9
Årskurs 9 Visa detaljer
1. Spegling och symmetri Åk 9
Fortsätt till nästa lektion
Lektion
Uppgifter
Tester
Kapitel 4
1. 

Spegling och symmetri Åk 9

Denna lektion kommer lära dig teorin för att helt förstå ämnet, och det finns både uppgifter och självtester för att kontrollera din förståelse.
Begrepp Modellering Problemlösning Procedur Resonemang och Kommunikation Metod Resonemang Kommunikation
Inställningar & verktyg för lektion
14 sidor teori
21 Uppgifter - Nivå 1 - 3
Varje lektion är menad motsvara 1-2 lektioner i klassrummet.
Spegling och symmetri Åk 9
Sida av 14
I den här lektionen går vi igenom följande ord och begrepp:
  • Speglingslinjen
  • Spegelbild
  • Symmetrisk
  • Symmetrilinje
  • Spegelsymmetri
  • Rotationssymmetri

Förkunskaper

Utforska

Att spegla en sträcka

I följande applet kan ändpunkterna på sträcka AB flyttas. Även lutningen på linjen l kan ändras genom att flytta reglaget. När allt är inställt, spegla sträcka AB över linjen l.

Finns det någon relation mellan sträcka AA_1 och l? Om så är fallet, har sträcka BB_1 och l samma relation?
Teori

Spegling

När vi tittar i en vanlig spegel får vi en avbild av oss själva. Avbilden har samma storlek som vi, men vänster och höger är omkastade.

Vi föreställer oss att den lodräta streckade linjen i bilden fungerar som en speglingslinje (spegel). På vänster sida om den linjen ligger sträckan CD.

För att rita en spegelbild av CD följer vi dessa steg:

  1. Mät det vinkelräta avståndet från speglingslinjen till punkten C. I vårt exempel är avståndet 3cm.
  2. På motsatta sidan om speglingslinjen markerar du en ny punkt C_1 så att avståndet från C_1 till speglingslinjen också är 3cm.
  3. Gör samma sak med punkt D. Om avståndet från D till speglingslinjen är 5cm placeras D_1 5cm på andra sidan.
  4. Sträckan C_1D_1 blir då spegelbilden av det ursprungliga sträckan CD.
Genom att spegla varje punkt på samma avstånd från speglingslinjen får vi en exakt kopia som ligger på motsatt sida, precis som i en riktig spegel.
Övning

Att spegla trianglar

Spegla A, B och C över den givna linjen och rita sedan triangeln A_1B_1C_1. Använd mätverktyget för att hitta sträckor som är vinkelräta mot reflektionslinjen (de tre punkterna kan dras).

Performing random reflections to random triangles
Exempel

Spegla en figur i en linje

Spegla figuren i linjen L.



  • Rita en sträcka från figurens nedre vänstra hörn som står vinkelrätt mot linjen L. Punkten ligger en ruta från L.
  • Förläng sträckan en ruta nedanför linjen L. Den nya punkten är reflektionen av figurens nedre vänstra hörn.
  • Gör likadant för alla hörnpunkter i figuren.
  • Koppla ihop de reflekterade punkterna i samma ordning som i originalfiguren.

Svar:

Illustration

Speglingar i koordinatsystemet

I koordinatsystemet finns det ett särskilt samband mellan koordinaterna för en punkt och koordinaterna för dess spegelbild efter en spegling över koordinataxlarna. Undersök varje samband med hjälp av följande applet.

Applet to investigate the coordinates of a point after a reflection across the coordinate axes and the lines y=x and y=-x

När vi speglar en punkt över y-axeln hamnar spegelbilden på samma avstånd från y-axeln som den ursprungliga punkten. Det betyder att båda punkterna har samma y-värde. Däremot är x-värdet för spegelbilden motsatt det ursprungliga x-värdet.

Om punkten P har x-värdet 3 och y-värdet 2, kommer spegelbilden att ha x-värdet -3 och samma y-värde 2. P(3,2) ⟶ P_1(-3,2)

När vi speglar en punkt över x-axeln hamnar spegelbilden på samma avstånd från x-axeln som den ursprungliga punkten. Det betyder att båda punkterna har samma x-värde. Däremot är y-värdet för spegelbilden motsatt det ursprungliga y-värdet.

Om punkten P har x-värdet 3 och y-värdet 2, kommer spegelbilden att ha y-värdet -2 och samma x-värde 3. P(3,2) ⟶ P_1(3,-2)

Exempel

Spegling av en triangel över y-axeln

En triangel DEF har sina hörn i punkterna (- 3,0), (2,3) och (- 2,- 3). Triangeln speglas i y-axeln. Rita triangeln DEF och dess spegelbild i samma koordinatsystem.

D(- 3,0) → D_1(3,0)
E(2,3) → E_1(- 2,3)
F(- 2,- 3) → F_1(2,- 3)

När en punkt speglas i y-axeln ändras x-koordinaten till sitt motsatta värde, medan y-koordinaten förblir densamma. Tillämpa detta på varje hörn.

Svar:

Rita ett koordinatsystem, markera punkterna D, E och F med deras koordinater och koppla ihop dem för att bilda en triangel. Rita punkterna D_1, E_1 och F_1 och bilda en triangel.

Utforska

Dominobrickor

Många dominobrickor visar också egenskaper av symmetri. För dubblar fungerar den horisontella linjen tvärs över mitten av dominobrickan som en spegel.

Betrakta nu en kvadrat. Var kan en linje placeras som fungerar som en spegel för fyrkanten? Placera punkterna som önskas i appleten och tryck på knappen för att reflektera fyrkanten längs linjen.
Applet för att spegla kvadraten ABCD längs olika linjer
Om en sådan linje är möjlig, genom vilka punkter på kvadraten passerade linjen? Kan det finnas mer än en linje som fungerar som en spegel?
Teori

Symmetriska figurer

När vi speglar en figur ser den nästan likadan ut som den gjorde innan. Till exempel, om vi speglar bokstaven V, ser vi att spegelbilden sammanfaller med den ursprungliga bokstaven. Man säger att bokstaven V är symmetrisk, och den linje som vi speglar runt kallas symmetrilinje.

Många figurer i vår vardag är symmetriska. Symboler, bokstäver och tecken kan ha spegelsymmetri. Det innebär att om man placerar en spegel längs symmetrilinjen i en symmetrisk figur, ser bilden i spegeln identisk ut med originalet, eftersom spegeln är vänd rätt. En sådan figur sägs ha spegelsymmetri.

Vissa figurer har mer än en symmetrilinje. Till exempel har en kvadrat fyra — linjerna som går genom mittpunkterna på motsatta sidor och linjerna som innehåller kvadratens diagonaler.

Exempel

Symmetrilinjer hos en femhörning

Hur många symmetrilinjer har figuren?

Rita linjerna som går genom varje hörn och genom centrum av femhörningen. Dessa är bra kandidater för att vara symmetrilinjer.

Svar: Femhörningen har 5 symmetrilinjer.

Utforska

Rotera en rektangel

Är det möjligt att rotera en rektangel ett visst antal grader och få den att hamna exakt som den var i ursprungsläget? Ta reda på det med det följande spelkortet. När reglaget rör sig, roterar kortet om den plats där pekfingret pekar.
Performing Rotations on A Rectangle
Blev utmaningen uppnådd med en rotation på mindre än 360^(∘)? Om så är fallet, var måste pekfingret placeras på kortet?
Teori

Rotationssymmetri

Det finns olika typer av symmetri inom geometri. Ett exempel på detta är rotationssymmetri, som uppstår när en figur kan roteras runt en punkt och fortfarande se likadan ut. Låt oss undersöka bokstaven X och siffran 0. Om vi roterar bokstaven X 90^(∘) och siffran 0 180^(∘) får vi samma bild.

Bokstaven X och siffran 0

Om en symbol behöver roteras mindre än ett helt varv för att se likadan ut som innan, säger vi att symbolen har rotationssymmetri.

Såväl en kvadrat som en liksidig triangel uppvisar rotationssymmetri. Kvadraten återfår sin ursprungliga form efter en rotation på 90^(∘), medan den liksidiga triangeln kräver en rotation på 120^(∘) för att se likadan ut igen.

En kvadrat och en liksidig triangel
En figur kan vara spegelsymmetrisk men sakna rotationssymmetri. Ett exempel är versalen E, som är spegelsymmetrisk längs sin vertikala axel, men saknar rotationssymmetri eftersom den måste roteras ett helt varv för att återfå sin ursprungliga form.
Exempel

Minsta rotationsvinkel

Hur många grader måste figuren rotera minst för att samma figur ska dyka upp igen?


Visualisera linjer som sträcker sig från mitten av figuren till spetsen på varje blad. Vinklarna mellan dessa linjer bildar en hel cirkel och är lika stora, så varje vinkel är 120^(∘). Därför, när figuren roteras 120^(∘), ser den likadan ut igen.

Svar: 120^(∘)

Förklaring

Använd den följande applet för att rotera figuren.

Polär ros med 3 blad som kan roteras

Som visat, avbildar en rotation på 120^(∘) figuren på sig själv. Därför är figuren rotationssymmetrisk. Rotationer på 240^(∘) och 360^(∘) avbildar också spinnaren på sig själv.

Exempel

Att studera symmetrier i speciella fyrhörningar

Undersök symmetrierna hos en fyrhörning med exakt ett par parallella sidor. Komplettera meningen:
Sådana fyrhörningar är ... I. & aldrig rotationssymmetriska. [0.5em] II. & alltid rotationssymmetriska. [0.5em] III. & linjesymmetriska om de icke-parallella & sidorna är lika. Välj alla som stämmer!

Rita en fyrhörning med exakt ett par parallella sidor. Kom ihåg att en fyrkant med exakt ett par parallella sidor kallas en trapets.

Genom att rotera figuren 90^(∘) i taget ändras den till nya versioner, och återgår till sin ursprungliga form först efter en hel 360^(∘) rotation.

Trapezoider är aldrig rotationssymmetriska.

Trapezoider är inte rotationssymmetriska eftersom de inte ser likadana ut efter en rotation som är mindre än 360^(∘).

Rita en fyrhörning som har ett par parallella sidor och vars icke-parallella sidor är lika långa.

Linjen som förbinder mittpunkterna på de parallella sidorna är symmetrilinjen.

Trapezoider är linjesymmetriska om de icke-parallella sidorna är lika.

Svar: I och III

Förklaring

Använd det digitala verktyget för att prova de olika fyrhörningarna
Spegling och symmetri Åk 9
Uppgifter
Redigera lektion
>
2
e
7
8
9
×
÷1
=
=
4
5
6
+
<
log
ln
log
1
2
3
()
sin
cos
tan
0
.
π
x
y