← Trở về thư viện

Bài 22: Hình có tâm đối xứng - Lý thuyết, dạng bài và lời giải chi tiết

Toàn bộ lý thuyết Toán 6 Bài 22 Hình có tâm đối xứng: định nghĩa phép quay 180 độ, bảng đối chiếu hình có tâm đối xứng và trục đối xứng, chữ cái in hoa, kỹ thuật vẽ điểm đối xứng và 5 bài toán nâng cao HSG độc bản có lời giải chi tiết.

Mục lục bài viết25 mục

Bài 22. Hình có tâm đối xứng

Ở Bài 21, chúng ta đã làm quen với trục đối xứng — thao tác gắn liền với việc gấp đôi một hình theo đường thẳng sao cho hai nửa trùng khít lên nhau. Tuy nhiên, trong tự nhiên và cuộc sống, có những vật thể dù không thể gấp đôi theo đường thẳng nào (như cánh quạt quay, chong chóng gió, chữ cái SS, quân bài rô hay hình bình hành nghiêng), nhưng nhìn chúng vẫn vô cùng cân đối và hài hòa.

Đó là bởi vì chúng sở hữu một dạng đối xứng thứ hai cực kỳ thú vị: Tính đối xứng tâm. Khi ta quay hình đó nửa vòng (tức đúng 180∘180^\circ) quanh một điểm cố định, hình thu được sẽ trùng khít hoàn toàn với vị trí ban đầu! Bài học hôm nay sẽ giúp các em phân biệt rõ ràng giữa trục đối xứng và tâm đối xứng, làm chủ phương pháp xác định tâm đối xứng của các hình phẳng và chinh phục hệ thống bài tập độc bản 100%100\% có lời giải chi tiết!


Khởi động — Trực giác về phép quay nửa vòng (5–7 phút)

Hãy kiểm tra trực giác hình học qua 3 câu hỏi trắc nghiệm tương tác sau:

Hình nào sau đây có tâm đối xứng nhưng KHÔNG CÓ trục đối xứng?

Tam giác đều có tâm đối xứng không?

Chữ cái in hoa nào dưới đây vừa có trục đối xứng vừa có tâm đối xứng?


A. Lý thuyết trọng tâm

1. Tâm đối xứng của một hình

Ghi nhớ

Định nghĩa tâm đối xứng: Cho hình (H)(H) và một điểm OO. Nếu khi ta quay hình (H)(H) nửa vòng (tức là 180∘180^\circ) quanh điểm OO mà hình thu được trùng khít với vị trí ban đầu, thì:

  • Hình (H)(H) được gọi là hình có tâm đối xứng.
  • Điểm OO được gọi là tâm đối xứng của hình (H)(H).

Khi đó, với mỗi điểm MM bất kỳ thuộc hình (H)(H), điểm đối xứng M′M' của nó qua OO (sao cho OO là trung điểm của đoạn thẳng MM′MM') cũng thuộc hình (H)(H).

A B C D O Khi quay 180° quanh O: A đổi chỗ cho C, B đổi chỗ cho D
Hình 1. Giao điểm OO của hai đường chéo là tâm đối xứng của hình bình hành

2. Tâm đối xứng của các hình hình học quen thuộc

Mỗi hình phẳng dưới đây chỉ có duy nhất một tâm đối xứng:

  1. Đoạn thẳng: Tâm đối xứng là trung điểm của đoạn thẳng đó.
  2. Hình vuông, Hình chữ nhật, Hình thoi, Hình bình hành: Tâm đối xứng là giao điểm của hai đường chéo.
  3. Lục giác đều: Tâm đối xứng là tâm của lục giác (giao điểm của ba đường chéo chính).
  4. Hình tròn: Tâm đối xứng là tâm của hình tròn.
Lưu ý / Cảnh báo

Những hình KHÔNG CÓ tâm đối xứng:

  • Tam giác đều: Hoàn toàn không có tâm đối xứng.
  • Tam giác cân, tam giác thường: Không có tâm đối xứng.
  • Hình thang cân, hình thang vuông, hình thang thường: Không có tâm đối xứng.

3. Bảng vàng đối chiếu toàn diện: Trục đối xứng vs Tâm đối xứng

Đây là bảng kiến thức then chốt nhất của Chương V giúp học sinh phân loại chuẩn xác mọi hình phẳng:

Hình phẳng Có trục đối xứng không? (Số trục) Có tâm đối xứng không? Vị trí tâm đối xứng
Đoạn thẳng Có (11 trục — đường trung trực) Có Trung điểm của đoạn thẳng
Tam giác đều Có (33 trục) Không (Không có)
Hình vuông Có (44 trục) Có Giao điểm hai đường chéo
Hình chữ nhật Có (22 trục) Có Giao điểm hai đường chéo
Hình thoi Có (22 trục) Có Giao điểm hai đường chéo
Hình bình hành (thường) Không Có Giao điểm hai đường chéo
Hình thang cân Có (11 trục) Không (Không có)
Lục giác đều Có (66 trục) Có Tâm của lục giác đều
Hình tròn Có (Vô số trục) Có Tâm của hình tròn

4. Bốn nhóm hình theo tiêu chí đối xứng

1. Vừa có TRỤC, vừa có TÂM

Hình tròn, hình vuông, hình chữ nhật, hình thoi, lục giác đều, đoạn thẳng.
Chữ cái: H, I, O, X.

2. Chỉ có TRỤC, KHÔNG có tâm

Tam giác đều, tam giác cân, hình thang cân, hình trái tim.
Chữ cái: A, B, C, D, E, M, T, U, V, W, Y.

3. Chỉ có TÂM, KHÔNG có trục

Hình bình hành nghiêng, chong chóng 2 cánh / 4 cánh cong.
Chữ cái: N, S, Z.

4. KHÔNG có cả hai

Tam giác thường, hình thang thường, tứ giác không đặc biệt.
Chữ cái: F, G, J, L, P, Q, R.


B. Các dạng toán thường gặp và phương pháp giải chi tiết

Dạng 1. Nhận biết hình có tâm đối xứng

Phương pháp giải:

  • Tưởng tượng xoay hình đó nửa vòng (góc 180∘180^\circ):
    • Nếu đỉnh quay xuống đáy, mép trái đảo sang mép phải mà hình vẫn giữ nguyên hình dạng   ⟹  \implies Có tâm đối xứng.
    • Nếu hình bị đảo lộn (ví dụ đỉnh nhọn chúc xuống dưới)   ⟹  \implies Không có tâm đối xứng.
  • Ghi nhớ: Các tứ giác có các cặp cạnh đối song song (hình bình hành, hình chữ nhật, hình thoi, hình vuông) luôn có tâm đối xứng.

Bài toán 1.1

Trong các biển báo giao thông dưới đây, biển báo nào có tâm đối xứng?

  1. Biển báo cấm đi ngược chiều (hình tròn màu đỏ, ở giữa có vạch ngang màu trắng).
  2. Biển báo nguy hiểm hình tam giác đều viền đỏ nền vàng.
  3. Biển báo đường ưu tiên hình thoi màu vàng viền trắng.
  4. Biển báo hiệu lệnh hình tròn có mũi tên rẽ phải.

Lời giải:

  1. Biển cấm đi ngược chiều: Có tâm đối xứng (chính là tâm của hình tròn và tâm của vạch trắng). Khi quay 180∘180^\circ, vạch trắng nằm ngang vẫn là vạch trắng nằm ngang.
  2. Biển báo nguy hiểm tam giác đều: Không có tâm đối xứng (khi quay 180∘180^\circ, đỉnh của tam giác quay chúc xuống dưới, hình bị lộn ngược).
  3. Biển báo đường ưu tiên hình thoi: Có tâm đối xứng (giao điểm của hai đường chéo hình thoi).
  4. Biển báo mũi tên rẽ phải: Không có tâm đối xứng (khi quay 180∘180^\circ, mũi tên rẽ phải biến thành mũi tên rẽ trái chúc xuống).

Dạng 2. Xác định tâm đối xứng và tính khoảng cách

Phương pháp giải:

  • Để xác định tâm đối xứng:
    • Đoạn thẳng: Xác định trung điểm OO (OA=OB=AB2OA = OB = \dfrac{AB}{2}).
    • Tứ giác (hình bình hành, chữ nhật, thoi, vuông): Nối hai đường chéo, giao điểm OO là tâm đối xứng.
  • Khoảng cách từ tâm đối xứng đến đỉnh bằng một nửa độ dài đường chéo đi qua đỉnh đó:OA=AC2;OB=BD2.OA = \dfrac{AC}{2};\quad OB = \dfrac{BD}{2}.

Bài toán 2.1

  1. Cho hình chữ nhật ABCDABCD có đường chéo AC=14 cmAC = 14\text{ cm}. Xác định tâm đối xứng OO của hình chữ nhật và tính khoảng cách từ OO đến mỗi đỉnh của hình chữ nhật đó.
  2. Cho hình thoi MNPQMNPQ có hai đường chéo MP=16 cmMP = 16\text{ cm} và NQ=12 cmNQ = 12\text{ cm} cắt nhau tại II.
    • Điểm II có phải là tâm đối xứng của hình thoi không?
    • Tính độ dài các đoạn thẳng IMIM và ININ.

Lời giải: 1.

  • Tâm đối xứng của hình chữ nhật ABCDABCD là giao điểm OO của hai đường chéo ACAC và BDBD.
  • Hai đường chéo hình chữ nhật bằng nhau nên BD=AC=14 cmBD = AC = 14\text{ cm}.
  • Khoảng cách từ tâm OO đến bốn đỉnh là bằng nhau:OA=OB=OC=OD=AC2=142=7 (cm).OA = OB = OC = OD = \dfrac{AC}{2} = \dfrac{14}{2} = 7\text{ (cm)}.

2.

  • Giao điểm II của hai đường chéo chính là tâm đối xứng của hình thoi MNPQMNPQ.
  • Hai đường chéo cắt nhau tại trung điểm của mỗi đường nên:IM=MP2=162=8 (cm);IN=NQ2=122=6 (cm).IM = \dfrac{MP}{2} = \dfrac{16}{2} = 8\text{ (cm)};\quad IN = \dfrac{NQ}{2} = \dfrac{12}{2} = 6\text{ (cm)}.

Dạng 3. Vẽ thêm điểm hoặc đoạn thẳng để hoàn thiện hình có tâm đối xứng

Phương pháp giải:

  • Vẽ điểm A′A' đối xứng với AA qua tâm OO: Nối đường thẳng AOAO, trên tia đối của tia OAOA lấy điểm A′A' sao cho OA′=OAOA' = OA (tức OO là trung điểm của đoạn thẳng AA′AA').
  • Hoàn thiện hình bình hành từ tam giác ABCABC: Lấy trung điểm MM của cạnh BCBC làm tâm đối xứng, sau đó vẽ điểm DD đối xứng với AA qua MM. Khi đó tứ giác ABDCABDC là một hình bình hành nhận MM làm tâm đối xứng.

Bài toán 3.1

Cho góc nhọn xOy^\widehat{xOy} và một điểm AA nằm trong góc. Nêu các bước vẽ điểm BB sao cho gốc OO là tâm đối xứng của đoạn thẳng ABAB.

Lời giải:

  • Bước 1: Đặt thước thẳng nối điểm AA và điểm OO.
  • Bước 2: Kéo dài đoạn thẳng AOAO về phía đối diện để tạo thành tia đối của tia OAOA.
  • Bước 3: Đo độ dài đoạn thẳng OAOA. Trên tia đối vừa vẽ, dùng compa hoặc thước vạch lấy điểm BB sao cho:OB=OA.OB = OA.
  • Khi đó điểm OO là trung điểm của đoạn thẳng ABAB, nghĩa là OO là tâm đối xứng của đoạn thẳng ABAB.

Dạng 4. Tâm đối xứng của các chữ cái in hoa và chữ số

Bài toán 4.1

  1. Trong các chữ cái in hoa sau: N, P, S, Q, Z, chữ nào có tâm đối xứng? Hãy chỉ ra vị trí tâm đối xứng của chúng.
  2. Trong các chữ số từ 00 đến 99, chữ số nào có tâm đối xứng?

Lời giải:

  1. Xét từng chữ cái:
    • Chữ N: Có tâm đối xứng (nằm ở chính giữa nét gạch chéo).
    • Chữ P: Không có tâm đối xứng.
    • Chữ S: Có tâm đối xứng (nằm ở điểm uốn chính giữa chữ).
    • Chữ Q: Không có tâm đối xứng.
    • Chữ Z: Có tâm đối xứng (nằm ở trung điểm nét gạch chéo). Vậy các chữ có tâm đối xứng là: N, S, Z.
  2. Trong các chữ số từ 00 đến 99 (theo phông số chuẩn cân đối):
    • Chữ số 00: Có tâm đối xứng (tâm của hình elip).
    • Chữ số 88: Có tâm đối xứng (giao điểm của hai vòng tròn).
    • Các chữ số 1,2,3,4,5,6,7,91, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9 không có tâm đối xứng (số 66 và 99 quay 180∘180^\circ biến thành nhau chứ bản thân mỗi số không trùng khít với chính nó).

C. Phiếu bài tập tự luyện (10 bài độc bản kèm lời giải)

Đề bài phiếu tự luyện

Bài 1. Điền từ thích hợp vào chỗ trống:

  1. Điểm OO gọi là …\dots của hình (H)(H) nếu khi quay hình (H)(H) một góc …∘\dots^\circ quanh OO thì hình thu được trùng khít với hình ban đầu.
  2. Tâm đối xứng của đoạn thẳng ABAB là …\dots của đoạn thẳng đó.
  3. Tâm đối xứng của hình chữ nhật là …\dots của hai đường chéo.

Bài 2. Trong các hình sau, hình nào có tâm đối xứng?

  1. Tam giác đều;
  2. Hình thoi;
  3. Hình thang cân;
  4. Hình bình hành;
  5. Lục giác đều.

Bài 3. Cho lục giác đều ABCDEFABCDEF có tâm là OO. Biết đường chéo chính AD=12 cmAD = 12\text{ cm}.

  1. Chỉ ra tâm đối xứng của lục giác đều.
  2. Tính khoảng cách từ tâm đối xứng đến mỗi đỉnh của lục giác đều.

Bài 4. Bạn Hoa nói: "Hình có trục đối xứng thì nhất định phải có tâm đối xứng." Bạn Hoa nói đúng hay sai? Lấy ví dụ minh họa.

Bài 5. Cho đoạn thẳng MN=9 cmMN = 9\text{ cm}. Xác định tâm đối xứng II của đoạn thẳng MNMN và tính độ dài IMIM.

Bài 6. Trong các chữ cái in hoa của từ "HÀ NỘI" (H, A, N, O, I), chữ nào có tâm đối xứng? Chữ nào vừa có trục đối xứng vừa có tâm đối xứng?

Bài 7. Một chiếc chong chóng có 22 cánh hình chữ nhật đối xứng nhau qua trục quay. Chong chóng này có tâm đối xứng không? Có trục đối xứng không?

Bài 8. Cho tam giác ABCABC. Em hãy vẽ thêm một điểm DD sao cho tứ giác ABDCABDC là một hình có tâm đối xứng.

Bài 9. Kể tên 4 đồ vật hoặc logo thương hiệu trong thực tế có tâm đối xứng.

Bài 10. Hoàn thành bảng phân loại sau bằng cách điền "Có" hoặc "Không":

Hình Có trục đối xứng? Có tâm đối xứng?
Tam giác cân (không đều)
Hình vuông
Hình bình hành (nghiêng)
Hình chữ nhật
Hình tròn

Lời giải chi tiết phiếu tự luyện

Bài 1.

  1. ... gọi là tâm đối xứng; ... góc 180∘180^\circ.
  2. ... là trung điểm của đoạn thẳng đó.
  3. ... là giao điểm của hai đường chéo.

Bài 2.

  • Các hình có tâm đối xứng là: Hình thoi, Hình bình hành, Lục giác đều.
  • Tam giác đều và hình thang cân không có tâm đối xứng.

Bài 3.

  1. Tâm đối xứng của lục giác đều là tâm OO (giao điểm của ba đường chéo chính).
  2. Điểm OO là trung điểm của đường chéo chính ADAD, nên khoảng cách từ OO đến đỉnh AA là:OA=AD2=122=6 (cm).OA = \dfrac{AD}{2} = \dfrac{12}{2} = 6\text{ (cm)}.Vì lục giác đều nên khoảng cách từ OO đến cả sáu đỉnh đều bằng nhau:OA=OB=OC=OD=OE=OF=6 (cm).OA = OB = OC = OD = OE = OF = 6\text{ (cm)}.

Bài 4. Bạn Hoa nói sai. Ví dụ minh họa: Tam giác đều hoặc hình thang cân đều là những hình có trục đối xứng (tam giác đều có 3 trục, hình thang cân có 1 trục) nhưng cả hai hình này đều hoàn toàn không có tâm đối xứng.

Bài 5.

  • Tâm đối xứng II của đoạn thẳng MNMN là trung điểm của MNMN.
  • Độ dài đoạn thẳng IMIM là:IM=MN2=92=4.5 (cm).IM = \dfrac{MN}{2} = \dfrac{9}{2} = 4.5\text{ (cm)}.

Bài 6.

  • Các chữ cái có tâm đối xứng là: H, N, O, I. (Chữ A không có tâm đối xứng).
  • Các chữ cái vừa có trục đối xứng vừa có tâm đối xứng là: H, O, I.

Bài 7.

  • Chong chóng 22 cánh đối xứng nhau qua trục quay: Khi quay 180∘180^\circ quanh trục quay, hai cánh đổi chỗ cho nhau và trùng khít vị trí cũ   ⟹  \implies Có tâm đối xứng (chính là trục quay).
  • Nếu hai cánh phẳng thẳng hàng, nó có 22 trục đối xứng. Nếu hai cánh hơi vát cong cùng chiều (để đón gió), nó không có trục đối xứng.

Bài 8. Cách vẽ:

  • Lấy MM là trung điểm của cạnh BCBC.
  • Nối AMAM và kéo dài về phía MM. Trên tia đối của tia MAMA, lấy điểm DD sao cho MD=MAMD = MA.
  • Khi đó MM là trung điểm của cả BCBC và ADAD, tứ giác ABDCABDC trở thành hình bình hành và nhận điểm MM làm tâm đối xứng.

Bài 9. Bốn đồ vật/logo có tâm đối xứng trong thực tế:

  1. Bánh xe đạp/xe máy (tâm trục bánh xe);
  2. Cánh quạt trần 4 cánh hoặc 2 cánh;
  3. Quân bài Tây 1010 rô, 88 cơ (nhận điểm chính giữa lá bài làm tâm đối xứng);
  4. Logo chữ S của hãng xe hơi Suzuki hoặc biểu tượng âm dương (Bát quái).

Bài 10.

Hình Có trục đối xứng? Có tâm đối xứng?
Tam giác cân (không đều) Có Không
Hình vuông Có Có
Hình bình hành (nghiêng) Không Có
Hình chữ nhật Có Có
Hình tròn Có Có

D. Đề kiểm tra 15 phút — Đánh giá năng lực chuẩn

Đề bài

Phần I. Trắc nghiệm (4 câu — 4 điểm)

Hình nào sau đây KHÔNG CÓ tâm đối xứng?

Tâm đối xứng của hình bình hành là:

Chữ cái in hoa nào sau đây CÓ TÂM ĐỐI XỨNG nhưng KHÔNG CÓ trục đối xứng?

Cho hình vuông ABCD có tâm đối xứng O và đường chéo BD = 16 cm. Khoảng cách OA bằng:

Phần II. Tự luận (3 câu — 6 điểm)

Câu 1 (2.0 điểm). Nêu tên 44 hình tứ giác đã học có tâm đối xứng và chỉ ra vị trí tâm đối xứng của mỗi hình đó.

Câu 2 (2.0 điểm). Cho đoạn thẳng AB=7 cmAB = 7\text{ cm}. Vẽ tâm đối xứng OO của đoạn thẳng ABAB. Giải thích vì sao điểm OO là tâm đối xứng của đoạn thẳng ABAB.

Câu 3 (2.0 điểm). Trong các chữ cái in hoa sau: D, N, X, Y, Z:

  1. Chữ nào có tâm đối xứng?
  2. Chữ nào vừa có trục đối xứng vừa có tâm đối xứng?

Đáp án và thang điểm phần tự luận

Câu 1 (2.0 điểm):

  • Bốn hình tứ giác có tâm đối xứng là: Hình vuông, Hình chữ nhật, Hình thoi, Hình bình hành (1.0 điểm).
  • Tâm đối xứng của cả bốn hình này đều là giao điểm của hai đường chéo (1.0 điểm).

Câu 2 (2.0 điểm):

  • Vẽ đoạn thẳng AB=7 cmAB = 7\text{ cm}, xác định điểm OO trên đoạn ABAB sao cho OA=OB=3.5 cmOA = OB = 3.5\text{ cm} (1.0 điểm).
  • Giải thích: Khi quay đoạn thẳng ABAB nửa vòng (180∘180^\circ) quanh điểm OO, mút AA chuyển đến vị trí mút BB và mút BB chuyển đến vị trí mút AA, đoạn thẳng ABAB trùng khít với chính nó. Do đó OO là tâm đối xứng của đoạn thẳng ABAB (1.0 điểm).

Câu 3 (2.0 điểm):

  1. Các chữ cái có tâm đối xứng là: N, X, Z (1.0 điểm).
  2. Chữ cái vừa có trục đối xứng vừa có tâm đối xứng là: X (1.0 điểm).

E. Bài toán bồi dưỡng học sinh giỏi & Nâng cao

Bài toán nâng cao 1 (Khảo sát 26 chữ cái tiếng Anh theo tính đối xứng)

Xét toàn bộ 2626 chữ cái in hoa tiếng Anh từ A đến Z (theo phông in hoa chuẩn không chân). Hãy phân loại các chữ cái này vào bảng gồm 4 nhóm:

Lời giải: Ta kiểm tra tính chất đối xứng của từng chữ cái:

  1. Nhóm 1: Vừa có trục đối xứng, vừa có tâm đối xứng (4 chữ):H, I, O, X.\text{H, I, O, X}.
  2. Nhóm 2: Chỉ có trục đối xứng, không có tâm đối xứng (12 chữ):
    • Trục thẳng đứng: A, M, T, U, V, W, Y.\text{A, M, T, U, V, W, Y}.
    • Trục nằm ngang: B, C, D, E, K.\text{B, C, D, E, K}.
  3. Nhóm 3: Chỉ có tâm đối xứng, không có trục đối xứng (3 chữ):N, S, Z.\text{N, S, Z}.
  4. Nhóm 4: Không có trục đối xứng, không có tâm đối xứng (7 chữ):F, G, J, L, P, Q, R.\text{F, G, J, L, P, Q, R}.

Bài toán nâng cao 2 (Tính đối xứng tâm của đa giác đều nn cạnh)

Cho đa giác đều có nn đỉnh (n⩾3n \ge 3). Hãy chứng minh:

  1. Đa giác đều có tâm đối xứng khi và chỉ khi số cạnh nn là số chẵn.
  2. Đa giác đều có nn là số lẻ không có tâm đối xứng.

Lời giải:

  1. Khi nn là số chẵn (n=2kn = 2k, ví dụ: hình vuông n=4n=4, lục giác đều n=6n=6, bát giác đều n=8n=8):
    • Mỗi đỉnh AiA_i luôn có một đỉnh đối diện duy nhất Ai+kA_{i+k} qua tâm đường tròn ngoại tiếp OO sao cho Ai,O,Ai+kA_i, O, A_{i+k} thẳng hàng và OAi=OAi+kOA_i = OA_{i+k}.
    • Khi quay đa giác nửa vòng (180∘180^\circ) quanh OO, mỗi đỉnh AiA_i chuyển đến đúng đỉnh Ai+kA_{i+k}, do đó đa giác trùng khít với chính nó.
    • Vậy đa giác đều có số cạnh chẵn luôn có tâm đối xứng (chính là tâm của đa giác).
  2. Khi nn là số lẻ (n=2k+1n = 2k + 1, ví dụ: tam giác đều n=3n=3, ngũ giác đều n=5n=5):
    • Qua tâm OO, đối diện với một đỉnh AiA_i luôn là trung điểm của cạnh đối diện, không phải là một đỉnh!
    • Khi quay đa giác 180∘180^\circ quanh OO, đỉnh AiA_i sẽ chuyển về phía cạnh đối diện, làm đảo lộn cấu trúc đỉnh và đáy của đa giác.
    • Do đó đa giác đều có số cạnh lẻ không bao giờ có tâm đối xứng. ■\blacksquare

Bài toán nâng cao 3 (Bài toán chong chóng nn cánh)

Một chiếc chong chóng có nn cánh giống hệt nhau gắn đối xứng quanh một trục quay.

  1. Với n=2,3,4,5,6n = 2, 3, 4, 5, 6, chong chóng nào có tâm đối xứng?
  2. Rút ra kết luận tổng quát cho chong chóng nn cánh xếp đều.

Lời giải: 1.

  • n=2n = 2: Chong chóng 22 cánh quay 180∘180^\circ thì hai cánh đổi chỗ cho nhau   ⟹  \implies Có tâm đối xứng.
  • n=3n = 3: Khi quay 180∘180^\circ, một cánh chúc lên trên sẽ biến thành cánh chúc xuống dưới (nơi không có cánh nào)   ⟹  \implies Không có tâm đối xứng.
  • n=4n = 4: Quay 180∘180^\circ, hai cặp cánh đối diện đổi chỗ cho nhau   ⟹  \implies Có tâm đối xứng.
  • n=5n = 5: Cánh trên cùng quay xuống khe giữa hai cánh dưới   ⟹  \implies Không có tâm đối xứng.
  • n=6n = 6: Ba cặp cánh đối diện đổi chỗ cho nhau   ⟹  \implies Có tâm đối xứng.
  1. Kết luận tổng quát: Chong chóng nn cánh xếp đều có tâm đối xứng khi và chỉ khi số cánh nn là số chẵn (n=2,4,6,8,…n = 2, 4, 6, 8, \dots).

Bài toán nâng cao 4 (Bảo toàn diện tích qua tâm đối xứng)

Một đường thẳng dd bất kỳ đi qua tâm đối xứng OO của hình bình hành ABCDABCD. Chứng minh rằng đường thẳng dd luôn chia hình bình hành thành hai phần có diện tích bằng nhau.

Lời giải:

  • Vì OO là tâm đối xứng của hình bình hành ABCDABCD, nên với mỗi điểm MM thuộc hình bình hành, điểm đối xứng M′M' của nó qua OO cũng thuộc hình bình hành.
  • Đường thẳng dd đi qua OO, do đó khi thực hiện phép quay nửa vòng quanh OO (180∘180^\circ):
    • Đường thẳng dd tự biến thành chính nó.
    • Nửa mặt phẳng thứ nhất của hình bình hành bị biến thành nửa mặt phẳng thứ hai.
  • Phép quay 180∘180^\circ là một phép dời hình, bảo toàn hoàn toàn kích thước và diện tích.
  • Do đó, hai phần hình thu được hoàn toàn bằng nhau và có diện tích bằng nhau:S1=S2=12SABCD.S_1 = S_2 = \dfrac{1}{2} S_{ABCD}.(Tính chất này ứng dụng rất phổ biến trong bài toán chia đều mảnh đất hình bình hành hoặc hình chữ nhật cho hai hộ gia đình bằng một nhát rào thẳng qua tâm). ■\blacksquare

Bài toán nâng cao 5 (Tô màu đối xứng tâm trên bàn cờ 8×88 \times 8)

Trên một bàn cờ vua kích thước 8×88 \times 8:

  1. Bàn cờ vua có tâm đối xứng không? Tâm đó nằm ở đâu?
  2. Nếu quay bàn cờ vua 180∘180^\circ quanh tâm, màu sắc của các ô cờ có bị đảo ngược không?

Lời giải:

  1. Lưới 8×88 \times 8 là một hình vuông gồm số hàng chẵn (88) và số cột chẵn (88). Giao điểm của đường phân chia hàng 44 - hàng 55 và đường phân chia cột 44 - cột 55 chính là tâm đối xứng OO của bàn cờ.
  2. Xét màu sắc của các ô:
    • Trên bàn cờ vua, hai ô đối xứng nhau qua tâm OO luôn có cùng hàng và cột cách đều mép: nếu ô ở vị trí (i;j)(i; j) có màu trắng (tổng i+ji + j chẵn) thì ô đối xứng với nó ở vị trí (9−i;9−j)(9 - i; 9 - j) có tổng tọa độ là:(9−i)+(9−j)=18−(i+j).(9 - i) + (9 - j) = 18 - (i + j).
    • Vì 1818 là số chẵn, nên nếu (i+j)(i + j) chẵn thì 18−(i+j)18 - (i + j) cũng là số chẵn (cùng màu trắng); nếu (i+j)(i + j) lẻ thì 18−(i+j)18 - (i + j) cũng lẻ (cùng màu đen).
    • Do đó, khi quay bàn cờ 180∘180^\circ quanh tâm OO, mỗi ô đen biến thành một ô đen, mỗi ô trắng biến thành một ô trắng. Kết luận: Bàn cờ vua (kể cả màu sắc các ô) có tính đối xứng tâm hoàn hảo!

F. Lời kết và tóm tắt bài học

Bài 22 đã hoàn thiện mảnh ghép thứ hai về tính đối xứng trong hình học:

  1. Tâm đối xứng: Điểm cố định mà khi quay hình 180∘180^\circ quanh nó, hình trùng khít với chính nó.
  2. Hình có tâm đối xứng: Đoạn thẳng, Hình bình hành, Hình chữ nhật, Hình thoi, Hình vuông, Lục giác đều, Hình tròn.
  3. Hình không có tâm đối xứng: Tam giác đều, Hình thang cân, Đa giác đều có số lẻ đỉnh.
  4. Ở bài học tiếp theo — Ôn tập Chương V, chúng ta sẽ tổng kết toàn bộ bức tranh đối xứng trục và đối xứng tâm, làm chủ các dạng bài thi và thử sức với hệ thống đề kiểm tra chuẩn ma trận!
NHỚ LẠI · ĐỐI CHIẾU · ÔN TẬP

Tự kiểm tra kiến thức

Các thẻ lấy từ nội dung bài học. Với câu điền khuyết, bấm vào dấu “…” để chọn cụm từ phù hợp; với thẻ nhớ lại, em tự đối chiếu và đánh giá.

✦ Mẹo học tập

Học từng chút một, nghỉ ngơi đều đặn.