Transformations — le demi-tour

Cinquième · Espace et géométrie · BO 2026 (cycle 4)

Symétrie par rapport à un point, construction, propriétés conservées.

Étape · Ouverture

Ce qu'on va faire, et comment tu sauras que c'est réussi

À la fin de ce chapitre, tu sais faire ça

  • Construire le symétrique d'un point, d'un segment ou d'une figure par rapport à un centre.
  • Distinguer la symétrie centrale de la symétrie axiale.
  • Reconnaître le centre de symétrie d'une figure.

Tu auras réussi si…

  • Tu pars toujours de la définition : le centre est le MILIEU du segment qui joint un point à son image.
  • Tu sais dire qu'une symétrie centrale est un demi-tour, et non un miroir.
  • Tu vérifies qu'une droite et son image sont parallèles.
  • Toutes les longueurs, tous les angles et toutes les aires de ta figure image sont inchangés.

À quoi ça sert : Un logo qui se lit à l'envers, une carte à jouer, un motif de carrelage, le mécanisme d'une balance : dès qu'une figure est identique après un demi-tour, elle possède un centre de symétrie. C'est aussi la clé pour comprendre le parallélogramme.

Étape 01 / 07

Avant de commencer

Question honnête : où en es-tu ?

Sais-tu construire le symétrique d'un point par rapport à un autre point ?
Étape 02 / 07

Prérequis

  • Symétrie axiale (6e).
  • Règle, équerre, compas.
  • Milieu d'un segment.
Étape 03 / 07

Cours

2.1 — Définition

A' symétrique de A par rapport à O si O milieu de [AA']. O = centre de symétrie.

2.2 — Construction
  1. Tracer [AO).
  2. Reporter OA après O.
  3. Marquer A'.
2.3 — Image d'une figure

Symétrique de chaque point. Segment : 2 extrémités. Cercle : centre + même rayon.

2.4 — Propriétés conservées

Longueurs, angles, aires, alignement, parallélisme, milieu. Rotation 180° (≠ miroir).

2.5 — Centre de symétrie d'une figure

Cercle (centre), parallélogramme (intersection diagonales), rectangle, losange, carré.

Étape 04 / 07
Étape · Modelage

Je fais devant toi — tu observes

Avant que tu calcules toi-même, je déroule la méthode à voix haute. Lis mes pensées en bleu penché : c'est exactement le raisonnement que tu referas seul juste après.

Avant de me lancer, je me pose trois questions

  • 1. Dans mes mots, on me demande quoi ? « Où arrive le point A quand on fait un demi-tour autour de O. »
  • 2. À quoi ressemblera le travail fini ? « Le nom d'un point de la figure, et la propriété qui le justifie. »
  • 3. Comment je saurai que j'ai réussi ? « O devra être exactement au milieu du segment qui joint A à son image. »
ABCD est un parallélogramme, et O est le point d'intersection de ses diagonales. Quel est le symétrique du point A par rapport à O ? Et pourquoi ?
  1. 1
    Je repars de la définition. « Le symétrique de A par rapport à O, c'est le point A' tel que O soit le MILIEU du segment [AA']. Ce n'est pas « de l'autre côté d'un miroir » : c'est un demi-tour autour de O. Cette définition-là décide de tout le reste. »
  2. 2
    Je cherche le point aligné avec A et O, à égale distance. « Je cherche donc un point de la figure qui soit de l'autre côté de O, exactement à la même distance. Autrement dit, un point tel que O tombe pile au milieu. »
  3. 3
    J'utilise la propriété des diagonales. Le symétrique de A est C. « Or dans un parallélogramme, les diagonales se coupent en leur milieu — c'est une propriété du cours. O est donc le milieu de [AC]. Le point C répond exactement à la définition. »
  4. 4
    Je généralise à toute la figure. O est le centre de symétrie du parallélogramme. « Le même raisonnement vaut pour B : O est aussi le milieu de [BD], donc le symétrique de B est D. Chaque point de la figure a son symétrique dans la figure elle-même : c'est très exactement ce qu'on appelle un CENTRE DE SYMÉTRIE. »
  5. 5
    Je vérifie avec ce que la symétrie conserve. « La symétrie centrale conserve les longueurs, donc OA doit être égal à OC. C'est exactement ce qu'affirme la propriété des diagonales du parallélogramme. Les deux façons de voir se confirment l'une l'autre. »
L'erreur à éviter : Élise dit que la symétrie centrale et la symétrie axiale, « c'est pareil ». « Non. Avec un axe, la figure est retournée comme dans un miroir : une main droite devient une main gauche. Avec un centre, la figure fait un demi-tour et garde son sens. Le test qui les sépare : une droite et son image par symétrie CENTRALE sont toujours parallèles — ce qui est faux avec un axe. »
Conclusion : Le symétrique de A par rapport à O est le point C.

La méthode que je viens de dérouler

  1. Symétrique de A par rapport à O : le point A' tel que O soit le milieu de [AA'].
  2. Construction : je trace la demi-droite [AO), puis je reporte la longueur OA de l'autre côté de O.
  3. Pour une figure : je construis le symétrique de chaque sommet, puis je relie.
  4. Tout est conservé : longueurs, angles, aires, alignement, parallélisme, milieux.
  5. C'est un demi-tour, pas un miroir : une droite et son image sont parallèles.

Ce que tu apprends ici n'est pas « cet exemple-là » : c'est la méthode, celle qui marchera sur les autres énoncés.

À toi maintenant : tu fais les mêmes gestes, mais cette fois je te guide étape par étape.

Quatre autres exemples, rédigés en entier

Ex 1 — Construire le symétrique d'un point

OA mesure 4 cm. Je trace la demi-droite [AO), puis je reporte 4 cm au-delà de O : j'obtiens A'. Ainsi OA' = 4 cm et O est bien le milieu de [AA'], qui mesure donc 8 cm en tout.

Ex 2 — Le symétrique d'un triangle

Pour obtenir le symétrique de ABC, je construis A', B' et C' un par un, puis je relie dans le même ordre. Le triangle obtenu est identique au premier, mais retourné d'un demi-tour : mêmes longueurs, mêmes angles, même aire.

Ex 3 — Des lettres qui ont un centre

Les lettres H, N, S, Z et O sont identiques après un demi-tour : elles ont un centre de symétrie. La lettre M, elle, possède un axe (vertical) mais pas de centre — retournée d'un demi-tour, elle devient un W.

Ex 4 — Ce que devient une droite

Un segment de 7 cm a pour image un segment de 7 cm : les longueurs sont conservées. Et l'image d'une droite (d) est une droite parallèle à (d) — c'est le test qui distingue le plus sûrement la symétrie centrale de la symétrie axiale.

Étape 05 / 07
Pratique guidée — nous le faisons ensemble

Mêmes gestes que dans le modelage, mais c'est toi qui tiens le stylo. Une étape à la fois : la suivante s'ouvre quand celle-ci est juste. L'indice apparaît sur demande — et tout seul après deux essais ratés.

🗣️
Dis-le à voix haute. Répète la définition avant chaque construction : « O est le MILIEU de A à A prime ». Tant qu'on pense « miroir », on place les points au mauvais endroit.
Exo guidé 1 — la définition en actes

Le point A est à 5 cm du point O. On construit A', symétrique de A par rapport à O.

Étape 1 — OA mesure 5 cm, et O doit être le milieu de [AA']. Combien mesure OA' ?
OA' =
Le milieu partage le segment en deux parts égales.
Étape 2 — Combien mesure alors le segment [AA'] en entier ?
AA' =
Les deux moitiés mises bout à bout.
Rédaction attendue

O est le milieu de [AA'], donc OA' = OA = 5 cm, et AA' = 5 + 5 = 10 cm.

Les points A, O et A' sont alignés, dans cet ordre. ✔

Exo guidé 2 — ce qui est conservé

Un segment [BC] mesure 4 cm. Quelle est la longueur de son image par une symétrie centrale ?

Étape 1 — La symétrie centrale conserve-t-elle les longueurs ? (oui ou non)
C'est un demi-tour : la figure ne change ni de taille ni de forme.
Étape 2 — Le segment [BC] mesure 4 cm. Combien mesure son image [B'C'] ?
B'C' =
Exactement la même longueur.
Rédaction attendue

La symétrie centrale conserve les longueurs, donc B'C' = BC = 4 cm.

Elle conserve aussi les angles, les aires, l'alignement et le parallélisme. ✔

Exo guidé 3 — le parallélogramme

ABCD est un parallélogramme dont les diagonales se coupent en O.

Étape 1 — Dans le parallélogramme ABCD de centre O, quel est le symétrique de A ? (écris une lettre)
symétrique de A :
Les diagonales d'un parallélogramme se coupent en leur milieu : O est donc le milieu de [AC].
Étape 2 — Et le symétrique de B ? (écris une lettre)
symétrique de B :
O est aussi le milieu de l'autre diagonale, [BD].
Rédaction attendue

Les diagonales d'un parallélogramme se coupent en leur milieu : O est donc le milieu de [AC] et de [BD].

Le symétrique de A est C, celui de B est D. Chaque point de la figure a son image dans la figure : O est le centre de symétrie du parallélogramme. ✔

Exo guidé 4 — centrale ou axiale ?

Deux questions pour séparer les deux symétries.

Étape 1 — L'image d'une droite (d) par une symétrie CENTRALE est-elle parallèle à (d) ? (oui ou non)
Un demi-tour ne change pas la direction d'une droite.
Étape 2 — Est-ce également vrai pour une symétrie AXIALE ? (oui ou non)
Avec un miroir, une droite penchée d'un côté se retrouve penchée de l'autre : les directions changent.
Rédaction attendue

Par symétrie centrale, l'image d'une droite lui est parallèle : le demi-tour ne change pas la direction.

Par symétrie axiale, ce n'est vrai que dans des cas particuliers : le miroir renverse les directions. C'est le test le plus sûr pour distinguer les deux. ✔

Pratique autonome — à toi seul, sans aide

Plus d'étapes toutes prêtes. Si ta réponse est fausse, le site te dit où ça a coincé.

Exo 1

Le point O est le milieu du segment [AA'], qui mesure 14 cm. Combien mesure OA, en cm ?

Ta réponse (un nombre, sans unité)
Correction

O est le milieu de [AA'], donc il le partage en deux parts égales.

OA = 14 ÷ 2 = 7 cm, et OA' vaut également 7 cm. ✔

Exo 2 — trouve l'erreur

Élise affirme que la symétrie axiale et la symétrie centrale produisent le même effet sur une figure. A-t-elle raison ? Réponds par oui ou non.

Ta réponse
Correction

Non. Les deux conservent les longueurs, les angles et les aires — mais elles ne font pas la même chose.

La symétrie AXIALE retourne la figure comme un miroir : le sens de lecture est inversé.

La symétrie CENTRALE fait faire un demi-tour : le sens est conservé. Test décisif : par symétrie centrale, une droite et son image sont toujours parallèles. ✔

Exo 3 — une lettre bien choisie

La lettre majuscule M possède-t-elle un centre de symétrie ? Réponds par oui ou non.

Ta réponse
Correction

Non. Le M possède un axe de symétrie vertical, mais pas de centre : après un demi-tour, il devient un W.

Les lettres qui ont un centre de symétrie sont celles qui restent identiques après un demi-tour : H, N, S, Z, O, X.

Avoir un axe et avoir un centre sont deux propriétés indépendantes : le H possède les deux, le M seulement un axe, le N seulement un centre. ✔

Pour aller plus loin — à poser sur ton cahier

Ceux-là se font au crayon, à la règle et au compas.

Exo 1 · Facile Représenter

Place un point O et un point A à 5 cm de lui, puis construis A'. Recommence avec un segment [BC] de 4 cm et un point O situé en dehors du segment.

Exo 2 · Moyen Représenter

Trace un triangle ABC quelconque et place un point O à l'intérieur. Construis A'B'C'. Que remarques-tu sur les deux triangles ?

Exo 3 · Défi Chercher Représenter

Un cercle a pour centre I, et A et B sont deux points de ce cercle. On construit leurs symétriques par rapport à I. Où se trouvent A' et B' ? Que peut-on dire des segments [AB] et [A'B'] ?

Étape 06 / 07

Synthèse — À retenir

  • A' sym de A par O ↔ O milieu [AA'].
  • Conserve : longueurs, angles, aires, alignement, parallélisme.
  • = rotation 180° (≠ axiale = miroir).
  • Image droite (d) = droite parallèle à (d).
Étape · Clôture

Reprends les critères du départ : lesquels sont tenus ?

Coche ce que tu sais faire maintenant

S'il en reste un de décoché

Retourne à l'onglet Modelage : la première pensée en bleu insiste sur le mot « milieu ». Tant qu'on pense « miroir », on place les points du mauvais côté.

La suite logique : en 4e, la translation — une autre transformation qui conserve tout, mais qui ne retourne rien du tout.

Étape 07 / 07

Plan de révisions

J+1

Refais l'exo guidé 3 : le parallélogramme et son centre.

J+7

Refais l'exo guidé 4 (centrale ou axiale ?) et l'exo autonome 2.

J+30

Relis le modelage, puis refais l'exo autonome 3 (la lettre M).

Pour aller plus loin

Q1. Une figure peut-elle avoir centre ET axe ?

Q2. 2 sym. centrales consécutives : quelle transformation ?