Copertă

VII.6. Figuri Congruente. Axa De Simetrie

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

A. Perechi de figuri congruente

(a, i); (b, k); (c, m); (d, g); (e, n); (f, h); (j, l)

B. Axe de simetrie și elemente congruente

a) Triunghi isoscel

{Desenează un triunghi isoscel. Trasează o axă de simetrie verticală care trece prin vârful de sus și prin mijlocul bazei.} Laturile laterale sunt congruente. Unghiurile de la bază sunt congruente. Jumătățile bazei sunt congruente.

b) Pentagon

{Desenează un pentagon cu vârful în sus. Trasează o axă de simetrie verticală care pornește din vârful superior și împarte latura orizontală de jos în două părți egale.} Laturile stânga sunt congruente cu laturile corespondente din dreapta. Unghiurile simetrice față de axă sunt congruente.

f) Dreptunghi

{Desenează un dreptunghi vertical. Trasează două axe de simetrie: una verticală prin mijlocul lățimilor și una orizontală prin mijlocul lungimilor.} Laturile lungi sunt congruente, laturile late sunt congruente. Toate unghiurile sunt de \( 90^\circ \) și sunt congruente. Jumătățile laturilor opuse sunt congruente.

l) Hexagon

{Desenează un hexagon. Trasează axele de simetrie: una verticală și una orizontală.} Laturile și unghiurile care se suprapun prin pliere față de axe sunt congruente.

n) Octogon

{Desenează un octogon turtit orizontal. Trasează axa de simetrie verticală și pe cea orizontală.} Părțile opuse determinate de axe sunt identice. Segmentele și unghiurile simetrice sunt congruente.

Rezolvare detaliată

A. Identificarea figurilor congruente

Două figuri geometrice sunt congruente dacă, prin suprapunere, coincid perfect. Analizând formele și dimensiunile relative ale figurilor din imagine, putem identifica următoarele perechi:
  • Figurile a) și i) sunt triunghiuri isoscele identice, doar că unul este orientat cu vârful în sus și celălalt în jos.
  • Figurile b) și k) sunt pentagoane identice.
  • Figurile c) și m) sunt cercuri cu aceeași rază.
  • Figurile d) și g) sunt triunghiuri dreptunghice identice.
  • Figurile e) și n) sunt octogoane cu laturi opuse paralele identice.
  • Figurile f) și h) sunt dreptunghiuri cu aceleași dimensiuni (lungime și lățime).
  • Figurile j) și l) sunt hexagoane identice.

B. Trasarea axelor de simetrie și identificarea elementelor congruente

Axa de simetrie împarte figura în două părți care se oglindesc perfect. Elementele (segmente sau unghiuri) care se suprapun prin pliere față de axă sunt congruente.

Figura a) Triunghi isoscel


{Desenează un triunghi isoscel. Trasează o axă de simetrie verticală care trece prin vârful de sus și prin mijlocul bazei.}
Axa trece prin vârful superior și este perpendiculară pe bază. Elemente congruente:
  • Laturile laterale ale triunghiului sunt congruente.
  • Cele două segmente formate pe bază de axa de simetrie sunt congruente.
  • Unghiurile de la baza triunghiului sunt congruente.

Figura b) Pentagon


{Desenează un pentagon cu vârful în sus. Trasează o axă de simetrie verticală care pornește din vârful superior și împarte latura orizontală de jos în două părți egale.}
Figura b) pare a fi un pentagon cu o axă de simetrie verticală. Elemente congruente:
  • Laturile stânga-sus și dreapta-sus sunt congruente.
  • Laturile verticale din stânga și dreapta sunt congruente.
  • Unghiurile corespondente situate de o parte și de alta a axei sunt congruente.

Figura f) Dreptunghi


{Desenează un dreptunghi vertical. Trasează două axe de simetrie: una verticală prin mijlocul lățimilor și una orizontală prin mijlocul lungimilor.}
Dreptunghiul are două axe de simetrie care trec prin mijloacele laturilor opuse. Elemente congruente:
  • Laturile opuse sunt congruente.
  • Cele patru unghiuri sunt congruente (toate au \( 90^\circ \)).
  • Segmentele determinate de axele de simetrie pe laturi sunt congruente între ele (jumătățile laturilor).

Figura l) Hexagon


{Desenează un hexagon. Trasează axele de simetrie: una verticală și una orizontală.}
Acesta este un hexagon care prezintă simetrie față de axele ce trec prin mijloacele laturilor sau prin vârfuri opuse. Elemente congruente:
  • Toate perechile de laturi și unghiuri care se suprapun prin pliere față de axele trasate sunt congruente.

Figura n) Octogon


{Desenează un octogon turtit orizontal. Trasează axa de simetrie verticală și pe cea orizontală.}
Octogonul prezentat are o axă de simetrie verticală și una orizontală. Elemente congruente:
  • Segmentele de pe contur care se oglindesc față de axe sunt congruente.
  • Unghiurile care se suprapun prin pliere sunt congruente.

Rezolvare pe scurt:

A. Figuri congruente

\( a \equiv i \), \( b \equiv k \), \( c \equiv m \), \( d \equiv g \), \( e \equiv n \), \( f \equiv h \), \( j \equiv l \)

B. Axe și congruențe

a) 1 axă (verticală) \(\Rightarrow\) laturi laterale și unghiuri de la bază \(\equiv\) b) 1 axă (verticală) \(\Rightarrow\) laturi și unghiuri simetrice \(\equiv\) f) 2 axe \(\Rightarrow\) laturi opuse \(\equiv\), toate unghiurile (\( 90^\circ \)) \(\equiv\) l) 2 axe principale \(\Rightarrow\) laturi/unghiuri simetrice \(\equiv\) n) 2 axe principale \(\Rightarrow\) laturi/unghiuri simetrice \(\equiv\)

Cele mai importante aspecte ale lecției

  • Figuri congruente: Sunt figurile geometrice identice ca formă și mărime, care se suprapun perfect (de exemplu, segmente cu lungimi egale sau unghiuri cu măsuri egale).
  • Axa de simetrie: Reprezintă linia de pliere de-a lungul căreia o figură geometrică se împarte în două jumătăți congruente care se suprapun perfect.
  • Simetria în geometrie: Un pătrat are 4 axe de simetrie, în timp ce un dreptunghi are doar 2 axe de simetrie.
Două figuri geometrice plane sunt congruente dacă, prin suprapunere, coincid perfect.
Poligoanele congruente au aceeași formă și aceeași mărime. Acest lucru înseamnă că unghiurile lor corespunzătoare au măsuri egale (două câte două), iar laturile lor corespunzătoare au lungimi egale (două câte două).
Două pătrate care au lungimea laturii de \(5\text{ cm}\) sunt congruente, indiferent de poziția sau de rotația lor în plan.
Stabiliți dacă unghiul \(\measuredangle A = 24^\circ 32'\) și unghiul \(\measuredangle B = 1472'\) sunt figuri geometrice congruente.
Pentru a verifica dacă cele două unghiuri sunt congruente, trebuie să determinăm dacă au măsuri egale. Transformăm măsura unghiului \(A\) în minute: \[ \measuredangle A = 24 \cdot 60' + 32' = 1440' + 32' = 1472' \] Deoarece \(\measuredangle A = 1472'\) și \(\measuredangle B = 1472'\), unghiurile au măsuri egale, prin urmare sunt congruente (\(\measuredangle A \equiv \measuredangle B\)).
Axa de simetrie este o dreaptă care împarte o figură geometrică în două figuri congruente.
O figură geometrică este simetrică față de o dreaptă dacă, îndoind figura de-a lungul acelei drepte, cele două părți rezultate coincid prin suprapunere.
Un pătrat cu o axă de simetrie reprezentată printr-o diagonală roșie și un dreptunghi cu o axă de simetrie orizontală de culoare roșie, evidențiind modul în care dreapta împarte fiecare figură în jumătăți simetrice.
Multe elemente din natură (cum ar fi aripile unui fluture sau frunzele unor arbori) și din arhitectură prezintă simetrie față de o axă centrală.

Probleme practice

Problema 1 (Ușoară): Segmentul \(AB\) are lungimea de \(6\text{ cm}\), iar segmentul \(CD\) are lungimea de \(60\text{ mm}\). Sunt cele două segmente congruente?
Pentru a compara cele două segmente, exprimăm lungimile lor în aceeași unitate de măsură. Știm că \(1\text{ cm} = 10\text{ mm}\). \[ AB = 6\text{ cm} = 6 \cdot 10\text{ mm} = 60\text{ mm} \] Deoarece ambele segmente au lungimea de \(60\text{ mm}\) (\(AB = CD\)), ele sunt congruente (\(AB \equiv CD\)).
Problema 2 (Medie): Se consideră unghiul \(\measuredangle X = 15^\circ 45'\) și unghiul \(\measuredangle Y = 945'\). Arătați că cele două unghiuri sunt congruente.
Transformăm măsura unghiului \(\measuredangle X\) în minute, știind că \(1^\circ = 60'\): \[ \measuredangle X = 15 \cdot 60' + 45' = 900' + 45' = 945' \] Deoarece ambele unghiuri au aceeași măsură (\(\measuredangle X = \measuredangle Y = 945'\)), unghiurile sunt congruente (\(\measuredangle X \equiv \measuredangle Y\)).
Problema 3 (Dificilă): Explicați de ce diagonalele unui dreptunghi (care nu este pătrat) nu sunt axe de simetrie ale acestuia, deși ele împart dreptunghiul în două triunghiuri congruente.
Pentru ca o dreaptă să fie axă de simetrie, părțile figurii trebuie să se suprapună perfect prin îndoire directă de-a lungul acelei drepte.
Dacă decupăm un dreptunghi din hârtie și îl îndoim de-a lungul uneia dintre diagonale, vom observa că colțurile opuse nu se suprapun (vârfurile ies în afara conturului). Triunghiurile obținute sunt într-adevăr congruente, dar sunt orientate diferit în spațiu (în oglindă, dar deplasate).
Prin urmare, diagonalele dreptunghiului nu sunt axe de simetrie. Singurele axe de simetrie ale dreptunghiului sunt mediatoarele laturilor sale (dreptele care unesc mijloacele laturilor opuse).

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: