
  3. Comment contrôler la réponse avec et  ?
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 9

Correction expliquée

  1. C’est le milieu de  : on le place à la règle graduée.
  2. cm.
  3. Le point trouvé doit aussi être le milieu de . Sinon, les points ne sont pas symétriques par une même symétrie.

À retenir : Le centre est le milieu commun de tous les segments joignant un point à son image.

Exercice 10 · Approfondissement

Difficile

Lettres symétriques

Dire si chaque lettre majuscule, écrite simplement, a un centre de symétrie.

  1. La lettre
  2. La lettre
  3. La lettre
  4. La lettre
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 10

Correction expliquée

  1. Oui, le milieu de son trait oblique.
  2. Oui, le milieu de sa barre.
  3. Non : après un demi-tour, ses branches seraient tournées vers la gauche.
  4. Oui, le point de croisement de ses deux traits.

À retenir : On imagine un demi-tour de la lettre autour du point choisi.

Exercice 11 · Approfondissement

Difficile

Une preuve en deux temps

Dans le quadrilatère , le point est à la fois le milieu de et celui de .

  1. Quelles sont les images de et de par la symétrie de centre  ?
  2. En déduire l’image du segment , puis une égalité de longueurs.
  3. Que peut-on dire des droites et  ?
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 11

Correction expliquée

  1. et .
  2. L’image de est , donc .
  3. Elles sont parallèles, car l’une est l’image de l’autre.

À retenir : Repérer un centre de symétrie dans une figure permet d’obtenir des longueurs égales et des parallèles.

Exercice 12 · Approfondissement

Difficile

Le manège

La nacelle d’un manège fait un demi-tour autour de l’axe et passe de à , avec m. Une autre nacelle passe de à , avec m et .

  1. Calculer la distance .
  2. Quelle est la mesure de  ?
  3. Le triangle est équilatéral. Calculer .
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 12

Correction expliquée

  1. m.
  2. , car la symétrie conserve les angles.
  3. m, donc m par conservation des longueurs.

À retenir : Un demi-tour autour d’un axe est une symétrie centrale.

Les 12 exercices corrigés du modèle 3

Exercice 1 · Application

Facile

Des points régulièrement espacés

Sur une droite, les points , , , et sont placés dans cet ordre, à cm les uns des autres. Donner le symétrique par rapport à .

  1. Le symétrique de .
  2. Le symétrique de .
  3. Le symétrique de .
  4. Le symétrique de .
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 1

Correction expliquée

  1. , car cm.
  2. , car cm.
  3. .
  4. .

À retenir : Sur une droite passant par le centre, les symétriques restent sur la droite.

Exercice 2 · Application

Facile

Ce qui ne change pas

Une figure a pour image une autre figure par une symétrie centrale. Donner chaque mesure de l’image.

  1. Un segment de cm.
  2. Un angle de .
  3. Un triangle d’aire cm².
  4. Un rectangle de périmètre cm.
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 2

Correction expliquée

  1. cm.
  2. .
  3. cm².
  4. cm.

À retenir : Longueurs, angles, aires et périmètres sont conservés.

Exercice 3 · Application

Facile

Penser à l’alignement

Répondre à chaque question.

  1. est le symétrique de par rapport à . Les points , et sont-ils alignés ?
  2. Le point est sur une droite qui passe par . Où est  ?
  3. Pourquoi trace-t-on d’abord la droite  ?
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 3

Correction expliquée

  1. Oui, toujours.
  2. Sur la droite , de l’autre côté de .
  3. Parce que le point est sur cette droite.

À retenir : Le symétrique d’un point est sur la droite qui joint ce point au centre.

Exercice 4 · Application

Intermédiaire

Image d’une demi-droite

La demi-droite ne passe pas par , et le point est sur avec cm.

  1. Quelle est l’origine de l’image de  ?
  2. Dans quel sens part cette image ?
  3. Où se trouve  ? Calculer .
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 4

Correction expliquée

  1. Le point , symétrique de .
  2. Dans le sens opposé, parallèlement à .
  3. Sur l’image de , et cm.

À retenir : L’image d’une demi-droite est une demi-droite parallèle de sens opposé.

Exercice 5 · Application

Intermédiaire

Placer les points manquants

On connaît les points , et , et est le symétrique de par une symétrie de centre inconnu.

  1. Comment placer le centre  ?
  2. cm. Calculer .
  3. cm. Construire et calculer .
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 5

Correction expliquée

  1. Au milieu de .
  2. cm.
  3. On reporte cm sur de l’autre côté de  : cm.

À retenir : Un seul couple de points symétriques suffit pour retrouver le centre.

Exercice 6 · Application

Intermédiaire

Deux cercles qui se touchent

Un cercle de centre et de rayon cm passe par le point . On construit son image par la symétrie de centre .

  1. Calculer , puis .
  2. Le cercle image passe-t-il par  ?
  3. Pourquoi les deux cercles n’ont-ils que le point en commun ?
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 6

Correction expliquée

  1. cm, car est sur le cercle ; cm.
  2. Oui : est sur le premier cercle et il est sa propre image.
  3. Leurs centres sont à cm, exactement  : ils se touchent en un seul point.

À retenir : Quand le centre est sur une figure, il est aussi sur son image, car il ne bouge pas.

Exercice 7 · Application

Intermédiaire

Distances sur une droite

Sur une droite passant par , les points et sont du même côté de , avec cm et cm. Leurs symétriques sont et .

  1. Calculer et .
  2. Calculer et .
  3. Calculer .
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 7

Correction expliquée

  1. cm, et cm.
  2. cm et cm.
  3. et sont de part et d’autre de  : cm.

À retenir : On place les points dans l’ordre sur la droite avant de calculer.

Exercice 8 · Approfondissement

Difficile

Le point mystère

Sur une droite, les points , et sont dans cet ordre, avec cm et cm.

  1. est le symétrique de par rapport à . Calculer .
  2. est le symétrique de par rapport à . Calculer .
  3. Où se trouve par rapport à  ?
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 8

Correction expliquée

  1. est à cm de du côté de  : cm.
  2. est le milieu de  : cm.
  3. Au-delà de , à cm de .

À retenir : On enchaîne les symétries une à une, en changeant de centre.

Exercice 9 · Approfondissement

Difficile

Un triangle isocèle et son image

est isocèle en , et est le milieu de . On construit l’image de par la symétrie de centre .

  1. Quelles sont les images de et de  ?
  2. Pourquoi a-t-on et  ?
  3. Que peut-on dire des quatre côtés de  ?
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 9

Correction expliquée

  1. et  : elles s’échangent.
  2. L’image de est et celle de est  : les longueurs sont conservées.
  3. , donc les quatre côtés , , et sont égaux.

À retenir : Les longueurs conservées par symétrie s’ajoutent aux données de l’énoncé.

Exercice 10 · Approfondissement

Difficile

Figures composées

Dire si chaque figure a un centre de symétrie et, si oui, le préciser.

  1. Deux cercles de même rayon, de centres et .
  2. Deux cercles de rayons différents.
  3. Un segment et un cercle dont le centre est le milieu de .
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 10

Correction expliquée

  1. Oui, le milieu de  : il échange les deux centres et le rayon est conservé.
  2. Non : l’image du grand cercle serait un cercle de même rayon, absent de la figure.
  3. Oui, le milieu de , centre de symétrie des deux figures.

À retenir : Un centre de symétrie d’une figure composée doit convenir à chacune de ses parties.

Exercice 11 · Approfondissement

Difficile

Le jardin à la française

Un jardin a une fontaine en . Un massif triangulaire a une aire de m² et un périmètre de m. On crée son symétrique par rapport à .

  1. Quelle est l’aire totale des deux massifs ?
  2. Quelle longueur de bordure faut-il pour entourer les deux massifs ?
  3. Une allée droite va de à , et m. Quelle est sa longueur ?
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 11

Correction expliquée

  1. m².
  2. m.
  3. m : l’allée passe par la fontaine.

À retenir : Dans un problème, on traduit chaque question par une propriété conservée.

Exercice 12 · Approfondissement

Difficile

L’aiguille de l’horloge

La pointe de l’aiguille des minutes d’une horloge tourne autour du centre du cadran.

  1. Quelle est l’image de la pointe placée sur le par la symétrie de centre  ?
  2. Combien de minutes faut-il pour que la pointe arrive au symétrique de sa position ?
  3. À heures et minutes, la pointe est en . À quelle heure est-elle en , symétrique de  ?
Voir la correctionMasquer la correction de l’exercice 12

Correction expliquée

  1. La pointe placée sur le .
  2. Un demi-tour : minutes, soit .
  3. À heures et minutes, car .

À retenir : Un demi-tour autour d’un point correspond à une rotation de .

Ce que vous allez travailler

  • Reconnaître deux points symétriques par rapport à un point
  • Construire le symétrique d’un point et d’une figure
  • Utiliser les propriétés conservées par la symétrie centrale
  • Construire l’image d’une droite et d’un cercle
  • Reconnaître un centre de symétrie

Les erreurs à éviter

  • Se contenter de  : il faut aussi que , et soient alignés, entre les deux points.
  • Tracer une perpendiculaire comme pour la symétrie axiale : en symétrie centrale, on prolonge la droite qui relie le point au centre.
  • Relier les images dans un autre ordre que les points de départ : l’image de est .
  • Croire qu’un triangle a un centre de symétrie : un triangle non aplati n’en a pas.

Questions fréquentes

Comment construire le symétrique d’un point par rapport à un point  ?

On trace la droite , on prend la longueur au compas et on la reporte à partir de , de l’autre côté. On obtient , et est le milieu de .

Que conserve la symétrie centrale ?

Elle conserve les longueurs, les mesures des angles, l’alignement et les aires. L’image d’une droite est une droite parallèle, et l’image d’un cercle est un cercle de même rayon.

Quelle différence entre symétrie centrale et symétrie axiale ?

La symétrie centrale est un demi-tour autour d’un point. La symétrie axiale est un retournement autour d’une droite, comme dans un miroir.

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