線対称とは
【線対称】
ある直線を折り目にして折ると、図形の両側がぴったり重なる図形を線対称な図形であるという。
この直線を対称の軸という。
線対称な図形の性質
線対称な図形では、対称の軸を折り目にすると、図形の両側がぴったり重なります。対応する点は、対称の軸から同じ距離にあります。
また、対応する2つの点を結ぶ線分は、対称の軸と垂直に交わり、交点で二等分されます。
対応する辺や角の関係
線対称な図形では、対応する辺の長さは等しく、対応する角の大きさも等しくなります。
どの辺とどの辺、どの角とどの角が対応しているかを、図を見ながら確認しましょう。
覚えておきたい3つのポイント
- 対応する点を結ぶ線分は、対称の軸と垂直に交わる
- 対応する点は、対称の軸から等しい距離にある
- 対称の軸上にある点は、折り返しても動かない(自分自身に対応する)
これらの性質は、後で学ぶ「対応する点を見つける方法」や「線対称な図形の作図」でとても役立ちます。
特に「対応する点を結ぶ線分が対称の軸と垂直に交わる」性質は、作図のときによく使います。
対称の軸を見つける方法
図形を折ったときに両側がぴったり重なる折り目が、対称の軸です。
実際に紙を折って確かめるのが一番わかりやすい方法ですが、図の上で探すときは次の手順を使うと見つけやすくなります。
見つけ方の手順
- 図形の形をよく見て、「左右(または上下)が同じになりそうな線」を想像する
- その線を折り目にして、両側の形が重なるかどうかを確認する
- 対応する点や辺がぴったり重なる線があれば、それが対称の軸
対称の軸の本数について
図形の形によって、対称の軸の本数は異なります。
- 二等辺三角形 → 1本(頂点から底辺に下ろした垂線)
- 長方形 → 2本(縦と横の中心線)
- 正方形 → 4本(縦・横・対角線2本)
- 正六角形 → 6本
- 円 → 無数にある(中心を通るすべての直線)
よくある間違い
「だいたい真ん中を通っていればいい」と思ってしまうことがあります。必ず「折ったときに両側がぴったり重なるか」を意識して確認しましょう。
対応する点を見つける方法
対称の軸を基準にして、軸から同じ距離にある点を探します。
対応する2つの点を結ぶと、その線分は対称の軸と垂直に交わります。この性質を使うと、図形の反対側にある点を見つけられます。
具体的な探し方
- 対称の軸を確認する
- 探したい点から対称の軸に垂直な線を引く(または想像する)
- 対称の軸から同じ長さだけ反対側に進んだ位置が、対応する点
対称の軸上にある点は、自分自身に対応します。また、対応する辺や角も同じように対応関係を持っています。
ポイント
「点Aに対応する点はどこか?」と聞かれたときは、まず対称の軸を確認してから、「軸をはさんで同じ距離・反対側」を探すと間違いが減ります。
【例題】図は線対称な図形である。次の問いに答えなさい。
対称の軸は、図形を折ったときに両側が重なる折り目となる直線です。この図では、直線KLが対称の軸です。
対応する点は、対称の軸をはさんで反対側にあり、対称の軸からの距離が等しい点です。点Fと点Eがこの関係にあるため、点Fに対応する点は点Eです。
線対称では、対応する点を結んだ線分も、対称の軸をはさんで対応する位置に移ります。直線BC上の点に対応する点を結んだ直線が直線IHなので、答えは直線IHです。
直線KLは対称の軸です。点Aと点Jは、対称の軸KLをはさんで対応する点です。対応する2点を結ぶ直線AJは、対称の軸KLと垂直に交わります。
線対称な図形のかき方
【作図の手順】
(1)もとの図形の各頂点から、対称の軸に垂直な直線を引きます。
(2)対称の軸から頂点までの距離を測ります。
(3)軸の反対側に、同じ距離だけ離れた位置を対応する頂点として取ります。
(4)すべての頂点を順番に結び、線対称な図形を完成させます。
【確認ポイント】
(1)対応する頂点は、対称の軸から等しい距離にあります。
(2)対応する頂点を結ぶ線分は、対称の軸と垂直に交わります。
(3)対称の軸上にある点は、折り返しても位置が変わりません。