Przejdź do treści
Poznaj Compass

Symetrie w układzie współrzędnych — względem osi Ox, Oy i początku układu

W symetrii względem osi OxOx zmienia się znak drugiej współrzędnej: (x,y)→(x,−y)(x,y)\to(x,-y), względem osi OyOy — pierwszej: (x,y)→(−x,y)(x,y)\to(-x,y), a w symetrii względem początku układu (0,0)(0,0) — obu: (x,y)→(−x,−y)(x,y)\to(-x,-y).

Geometria analityczna na płaszczyźnie kartezjańskiej · matura podstawowa 3 LO → Zobacz na planecie →

Wzory w skrócie

Symetria względem osi Ox zmienia się znak drugiej współrzędnej
(x,y)→(x,−y)(x,y)\to(x,-y)
Symetria względem osi Oy zmienia się znak pierwszej współrzędnej
(x,y)→(−x,y)(x,y)\to(-x,y)
Symetria względem początku układu (0,0) zmieniają się znaki obu współrzędnych
(x,y)→(−x,−y)(x,y)\to(-x,-y)

Symetria względem osi Ox, Oy i początku układu — wzory

W symetrii względem osi OxOx zmieniasz znak drugiej współrzędnej: (x,y)→(x,−y)(x,y)\to(x,\textcolor{#d97706}{-y}); względem osi OyOy — pierwszej: (x,y)→(−x,y)(x,y)\to(\textcolor{#0284c7}{-x},y); w symetrii środkowej względem początku układu (0,0)(0,0) — obie: (x,y)→(−x,−y)(x,y)\to(-x,-y). Figurę odbijasz przez jej punkty charakterystyczne: wielokąt — przez wierzchołki, okrąg — przez środek. Długości, pola i promień się nie zmieniają.

Przykłady: obraz punktu, okręgu i trójkąta

  • obraz punktu (−2,7)(\mathbf{-2},\mathbf{7}): względem OxOx (−2,−7)\textcolor{#4f46e5}{\mathbf{(-2,-7)}}, względem OyOy (2,7)\textcolor{#4f46e5}{\mathbf{(2,7)}}, względem (0,0)(0,0) (2,−7)\textcolor{#4f46e5}{\mathbf{(2,-7)}}
  • okrąg (x−3)2+(y+1)2=4(x-3)^2+(y+1)^2=4 ma środek (3,−1)(3,-1) i promień 22; jego obraz względem OyOy ma środek (−3,−1)(-3,-1) i ten sam promień: (x+3)2+(y+1)2=4\textcolor{#4f46e5}{\mathbf{(x+3)^2+(y+1)^2=4}}
  • trójkąt o wierzchołkach (1,2)(1,2), (4,2)(4,2), (1,6)(1,6) w symetrii środkowej względem (0,0)(0,0) ma wierzchołki (−1,−2), (−4,−2), (−1,−6)\textcolor{#4f46e5}{\mathbf{(-1,-2),\ (-4,-2),\ (-1,-6)}}, a pole nadal 6\textcolor{#4f46e5}{\mathbf{6}}

Obraz okręgu w symetrii — zadanie maturalne

Na maturze: zadanie brzmi zwykle „okrąg K\mathcal{K} jest obrazem okręgu O\mathcal{O} w symetrii … — okrąg K\mathcal{K} jest określony równaniem”. Odczytaj środek z równania (znaki odwrotne niż w nawiasach!), odbij go, r2r^2 przepisz bez zmian i wróć do postaci (x−a)2+(y−b)2=r2(x-a)^2+(y-b)^2=r^2. Pułapka: (x+1)2(x+1)^2 to środek o x=−1x=-1, jego obraz względem OyOy ma x=1x=1, czyli w równaniu obrazu pojawia się (x−1)2(x-1)^2. Punkt leżący na osi symetrii (lub w środku symetrii) jest swoim własnym obrazem.

Przykłady krok po kroku

Każdy przykład to inny typ zadania z tego tematu: najpierw sposób, potem zadanie rozwiązane krok po kroku.

Przykład 1 Obraz punktu w symetrii względem osi Ox i Oy

xy-10-9-8-7-6-5-4-3-2-112345678910-10-9-8-7-6-5-4-3-2-1123456789100ABCPunkt A(−6, 8) i jego obrazy: B względem osi Oy, C względem osi Ox

Odbijasz punkt względem osi Ox (zmiana znaku y) albo osi Oy (zmiana znaku x) i wracasz do punktu wyjściowego, gdy dany jest jego obraz.

Zadanie Dany jest punkt A=(−6,8)A=(-6, 8). Punkt BB jest obrazem punktu AA w symetrii względem osi OyOy, a punkt CC — obrazem punktu AA w symetrii względem osi OxOx. Wyznacz współrzędne punktów BB i CC oraz długość odcinka BCBC.

  1. Oś OyOy jest pionowa, więc odbicie względem niej przestawia punkt w lewo–prawo: zmienia się znak pierwszej współrzędnej, druga zostaje. B=(6,8)B=(6, 8).
  2. Oś OxOx jest pozioma — odbicie zmienia znak drugiej współrzędnej: C=(−6,−8)C=(-6, -8).
  3. Długość odcinka liczę ze wzoru na odległość punktów: ∣BC∣=(6−(−6))2+(8−(−8))2=122+162|BC|=\sqrt{(6-(-6))^2+(8-(-8))^2}=\sqrt{12^2+16^2}.
  4. 144+256=400=20\sqrt{144+256}=\sqrt{400}=20, więc ∣BC∣=20|BC|=20.

Odpowiedź: B=(6,8)B=(6,8), C=(−6,−8)C=(-6,-8), ∣BC∣=20|BC|=20

Przykład 2 Obraz punktu w symetrii względem początku układu

xy-6-5-4-3-2-1123456-6-5-4-3-2-11234560AA₁A₂Punkt A(−5, 2): A₁ — odbicie względem osi Ox, A₂ — odbicie A₁ względem osi Oy

Zmieniasz znaki obu współrzędnych punktu i rozpoznajesz, że odbicie względem osi Ox, a potem Oy, daje symetrię środkową względem początku układu.

Zadanie Punkt A=(−5,2)A=(-5, 2) odbito względem osi OxOx, otrzymując punkt A1A_1, a następnie punkt A1A_1 odbito względem osi OyOy, otrzymując punkt A2A_2. Wyznacz współrzędne punktu A2A_2 i wskaż, w jakiej jednej symetrii punkt A2A_2 jest obrazem punktu AA.

  1. Odbicie względem OxOx zmienia znak drugiej współrzędnej: A1=(−5,−2)A_1=(-5, -2).
  2. Odbicie względem OyOy zmienia znak pierwszej współrzędnej: A2=(5,−2)A_2=(5, -2).
  3. Porównuję A=(−5,2)A=(-5,2) z A2=(5,−2)A_2=(5,-2): obie współrzędne zmieniły znak, czyli A2=(−xA, −yA)A_2=(-x_A,\,-y_A).
  4. Taką regułę ma symetria środkowa względem początku układu (obrót o 180∘180^\circ wokół (0,0)(0,0)) — A2A_2 jest obrazem AA w symetrii względem punktu (0,0)(0,0).

Odpowiedź: A2=(5,−2)A_2=(5,-2); symetria środkowa względem (0,0)(0,0)

Przykład 3 Obraz trójkąta — odbicie wierzchołków

xy-6-5-4-3-2-1123456-6-5-4-3-2-11234560ABCTrójkąt ABC — odbij każdy wierzchołek względem osi Ox

Odbijasz każdy wierzchołek trójkąta lub czworokąta według reguły symetrii i korzystasz z tego, że długości boków i pole figury się nie zmieniają.

Zadanie Trójkąt ABCABC ma wierzchołki A=(−4,1)A=(-4, 1), B=(2,1)B=(2, 1), C=(−1,5)C=(-1, 5). Trójkąt A′B′C′A'B'C' jest obrazem trójkąta ABCABC w symetrii względem osi OxOx. Wyznacz wierzchołki trójkąta A′B′C′A'B'C' i oblicz jego pole.

  1. Obraz wielokąta wyznaczają obrazy jego wierzchołków — odbijam każdy osobno. Względem OxOx zmienia się znak drugiej współrzędnej: A′=(−4,−1)A'=(-4,-1), B′=(2,−1)B'=(2,-1), C′=(−1,−5)C'=(-1,-5).
  2. Symetria zachowuje długości i pola, więc PA′B′C′=PABCP_{A'B'C'}=P_{ABC} — wystarczy policzyć pole trójkąta wyjściowego.
  3. Bok ABAB leży na prostej y=1y=1, więc ∣AB∣=2−(−4)=6|AB|=2-(-4)=6; wysokość opuszczona z CC to odległość CC od tej prostej: 5−1=45-1=4.
  4. P=12⋅6⋅4=12P=\frac{1}{2}\cdot 6\cdot 4=12, zatem pole trójkąta A′B′C′A'B'C' wynosi 1212.

Odpowiedź: A′=(−4,−1)A'=(-4,-1), B′=(2,−1)B'=(2,-1), C′=(−1,−5)C'=(-1,-5); pole 1212

Przykład 4 Obraz okręgu: odbity środek, ten sam promień

xy-8-7-6-5-4-3-2-112345678-8-7-6-5-4-3-2-1123456780SS'Środek S(−3, 4) okręgu O i jego obraz S′(−3, −4) względem osi Ox; promień 5 bez zmian

Odczytujesz środek i promień okręgu (także z równania), odbijasz środek według reguły symetrii, a promień przepisujesz bez zmian.

Zadanie Okrąg O\mathcal{O} ma równanie (x+3)2+(y−4)2=25(x+3)^2+(y-4)^2=25. Okrąg K\mathcal{K} jest obrazem okręgu O\mathcal{O} w symetrii względem osi OxOx. Podaj środek i promień okręgu K\mathcal{K} i sprawdź, czy początek układu współrzędnych leży na okręgu K\mathcal{K}.

  1. Odczytuję środek i promień z postaci (x−a)2+(y−b)2=r2(x-a)^2+(y-b)^2=r^2: x+3=x−(−3)x+3=x-(-3), więc S=(−3,4)S=(-3, 4), a r=25=5r=\sqrt{25}=5.
  2. Odbijam tylko środek — symetria względem OxOx zmienia znak drugiej współrzędnej: S′=(−3,−4)S'=(-3, -4).
  3. Symetria zachowuje odległości, więc promień obrazu jest ten sam: r′=5r'=5.
  4. Punkt (0,0)(0,0) leży na K\mathcal{K}, gdy jego odległość od S′S' równa się r′r': ∣S′O∣=(−3)2+(−4)2=25=5|S'O|=\sqrt{(-3)^2+(-4)^2}=\sqrt{25}=5 — tak, początek układu leży na okręgu K\mathcal{K}.

Odpowiedź: S′=(−3,−4)S'=(-3,-4), r′=5r'=5; (0,0)(0,0) leży na okręgu K\mathcal{K}

Przykład 5 Równanie obrazu okręgu w symetrii

Zapisujesz równanie obrazu okręgu: ze znaków w nawiasach odczytujesz środek, odbijasz go i wracasz do postaci (x−a) do potęgi 2+(y−b) do potęgi 2=r do potęgi 2 z tym samym r do potęgi 2.

Zadanie W kartezjańskim układzie współrzędnych dany jest okrąg O\mathcal{O} o równaniu (x+4)2+(y−1)2=7(x+4)^2+(y-1)^2=7. Okrąg K\mathcal{K} jest obrazem okręgu O\mathcal{O} w symetrii względem osi OxOx. Wyznacz równanie okręgu K\mathcal{K}.

  1. Środek odczytuję z odwróconymi znakami: (x+4)2=(x−(−4))2(x+4)^2=(x-(-4))^2 i (y−1)2(y-1)^2, więc S=(−4,1)S=(-4, 1). Promienia nie muszę pierwiastkować — do równania obrazu wpiszę to samo r2=7r^2=7.
  2. Symetria względem OxOx zmienia znak drugiej współrzędnej środka: S′=(−4,−1)S'=(-4, -1). Promień zostaje, więc r2=7r^2=7.
  3. Wracam do postaci (x−a)2+(y−b)2=r2(x-a)^2+(y-b)^2=r^2 z a=−4a=-4, b=−1b=-1: (x−(−4))2+(y−(−1))2=7(x-(-4))^2+(y-(-1))^2=7.
  4. Po uproszczeniu znaków: K ⁣:(x+4)2+(y+1)2=7\mathcal{K}\colon (x+4)^2+(y+1)^2=7 — w porównaniu z O\mathcal{O} zmienił się tylko znak w nawiasie z yy.

Odpowiedź: (x+4)2+(y+1)2=7(x+4)^2+(y+1)^2=7

Najczęstsze błędy

  • Odczytanie środka okręgu bez odwrócenia znaków: (x+1)2(x+1)^2 to środek o pierwszej współrzędnej −1-1; jego obraz względem OyOy ma pierwszą współrzędną 11, więc w równaniu obrazu jest (x−1)2(x-1)^2.
  • Zmiana promienia przy odbiciu okręgu. Odbijamy tylko środek, a r2r^2 przepisujemy bez zmian.
  • Zmiana znaku nie tej współrzędnej: symetria względem osi OxOx zmienia znak yy, a względem osi OyOy — znak xx.

Sprawdź się na zadaniach

Rozwiąż samodzielnie, a potem sprawdź odpowiedź i rozwiązanie krok po kroku.

Zadanie 1

Punkt A′=(3,−8)A'=(3, -8) jest obrazem punktu AA w symetrii względem osi OyOy. Punkt AA ma współrzędne:

Zadanie 2

Punkt B=(−6,9)B=(-6, 9) jest obrazem punktu AA w symetrii środkowej względem początku układu współrzędnych. Punkt AA ma współrzędne:

Zadanie 3

Trójkąt ABCABC ma wierzchołki A=(−3,−2)A=(-3,-2), B=(4,−2)B=(4,-2), C=(0,6)C=(0,6). Trójkąt A′B′C′A'B'C' jest obrazem trójkąta ABCABC w symetrii względem osi OxOx. Wierzchołki trójkąta A′B′C′A'B'C' to:

Zadanie 4

Okrąg O\mathcal{O} o równaniu (x−4)2+(y+3)2=16(x-4)^2+(y+3)^2=16 odbito względem osi OxOx. Środek SS i promień rr otrzymanego okręgu to:

Zadanie 5

W kartezjańskim układzie współrzędnych dany jest okrąg O\mathcal{O} o równaniu (x−3)2+(y+4)2=11(x-3)^2+(y+4)^2=11. Okrąg K\mathcal{K} jest obrazem okręgu O\mathcal{O} w symetrii środkowej względem początku układu współrzędnych. Okrąg K\mathcal{K} jest określony równaniem:

Zadanie egzaminacyjne arkusz CKE · zadanie 27

W kartezjańskim układzie współrzędnych (x,y)(x, y) dany jest okrąg O\mathcal{O} o równaniu

(x−1)2+(y+2)2=5(x - 1)^{2} + (y + 2)^{2} = 5

Okrąg K\mathcal{K} jest obrazem okręgu O\mathcal{O} w symetrii środkowej względem początku układu współrzędnych.

Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych.

Okrąg K\mathcal{K} jest określony równaniem

Zadania z arkuszy CKE na ten temat

Wszystkie arkusze →

Prawdziwe zadania egzaminacyjne z tego tematu — z odpowiedzią i rozwiązaniem krok po kroku.

Filmy, które pomogą

Krótkie wytłumaczenia z różnych kanałów.

Symetria osiowa w układzie współrzędnych Pi-stacja Matematyka
Symetria środkowa i osiowa w układzie współrzędnych Pizza Math

Najczęstsze pytania

Jak wyznaczyć punkt symetryczny względem osi Ox?

Zmieniamy znak drugiej współrzędnej: (x,y)→(x,−y)(x,y)\to(x,-y). Obraz punktu (−2,7)(-2,7) względem osi OxOx to (−2,−7)(-2,-7).

Jak wyznaczyć punkt symetryczny względem osi Oy?

Zmieniamy znak pierwszej współrzędnej: (x,y)→(−x,y)(x,y)\to(-x,y). Obraz punktu (−2,7)(-2,7) względem osi OyOy to (2,7)(2,7).

Co to jest symetria względem początku układu współrzędnych?

To symetria środkowa względem punktu (0,0)(0,0): zmieniają się znaki obu współrzędnych, (x,y)→(−x,−y)(x,y)\to(-x,-y), np. (−2,7)→(2,−7)(-2,7)\to(2,-7). Ten sam wynik daje odbicie względem osi OxOx, a potem względem osi OyOy.

Jak wyznaczyć równanie obrazu okręgu w symetrii?

Odczytujemy środek z równania (znaki odwrotne niż w nawiasach), odbijamy go, a r2r^2 przepisujemy bez zmian. Obraz okręgu (x−3)2+(y+1)2=4(x-3)^2+(y+1)^2=4 względem osi OyOy to (x+3)2+(y+1)2=4(x+3)^2+(y+1)^2=4.

Czy symetria zmienia długości i pola figur?

Nie — długości, pola i promień się nie zmieniają. Trójkąt o wierzchołkach (1,2)(1,2), (4,2)(4,2), (1,6)(1,6) ma pole 66 i jego obraz w symetrii względem (0,0)(0,0) też ma pole 66.

Aktualizacja:

Powiązane tematy

Wszystkie tematy →

Sprawdź, co już umiesz — zrób darmową diagnozę

Diagnoza jest bezpłatna, a na start wystarczą imię i klasa — bez adresu e-mail. To test w Compass — platformie diagnostyczno-adaptacyjnej z AI (35 pytań, zwykle 15–30 minut), który pokaże, które tematy matury podstawowej już umiesz, a które trzeba powtórzyć. E-mail podajesz po teście, jeśli chcesz zapisać wynik i dostać lekcje i zadania dobrane do niego.

Zrób darmową diagnozę