Corrigé des 32 exercices sur la symétrie centrale en 5ème : solutions détaillées à télécharger en PDF

La symétrie centrale – Corrigé d'exercices de maths niveau 5e sur Maths-pdf.fr Couverture : Cahier d'exercices corrigés de maths 5e en PDF Télécharger en PDF Le livre d'exercices corrigés en 5e PDF à imprimer Voir le livre ›


Sommaire

Voici le corrigé exercices symétrie centrale 5ème complet : les 32 exercices de la fiche sont résolus, du plus simple au plus exigeant. Par ailleurs, les dix premiers installent les bases : construire le symétrique d’un point puis d’une figure entière (bonhomme de neige, chat, cercles, dessins sur quadrillage), repérer un centre de symétrie et rédiger de premières démonstrations. Puis la suite approfondit les propriétés de conservation : longueurs, angles, aires, parallélisme, avec des questions où il faut justifier chaque résultat par la bonne phrase du cours. Viennent ensuite des constructions plus fines, au compas seul ou sur quadrillage, un tableau de points à compléter, puis des exercices de synthèse : figures composées, panneaux routiers, droites et cercles images, repérage d’erreurs sur des figures, rectangle et triangle équilatéral transformés par demi-tour.

Par ailleurs, chaque solution montre la figure de l’énoncé et, quand il y a quelque chose à tracer ou à lire, la réponse dessinée en rouge. Ensuite, cette correction sert aux élèves de 5ème qui révisent un contrôle, aux parents qui accompagnent les devoirs et aux enseignants qui cherchent une rédaction modèle. Puis le bon usage : chercher d’abord au brouillon, avec règle et compas, puis comparer sa construction et sa justification avec la solution. De plus, le sommaire permet d’aller directement à l’exercice voulu.

corrigé symétrie centrale (suite)

Les énoncés se trouvent sur la fiche Symétrie centrale : exercices de maths en 5ème corrigés en PDF.. Ensuite, cherchez d’abord chaque exercice au brouillon, puis comparez avec la correction.

Corrigé des exercices 1 à 10 sur la symétrie centrale en 5ème

Exercice 1 : Symétrie centrale – bonhomme de neige

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Énoncé de l'exercice 1 sur la symétrie centrale en 5ème : Symétrie centrale - bonhomme de neige – corrigé symétrie centrale

Ensuite, construire le symétrique d’une figure par rapport au point I, c’est lui faire faire un demi-tour autour de I. Par ailleurs, on construit l’image de chaque point important, en utilisant le fait que I est le milieu du segment qui relie un point à son image.

  1. Centres des cercles : on trace la demi-droite qui part du centre O du corps et passe par I, puis on reporte au compas la longueur OI de l’autre côté de I. On obtient O′. On trace le cercle de centre O′ de même rayon que le corps. On fait de même pour le centre de la tête.
  2. Chapeau, bras, sol : ce sont des segments ; il suffit de construire l’image de leurs extrémités puis de les relier (l’image d’un segment est un segment de même longueur).
  3. Yeux, nez, bouche : même méthode, point par point.
I figure de départ figure symétrique (rouge)
Le bonhomme de neige et son symétrique (rouge) par rapport à I

Par ailleurs, on remarque que la figure symétrique est retournée tête en bas : le sol se retrouve au-dessus, le chapeau en dessous, et le bras gauche passe à droite. Puis les longueurs et les angles sont conservés : les deux bonshommes sont superposables.

Réponse : le symétrique est un bonhomme de neige identique, retourné d’un demi-tour autour de I (voir la figure rouge).

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Exercice 2 : Symétrie centrale – chaussures (corrigé symétrie centrale)

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Énoncé de l'exercice 2 sur la symétrie centrale en 5ème : Symétrie centrale - chaussures

Enfin, pour chaque sommet M du polygone ABCDEFGHI, on construit son image M′ :

  1. on trace la demi-droite [MO) ;
  2. au compas, on reporte la longueur MO à partir de O, de l’autre côté : on obtient M′ tel que O soit le milieu de [MM′].

Ensuite, on obtient ainsi A′, B′, C′, D′, E′, F′, G′, H′ et I′, puis on relie les points dans le même ordre : A′B′C′D′E′F′G′H′I′.

A A′ B B′ C C′ D D′ E E′ F F′ G G′ H H′ I I′ O
La « chaussure » et son image rouge par la symétrie de centre O

Par ailleurs, vérification : chaque côté de l’image est parallèle au côté correspondant et de même longueur (par exemple [A′B′] est horizontal, comme [AB], et A′B′ = AB). Ensuite, la figure image est la chaussure retournée d’un demi-tour.

Réponse : l’image est le polygone A′B′C′D′E′F′G′H′I′ tracé en rouge, superposable à la figure de départ.

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Exercice 3 : Symétrie centrale et propriétés

Revoir l’énoncé de l’exercice 3

Énoncé de l'exercice 3 sur la symétrie centrale en 5ème : Symétrie centrale et propriétés – corrigé symétrie centrale

De plus, on obtient 1. Construction. On trace un triangle IJK, on place R sur [IK], puis O au milieu de [JR]. Puis on construit S, symétrique de I par rapport à O (O milieu de [IS]), et T, symétrique de K par rapport à O (O milieu de [KT]).

I J K R O S T
IKST est un parallélogramme et S, J, T sont alignés

De même, on a donc 2. Droites (TI) et (KS). Par la symétrie de centre O, K a pour image T et S a pour image I. Donc le segment [KS] a pour image le segment [TI].

  • Le symétrique d’une droite par rapport à un point est une droite parallèle : (TI) // (KS).
  • La symétrie centrale conserve les longueurs : TI = KS.

Par ailleurs, autre justification : les diagonales [IS] et [KT] du quadrilatère IKST ont le même milieu O, donc IKST est un parallélogramme ; ses côtés opposés [TI] et [KS] sont parallèles et de même longueur.

Ainsi, on trouve 3. Égalité d’angles. Par la symétrie de centre O : O a pour image O (le centre est son propre symétrique), I a pour image S et R a pour image J (car O est le milieu de [JR]). De plus, l’angle \(\widehat{OIR}\) a donc pour image l’angle \(\widehat{OSJ}\). Or la symétrie centrale conserve les angles, donc :

\[ \widehat{OIR} = \widehat{OSJ} \]

Par conséquent, on obtient (L’énoncé écrit \(\widehat{OSI}\), mais O, S et I sont alignés, cet angle serait plat : il s’agit bien de l’angle \(\widehat{OSJ}\).)

De plus, on obtient 4. Alignement de S, J et T. R appartient au segment [IK]. Par la symétrie de centre O, le segment [IK] a pour image le segment [ST] (I donne S, K donne T) et R a pour image J. Comme la symétrie centrale conserve l’appartenance d’un point à un segment, J appartient au segment [ST].

Réponse : (TI) // (KS) et TI = KS ; \(\widehat{OIR} = \widehat{OSJ}\) ; J appartient à [ST], donc S, J et T sont alignés.

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Exercice 4 : Propriétés de la symétrie centrale – démontrer (corrigé symétrie centrale)

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Énoncé de l'exercice 4 sur la symétrie centrale en 5ème : Propriétés de la symétrie centrale - démontrer

Par conséquent, on obtient 1. Construction. On place A, B, I, J non alignés. C est tel que I est le milieu de [AC], D tel que I est le milieu de [BD]. Puis F est tel que J est le milieu de [CF] et E tel que J est le milieu de [DE].

A B I J C D F E
[AB) en noir, son image [CD) en bleu, puis [FE) en rouge

2. Par conséquent, par la symétrie de centre I, A a pour image C et B a pour image D. Ensuite, la demi-droite [AB) (origine A, passant par B) a donc pour image la demi-droite [CD).

De plus, par la symétrie de centre J, C a pour image F et D a pour image E : la demi-droite [CD) a pour image la demi-droite [FE).

3. Ainsi, une symétrie centrale transforme une demi-droite en une demi-droite parallèle et de sens contraire (demi-tour).

  • [AB) et [CD) sont parallèles et de sens contraires ;
  • [CD) et [FE) sont parallèles et de sens contraires.

Enfin, deux droites parallèles à une même troisième sont parallèles entre elles : [AB) et [FE) sont parallèles. Et deux changements de sens successifs ramènent au sens de départ : elles sont de même sens. Par ailleurs, on le voit sur la figure : [AB) et [FE) « montent » toutes les deux vers la droite.

Réponse : l’image de [AB) par rapport à I est [CD) ; l’image de [CD) par rapport à J est [FE) ; [AB) et [FE) sont parallèles et de même sens.

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Exercice 5 : Centre de symétrie d'une figure

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Énoncé de l'exercice 5 sur la symétrie centrale en 5ème : Centre de symétrie d'une figure – corrigé symétrie centrale

De plus, O est le centre de symétrie d’une figure si le symétrique de la figure par rapport à O est la figure elle-même. Puis pour compléter, on construit donc le symétrique par rapport à O de la partie déjà dessinée qui n’a pas encore son « partenaire ».

a. Ainsi, les deux cercles et le segment qui les relie sont déjà symétriques par rapport à O (O est au milieu). Ensuite, il manque l’image du crochet de droite : ce crochet part vers la droite puis descend ; son symétrique part vers la gauche puis monte.

b. Enfin, la figure part d’un segment horizontal, descend, puis remonte en oblique jusqu’à O. Son symétrique par rapport à O prolonge l’oblique au-delà de O (vers le haut), puis redescend verticalement et se termine par un segment horizontal en bas à droite.

O a. O b.
Parties ajoutées en rouge : O devient centre de symétrie

Ensuite, attention : les deux dessins du bas de l’énoncé (crochets tous deux vers le bas en a, forme en « W » en b) correspondent à une symétrie axiale par rapport à une droite verticale, pas à une symétrie centrale : ils ne conviennent pas.

Réponse : en a, on ajoute à gauche un crochet horizontal qui monte ; en b, on ajoute l’oblique prolongée au-delà de O, un segment vertical qui descend et un segment horizontal en bas à droite (figure rouge).

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Exercice 6 : Symétrie centrale d'une figure (corrigé symétrie centrale)

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Énoncé de l'exercice 6 sur la symétrie centrale en 5ème : Symétrie centrale d'une figure

Ainsi, la figure comprend une droite, un cercle et un triangle dont S est un sommet. Puis on construit leurs images à la règle et au compas.

  1. Le triangle : S est son propre symétrique. Pour les deux autres sommets P et Q, on trace les demi-droites [PS) et [QS), et on reporte au compas les longueurs PS et QS au-delà de S. On obtient P′ et Q′, et le triangle image est SP′Q′.
  2. Le cercle : on construit le symétrique Ω′ du centre Ω, puis on trace le cercle de centre Ω′ de même rayon (on prend le rayon au compas sur le cercle de départ).
  3. La droite : on choisit deux points de la droite, on construit leurs symétriques et on trace la droite qui passe par ces deux images. Elle est parallèle à la droite de départ.
S
Symétrique de la figure par rapport à S (en rouge), traits de construction en pointillés
Réponse : l’image est formée du triangle SP′Q′ (qui a le sommet S en commun), d’un cercle de même rayon et d’une droite parallèle à la première, tous situés de l’autre côté de S.

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Exercice 7 : Symétrie centrale d'une figure

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Énoncé de l'exercice 7 sur la symétrie centrale en 5ème : Symétrie centrale d'une figure – corrigé symétrie centrale

Ainsi, on trouve 1. Construction de la figure.

  • On trace le segment [AB] de 5 cm.
  • Au rapporteur, on trace en A un angle de 30° et en B un angle de 45°, du même côté de (AB) ; les deux côtés se coupent en C. On peut vérifier que \(\widehat{ACB} = 180^\circ – 30^\circ – 45^\circ = 105^\circ\).
  • On place le milieu de [AB] (à 2,5 cm de A) et on trace au compas le demi-cercle de diamètre [AB] (rayon 2,5 cm), de l’autre côté de (AB) par rapport à C.

Par conséquent, on obtient 2. Symétrique par rapport à O. On construit A′, B′ et C′, symétriques de A, B et C (O milieu de [AA′], [BB′], [CC′]). De plus, le triangle A′B′C′ a les mêmes angles (30° en A′, 45° en B′) et A′B′ = 5 cm. Ensuite, le demi-cercle image a pour diamètre [A′B′] : son centre est le milieu de [A′B′] et son rayon 2,5 cm, et il est tourné de l’autre côté (vers le bas).

A B C A′ B′ C′ 5 cm 30° 45° O
Figure de départ et son symétrique rouge par rapport à O
Réponse : le symétrique est le triangle A′B′C′ (A′B′ = 5 cm, angles de 30° et 45°) avec le demi-cercle de diamètre [A′B′], retournés d’un demi-tour autour de O.

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Exercice 8 : Symétrie centrale d'un chat (corrigé symétrie centrale)

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Énoncé de l'exercice 8 sur la symétrie centrale en 5ème : Symétrie centrale d'un chat

Par conséquent, le chat est un polygone à 16 sommets A, B, C, …, P. Par ailleurs, pour chacun, on construit son symétrique par rapport à Q : on trace la demi-droite issue du sommet passant par Q, et on reporte la même longueur au-delà de Q (Q est le milieu de [AA′], [BB′], etc.). Puis on relie ensuite A′, B′, …, P′ dans le même ordre.

A A′ B B′ C C′ D D′ E E′ F F′ G G′ H H′ I I′ J J′ K K′ L L′ M M′ N N′ O O′ P P′ Q
Le chat et son image rouge par la symétrie de centre Q

De plus, comme Q est à droite et en bas du chat, le chat image se trouve encore plus à droite et plus bas, tête en bas : les oreilles A′ et D′ sont en bas, les pattes L′ et M′ en haut. Contrôle rapide : [LM] étant horizontal, [L′M′] l’est aussi, et L′M′ = LM.

Réponse : la figure symétrique est le chat A′B′…P′ tracé en rouge, retourné d’un demi-tour autour de Q.

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Exercice 9 : Symétrie centrale de cercles

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Énoncé de l'exercice 9 sur la symétrie centrale en 5ème : Symétrie centrale de cercles – corrigé symétrie centrale

De plus, on obtient 1. Construction de la figure.

  • On trace [AB] de 6 cm et on place C, milieu de [AB] : AC = CB = 3 cm.
  • Le triangle ACD est rectangle isocèle en D : on trace en A et en C deux angles de 45° au rapporteur ; les côtés se coupent en D. (D est à 1,5 cm au-dessus du milieu de [AC], et AD = CD ≈ 2,1 cm.)
  • Du côté opposé à D, on trace le demi-cercle de diamètre [AB] (centre C, rayon 3 cm) et le demi-cercle de diamètre [CB] (centre au milieu de [CB], rayon 1,5 cm).

De plus, on a donc 2. Symétrique par rapport à O. On construit A′, B′, C′ et D′, symétriques de A, B, C et D par rapport à O. Ensuite, le triangle A′C′D′ est lui aussi rectangle isocèle en D′. Puis les demi-cercles images ont pour diamètres [A′B′] (centre C′, rayon 3 cm) et [C′B′] (rayon 1,5 cm) ; ils sont tournés vers le haut puisque la figure fait un demi-tour.

A A′ C C′ B B′ D D′ O
Figure de départ et son symétrique rouge par rapport à O
Réponse : le symétrique est formé du triangle rectangle isocèle A′C′D′ et des deux demi-cercles de diamètres [A′B′] et [C′B′], retournés d’un demi-tour autour de O.

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Exercice 10 : Construction de symétries centrales (corrigé symétrie centrale)

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Énoncé de l'exercice 10 sur la symétrie centrale en 5ème : Construction de symétries centrales

Par ailleurs, sur quadrillage, pas besoin de compas : on compte les carreaux. Si un sommet est à 3 carreaux à gauche et 2 carreaux en haut de O, son image est à 3 carreaux à droite et 2 carreaux en bas de O. Sur le réseau triangulaire, on fait pareil en suivant les lignes du réseau : on compte les pas de O jusqu’au point et on refait les mêmes pas dans le sens opposé.

De même, partie 1 : symétriques par rapport à O (images en rouge).

O O
Figures 1 et 2 : les escargots et leurs images
O O
Figures 3 et 4 : les oiseaux et leurs images

Par conséquent, quand O est un sommet de la figure (figures 3 et 4), O reste à sa place : la figure et son image se touchent en O.

De plus, partie 2 : réseaux triangulaires (images en rouge).

O
Le serpent et son image par la symétrie de centre O
O
Le lézard et son image par la symétrie de centre O

Ainsi, partie 3 : symétrique par rapport à O (en rouge) et par rapport à la droite d (en bleu), chacun construit à partir de la figure de départ.

d O d O
Figures 1 et 2 : d est verticale
d O d O
Figures 3 et 4 : d est une diagonale du quadrillage

Enfin, on compare les deux images : par la symétrie axiale (bleu), la figure est retournée comme dans un miroir ; par la symétrie centrale (rouge), elle fait un demi-tour et se retrouve tête en bas. De plus, pour la droite diagonale, on compte les carreaux perpendiculairement à d : un point situé à 2 diagonales de carreau d’un côté de d se retrouve à 2 diagonales de l’autre côté.

Réponse : les dix figures images sont tracées ci-dessus (rouge : symétrie de centre O ; bleu : symétrie d’axe d).

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Corrigé des exercices 11 à 20 sur la symétrie centrale en 5ème

Exercice 11 : Propriétés de la symétrie centrale (corrigé symétrie centrale)

Revoir l’énoncé de l’exercice 11

Énoncé de l'exercice 11 sur la symétrie centrale en 5ème : Propriétés de la symétrie centrale – corrigé symétrie centrale

Figure de l'exercice 11 : quadrilatère ABCD avec angles droits en D et en A, BC = 5 cm, AB = 7 cm, DA = 3 cm et CD codé égal à DA
Figure de l’énoncé

De même, on lit sur la figure : BC = 5 cm, AB = 7 cm, DA = 3 cm, et le même codage (deux petits traits) sur [CD] et [DA], donc CD = DA = 3 cm. Ensuite, les angles en D et en A sont droits.

Par conséquent, le centre de symétrie est A : A est donc son propre symétrique, et A est le milieu de [BB′], de [CC′] et de [DD′].

Correction de l'exercice 11 : le quadrilatère AB′C′D′ symétrique de ABCD par rapport à A est tracé en rouge, retourné d'un demi-tour sous le point A – corrigé symétrie centrale
La réponse sur la figure

1. De plus, la symétrie centrale conserve les longueurs : un segment et son symétrique ont la même longueur.

  • a. [B′C′] est le symétrique de [BC], donc B′C′ = BC = 5 cm.
  • b. [C′D′] est le symétrique de [CD], donc C′D′ = CD = 3 cm.
  • c. Le symétrique de A est A, donc [D′A] est le symétrique de [DA] : D′A = DA = 3 cm.
  • d. A est le milieu de [BB′] et AB′ = AB = 7 cm, donc \( BB^{\prime} = 2 \times 7 = 14 \text{ cm} \) : BB′ = 14 cm.

2.

  • La droite (B′C′) est le symétrique de la droite (BC). Or une symétrie centrale transforme une droite en une droite parallèle : (BC) et (B′C′) sont parallèles.
  • B′ est sur la droite (AB) (car A est le milieu de [BB′]) et D′ est sur la droite (AD) (car A est le milieu de [DD′]). Donc (AB′) est la droite (AB) et (D′A) est la droite (DA). Comme l’angle \( \widehat{DAB} \) est droit, (AB′) et (D′A) sont perpendiculaires (en A).
Réponse : B′C′ = 5 cm, C′D′ = 3 cm, D′A = 3 cm, BB′ = 14 cm ; (BC) // (B′C′) et (AB′) ⊥ (D′A).

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Exercice 12 : Utiliser les propriétés de la symétrie

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Énoncé de l'exercice 12 sur la symétrie centrale en 5ème : Utiliser les propriétés de la symétrie

Figure de l'exercice 12 : quadrilatères ABCD et EFGH symétriques par rapport au point O, qui se croisent autour de O – corrigé symétrie centrale
Figure de l’énoncé

Enfin, les quadrilatères ABCD et EFGH sont symétriques par rapport à O, et les sommets se correspondent dans l’ordre : A a pour symétrique E, B a pour symétrique F, C a pour symétrique G et D a pour symétrique H. Par ailleurs, on le vérifie sur la figure : A (en haut) et E (en bas) sont de part et d’autre de O, de même que C (à droite) et G (à gauche).

Ensuite, le symétrique de la droite (AC) est donc la droite passant par les symétriques de A et de C, c’est-à-dire la droite (EG).

Or une symétrie centrale transforme une droite en une droite parallèle. Donc les droites (AC) et (EG) sont parallèles.

Correction de l'exercice 12 : la droite (AC) tracée en rouge et la droite (EG) tracée en bleu sont parallèles, de part et d'autre du point O
La réponse sur la figure
Réponse : (AC) et (EG) sont parallèles, car (EG) est le symétrique de (AC) par rapport à O.

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Exercice 13 : Les propriétés de la symétrie centrale (corrigé symétrie centrale)

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Énoncé de l'exercice 13 sur la symétrie centrale en 5ème : Les propriétés de la symétrie centrale – corrigé symétrie centrale

Figure de l'exercice 13 : triangle ABC avec BC = 2 cm, BA = 1,5 cm et un angle de 110 degrés en B, et triangle RST symétrique par rapport à un point O
Figure de l’énoncé

De même, une symétrie centrale fait faire un demi-tour à la figure. Puis on repère donc les sommets qui se correspondent : B, en haut, devient le sommet du bas, R ; A, à droite, devient le sommet de gauche, S ; C, en bas à gauche, devient le sommet en haut à droite, T.

Par conséquent, la symétrie centrale conserve les longueurs et les mesures d’angles, donc :

  • [RS] est le symétrique de [BA] : RS = BA = 1,5 cm ;
  • [RT] est le symétrique de [BC] : RT = BC = 2 cm ;
  • l’angle \( \widehat{SRT} \) est le symétrique de \( \widehat{ABC} \) : \( \widehat{SRT} = 110^\circ \).
Correction de l'exercice 13 : sur le triangle RST sont écrits en rouge RS = 1,5 cm, RT = 2 cm et l'angle de 110 degrés en R – corrigé symétrie centrale
La réponse sur la figure

De plus, on peut ajouter que ST = AC et que les deux triangles ont le même périmètre et la même aire.

Réponse : RS = 1,5 cm, RT = 2 cm et l’angle en R mesure 110°.

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Exercice 14 : Utilisation des propriétés de la symétrie centrale

Revoir l’énoncé de l’exercice 14

Énoncé de l'exercice 14 sur la symétrie centrale en 5ème : Utilisation des propriétés de la symétrie centrale

Figures de l'exercice 14 : trois couples de figures symétriques par rapport à O, deux quadrilatères, deux pentagones qui se chevauchent et deux cercles contenant chacun un triangle gris – corrigé symétrie centrale
Figure de l’énoncé

De même, dans chaque cas, on cherche d’abord quel point correspond à quel point (demi-tour autour de O), puis on transporte les informations codées.

Par conséquent, figure de gauche. A a pour symétrique F, B a pour symétrique G, C a pour symétrique E et D a pour symétrique H.

  • [FE] est le symétrique de [AC], donc FE = AC = 6 cm (phrase 1).
  • \( \widehat{FGH} \) est le symétrique de \( \widehat{ABD} \), donc \( \widehat{FGH} = 87^\circ \) (phrase 4).
Correction de l'exercice 14, figure de gauche : sur EFGH, le côté [EF] est marqué 6 cm et l'angle en G est marqué 87 degrés en rouge
La réponse sur la figure de gauche

De plus, figure du milieu. Le pentagone BGHLM a pour symétrique le pentagone VSRTU : G a pour symétrique S, H a pour symétrique R et B a pour symétrique V.

  • [GH] est le symétrique de [SR], donc GH = RS : on reporte le même codage sur [GH] (phrase 1). De plus, (GH) est parallèle à (RS) (phrase 3).
  • \( \widehat{VSR} \) est le symétrique de \( \widehat{BGH} \), donc \( \widehat{VSR} = 120^\circ \) (phrase 4).
Correction de l'exercice 14, figure du milieu : le côté [GH] porte en rouge le même codage que [RS] et l'angle en S est marqué 120 degrés – corrigé symétrie centrale
La réponse sur la figure du milieu

Enfin, figure de droite. Le cercle de centre K a pour symétrique le cercle de centre Y ; G a pour symétrique A et H a pour symétrique S.

  • Deux cercles symétriques ont le même rayon : le cercle de centre Y a pour rayon 4 cm, donc YA = YS = 4 cm (phrase 2).
  • Le triangle YAS est le symétrique du triangle KGH : il a la même aire, 6 cm², et le même périmètre (phrase 5).
Correction de l'exercice 14, figure de droite : le rayon du cercle de centre Y est marqué 4 cm et le triangle YSA est marqué Aire = 6 cm² en rouge
La réponse sur la figure de droite
Réponse : EF = 6 cm (1) et angle FGH = 87° (4) ; GH = RS (1), (GH) // (RS) (3) et angle VSR = 120° (4) ; rayon du cercle de centre Y = 4 cm (2) et aire de YAS = 6 cm² (5).

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Exercice 15 : Construire le symétrique de la figure (corrigé symétrie centrale)

Revoir l’énoncé de l’exercice 15

Énoncé de l'exercice 15 sur la symétrie centrale en 5ème : Construire le symétrique de la figure – corrigé symétrie centrale

Figure de l'exercice 15 : hexagone régulier inscrit dans un cercle en pointillés, avec trois demi-cercles vers l'extérieur et trois arcs vers l'intérieur, et le point I à droite
Figure de l’énoncé

De plus, la figure est faite d’un cercle (en pointillés), d’un hexagone régulier inscrit dans ce cercle et de six demi-cercles construits sur les côtés de l’hexagone (trois bombés vers l’extérieur, trois vers l’intérieur). Ensuite, on construit donc l’image des points clés, puis on refait la figure au compas.

  1. Le centre : on trace la demi-droite qui part du centre de la figure et passe par I, et on reporte au compas la même distance de l’autre côté de I. On obtient le centre de la figure image.
  2. Le cercle : on trace le cercle de ce nouveau centre, de même rayon (la symétrie conserve les longueurs).
  3. Les six sommets : on construit de la même façon le symétrique de chaque sommet de l’hexagone (I est le milieu du segment qui relie un sommet à son image), puis on relie les sommets images dans le même ordre.
  4. Les demi-cercles : chaque demi-cercle a pour image un demi-cercle de même rayon construit sur le côté image, tourné du côté opposé (demi-tour). Le lobe qui était en haut se retrouve en bas.
Correction de l'exercice 15 : la figure symétrique par rapport à I est tracée en rouge à droite de I, retournée d'un demi-tour, avec en pointillés les segments qui relient le centre et un sommet à leurs images en passant par I – corrigé symétrie centrale
La réponse sur la figure
Réponse : la figure image est la même figure retournée d’un demi-tour autour de I : ses trois lobes extérieurs pointent vers le bas, vers le haut à gauche et vers le haut à droite.

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Exercice 16 : Construire le symétrique en utilisant le quadrillage

Revoir l’énoncé de l’exercice 16

Énoncé de l'exercice 16 sur la symétrie centrale en 5ème : Construire le symétrique en utilisant le quadrillage

Figures de l'exercice 16 : trois dessins sur quadrillage avec un point O, a. un animal avec deux points noirs à gauche, b. un bonhomme, c. un chat avec un point noir en bas – corrigé symétrie centrale
Figure de l’énoncé

De même, méthode sur quadrillage. Pour chaque sommet, on compte les carreaux pour aller de O au sommet (horizontalement puis verticalement), puis on reporte le même nombre de carreaux dans les deux sens opposés à partir de O. Par exemple, un sommet situé 3 carreaux à droite et 2 carreaux au-dessus de O a pour image le point situé 3 carreaux à gauche et 2 carreaux au-dessous de O. Puis on relie ensuite les points images dans le même ordre.

a. Par conséquent, les yeux de l’animal sont à 3,5 et 4,5 carreaux à droite de O, sur la même ligne que O : leurs images sont à 3,5 et 4,5 carreaux à gauche de O, c’est-à-dire exactement les deux points déjà dessinés à gauche. De plus, le corps, qui descend sous O à droite, se retrouve au-dessus de O à gauche, et les oreilles pointent vers le bas.

Correction de l'exercice 16 a : le symétrique de l'animal par rapport à O est tracé en rouge en haut à gauche du quadrillage, tête en bas, ses yeux sur les deux points noirs
La réponse sur la figure a

b. De même, la tête carrée du bonhomme va de 1 à 3 carreaux à gauche de O et de 4 à 6 carreaux au-dessus : son image va de 1 à 3 carreaux à droite et de 4 à 6 carreaux au-dessous de O. Ensuite, le bonhomme image a la tête en bas, en bas à droite du quadrillage.

Correction de l'exercice 16 b : le bonhomme symétrique par rapport à O est tracé en rouge à droite, la tête carrée en bas et les jambes en haut – corrigé symétrie centrale
La réponse sur la figure b

c. O est sur la patte avant du chat : ce point est son propre symétrique. L’œil du chat est 2,5 carreaux à droite et 4 carreaux au-dessus de O : son image est 2,5 carreaux à gauche et 4 carreaux au-dessous de O, c’est le point noir déjà dessiné. Par ailleurs, le chat image a la tête en bas à gauche et la queue en bas à droite.

Correction de l'exercice 16 c : le chat symétrique par rapport à O est tracé en rouge, tête en bas à gauche avec son oeil sur le point noir, queue en bas à droite
La réponse sur la figure c
Réponse : chaque figure image est la figure de départ retournée d’un demi-tour autour de O ; en a. et en c., les points noirs déjà dessinés sont les images des yeux.

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Exercice 17 : Construire le symétrique de la tête (corrigé symétrie centrale)

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Énoncé de l'exercice 17 sur la symétrie centrale en 5ème : Construire le symétrique de la tête – corrigé symétrie centrale

Figure de l'exercice 17 : tête formée d'un grand cercle, de deux cercles pour les yeux et d'un arc pour la bouche, avec des droites grises qui passent par le point O
Figure de l’énoncé

Les droites grises sont déjà tracées : chacune part d’un point important de la figure et passe par O. Puis il ne reste qu’à reporter les longueurs au compas, sans règle graduée.

  1. Les centres : les trois points alignés sont le centre de l’œil gauche, le centre du grand cercle (point de contact des deux yeux) et le centre de l’œil droit. Pour chacun, on pique le compas en O, on prend l’écartement jusqu’au point, et on reporte cet écartement sur la même droite grise, de l’autre côté de O.
  2. Les cercles : on reprend au compas le rayon de chaque cercle (écartement du centre à un point du cercle) et on trace le cercle de même rayon autour du centre image : le grand cercle et les deux yeux.
  3. La bouche : ses deux extrémités sont sur la droite horizontale qui passe par O ; on reporte de la même façon leurs distances à O de l’autre côté. On relie ces deux points par un arc de même forme, mais bombé vers le haut (demi-tour).
Correction de l'exercice 17 : la tête symétrique par rapport à O est tracée en rouge en bas à droite de O, tête en bas, avec la bouche en haut, les droites de report passant par O en pointillés – corrigé symétrie centrale
La réponse sur la figure
Réponse : la tête image, construite au compas, est la tête de départ retournée d’un demi-tour autour de O : elle se trouve en bas à droite de O, avec la bouche au-dessus des yeux.

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Exercice 18 : Quel est le point symétrique ?

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Énoncé de l'exercice 18 sur la symétrie centrale en 5ème : Quel est le point symétrique ?

Figure de l'exercice 18 : pentagone BLANC à gauche et pentagone ROUGE à droite, de part et d'autre du centre de symétrie P – corrigé symétrie centrale
Figure de l’énoncé

Deux points symétriques par rapport à P sont de part et d’autre de P, à la même distance, et P est le milieu du segment qui les relie. Avec le demi-tour, ce qui est à gauche passe à droite et ce qui est en haut passe en bas :

  • B, le sommet le plus à gauche, a pour symétrique le sommet le plus à droite : E ;
  • L, en haut, a pour symétrique le sommet du bas : G ;
  • A, tout près de P à gauche, a pour symétrique le sommet tout près de P à droite : U ;
  • N, le sommet rentrant à gauche, a pour symétrique le sommet rentrant à droite : O ;
  • C, en bas, a pour symétrique le sommet du haut : R.
Correction de l'exercice 18 : tableau complété en rouge, B a pour symétrique E, L a pour symétrique G, A a pour symétrique U, N a pour symétrique O et C a pour symétrique R
La réponse sur la figure
Réponse : B → E, L → G, A → U, N → O, C → R.

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Exercice 19 : Tracer le symétrique de cette figure (corrigé symétrie centrale)

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Énoncé de l'exercice 19 sur la symétrie centrale en 5ème : Tracer le symétrique de cette figure – corrigé symétrie centrale

Figure de l'exercice 19 : losange BCED de côté 5 cm, triangle ABD avec AB = AD = 4 cm, demi-cercle de diamètre [BC] et droite (d) qui passe par D et C
Figure de l’énoncé

Lecture de la figure. BC, BD, CE et DE portent le même codage et DE = 5 cm : BCED est un losange de côté 5 cm. AB et AD portent le même codage et AD = 4 cm : AB = AD = 4 cm. Ensuite, un demi-cercle a pour diamètre [BC], et la droite (d) passe par D et C.

Reproduire la figure. On trace [DE] de 5 cm, puis B et C au compas (BD = CE = BC = 5 cm), A au compas (AB = AD = 4 cm), le demi-cercle de centre le milieu de [BC] et la droite (DC).

Tracer le symétrique par rapport à E.

  • E est le centre : E est son propre symétrique.
  • D′ : sur la demi-droite [DE), au-delà de E, avec ED′ = ED = 5 cm. De même C′ sur [CE) avec EC′ = EC = 5 cm, B′ sur [BE) avec EB′ = EB, et A′ sur [AE) avec EA′ = EA.
  • On relie : B′C′ED′ est un losange de côté 5 cm, A′B′ = A′D′ = 4 cm, et le demi-cercle image a pour diamètre [B′C′], tourné vers le bas.
  • La droite (d′) = (D′C′) est parallèle à (d).
Correction de l'exercice 19 : la figure symétrique par rapport à E est tracée en rouge sous E, avec le losange B′C′ED′, le triangle A′B′D′ et le demi-cercle de diamètre [B′C′] tourné vers le bas – corrigé symétrie centrale
La réponse sur la figure
Réponse : la figure image a le sommet E en commun avec la figure de départ ; elle est retournée d’un demi-tour autour de E, avec les mêmes longueurs (losange de côté 5 cm, AB = AD = 4 cm) et un demi-cercle tourné vers le bas.

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Exercice 20 : Utilisation des propriétés de la symétrie centrale

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Énoncé de l'exercice 20 sur la symétrie centrale en 5ème : Utilisation des propriétés de la symétrie centrale

Figure de l'exercice 20 : quadrilatère ABCD avec AB = 3 cm et un angle de 70 degrés en A, et son symétrique A′B′C′D′ par rapport au point O – corrigé symétrie centrale
Figure de l’énoncé

1. [A′B′] est le symétrique de [AB] par rapport à O. Or la symétrie centrale conserve les longueurs. Donc A′B′ = AB = 3 cm.

2. L’angle \( \widehat{A^{\prime}B^{\prime}C^{\prime}} \) est le symétrique de l’angle \( \widehat{ABC} \). Or la symétrie centrale conserve les mesures d’angles. Donc \( \widehat{A^{\prime}B^{\prime}C^{\prime}} = \widehat{ABC} \).

Attention : l’angle codé 70° sur la figure est l’angle en A, \( \widehat{BAD} \), et non l’angle en B. Puis il donne \( \widehat{B^{\prime}A^{\prime}D^{\prime}} = \widehat{BAD} = 70^\circ \). De plus, l’angle \( \widehat{ABC} \) n’est pas indiqué : on le mesure au rapporteur sur la figure, on trouve environ 78°, donc \( \widehat{A^{\prime}B^{\prime}C^{\prime}} \approx 78^\circ \).

Correction de l'exercice 20 : sur A′B′C′D′, le côté [A′B′] est marqué 3 cm en rouge, l'angle en B′ environ 78 degrés en rouge et l'angle en A′ 70 degrés en bleu
La réponse sur la figure
Réponse : A′B′ = 3 cm ; l’angle A′B′C′ a la même mesure que l’angle ABC (environ 78° au rapporteur), et l’angle B′A′D′ mesure 70° comme l’angle BAD.

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Corrigé des exercices 21 à 30 sur la symétrie centrale en 5ème

Exercice 21 : Démonstration et symétrie centrale

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Énoncé de l'exercice 21 sur la symétrie centrale en 5ème : Démonstration et symétrie centrale – corrigé symétrie centrale

Figure de l'exercice 21 : figure ABECD avec CD = 5 cm et un angle de 49 degrés en A, et son symétrique A′B′E′C′D′ par rapport au point O
Figure de l’énoncé

1. Le segment [C′D′] est le symétrique du segment [CD] par rapport à O. Or la symétrie centrale conserve les longueurs. Donc C′D′ = CD = 5 cm.

2. L’angle \( \widehat{B^{\prime}A^{\prime}D^{\prime}} \) est le symétrique de l’angle \( \widehat{BAD} \), qui mesure 49°. Or la symétrie centrale conserve les mesures d’angles. Donc \( \widehat{B^{\prime}A^{\prime}D^{\prime}} = \widehat{BAD} = 49^\circ \).

Correction de l'exercice 21 : sur la figure A′B′E′C′D′, le côté [C′D′] est marqué 5 cm et l'angle en A′ est marqué 49 degrés en rouge – corrigé symétrie centrale
La réponse sur la figure
Réponse : C′D′ = 5 cm et l’angle B′A′D′ mesure 49°.

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Exercice 22 : Thalès et calcul d'une longueur (corrigé symétrie centrale)

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Énoncé de l'exercice 22 sur la symétrie centrale en 5ème : Thalès et calcul d'une longueur

Figure de l'exercice 22 : deux triangles OET et UEP opposés par le sommet E, avec (OT) parallèle à (PU), EP = 1, ET = 1,5 et PU = 2 – corrigé symétrie centrale
Figure de l’énoncé

On lit sur la figure : EP = 1, ET = 1,5 et PU = 2. Ensuite, les points P, E, T sont alignés, les points U, E, O sont alignés, et les droites (OT) et (PU) sont parallèles. C’est la configuration « papillon » : les deux triangles EPU et ETO se font face de part et d’autre de E.

Comme (OT) et (PU) sont parallèles, les longueurs des côtés du triangle ETO sont proportionnelles à celles du triangle EPU (propriété de Thalès) :

\[ \frac{ET}{EP} = \frac{EO}{EU} = \frac{OT}{PU} \]

On remplace par les longueurs connues :

\[ \frac{1{,}5}{1} = \frac{OT}{2} \quad \text{donc} \quad OT = 1{,}5 \times 2 = 3 \]

Autrement dit, le triangle ETO est un agrandissement du triangle EPU de coefficient 1,5 : chaque longueur est multipliée par 1,5, et le côté [OT], qui correspond au côté [PU], mesure \( 2 \times 1{,}5 = 3 \).

Correction de l'exercice 22 : le segment [OT] est surligné en rouge avec l'indication OT = 3
La réponse sur la figure
Réponse : le segment [OT] mesure 3 (dans la même unité que les autres longueurs de la figure).

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Exercice 23 : Figure composée d'un rectangle et d'un demi-cercle

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Énoncé de l'exercice 23 sur la symétrie centrale en 5ème : Figure composée d'un rectangle et d'un demi-cercle – corrigé symétrie centrale

Figure de l'exercice 23 : rectangle ABCD avec un demi-cercle de diamètre [CD] à droite, triangle équilatéral BGF posé sur [BC] et point O milieu de [BG]
Figure de l’énoncé

Construction de la figure.

  1. On trace le rectangle ABCD avec AB = 4 cm (côté vertical) et AD = 6 cm (côté horizontal) : on utilise l’équerre pour les angles droits.
  2. On place le milieu de [CD] (à 2 cm de C) et on trace, à l’extérieur du rectangle, le demi-cercle de diamètre [CD], donc de rayon 2 cm.
  3. On place G sur [BC] avec BG = 4 cm. Pour placer F, on trace au compas deux arcs de rayon 4 cm, l’un de centre B, l’autre de centre G : ils se coupent en F. Le triangle BGF est équilatéral.
  4. O est le milieu de [BG] : BO = OG = 2 cm.

Compléter la figure. Pour que O soit le centre de symétrie de la figure finale, on ajoute le symétrique de toute la figure par rapport à O. Par ailleurs, on construit l’image de chaque sommet : O doit être le milieu du segment qui relie le point à son image.

  • O est le milieu de [BG], donc B a pour image G et G a pour image B : le côté [BG] du triangle reste en place.
  • F a pour image F′, situé sous [BG], à la même distance : le triangle GBF′ est équilatéral, pointe vers le bas.
  • C a pour image C′, sur la droite (BC), à 4 cm de O, donc à 2 cm à gauche de B.
  • A a pour image A′, à 4 cm sous G ; D a pour image D′, à 4 cm sous C′. Le rectangle image est GC′D′A′, de mêmes dimensions (4 cm sur 6 cm).
  • Le demi-cercle a pour image le demi-cercle de diamètre [C′D′], de rayon 2 cm, tourné vers la gauche.
Correction de l'exercice 23 : la figure symétrique par rapport à O est tracée en rouge sous la figure de départ, rectangle A′D′C′ avec demi-cercle à gauche et triangle équilatéral pointe en bas, avec en pointillés le segment [AA′] dont O est le milieu – corrigé symétrie centrale
La réponse sur la figure
Réponse : on ajoute le symétrique de la figure par rapport à O : B et G s’échangent, le triangle GBF′ pointe vers le bas, le rectangle image GC′D′A′ est sous [BG] décalé vers la gauche et son demi-cercle est tourné vers la gauche.

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Exercice 24 : Compléter la figure pour que le point C soit le centre de symétrie

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Énoncé de l'exercice 24 sur la symétrie centrale en 5ème : Compléter la figure pour que le point C soit le centre de symétrie

Figure de l'exercice 24 : demi-cercle de diamètre [AB] = 6 cm au-dessus de [AB] et quart de cercle de centre A reliant le milieu de [AB] au point C, avec AC = 3 cm et un angle droit en A – corrigé symétrie centrale
Figure de l’énoncé

Les codages indiquent que AC est égal à la moitié de AB, soit AC = 3 cm, et que l’arc du bas part du milieu M de [AB].

a. Construction en vraie grandeur :

  1. On trace [AB] de 6 cm et on place son milieu M (AM = 3 cm).
  2. On trace le demi-cercle de centre M et de rayon 3 cm, au-dessus de [AB].
  3. On trace à l’équerre la perpendiculaire à (AB) en A et on place C, sous A, avec AC = 3 cm.
  4. On trace le quart de cercle de centre A et de rayon 3 cm, qui va de M à C.

b. On ajoute le symétrique de la figure par rapport à C :

  • A a pour image A′ : on prolonge [AC] au-delà de C et on reporte CA′ = CA = 3 cm (A′ est à 6 cm sous A).
  • B a pour image B′ : on trace la demi-droite [BC) et on reporte CB′ = CB au compas.
  • Le demi-cercle a pour image le demi-cercle de diamètre [A′B′], tourné vers le bas ; le quart de cercle a pour image le quart de cercle de centre A′ et de rayon 3 cm, qui part de C.
Correction de l'exercice 24 : la figure symétrique par rapport à C est tracée en rouge sous C, avec le quart de cercle de centre A′ et le demi-cercle de diamètre [A′B′] = 6 cm tourné vers le bas
La réponse sur la figure

c. La figure obtenue est formée de deux demi-disques de rayon 3 cm et de deux quarts de disque de rayon 3 cm, qui ne se chevauchent pas. Puis la symétrie conserve les aires, donc l’aire totale est le double de l’aire de la figure de départ.

\[ \begin{aligned} \mathcal{A}_{\text{départ}} &= \frac{\pi \times 3^2}{2} + \frac{\pi \times 3^2}{4} = 4{,}5\pi + 2{,}25\pi = 6{,}75\pi \\ \mathcal{A}_{\text{figure}} &= 2 \times 6{,}75\pi = 13{,}5\pi \approx 42{,}41 \end{aligned} \]

Réponse : l’aire de la figure obtenue est \( 13{,}5\pi \text{ cm}^2 \), soit environ 42,4 cm² au dixième près.

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Exercice 25 : Panneaux et centre de symétrie

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Énoncé de l'exercice 25 sur la symétrie centrale en 5ème : Panneaux et centre de symétrie – corrigé symétrie centrale

Panneaux de l'exercice 25 : un panneau rond interdiction de tourner à droite, un triangle avec un avion, un triangle avec deux bosses sur la route et un carré bleu avec une croix rouge sur fond blanc
Figure de l’énoncé

a. Les 5 grandes familles de panneaux étudiées sont : les panneaux de danger, d’interdiction, d’obligation, d’indication et de services.

b.

Famille Forme Bordure Fond Dessin
Danger triangle (pointe en haut) rouge blanc noir
Interdiction rond rouge blanc noir
Obligation rond blanche (fin liseré) bleu blanc
Indication carré ou rectangle blanche bleu blanc
Services carré ou rectangle blanche bleu avec un carré blanc au centre noir ou rouge

c.

  • Panneau 1 : famille interdiction, « interdiction de tourner à droite » à la prochaine intersection.
  • Panneau 2 : famille danger, « passage d’avions à basse altitude » (proximité d’un aérodrome).
  • Panneau 3 : famille danger, « cassis ou dos-d’âne » (chaussée bosselée).
  • Panneau 4 : famille services, « poste de secours ».

d. Un centre de symétrie : la figure se superpose à elle-même après un demi-tour. Ensuite, un axe de symétrie : les deux moitiés se superposent par pliage le long de l’axe.

  • Panneau 1 : la flèche vers la droite et la barre oblique empêchent tout demi-tour et tout pliage : ni centre, ni axe de symétrie.
  • Panneau 2 : le triangle seul aurait des axes, mais l’avion n’est pas symétrique : ni centre, ni axe de symétrie.
  • Panneau 3 : les deux bosses sont identiques et placées de la même façon à gauche et à droite : un axe de symétrie (la droite verticale qui passe par la pointe), mais pas de centre de symétrie (un triangle retourné d’un demi-tour a la pointe en bas).
  • Panneau 4 : le carré et la croix ont un centre de symétrie (le centre du carré) et quatre axes de symétrie (les deux médianes et les deux diagonales du carré).
Correction de l'exercice 25 : l'axe vertical du panneau cassis est tracé en pointillés rouges, et sur le panneau poste de secours sont tracés les quatre axes de symétrie et marqué le centre – corrigé symétrie centrale
La réponse sur la figure
Réponse : seuls les panneaux 3 et 4 ont des éléments de symétrie : 1 axe pour le panneau « cassis », 4 axes et un centre pour le panneau « poste de secours ».

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Exercice 26 : Construire le symétrique de la droite par rapport au point O

Revoir l’énoncé de l’exercice 26

Énoncé de l'exercice 26 sur la symétrie centrale en 5ème : Construire le symétrique de la droite par rapport au point O

Figure de l'exercice 26 : triangle MON rectangle en O avec OM = 4 cm et ON = 6 cm – corrigé symétrie centrale
Figure de l’énoncé

a. On trace [ON] de 6 cm, puis à l’équerre la perpendiculaire à (ON) en O, sur laquelle on place M avec OM = 4 cm. Puis on relie M et N : le triangle MON est rectangle en O.

b. Pour construire le symétrique d’une droite, il suffit de construire le symétrique de deux de ses points :

  • on prolonge [MO] au-delà de O et on place M′ avec OM′ = OM = 4 cm ;
  • on prolonge [NO] au-delà de O et on place N′ avec ON′ = ON = 6 cm ;
  • on trace la droite (M′N′) : c’est le symétrique de la droite (MN) par rapport à O.

Contrôle : le symétrique d’une droite par rapport à un point est une droite parallèle, donc (M′N′) doit être parallèle à (MN).

Correction de l'exercice 26 : les points M′ et N′ symétriques de M et N par rapport à O et la droite (M′N′) tracée en rouge, parallèle à (MN), avec en pointillés les segments [MM′] et [NN′] qui se coupent en O
La réponse sur la figure
Réponse : le symétrique de (MN) par rapport à O est la droite (M′N′), avec OM′ = 4 cm et ON′ = 6 cm ; elle est parallèle à (MN).

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Exercice 27 : Construire le symétrique d'une droite et d'un cercle

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Énoncé de l'exercice 27 sur la symétrie centrale en 5ème : Construire le symétrique d'une droite et d'un cercle – corrigé symétrie centrale

Figure de l'exercice 27 : cercle de centre O, points A et B sur le cercle, droite (AB) et point C sur cette droite, en dehors du cercle
Figure de l’énoncé

On trace un cercle de centre O, on place deux points A et B sur ce cercle, on trace la droite (AB) et on place un point C sur cette droite, en dehors du cercle.

Avec une règle non graduée, on ne peut pas reporter de longueur : il faut utiliser les propriétés de la symétrie.

  • Le cercle est son propre symétrique par rapport à son centre O. Le symétrique A′ de A est donc sur le cercle et sur la droite (AO) : on trace (AO), qui recoupe le cercle en A′ ([AA′] est un diamètre, O en est le milieu).
  • De même, on trace (BO), qui recoupe le cercle en B′.
  • Le symétrique de la droite (AB) est la droite (A′B′). Comme C est sur (AB), son symétrique C′ est sur (A′B′). Il est aussi sur la droite (CO), car O est le milieu de [CC′]. On trace donc (A′B′) et (CO) : elles se coupent en C′.
Correction de l'exercice 27 : les droites (AO), (BO) et (CO) en pointillés passent par O, A′ et B′ sont sur le cercle et la droite (A′B′) tracée en rouge coupe (CO) en C′ – corrigé symétrie centrale
La réponse sur la figure
Réponse : A′ et B′ sont les seconds points d’intersection de (AO) et (BO) avec le cercle, et C′ est l’intersection de (A′B′) et de (CO). La droite (A′B′) est parallèle à (AB).

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Exercice 28 : Symétrie centrale et longueurs (corrigé symétrie centrale)

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Énoncé de l'exercice 28 sur la symétrie centrale en 5ème : Symétrie centrale et longueurs

Figure de l'exercice 28 : segment [AB] de 3 cm, segment [CD] de 4 cm et point O à gauche des deux segments – corrigé symétrie centrale
Figure de l’énoncé

a. On reproduit la figure : [AB] de 3 cm, [CD] de 4 cm et le point O à gauche. De plus, pour chaque extrémité, on trace la demi-droite qui part du point et passe par O, puis on reporte au compas, de l’autre côté de O, la même distance : par exemple A′ est sur [AO) avec OA′ = OA. Ensuite, on obtient A′, B′, C′ et D′, puis on trace les segments [A′B′] et [C′D′].

Correction de l'exercice 28 : les segments [A′B′] de 3 cm et [C′D′] de 4 cm sont tracés en rouge à gauche du point O, chaque extrémité étant reliée à son image par un segment en pointillés passant par O
La réponse sur la figure

b. La symétrie centrale conserve les longueurs : un segment et son symétrique ont la même longueur. Donc A′B′ = AB et C′D′ = CD.

Réponse : A′B′ = 3 cm et C′D′ = 4 cm.

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Exercice 29 : Longueurs, angles et symétrie centrale

Revoir l’énoncé de l’exercice 29

Énoncé de l'exercice 29 sur la symétrie centrale en 5ème : Longueurs, angles et symétrie centrale – corrigé symétrie centrale

Figure de l'exercice 29 : triangle EFG rectangle en G avec EG = 1,5 cm et un angle de 35 degrés en E, et un point O à droite
Figure de l’énoncé

On lit sur la figure : EG = 1,5 cm, l’angle en E mesure 35° et le triangle est rectangle en G.

a. [E′G′] est le symétrique de [EG] par rapport à O. Par ailleurs, la symétrie centrale conserve les longueurs, donc E′G′ = EG = 1,5 cm.

b. La symétrie centrale conserve aussi les mesures d’angles :

  • \( \widehat{F^{\prime}E^{\prime}G^{\prime}} = \widehat{FEG} = 35^\circ \) ;
  • \( \widehat{E^{\prime}G^{\prime}F^{\prime}} = \widehat{EGF} = 90^\circ \) ;
  • pour le troisième angle, on utilise la somme des angles d’un triangle, qui vaut 180° : \( \widehat{EFG} = 180^\circ – 90^\circ – 35^\circ = 55^\circ \), donc \( \widehat{E^{\prime}F^{\prime}G^{\prime}} = 55^\circ \).
Correction de l'exercice 29 : le triangle E′F′G′ symétrique de EFG par rapport à O est tracé en rouge à droite, avec E′G′ = 1,5 cm et les angles 35 degrés en E′, 90 degrés en G′ et 55 degrés en F′ – corrigé symétrie centrale
La réponse sur la figure
Réponse : E′G′ = 1,5 cm ; les angles du triangle E′F′G′ mesurent 35° en E′, 90° en G′ et 55° en F′.

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Exercice 30 : Sur quelle(s) figure(s) y a-t-il une erreur ?

Revoir l’énoncé de l’exercice 30

Énoncé de l'exercice 30 sur la symétrie centrale en 5ème : Sur quelle(s) figure(s) y a-t-il une erreur ?

Figures de l'exercice 30 : trois dessins a, b et c montrant chacun un bonhomme et son image supposée par rapport à un point O – corrigé symétrie centrale
Figure de l’énoncé

La symétrie centrale de centre O correspond à un demi-tour autour de O. Conséquences : l’image d’un bonhomme debout a la tête en bas, et ce qui était en haut à gauche se retrouve en bas à droite.

  • a. Les deux bonshommes sont debout, la tête en haut, et se font face comme dans un miroir : c’est une symétrie par rapport à un axe vertical, pas un demi-tour. Erreur.
  • b. Le bonhomme de droite lève le bras en haut à gauche. Après un demi-tour, ce bras devrait partir en bas à droite ; or sur l’image, le bras du bas part vers la gauche. Le dessin a été retourné comme dans une symétrie par rapport à un axe horizontal. Erreur.
  • c. L’image a la tête en bas, le bras levé est devenu le bras qui part en bas à droite, l’autre bras part en haut à gauche, et la bouche souriante est bien retournée : c’est correct.
Correction de l'exercice 30 : sous les dessins a et b est écrit ERREUR en rouge, sous le dessin c est écrit CORRECT en bleu
La réponse sur la figure
Réponse : on est certain qu’il y a une erreur sur les figures a. et b. ; la figure c. est correcte.

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Corrigé des exercices 31 à 32 sur la symétrie centrale en 5ème

Exercice 31 : Symétrie d'un rectangle par rapport à un point O

Revoir l’énoncé de l’exercice 31

Énoncé de l'exercice 31 sur la symétrie centrale en 5ème : Symétrie d'un rectangle par rapport à un point O – corrigé symétrie centrale

a. On trace [EF] de 6 cm. À l’équerre, on trace les perpendiculaires à (EF) en E et en F, et on place H et G du même côté avec EH = FG = 4 cm. Puis on relie G et H : EFGH est un rectangle.

b. On place un point O à l’extérieur du rectangle. Ensuite, pour chaque sommet, on trace la demi-droite qui part du sommet et passe par O, et on reporte au compas la même distance de l’autre côté de O :

  • E′ sur [EO) avec OE′ = OE ;
  • F′ sur [FO) avec OF′ = OF ;
  • G′ sur [GO) avec OG′ = OG ;
  • H′ sur [HO) avec OH′ = OH.

On relie les points images dans le même ordre : E′F′G′H′. Puis la symétrie centrale conserve les longueurs, les angles et le parallélisme, donc E′F′G′H′ est un rectangle de mêmes dimensions : E′F′ = 6 cm et E′H′ = 4 cm.

O E F G H E′ F′ G′ H′
Le rectangle EFGH et son symétrique E′F′G′H′ par rapport à O
Réponse : E′F′G′H′ est un rectangle de 6 cm sur 4 cm, retourné d’un demi-tour de l’autre côté de O ; O est le milieu de [EE′], [FF′], [GG′] et [HH′].

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Exercice 32 : Symétrie d'un triangle équilatéral par rapport à un point O

Revoir l’énoncé de l’exercice 32

Énoncé de l'exercice 32 sur la symétrie centrale en 5ème : Symétrie d'un triangle équilatéral par rapport à un point O

a. On trace [BC] de 3 cm. De plus, on trace au compas un arc de centre B et de rayon 3 cm, puis un arc de centre C et de rayon 3 cm : ils se coupent en A. Ensuite, le triangle ABC a trois côtés de 3 cm : il est équilatéral.

b. On place un point O à l’extérieur du triangle, puis on construit les symétriques des trois sommets : A′ sur [AO) avec OA′ = OA, B′ sur [BO) avec OB′ = OB, C′ sur [CO) avec OC′ = OC. Par ailleurs, on relie A′, B′ et C′.

Comme la symétrie centrale conserve les longueurs, A′B′ = B′C′ = C′A′ = 3 cm : le triangle A′B′C′ est lui aussi équilatéral de côté 3 cm. Astuce de contrôle : on peut vérifier au compas que A′ est bien à 3 cm de B′ et de C′.

O A B C A′ B′ C′
Le triangle ABC et son symétrique A′B′C′ par rapport à O
Réponse : A′B′C′ est un triangle équilatéral de côté 3 cm, « tête en bas » par rapport à ABC ; O est le milieu de [AA′], [BB′] et [CC′].

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La méthode à retenir sur la symétrie centrale

  • Le symétrique M′ d’un point M par rapport à O est tel que O est le milieu de [MM′] : on trace [MO) et on reporte la longueur OM au compas au-delà de O.
  • Le centre O est son propre symétrique ; un point de la figure situé en O reste en O.
  • Pour une figure, on construit l’image des points clés (sommets, extrémités, centres de cercles) puis on relie dans le même ordre ; un cercle a pour image un cercle de même rayon.
  • La symétrie centrale conserve les longueurs, les angles, les aires, le parallélisme et l’alignement : c’est l’outil des démonstrations.
  • Une droite a pour image une droite parallèle ; une demi-droite a pour image une demi-droite parallèle de sens contraire.
  • Sur quadrillage, on compte les carreaux depuis O et on les reporte dans le sens opposé (horizontalement et verticalement).

Les erreurs fréquentes

  • Confondre avec la symétrie axiale : faire un « miroir » (retournement gauche-droite) au lieu d’un demi-tour, comme dans les dessins du bas de l’exercice 5.
  • Reporter la longueur du mauvais côté : l’image doit être de l’autre côté de O, à la même distance.
  • Oublier de relier les points images dans le même ordre que ceux de la figure de départ.
  • Tracer le cercle image avec un autre rayon, ou le demi-cercle image tourné du même côté que celui de départ.
  • Sur quadrillage, ne retourner qu’une seule direction (gauche-droite ou haut-bas) au lieu des deux.

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre symétrie centrale et symétrie axiale ?

La symétrie axiale se fait par rapport à une droite : c’est un pliage, la figure est vue comme dans un miroir. Puis la symétrie centrale se fait par rapport à un point : c’est un demi-tour autour de ce point. Ensuite, une figure symétrique par rapport à un point se retrouve donc « tête en bas ».

Comment construire le symétrique d’un point sans quadrillage ?

On trace la demi-droite qui part du point M et passe par le centre O. Avec le compas pointé sur O, on prend l’écartement OM et on reporte cette longueur de l’autre côté de O sur la demi-droite. Puis le point obtenu est M′, et O est bien le milieu de [MM′].

À quoi servent les propriétés de conservation en 5ème ?

Elles permettent de démontrer sans mesurer : si deux segments sont symétriques, ils ont la même longueur ; si deux angles sont symétriques, ils ont la même mesure ; l’image d’une droite est parallèle à elle. De plus, elles préparent aussi l’étude du parallélogramme, dont le centre de symétrie est le point d’intersection des diagonales.

Pour aller plus loin :

Questions fréquentes (suite)

Comment utiliser cette fiche corrigé symétrie centrale

Tout d’abord, fais l’exercice sans regarder la solution. Ensuite, compare ta démarche avec la correction, étape par étape. Ainsi, chaque erreur devient une occasion de progresser. De plus, un travail régulier sur corrigé symétrie centrale vaut mieux qu’une longue séance.

Par exemple, refais un exercice raté deux jours plus tard. Enfin, pour aller plus loin, l’article Symétrie centrale de Wikipédia présente la notion autrement. Également, tu peux continuer avec corrigé des 38 exercices de calcul littéral en 5ème : solutions détaillées.

Ce qu’il faut retenir

Corrigé symétrie centrale reste une notion à consolider avant de passer à des exercices plus difficiles. Comprendre corrigé symétrie centrale demande surtout de refaire les exercices soi-même avant de vérifier la correction. Par ailleurs, cette page en cinquième rassemble tout ce qu’il faut savoir sur corrigé symétrie centrale pour progresser sereinement. Prendre le temps de revoir corrigé symétrie centrale permet d’éviter les erreurs les plus courantes le jour du contrôle. Grâce à cette fiche sur corrigé symétrie centrale, chaque étape de la méthode est expliquée clairement. Revenir régulièrement sur corrigé symétrie centrale aide à mémoriser durablement la méthode et le vocabulaire associés.

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