轴对称
轴对称是图形的一种特殊对称方式——存在一条直线(对称轴),图形沿着这条直线对折后两边完全重合。本课从生活实例出发,讲解轴对称的定义、性质、常见轴对称图形及对称轴的画法,配合图形和例题,轻松掌握这一几何核心概念。
走进对称的世界
同学们,你们一定见过蝴蝶、雪花、天安门的城楼、剪纸窗花……它们都有一个共同的特点:左右两边一模一样。如果把一张纸对折,折痕两边的图案能完全重合,这就是轴对称。今天我们就来系统学习这个有趣又重要的几何知识。
什么是轴对称?
1. 定义
如果一个平面图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,那么这个图形叫做轴对称图形,这条直线就是它的对称轴。
注意:对称轴是一条直线(可以无限延伸),不是线段,也不是射线。
2. 两个图形成轴对称
我们还会遇到另一种情况:把两个图形沿着一条直线对折,它们能完全重合。这就叫做这两个图形成轴对称。此时这条直线叫做对称轴,折叠后互相重合的点叫对称点(对应点)。
简单说:
🔹 一个图形自己对自己重合 → 轴对称图形
🔹 两个图形对折后重合 → 两个图形成轴对称
从图中可以看到:等腰三角形有1条对称轴、矩形有2条、圆有无数条(经过圆心的任意直线都是它的对称轴)。
3. 轴对称的性质
| 性质 | 说明 |
|---|---|
| 对应点连线 | 对称点所连的线段被对称轴垂直平分 |
| 对应线段 | 对应线段相等 |
| 对应角 | 对应角相等 |
| 整体关系 | 两个图形关于这条直线成轴对称 → 它们全等 |
记住一句话:轴对称 → 全等。但反过来,全等不一定轴对称(比如平移得到的全等图形就不是轴对称)。
典型例题
例1(基础)
判断下列图形是不是轴对称图形?如果是,请说出所有对称轴的数量。
- 正方形
- 平行四边形(非矩形)
- 等腰梯形
- 线段
解:
- 正方形:是,有4条对称轴(两条对角线、两条对边中点连线)。
- 平行四边形(非矩形):不是轴对称图形(对折后两边不重合)。
- 等腰梯形:是,有1条对称轴(经过上底和下底中点的直线)。
- 线段:是,有2条对称轴(线段所在的直线和它的垂直平分线)。
易错点:平行四边形很容易被误认为有对称轴,除了矩形、菱形等特殊平行四边形外,一般的平行四边形没有对称轴。
例2(画对称图形)
已知点A位于直线$l$的左侧,请找出点A关于直线$l$的对称点A'。
解:步骤:
- 过点A作直线$l$的垂线,垂足为M。
- 延长AM到A',使MA' = MA。
- 点A'就是所求的对称点。
利用的性质:对称点连线被对称轴垂直平分。
请同学们动笔试一试,画一条直线和一个点,然后按步骤画出对称点。
例3(应用提升)
如图,是一个轴对称图形的一半(阴影部分),请画出它的另一半,使整体成为一个完整的轴对称图形(对称轴为虚线$l$)。
解:对于图形上的每一个关键点(如拐点、顶点),都按照“过点作对称轴的垂线,量取等距”的方法找出对称点,然后按原图的连接顺序画出另一半。注意保持线条的宽窄、颜色一致。
易错点:画另一半时,很容易把点的方向画反(如对称轴是竖直时,左边点跑到右边更远的地方)。建议每找一个对称点就立即用尺规验证距离是否相等。
常见误区
- 误区一:认为“轴对称图形”和“两个图形成轴对称”是同一回事。
✅ 区别:前者是一个图形的自身性质,后者是两个图形之间的关系。但它们的本质都是“对折后重合”。 - 误区二:认为对称轴是一条线段。
✅ 正确:对称轴是一条直线,可以向两边无限延伸。 - 误区三:认为所有的等腰三角形只有一条对称轴。
✅ 注意:等边三角形是特殊的等腰三角形,它有3条对称轴。
学习建议
- 动手折纸:拿一张纸,对折后剪出图案,展开后观察折痕(对称轴)和两边的对称关系。这是最直观的方法!
- 多观察生活:找找身边的轴对称现象,如窗户、黑板、电脑图标、雪花、树叶……画一画它们的对称轴。
- 学会画对称点:在方格纸上练习画一个点关于直线的对称点,这是画对称图形的基础。
知识链接
轴对称与之前学过的全等三角形紧密相关(轴对称的两个图形一定全等)。
在下学期我们将学习平移、旋转,它们与轴对称一起构成了三种基本的图形变换(全等变换)。学好轴对称有助于理解后续的“中心对称”、“旋转对称”等概念。
习题自测
- 下面哪些字母是轴对称图形?请选出并画出它们的对称轴。
A, B, C, D, E, F, G, H - 已知线段AB和直线$m$,画出线段AB关于直线$m$的对称线段A'B'。
- 判断:等腰梯形是轴对称图形吗?如果是,有几条对称轴?
参考答案
1. 轴对称字母:A(1条竖直对称轴)、B(1条水平对称轴)、C(1条水平?不对,C是轴对称吗?思考:C沿竖直对折不重合,沿水平对折?C上下不一样,所以C不是轴对称。常见的轴对称大写字母:A、H、I、M、O、T、U、V、W、X、Y。本题中A、D(竖直)、H(竖直和水平)是。E、F、G不是。
2. 画法:分别过点A、B作直线$m$的垂线并延长等距,得到A'和B',连接A'B'。
3. 等腰梯形是轴对称图形,有1条对称轴(过上底中点与下底中点的直线)。